4. Сілтілеу әдістері, аппараттары

Шаймалау –бір немесе бірнеше пайдалы компоненттердің оларды бос жыныстан айыру мақсатында кеннен, концентраттан немесе металлургиялық жартылай өнімнен сулы ерітіндіге таңдаулы бөліп алу процесі.

Шаймалау процесінде әртүрлі еріткіштер қолданылады.

Шаймалауда еріткіштерді таңдау көптеген факторларға тәуелді, олардың негізгілері болып саналатындар:

1)бастапқы материалдың химиялық және физикалық табиғаты;

2)еріткіштің құны;

3)еріткіштің аппаратураға коррозиялық әсері;

4)шаймаланатын компонентке қатысты еріткіш әсерінің талғамдылығы;

5)еріткіштің регенерациялау мүмкіндігі(мысалы, ZnOшаймалау кезінде күкірт қышқылы электролиз процесінде регенерацияланады).

Шаймалау – бір немесе бірнеше пайдалы компоненттердің оларды бос жыныстан айыру мақсатында кеннен, концентраттан немесе металлургиялық жартылай өнімнен сулы ерітіндіге таңдаулы бөліп алу процесі.

Шаймалау процесінде әртүрлі еріткіштер қолданылады. Шаймалауда еріткіштерді таңдау көптеген факторларға тәуелді, олардың негізгілері болыпсаналатындар:

1) бастапқы материалдың химиялық және физикалық табиғаты;

2) еріткіштің құны;

3) еріткіштің аппаратураға коррозиялық әсері;

4) шаймаланатын компонентке қатысты еріткіш әсерінің талғамдылығы;

5) еріткіштің регенерациялау мүмкіндігі (мысалы, ZnO шаймалау кезіндекүкірт қышқылы электролиз процесінде регенерацияланады).

Ең көп тараған еріткіштердің түрлері:Су - сульфаттап және хлорлап күйдіру өнімдерін (МеSO4, МеС12) шаймалау үшін пайдаланады. Еритін сульфаттар мен хлоридтер қатты фазадан ерітіндіге келесі

түрде өтеді:

МеSO4 қатты + aq = MeSO4 ерітінді

МеС12 қатты + aq = MeCl2 ерітінді

Қышқылдар. Ең көп қолданатын Н2SO4. Ол көптеген жартылай өнімдер мен кендердің жақсы еріткіші болып табылады, төмен құндылығымен ерекшеленеді және аппаратураға салыстырмалы түрде әлсіз коррозиялық ықпал жасайды. Күкір қышқылын әртүрлі өнімдерді шаймалауда пайдаланады: оксидтерді: МеО + Н2SO4 = MeSO4 + Н2О ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O Сульфидті кендерді: МеS + H2SO4 = MeSO4 + H2S Металдарды (мысалы, қорытпалардан): Ме + Н2SO4 = H2 + МеSO4

Сілтілер. Натрий гидроксиді NaOH негізінен боксидтерден алюминийді алу үшін, сонымен катар вольфрамды кендерді шаймалауда пайдаланады: А12О3+ 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Аммоний гидрооксиді NH4OH, металдарды кендерден шаймалауда (Cu, Ni) кезінде еритін аммиактар түзетін.

Тұздардың сулы ерітінділері. Гидрометаллургиялық тәжірибеде уранды кендерді (Na2CO3), алтын мен күмісті (NaCN) алуда және т.б. Еріткіштердің қарастырылған түлеріне сәйкес шаймалаудың келесі тәсілдері: сулы, қышқылды, сілтілі және тұзды шаймалау болып ажыратылады. Шаймалау әдісін таңдауды анықтайтын негізгі факторлар болып, кеннің сипаты және бағалы компоненттің сол және басқа еріткіште еру қаблеттілігі саналады.

Шаймалаудың түрлері:

1. Ерітіндіні тікелей шаймалау (перколяция) 2. Араластыру арқылы шаймалау 3. Жер асты және үйінділеп шаймала 4. Бактерия арқылы шаймалау 5. Автоклавты шаймалау

гидрометаллургических процессов определяется следующими преимуществами:

1. Возможностью эффективной переработки бедного и сложного по составу сырья.

2. Более низкими энергозатратами.

3. Возможностью механизации и автоматизации процессов.

4. Относительная экологическая безопасность.

Основные процессы и операции в гидрометаллургии

1. Подготовительные операции:

• механическая обработка рудного сырья (дробление, измельчение, классификация) с целью вскрытия ценных минералов и создания большой удельной поверхности выщелачиваемой твердой фазы. Механическая обработка не сопровождается изменением химического состава материалов;

• обработка исходного материала с изменением химического состава сырья с целью получения более пригодных для гидрометаллургической переработки соединений (обжиг, спекание, плавка).

2. Выщелачивание – извлечение компонента из твердой фазы в водный раствор.

3. Разделение твердой и жидкой фаз (операции отстаивания, сгущения и фильтрации).

4. Подготовка растворов к выделению из них металлов или чистых соединений:

• очистка растворов от примесей (рафинирование);

• концентрирование раствора по извлекаемому компоненту.

5. Выделение из растворов металлов или их соединений.

Технологические схемы процессов выщелачивания

Выщелачивание на месте. Руды дробят и здесь же на месте добычи выщелачивают.

Подземное выщелачивание. Выщелачивают «потерянные» руды в старых забоях или месторождениях, разработка которых нерентабельна или невозможна.

Кучное выщелачивание. Производят в специально подготовленных кучах.

Выщелачивание просачиванием (перколяция). Подготовленный материал выщелачивают в чанах с ложным днищем просачиванием через слой материала растворителя.

Агитационное выщелачивание.

1. Механическая агитация - мешалки.

2. Пневматическая агитация сжатым воздухом в пачуках (рисунок 1).

3. Совместное действие воздуха и мешалок.

Выщелачивание в автоклавах под давлением в отсутствии кислорода и в присутствии кислорода.

Выщелачивание и осаждение труднорастворимых соединений обменными процессами

В гидрометаллургии имеют дело с различными труднорастворимыми соединениями:

а) гидроксидами - Me(OH)_n, или основными солями [x MeSO₄*y Me(OH)₂];

б) сульфидами - МеS [CuS, CoS, In₂S₃, MoS₃ и др.];

в) солями неорганических кислот – хлоридами, фторидами РЗЭ, фосфатами, арсенатами, карбонатами, молибдатами, вольфраматами (CaWO₄, CaMoO₄)и др.];

г) солями органических кислот (оксалатами, ксантогенатами, купферонатами и др.).

БИЛЕТ №7