Cimmerman (523120), страница 106
Текст из файла (страница 106)
3.4.4.2. Перевод в растворимое состояние и выщелачивание Росгворители а. Цель выщелачивания. Перевод металлов или их соединений в раствор. б. Растворителн. Кислоты, щелочи н соли металлов: Н,5О, — дешевая, поддается регенерации.
Гет(504)э растворяет сульфиды, действует как окнслителгя работает в кислых растворах (иначе Ре(ОН)э выпадает в осадок). (чаОН вЂ д перевода алюминия в водо- растворимый алюминат. ННэ(НН,)эСОэ — для растворения металлов и окислов в присутствии кислорода; образующиеся соединения легко разлагаются. НвэСОэ — добавляется в твердом состоя. нии при обжиге (для перевода сульфндов в сульфаты). П(елочные цианиды. Действуют в присутствии кислорода.
Образуют комплексы благородных металлов. НС1,. ННОэ — применяются редко. Не поддаются регенерации. Вызывают сильную коррозию. в. Выбор растворителя. Правило: основные породы требуют щелочного, кислые— кислотного растворителя. При воэможности следует переводить металл а нейтральные нли кислые соли, так как основные соединения обычно трудно растворнмы. г. Требования к растворителям: — должны быть лешевыми и доступными; ие должны вызывать коррозии аппаратуры н создавать вредные условия труда; — селективное воздействие на компоненты сырья; — после регенерации должны возвращаться в производственный цикл.
Влияние различны» факторов на процесс иьацзлачиэания 1. Диффузия. В результате насьпцения продуктами растворения область вблизи границы разлела твердой н жидкой фаз обедняется растворителем Выравнивание происходит эа счет диффузии, которая определяет скорость всего процесса. Повышение температуры и перемешнвание спо. собствуют разрушению диффузионного слоя н ускоряют растворение. 2. Структура твердой 'фазы. Характер взаимодействия растворителя с выщелачиваемым сырьем определяется видом связи: нонной, ковалентной, металлической, коор. дниационной или смешанног) (переходной).
3. Вязкость пульпы. Прн выщелачнвании с перемешиванием сырье и растворитель образуют пульпу, интенсивный диффузионный обмен в пульпе ускоряет растворение, а следовательно, и извлечение. 4. Степень пропитки сырья. Проявляется главным образом прн просачивании растворителя через неподвижный слой материала (перколяцня). Скаросп просачивания зависит от объема пор, смачнваемостн. При просачивании растворнтель вытесняет воздух нэ пор, трещин и т. д., причем это может благоприятно воздействовать иа извлечение.
5. Адсорбция газов. Существенное влияние оказывает кислород, диффунднрукхцнй вз газовой фазы а растворитель. В зависимости от свойств поверхности и сродства твердой фазы к кислороду их взаимодействие происходит в три стадии: а) физическая адсорбция иа поверхности твердой фазы, "б) образование кислородной пленки; в) образование слоя окислов. При этом связь кислорода с поверхностью твердого вещества увеличивается. 6.
Состав жидкой фазы. В процессе растворения состав жидкой фазы непрерывно изменяется. Эффективность вьэцелачивания снижается (особенно прн перколяции). Поглощакхцая способность жидкой фазы зависит от температуры и давления. Концентрация насыщения, которая соответствует максимальной поглощающей способности, в технологических системах не должна постигаться. Работать следует с ненасьаценнымн растворами. Виды выщелачивания.
а. На скорость выщелачивания влияют следующие факторы: температура; вцц и концентрация растворителя; интенсивность перемешнвания; физические н химические свойства растворяемого сырья. б. Влияние шлама на скоросп выщелачивания зависит от вида и физических свойств шлама: 1) первичный шлам (тонкодисперсиые частицы исходной руды); 2) вторичный шлам (тонкодисперсные частицы сырья, образующиесн при выщелачивании). в. Виды выщелачивания: 1. Выщелачивание просачиванием (перколяция). Частицы сырья должны быть однороднымн ( 1 мм). Высота слоя засыпки зависит от размера частиц. Просачивание может быть восходящим и нисходящим, бывают и комбинированные процессы.
Скорость просачивания 6 — 8 см ч '. Применяются растворители различной концентрации. Свежий (концентрированный) раствор подается на частично выщелачениый материал. 2. Выщелачнвание с перемешиванием пульпы (агитация). Конечный эффект выше, чем при перколяции. Применяются две схемы процесса вьпцелачивания: — непрерывное (пульпа проходит через ряд последовательно установленных чанов с растворителем); — периодическое (чаны с растворителем периодически загружают пульпой.
Метод работы параллельный). Используют и комбинированные схемы, а также вьпцелачнвание в автоклавах при повьппенном давлении. 3.4.4.З.Разделение раствора от выщелачивания и нерастворенного остатка Необходимая стадия процесса, так как при выщелачиванни сырья из него извлекается только часть способных к растворению компонентов, а остаток твердого вещества образует.с раствором суспензию. Для разделения применяют: метод декаитации илн метод фильтрации. Дехинтпция. Процесс заключается в отстаивании оселка н сливаиии жидкости.
Декаитация зависит от размера частиц н их плотности. Меры по укрупнению часгиц, ускоряющие декантацию: добавка коагуляторов, уменыпающих разность потеицна- лов между рваноименно заряженными жидкостью и частицами твердого вещества; повышение температуры; выбор оптимальной степени измельчения твердого вещества. Коагуляторами служат: коллонды; электролиты. Декантация классифицируется следующим образом; по принципу действия (непрерывная, периодическая); по методу осу.
ществления (одноступенчатая, многоступенчатая). Фильтрование (фильтрация). Разделение твердой н жидкой фве пропусканием пульпы через пористые вещества (мзтериады), соответствующие степени дисперсности твердой фазы. а. Скорость фильтрования. Основной параметр процесса, зависит от размера твердых частиц; плотности суспенэин; свойств отлеляемых твердых веществ (сопротивление фильтрации осадка на фильтре).
б. Скорость фильтрации (оУ/~Щ и сопротивление фильтрации (/г): дУ/й = /ьо/Л; /( = (руа)/А', р=р Р где ЬР— перепад давления; У в объем фильтрата; А — площадь фильтра, перпендикулярная к направлению потока; р— удельное сопротивление потоку; а — объем осажденной на фильтре твердой фазы (м'), отнесенный к объему фильтрата (мз]; х — коэффициент сжимаемости; / — время; т, К вЂ” константы. Скорость фильтрации при: х=о (плоткый однородный осадок) дУ/г(/ = (ЛРАа)/(Уа р'); хФО (сжимаемый однородный осадок) г]У/Й = (Ьрг —" А')/(Уа р); х=т — ] (неоднородный осадок) (У/А)'" = Кбрх П в. фильтрация пад давлением.
Прн гомо. генном и склонном к уплотнению осадке фильтрация при постоянном давлении целесообразнее фильтрации с постоянной скоростью. г. Процесс фильтрации. Заканчивается промывкой осадка. Промывка вытеснением: промывочнйя вода подается в направлении, противоположном двшкению фильтрата при фильтрации. Известен процесс неполной промывки вытеснением (например, при фильтрации с помощвю фильтр-прессов): в этом случае промываемая поверхность уменыпветси, а путь промывочной воды удлиняегся.
д. Устройства дли фильтрации: — вакуум фильтры (путч.фильтр, рамиый н барабанный вакуум-фильтры, плоский фильтр]. Всасмвание пульпы через фильтр за счет вакуумироваиия. — фильтр. прессы (кельби.фильтр, кельби бурт. фильтр рзмный и камерный фильтр-прессы). Нагнетание пульпы через фильтр под давлениыч. 3,4.4.4 Очистка растворов Для получения металла высокой чистотЫ растворы от выщелачивания лолжны быть очищены от примесей. Возможные способы очистки: цементация; злектролнз с нерастворимым анодом; кристаллизация; осажденне. //змеятойил (3.4,2А). Процесс, при котором более злектроотрицательный металл вытесняет более электроположительный из раствора его соли.
Неблагородный вчемемг при этом окисляется, а ион более благородного металла, наоборот, восстанавливается. а. Скорость реакции (СР). Гетерогенная система. Основные параметры, определяющие Срг ллнтельность взанмодействня; интенсивность перемешивания; температура; состав раствора; поверхность частиц цементирующего металла, б. Требовании к цемеитирующему реагенту. 1Хементнрующий резгент ие должен образовывать нерастворимых соединений с компонентами раствора. в. Применение: цементацня золота из цианистых растворов цинковой пылью; цементация серебра из цианистых растворов алюминиевой пылью; цеменгация меди же.
лезным скрапом. Эяекгроаиз с нерастворимым анодом. Процесс, при котором концентрация основного металла в электролите убывает. Электрическая энергия используется главным образом на разложение электролита (прн растворимом аноде в на преодоление сопротивления электролита). Прн использовании нерастворимого ано. па происходит заметная поляризация электродов (из.за выделения газов). В хачеогве нерастворимых анодов применяются только те металлы, у которых высокий анодный потенциал (больше, чем потенциал разряда содержащнхсн в рас-. творе анионов); высокое перенапряжение выделения (кислорода), что 'обеспечивает разряд на аноде анионов.
При работе с нерастворимым анодом следует учитывать следующее: — перед влектролизом необходима очистка раствора от примесей: — при выделении неблагородных метвллов необходимо создать перенапряжение водорода; — вид материала нерастворимого анода: — в процессе электролиза увеличивается концентрация кислоты в элехтролнте. Кристаллизация Процесс, при котором из пересьпценной жидкой фазы выпадает избыток твердого вещества.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
