4.2.1. Технологічні процеси

При виробництві кольорових металів процеси поділяються на дві групи: пірометалургійні і гідрометалургійні.

Пірометалургійні процеси проводять при високих температурах частіше з повним і рідше з частковим розплавленням металу, а гідрометалургійні – у водних середовищах при температурі не вище 300^оС з частковим розплавленням металу.

В окрему групу виділені електрометалургійні процеси, які можуть бути як піро-, так гідрометалургійними. Відмінною рисою цих процесів є використання електроенергії як рушійної енергетичної сили для їх перебігу.

Пірометалургіні процеси за характером протікаючих перетворень, поведінки компонентів, що беруть участь у процесі, і кінцевими результатами поділяють на три групи: випал, плавка і дистиляція.

Випал – металургійний процес, проведений при високих температурах (500-1200С) в межах зміни мінералогічного і хімічного складів перероблюваної сировини.

Плавка – це пірометалургійний процес, проведений при температурах, що забезпечують у більшості випадків повне розплавлення перероблювального металу. Розрізняють плавки рудні і рафінувальні. Є різні технології рудних плавок – все залежить від виду кольорових металів і їх руд. При цих плавках одержують метали з різними домішками. Рафінувальні плавки проводять з метою очищення металів від домішок. В основі їх лежать розбіжності в деяких фізико-хімічних властивостях основного металу і його домішок.

Дистиляція – процес випаровування речовин при температурі дещо вищій точки її кипіння, що робить можливим сублімацією розділити компоненти оброблюваного матеріалу залежно від їхньої леткості. Дистиляцією користуються як для переробки рудної сировини, так і для видалення легколетких домішок при рафінуванні або розподілі металевих сплавів. Дистиляцією з метою рафінування називають ректифікацією.

Гідрометалургійні процеси. Гідрометалургійні процеси протікають при низьких температурах на межі поділу найчастіше твердої і рідкої фаз. Будь-який металургійний процес складається з трьох основних стадій: вилужування, очищення розчинів від домішок і осадження металу з розчину.

Вилужування – процес перетворення вилучених металів у розчин (розчинення) при впливі розчинника на перероблювальний матеріал часто при газовому реагенті – кисні, водні та інших. Внаслідок вилужування одержують два продукти: розчин вилуженого металу забруднений домішками, і нерозчинений залишок, що складається з пустої породи. В якості розчинників використовують воду, розчин кислот, лугів або солей.

Очищення розчинів від домішок проводять з метою запобігання їх потрапляння у вилучений метал при наступному його осадженні. Для очищення розчинів вилужування від домішок використовують методи хімічного осадження неорганічними або органічними реагентами, гідроліз, кристалізацію або цементацію.

Осадження металів з очисних розчинів від вилужування проводять електролізом водяних розчинів, цементацією або відновленням газопереробними відновлювачами під тиском.

Іонообмінний процес ґрунтується на спроможності деяких речовин (іонітів) поглинати іони з розчину в обмін на іони того ж знаку, що входять до складу іоніту.

В гідрометалургії кольорових металів, особливо при виробництві рідкісних і благородних металів все більше застосування набувають сорбційні (особливо хемосорбція) і екстракційні процеси. Застосування цих процесів спрямоване на вирішення таких задач:

1) переведення цінного металу після вилужування з одного розчину в інший більш зручний за сольовим складом для наступної переробки;

2) концентрування металів із розведених розчинників і пульп;

3) селективний розподіл металів і очищення розчинів від домішок.