Войти
Гидрометаллургия - это технология в области добывающей металлургии, получение металлов из их руд. Гидрометаллургия предполагает использование водных растворов для извлечения металлов из руд, концентратов, а также переработанных или остаточных материалов. Технологии, дополняющие гидрометаллургию, включают пирометаллургию, паровую металлургию и электрометаллургию расплавов солей. Гидрометаллургия обычно делится на три основных направления:
Выщелачивание включает использование водных растворов для извлечения металла из металлосодержащих материалов, который контактирует с материалом, содержащим ценный металл. Первые образцы происходят из Германии и Испании 17 века, где его применяли для добычи меди.
Условия выщелачивающего раствора варьируются с точки зрения pH, окислительно-восстановительного потенциала, присутствия хелатирующих агентов и температуры, чтобы оптимизировать скорость, степень и селективность растворения желаемого металлического компонента в водной фазе. Используя хелатирующие агенты, можно избирательно извлекать определенные металлы. Такие хелатирующие агенты обычно представляют собой амины оснований Шиффа.
Пять основных конфигураций реактора выщелачивания: на месте, в куче, чане, резервуаре и автоклаве.
Выщелачивание на месте также называют «добычей раствора». Первоначально этот процесс включает бурение скважин в залежи руды. Взрывчатые вещества или гидроразрыв используются для создания открытых проходов внутри залежи для проникновения раствора. Раствор для выщелачивания закачивается в залежь, где он контактирует с рудой. Затем раствор собирается и обрабатывается. Месторождение урана Beverley является примером скважинного подземного выщелачивания, а также троян копи в Зимбабве.
В процессах кучного выщелачивания дробленая (а иногда и агломерированная) руда складывается в кучу, покрытую непроницаемым слоем. Выщелачивающий раствор распыляется поверх кучи, и ему дают просачиваться вниз через кучу. Конструкция отвала обычно включает отстойники, которые позволяют перекачивать «насыщенный» выщелачивающий раствор (т.е. раствор с растворенными ценными металлами) для дальнейшей обработки. Примером является цианирование золота, при котором измельченные руды экстрагируются раствором цианида натрия, который в присутствии воздуха растворяет золото, оставляя недрагоценный остаток.
Шаровидная модель комплексного аниона ауроцианида или дицианоаурата (I), [Au (CN) 2 ] -.Выщелачивание из чана включает контактирование материала, который обычно подвергается измельчению и классификации, с выщелачивающим раствором в больших чанах.
Резервуар с перемешиванием, также называемый выщелачиванием с перемешиванием, включает контактирование материала, который обычно подвергается измельчению и классификации, с выщелачивающим раствором в резервуарах с перемешиванием. Перемешивание может улучшить кинетику реакции за счет увеличения массопереноса. Резервуары часто имеют последовательную конфигурацию реакторов.
Автоклавные реакторы используются для реакций при более высоких температурах, что может увеличить скорость реакции. Аналогичным образом автоклавирование позволяет использовать в системе газообразные реагенты.
После выщелачивания щелок от выщелачивания обычно должен подвергаться концентрации ионов металлов, которые должны быть извлечены. Кроме того, иногда требуется удаление нежелательных ионов металлов.
При экстракции растворителем смесь экстрагента с разбавителем используется для извлечения металла из одной фазы в другую. При экстракции растворителем эту смесь часто называют «органической», потому что основным компонентом (разбавителем) является какой-то тип масла.
PLS (насыщенный выщелачивающий раствор) смешивают до эмульгирования с удаленным органическим веществом и дают ему разделиться. Металл будет заменен PLS на органический, который они модифицировали. Полученные потоки будут загруженными органическими веществами и рафинатом. При электровыделении загруженные органические вещества затем смешивают до эмульгирования с обедненным электролитом и дают ему разделиться. Металл превратится из органики в электролит. Получающиеся потоки будут представлять собой очищенный от органики и богатый электролит. Органический поток рециркулируют в процессе экстракции растворителем, в то время как водные потоки проходят цикл через процессы выщелачивания и электрохимического извлечения соответственно.
Хелатирующие агенты, природный цеолит, активированный уголь, смолы и жидкие органические вещества, пропитанные хелатирующими агентами, все используются для обмена катионов или анионов с раствором. Селективность и извлечение зависят от используемых реагентов и присутствующих загрязнителей.
Восстановление металла - это заключительный этап гидрометаллургического процесса. Металлы, подходящие для продажи в качестве сырья, часто производятся непосредственно на стадии извлечения металла. Однако иногда требуется дальнейшее рафинирование, если необходимо получить металлы сверхвысокой чистоты. Основными типами процессов восстановления металлов являются электролиз, газовое восстановление и осаждение. Например, главной целью гидрометаллургии является медь, которую обычно получают электролизом. Ионы Cu 2+ восстанавливаются при умеренных потенциалах, оставляя за собой другие загрязняющие металлы, такие как Fe 2+ и Zn 2+.
Электровыделение и электрорафинирование, соответственно, включают извлечение и очистку металлов с использованием электроосаждения металлов на катоде и либо растворения металла, либо конкурирующей реакции окисления на аноде.
Осаждение в гидрометаллургии включает химическое осаждение металлов и их соединений или загрязняющих веществ из водных растворов. Осаждение будет происходить, когда в результате добавления реагента, испарения, изменения pH или температурных манипуляций любой данный вид превысит предел растворимости.
