Выщелачивание – это процесс перевода основного металла из твердой фазы (руды или концентрата) в жидкую, с помощью селективных растворителей.
Выщелачивание включает по меньшей мере два процесса: химический — перевод одного из веществ в растворимое состояние, и физико-химический — растворение в воде.
Типы выщелачивания:
простое – это процесс, при котором
извлекаемый металл переходит в раствор в том же химическом соединении, что и в
твёрдой фазе, т.е. химическая реакция не протекает.
выщелачивание с химической реакцией – это
процесс, при котором переход металла в раствор сопровождается химической
реакцией взаимодействия металла с растворителем.
Продукты выщелачивания:
раствор, содержащий ценный компонент;
кек – осадок после выщелачивания,
содержащий примеси и металлы-спутники.
Перед выщелачиванием твёрдое вещество в случае необходимости подвергают механической обработке и
химической — вскрытию.
Назначение вскрытия — перевод труднорастворимых соединений в легкорастворимые (сульфидов в сульфаты, высших окислов в низшие). Возможно вскрытие совмещаеть с выщелачиванием.
Типичные промышленные растворители:
| вода | водные растворы щелочей | цианиды |
| водные растворы кислот | водные растворы солей |
Выщелачивание осуществляется перемешиванием (агитацией) мелкого твёрдого материала с жидким растворителем в контакте с газообразным реагентом, например, воздухом, просачиванием (перколяцией) жидкого реагента через неподвижный слой твёрдого.
Выщелачивание периодически или непрерывно, прямоточно или противоточно обычно проводят в чанах с механическим, пневматическим или пневмомеханическим перемешиванием при атмосферном давлении; в чанах без перемешивания (в перколяторах или диффузорах); в трубчатых реакторах; в автоклавах при повышенных давлениях и температурах.
Избирательность выщелачивание определяется:
химическими свойствами и концентрацией
растворителя,
структурой твёрдого вещества и его
физико-химическими свойствами,
растворимостью соединений выщелачиваемого
вещества в данных условиях.
Скорость выщелачивания зависит:
от
удельной поверхности раздела твёрдое — жидкость (то есть от размера частиц
твёрдого),
разности концентраций растворителя и химических
реагентов на поверхности твёрдого и в объёме,
вязкости растворителя,
величины
коэффициента диффузии,
интенсивности перемешивания (уменьшение
диффузионного слоя, ускорение растворения газообразных реагентов),
температуры (увеличение
констант скорости реакции и
диффузии),
парциального давления
газообразного реагента (кислорода,
сернистого ангидрида и др.) над
раствором,
концентрации растворимого окислителя.
Эффективность выщелачивания определяется полнотой извлечения ценных компонентов, концентрацией извлекаемых компонентов и вредных примесей в конечном растворе, расходом материалов, электроэнергии, пара, затратами рабочей силы, скоростью процесса.