Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Теоретическое введение. Для обогащения сложных по составу, бедных и забалансовых руд и доводки некоторых концентратов и промпродуктов широко применяют комбинированные технологические





Для обогащения сложных по составу, бедных и забалансовых руд и доводки некоторых концентратов и промпродуктов широко применяют комбинированные технологические схемы, в которых наряду с механическими операциями обогащения используются гидрометаллургические процессы.

Гидрометаллургические процессы основаны на селективном растворении ценных компонентов руды или вредных примесей водными растворами химических реагентов. Иногда в процессе растворения образуются другие, новые химические соединения, легко отделяемые от пустой породы.

Наиболее важной операцией гидрометаллургического процесса является выщелачивание минералов, при котором полезные компоненты переходят в раствор.

При растворении минералы претерпевают существенные изменения, которые в ряде случаев можно наблюдать визуально, например, по изменению окраски раствора. Это связано со свойствами атомов и ионов растворяемого минерала, которые при растворении освобождаются от окружающих их в кристалле атомов или ионов и соединяются с молекулами растворителя.

Для выщелачивания медных минералов из руд применяются различные растворители. На практике в настоящее время употребляются только вода, водные растворы серной кислоты, сульфата окиси железа, аммиака и аммонийных солей. Растворение меди значительно ускоряется при наличии в растворе некоторых микроорганизмов (бактерий). При выборе рационального растворителя для выщелачивания руды необходимо знать химическое дейст­вие его на различные минералы и соединения меди. Рассмотрим эти процессы подробнее.

2.1. Серная кислота

При выщелачивании медных руд растворами серной кислоты H2SO4 концентрация их колеблется от 25 до 70 г/л. Сер­ная кислота действует почти на все окисленные соединения меди и на металлическую медь в присутствии кислорода; на сернистые соединения меди не действует и поэтому для выщелачивания суль­фидных медных руд непригодна. Для выщелачивания окисленных руд с большим содержанием окислов кальция и магния серная кислота также неприменима из-за ее большого расхода.

Во всех остальных случаях серная кислота является одним из наиболее эффективных и дешевых растворителей.

Легко растворяются в слабых растворах серной кислоты азурит, малахит, тенорит, куприт, хризоколла, брошантит и атакамит. При химическом растворении этих минералов на основе обменных реакций происходит образование легко растворимых сульфатов, например:

Азурит: Cu3[CO3]2(OH)2 + 3H2SO4 = 3CuSO4 + 4H2O + 2CO2; (1)

Малахит: Cu2[CO3](OH)2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 3H2O + CO2; (2)

Тенорит: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O; (3)

Куприт: Cu2O + H2SO = CuSO4 + Cu0 + H2O; (4)

Брошантит: Cu4[SO4](OH) 6 + 3H2SO4 = 4CuSO4 + 6H2O; (5)

Хризоколла: CuSiO3·nH2O + H2SO4 = CuSO4 + SiO2 + (n + 1)H2O; (6)

Атакамит: Cu2Cl(OH)3 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + HCl + 3H2O. (7)

С серной кислотой взаимодействует также пустая порода, находящаяся в медных рудах, с образованием растворимых сульфа­тов железа, алюминия, магния и др. Состав и количество пере­шедших в раствор при выщелачивании примесей зависит от вещественного состава исходной руды.

2.2. Вода

Вода является наиболее доступным и дешевым растворителем, но ее применение ограничивается из-за нерастворимости почти всех соединений меди и марганца. Единственным минералом меди, растворяющимся в воде, является халькантит Cu[SO4]·5H2O, представляющий собой продукт окисления и выветривания сульфидных медьсодержащих руд.

В длительных процессах кучного и подземного выщелачива­ния вода является основным растворителем в присутствии кисло­рода воздуха.

2.3. Аммиачные растворы

Аммиачные растворы применяются для выщелачивания руд самородной меди и окисленных медных руд с большим содержанием основной породы карбонатного типа.

Химизм аммиачного выщелачивания основан на способности меди и ее окислов давать с аммиаком и аммонийными солями комп­лексные соли, растворимые в воде или избытке аммиака. В процессе выщелачивания протекает следующие реакции:

2Cu + O2 + nNH3 = 2CuO·nNH3; (8)

2Cu + 2CuO·nNH3 = 2Cu2O·nNH3; (9)

CuO + 2NH4OH +(NH4)2CO3 = Cu(NH3)4CO3 + 3H2O; (10)

Cu + Cu(NH3)4CO3 = Cu2(NH3)4CO3. (11)

2.4. К растворителям для выщелачивания медных руд предъяв­ляются следующие требования:

1) растворитель должен быть эффективным, т.е. давать вы­сокое извлечение меди в раствор;

2) растворитель должен быть по возможности селективным, т.е. наряду с высоким извлечением меди в раствор не оказывать заметное действие на другие составные части руды;

3) растворитель должен быть достаточно дешевым и недефицитным;

4) растворитель должен хорошо отмываться от хвостов; при плохой отмывке растворителя увеличиваются потери меди с хвос­тами выщелачивания.

В целом результаты выщелачивания отдельных компонентов зависят от вещественного состава руды, температуры раствора, концентрации и типа растворителя, продолжительности растворения, способа выщелачивания и других факторов.

 






Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 202. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия