химический каталог




ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, извлечение одного или несколько компонентов из твердых тел (руд, концентратов, промежуточные продуктов, иногда отходов производства) водным раствором, содержащим щелочь, кислоту или др. реагент, а также с использованием определенных видов бактерий; частный случай экстрагирования из твердой фазы. Обычно ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ сопровождается химический реакцией, в результате которой извлекаемый компонент переходит из формы, не растворимой в воде, в растворимую.

В гидрометаллургич. схемах переработки рудного сырья ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ обычно проводят после измельчения руды и ее обогащения. Иногда перед ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ руды и концентраты обжигают в окислит. атмосфере (на воздухе) или в присутствии добавок (CaO, CaSO4, H2SO4, сульфатов, хлоридов, фторосиликатов и др.), что способствует вскрытию минералов и переводу их в иные, легкорастворимые химический соединения. Вслед за ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ проводят разделение жидкой и твердой фаз путем отстаивания, фильтрации и др. методами.

Чаще всего применяют агитационное ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ Его проводят в реакторах с механические (с помощью мешалок), пневматич. (путем подачи воздуха, острого пара или др. газов) или комбиниров. перемешиванием. Важное значение имеет размер частиц твердого вещества и его концентрация в системе. Увеличение степени измельчения до определенного предела повышает скорость процесса и конечную степень извлечения благодаря росту поверхности контакта фаз и большей доступности заблокированных пустой породой включений растворяемого минерала. Однако слишком тонкий помол приводит к повышению вязкости смеси, резко усложняет последующей разделение фаз и требует большого расхода энергии. Средний размер частиц при ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ редко бывает менее 50-75 мкм. При понижении концентрации твердой фазы облегчается перемешивание, однако при этом повышается расход выщелачивающего реагента и затрудняется последующей фильтрация. При малом кол-ве жидкости система становится слишком вязкой и плотной. Обычно соотношение по массе жидкой и твердой фаз при ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ составляет от 0,7 до 6 (чаще всего 1-2) и зависит от состава выщелачиваемого материала, растворимости извлекаемого соединения и др. факторов.

Для снижения расхода реагентов и повышения степени извлечения агитационное В. проводят в прямо- или противоточных каскадах из 3-5 аппаратов (ступеней). Применяют также процессы в псевдоожиженном слое твердого материала, при котором сжижающим агентом служит выщелачивающий раствор, и в движущемся с большой скоростью потоке пульпы (струйное ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ). ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ проводят также при повыш. давлении в автоклавах. При этом повышается температура процесса, его скорость, увеличивается степень извлечения, снижается расход реагентов, резко сокращается длительность процесса. Кроме того, повышение давления увеличивает растворимостъ О2, что ускоряет окисление извлекаемых компонентов воздухом. Так, при окислит. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ сульфидов металлов в автоклавах в присутствии воздуха они окисляются до сульфатов, в результате чего сокращается расход необходимой для ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ H2SO4. Автоклавы для ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ могут работать при 200-300 °С и давл. 16-80 МПа. Они бывают горизонтальными (с механические перемешиванием) и вертикальными (с перемешиванием и обогревом острым паром). ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ-сравнительно медленный процесс, поэтому его интенсифицируют путем механические, ультразвукового и термодинамически активирования твердых веществ, наложением электрич. полей, с помощью вибраций и пульсаций. С целью интенсификации ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ иногда проводят одновременно с ионным обменом. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, осуществляемое путем просачивания раствора через слой твердого пористого материала, называют перколяционным. Скорость просачивания зависит от пористости (отношение объема пор к общему объему), содержания мелких (иловых) частиц в твердом материале и высоты слоя. При проведении процесса в спец. аппаратах - перколяторах скорость просачивания должна быть не ниже 2 см/с. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ в перколяторах - малоинтенсивный процесс; используют его редко.

Более широко применяют перколяционный процесс для кучного и подземного В. в сочетании с ионообменным извлечением металла. При кучном ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ материал (например, старые отвалы, гранулированный рудный концентрат), уложенный в бурты на водонепроницаемом, слегка наклонном основании, обрабатывают жидким реагентом. По истечении длительного времени (от суток до месяцев) накопившийся в сборниках раствор перерабатывают. Более интенсивный процесс этого типа-В. с замесом. Жидкий реагент и твердый материал перемешивают в винтовом конвейере, который одновременно служит и для укладки материала в бурты.

Подземное ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ состоит в подаче выщелачивающего раствора под землю непосредственно в рудное тело или в слой специально подготовленной руды и выкачивании раствора, просочившегося через слой руды, на поверхность. Известны два основные варианта подземного ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ - скважинный (бесшахтный) и шахтный. В первом случае используют систему определенным образом расположенных скважин для подачи выщелачивающего раствора и выкачивания продукционного раствора, во втором - старые или специально созданные шахты, подготовленные подземные камеры с обрушенной рудой, а для сбора продукционного раствора - штольни или штреки. При разработке месторождений руд радиоактивных и цветных металлов часто применяют комбиниров. системы подземного ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ: из элементов скважинных и шахтных систем ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ; из элементов систем шахтного ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ и к.-л. другого типа ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

Подземное ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, применяемое обычно при глубине залегания рудного тела не более 600 м, позволяет резко сократить объемы капитальных вложений и сроки стр-ва предприятий, повысить в 2-4 раза производительность труда, значительно уменьшить вредное воздействие на природу (не нарушать ландшафт, резко снизить кол-ва твердых отходов и вредных веществ, выносимых на поверхность земли, сравнительно просто восстанавливать отработанные участки).

Несмотря на определенные требования при выборе участков для подземного В. (наличие подстилающих водонепроницаемых горных пород, высокая проницаемость самого рудного тела, удобная гидрологич. обстановка и др.), таким путем в некоторых странах добывают до 10% U и до 18% Си.

При бактериальном ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ используется способность ав-тотрофных бактерий (Thiobacillus ferrooxidant, Ferrobacillus thiooxidant и др.) поглощать для своей жизнедеятельности энергию, выделяемую при окислении сульфидов и тиосульфатов металлов, серы, а также при переходе Fe2+ в Fe3+. Указанные бактерии содержат вещества, катализирующие эти реакции. В результате образуется H2SO4 или соли Fe3+, которые можно применять как реагенты для ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ наиболее активность бактерий наблюдается при 30-35 °С и определенной кислотности среды. Бактериальное ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ сочетают с подземным, культивируя бактерии перед подачей под землю в спец. емкостях. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ используют в технологии цветных (Al, Au, Cd, Сu, In, Т1 и др.) и редких (Be, Li, Mo, Nb, Re, W, Та, U и др.) металлов, при получении В, Ge, Se, Те. Кучное ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ применяют для извлечения Ag, Au, Сu, U, подземное - U, Си, Ag, Co, Fe, Ni и др., бактериальное - Сu и U; последний способ перспективен для переработки силикатных руд, содержащих Al, As, Mn, Ni и др. металлы.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
зимнее хранение скутера в москве
раствор дельта производитель
КНС - Кликните и при заказе введите промокод "Галактика" на скидку - блок питания компьютера цена - всегда быстро, выгодно и удобно.
dvs 355dv 400 / 3 2750 43 260 0,6 25 995,0

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)