Выщелачивание

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ (а. leaching, lixiviation; н. Auslaugung; ф. lixiviation, lessivage; и. lixiviacion) — перевод в раствор, обычно водный, одного или нескольких компонентов твёрдого материала. В технике с целью извлечения металла (иногда удаления вредных примесей) выщелачиванию подвергают руды и продукты их обогащения (концентраты, промпродукты, хвосты), продукты пирометаллургического передела (огарки, штейны, анодные шламы и т.д.), а также отходы, образующиеся при обработке металлов и сплавов.

Выщелачивание широко используют в производстве урана, золота, меди, цинка, молибдена, вольфрама, алюминия и других металлов. При необходимости перед выщелачиванием (или во время него) материал подвергают дроблению и измельчению, а также химической обработке, т.н. вскрытию, для перевода извлекаемого компонента из труднорастворимого соединения в легкорастворимое. Для этого используют различные виды обжига (окислительный, восстановительный, хлорирующий, сульфатизирующий), спекание, окисление или восстановление в пульпе. Пример вскрытия: окислительный обжиг сульфидных концентратов, в процессе которого металл переходит в форму окисла, легко растворяющегося в водных растворах щелочей (выщелачивание молибдена) или кислот (выщелачивание цинка).

Обычно выщелачивание осуществляют с помощью водных растворов неорганических кислот (серной, соляной, азотной), щелочей (едкий натр, аммиак) и солей (углекислый натрий или аммоний, цианиды и др.). Растворитель выбирается исходя из свойств и состава материала, с учётом селективности, токсичности, стабильности состава, коррозионного действия, возможности регенерации и других свойств, а также его стоимости и дефицитности. Иногда выщелачивание представляет собой простое растворение (например, водное выщелачивание соединений тяжёлых металлов после сульфатизирующего или хлорирующего обжига). В большинстве случаев растворение при выщелачивании сопровождается следующими процессами: комплексообразованием (например, при цианировании золота, обработке сульфидов никеля аммиачными растворами); обменной реакцией (при выщелачивании окислов или карбонатов металлов растворами кислот); окислительно-восстановительной реакцией (при выщелачивании электроотрицательных металлов кислотами; выщелачивании сульфидов кислыми растворами).

Реклама

Процесс выщелачивания состоит из трёх стадий: подвода реагирующих веществ к твёрдой поверхности; химической реакции; отвода растворимых продуктов реакции в раствор. Чаще всего выщелачивание протекает в диффузионной области, т. е. скорость процесса контролируют первая и третья стадии. Однако возможны также кинетический режим, при котором самой медленной стадией является химическая реакция (и следовательно, скорость выщелачивания определяется закономерностями химической кинетики), а также смешанный диффузионно-кинетический режим. Выщелачивание ускоряется при уменьшении размера частиц материала, увеличении температуры (особенно при кинетическом режиме), а в диффузионной области — при увеличении интенсивности перемешивания.

Выщелачивание осуществляют различными способами в зависимости от природы, состава и состояния материала, подвергаемого обработке. Например, выщелачивание золотых, урановых руд и сульфидных концентратов проводят при перемешивании пульпы (смеси мелких твёрдых частиц с растворителем) — т.н. выщелачивание перемешиванием; выщелачивание меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов и других пористых и зернистых материалов, не склонных к слёживанию и образованию нефильтрующего слоя, проводят просачиванием растворителя через неподвижный слой твёрдого материала — т.н. выщелачивание перколяцией. Для выщелачивания перемешиванием используют ёмкости, оборудованные механическими, пневматическими или пневмомеханическими перемешивающими устройствами (мешалками, эрлифтами и др.). При выщелачивании перколяцией обрабатываемый материал загружают в чан с ложным днищем, покрытым фильтровальной тканью, или укладывают штабелями на заранее подготовленные площадки — т.н. кучное выщелачивание. Этот способ выщелачивания применяется для извлечения меди и урана из некондиционных руд и вскрышных пород и представляет собой единственный экономически оправданный способ переработки бедного сырья. Выщелачивание перколяцией по существу происходит также при т.н. выщелачивании подземном, производимом непосредственно на месте залегания рудного материала.

Повышение эффективности выщелачивания возможно за счёт механохимических, ультразвуковых, термических воздействий, при совмещении выщелачивания с ионным обменом (т.н. сорбционное выщелачивание), при воздействии высоких температур (до 300°С) и давлений (до 0,5 МПа), достигаемых в автоклавах (автоклавное выщелачивание), а также благодаря воздействию определенных видов бактерий. См. также бактериальное выщелачивание.

Источник

Значение слова «выщелачивание»

• Выщелачивание — в самом общем смысле перевод в раствор, как правило водный, одного или нескольких компонентов твердого материала. Под выщелачиванием понимают:

1. Процесс вымывания водой растворимых солей и минералов. Например, Выщелачивание отдельных разновидностей серы и угля, обессоливания угля и тому подобное.

2. Процесс выноса щелочных и щелочно-земельных металлов с кристаллической решетки минералов: например, с слюд в результате выщелачивания образуются гидрослюдистые минералы.

3. Операцию гидрометаллургического процесса. Выщелачиванию подвергают руды и продукты их обогащения (концентраты, промпродукты), продукты пирометаллургического передела (огарки, штейны, анодные шламы, а также отходы обработки металлов и сплавов). Выщелачивание широко используют в производстве уран, золота, меди, цинка, молибдена, вольфрама, алюминия и др.

Процесс состоит из трех стадий: подвода реагирующих веществ к твердой поверхности; химическая реакция; отвода растворенных продуктов реакции к раствору. Чаще всего выщелачивание протекает в диффузионной области, то есть скорость процесса контролируют первая и третья стадии. Однако возможен и кинетический режим, при котором медленной стадией является хим. реакция, а также смешанный диффузионно-кинетический режим. Ускоряется при уменьшении размера частиц материала, увеличении температуры (особенно при кинетическом режиме), а в диффузионной области — при увеличении интенсивности перемешивания. Выщелачивание осуществляют различными способами в зависимости от природы, состава и состояния материала, подвергающегося обработке. Например, выщелачивание золотых, урановых и сульфидных концентратов проводят при перемешивании пульпы; меди из окисленных руд, алюминатов, из спеченных бокситов и др. пористых и зернистых материалов, не подверженных слеживанию, проводят пропиткой растворителя через неподвижный слой твердого материала — т. н. перколяции. Выщелачивание может быть совмещено с механо-химическим, ультразвуковым, биологическим и термическим воздействием на материал.

выщела́чивание

1. перевод в раствор, как правило водный, одного или нескольких компонентов твердого материала

Источник

Выщелачивание

Растворение и вынос какого-либо вещества из минерала без нарушения его цельности, тогда как при растворении кристалл разрушается полностью

Выщелачивание как основная операция гидрометаллургического процесса — селективное извлечение полезных компонентов из руд и продуктов обогащения растворами кислот, щелочей и солей с окислителями или восстановителями

3.6 выщелачивание : Гидрометаллургический метод извлечения ценных компонентов из руд в результате их селективного растворения; растворение и вымывание фильтрующей жидкости через бетонную крепь выработки частиц бетона.

Смотри также родственные термины:

32 выщелачивание (радиоактивных отходов): Экстрагирование растворителем отдельных компонентов из отвержденных и твердых радиоактивных отходов

65 выщелачивание драгоценного металла: Избирательное растворение компонентов обрабатываемого материала, содержащего драгоценный металл, в органических растворителях и водных растворах неорганических веществ.

81. Выщелачивание почвы

Вымывание из почвы различных веществ фильтрующимися растворами

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Полезное

Смотреть что такое «Выщелачивание» в других словарях:

Выщелачивание — (иногда варка), перевод в раствор (обычно водный) одного или нескольких компонентов твёрдого вещества с помощью водного или органического растворителя, часто при участии газов окислителей или восстановителей. Содержание 1 Примеры… … Википедия

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ — извлечение отдельных составляющих твердого материала с помощью растворителя (напр., гидрометаллургическое извлечение металлов из руд, щелочное извлечение лигнина из древесины, бактериальное выщелачивание урана из руд). Выщелачивание называется… … Большой Энциклопедический словарь

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ — ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, в геологии процесс удаления химических и питательных веществ из почвы. Дождевая вода, особенно в теплых климатических зонах, растворяет и вымывает все растворимое. Удаленные растворимые вещества восстанавливаются очень медленно. В… … Научно-технический энциклопедический словарь

Выщелачивание — (a. leaching, lixiviation; н. Auslaugung; ф. lixiviation, lessivage; и. lixiviacion) перевод в раствор, обычно водный, одного или нескольких компонентов твёрдого материала. B технике c целью извлечения металла (иногда удаления вредных… … Геологическая энциклопедия

выщелачивание — перколяция Словарь русских синонимов. выщелачивание сущ., кол во синонимов: 1 • перколяция (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов

Выщелачивание — (lessivage фр, Auslaugung нем.; lixiviation англ. ) операция, в которой посредством жидкости, обыкновенно воды, из твердыхтел извлекают растворимые составные части. Например, приготовлениепоташа посредством извлечения углекалиевой соли из… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

выщелачивание — Процесс избирательного растворения и выноса подземными водами отдельных компонентов горных пород [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] выщелачивание Селективное извлечение полезных компонентов из руд и… … Справочник технического переводчика

выщелачивание — Разрушение горных пород вследствие их растворения химическим воздействием воды и выноса веществ в водном растворе. Syn.: химическое выветривание; коррозия выщелачивание Процесс вымывание из почвенного профиля в виде раствора или суспензии частиц… … Словарь по географии

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ — ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, смотри Экстрагирование … Современная энциклопедия

Выщелачивание — этап подготовки облученных твэлов к переработке; заключается в том, что после рубки ТВС топливо, содержащееся в полученных кусках, селективно растворяется в кислоте. метод извлечения отдельных составляющих твердого материала, в т.ч. и… … Термины атомной энергетики

Источник

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, извлечение одного или неск. компонентов из твердых тел (руд, концентратов, промежут. продуктов, иногда отходов произ-ва) водным р-ром, содержащим щелочь, к-ту или др. реагент, а также с использованием определенных видов бактерий; частный случай экстрагирования из твердой фазы. Обычно выщелачивание сопровождается хим. р-цией, в результате к-рой извлекаемый компонент переходит из формы, не растворимой в воде, в растворимую.

В гидрометаллургич. схемах переработки рудного сырья выщелачивание обычно проводят после измельчения руды и ее обогащения. Иногда перед выщелачиванием руды и концентраты обжигают в окислит. атмосфере (на воздухе) или в присут. добавок (CaO, CaSO₄, H₂SO₄, сульфатов, хлоридов, фторосиликатов и др.), что способствует вскрытию минералов и переводу их в иные, легкорастворимые хим. соединения. Вслед за выщелачиванием проводят разделение жидкой и твердой фаз путем отстаивания, фильтрации и др. методами.

Чаще всего применяют агитационное выщелачивание. Его проводят в реакторах с мех. (с помощью мешалок), пневматич. (путем подачи воздуха, острого пара или др. газов) или комбиниров. перемешиванием. Важное значение имеет размер частиц твердого в-ва и его концентрация в системе. Увеличение степени измельчения до определенного предела повышает скорость процесса и конечную степень извлечения благодаря росту пов-сти контакта фаз и большей доступности заблокированных пустой породой включений растворяемого минерала. Однако слишком тонкий помол приводит к повышению вязкости смеси, резко усложняет послед. разделение фаз и требует большого расхода энергии. Средний размер частиц при выщелачивании редко бывает менее 50-75 мкм. При понижении концентрации твердой фазы облегчается перемешивание, однако при этом повышается расход выщелачивающего реагента и затрудняется послед. фильтрация. При малом кол-ве жидкости система становится слишком вязкой и плотной. Обычно соотношение по массе жидкой и твердой фаз при выщелачивании составляет от 0,7 до 6 (чаще всего 1-2) и зависит от состава выщелачиваемого материала, р-римости извлекаемого соед. и др. факторов.

Для снижения расхода реагентов и повышения степени извлечения агитационное выщелачивание проводят в прямо- или противоточных каскадах из 3-5 аппаратов (ступеней). Применяют также процессы в псевдоожиженном слое твердого материала, при к-ром сжижающим агентом служит выщелачивающий р-р, и в движущемся с большой скоростью потоке пульпы (струйное выщелачивание).

Выщелачивание проводят также при повыш. давлении в автоклавах. При этом повышается т-ра процесса, его скорость, увеличивается степень извлечения, снижается расход реагентов, резко сокращается длительность процесса. Кроме того, повышение давления увеличивает р-римостъ О₂, что ускоряет окисление извлекаемых компонентов воздухом. Так, при окислит. выщелачивании сульфидов металлов в автоклавах в присут. воздуха они окисляются до сульфатов, в результате чего сокращается расход необходимой для выщелачивания H₂SO₄. Автоклавы для выщелачивания могут работать при 200-300 °С и давл. 16-80 МПа. Они бывают горизонтальными (с мех. перемешиванием) и вертикальными (с перемешиванием и обогревом острым паром).

Выщелачивание-сравнительно медленный процесс, поэтому его интенсифицируют путем мех., ультразвукового и термич. активирования твердых в-в, наложением электрич. полей, с помощью вибраций и пульсаций. С целью интенсификации выщелачивания иногда проводят одновременно с ионным обменом.

Выщелачивание, осуществляемое путем просачивания р-ра через слой твердого пористого материала, наз. перколяционным. Скорость просачивания зависит от пористости (отношение объема пор к общему объему), содержания мелких (иловых) частиц в твердом материале и высоты слоя. При проведении процесса в спец. аппаратах — перколяторах скорость просачивания должна быть не ниже 2 см/с. Выщелачивание в перколяторах — малоинтенсивный процесс; используют его редко.

Более широко применяют перколяционный процесс для кучного и подземного выщелачивания в сочетании с ионообменным извлечением металла. При кучном выщелачивании материал (напр., старые отвалы, гранулированный рудный концентрат), уложенный в бурты на водонепроницаемом, слегка наклонном основании, обрабатывают жидким реагентом. По истечении длит. времени (от суток до месяцев) накопившийся в сборниках р-р перерабатывают. Более интенсивный процесс этого типа-выщелачивание с замесом. Жидкий реагент и твердый материал перемешивают в винтовом конвейере, к-рый одновременно служит и для укладки материала в бурты.

Подземное выщелачивание состоит в подаче выщелачивающего р-ра под землю непосредственно в рудное тело или в слой специально подготовленной руды и выкачивании р-ра, просочившегося через слой руды, на пов-сть. Известны два осн. варианта подземного выщелачивания — скважинный (бесшахтный) и шахтный. В первом случае используют систему определенным образом расположенных скважин для подачи выщелачивающего р-ра и выкачивания продукционного р-ра, во втором — старые или специально созданные шахты, подготовленные подземные камеры с обрушенной рудой, а для сбора продукционного р-ра — штольни или штреки. При разработке месторождений руд радиоактивных и цветных металлов часто применяют комбиниров. системы подземного выщелачивания: из элементов скважинных и шахтных систем выщелачивания; из элементов систем шахтного выщелачивания и к.-л. другого типа выщелачивания.

Подземное выщелачивание, применяемое обычно при глубине залегания рудного тела не более 600 м, позволяет резко сократить объемы капитальных вложений и сроки стр-ва предприятий, повысить в 2-4 раза производительность труда, значительно уменьшить вредное воздействие на природу (не нарушать ландшафт, резко снизить кол-ва твердых отходов и вредных в-в, выносимых на пов-сть земли, сравнительно просто восстанавливать отработанные участки).

Несмотря на определенные требования при выборе участков для подземного выщелачивания (наличие подстилающих водонепроницаемых горных пород, высокая проницаемость самого рудного тела, удобная гидрологич. обстановка и др.), таким путем в нек-рых странах добывают до 10% U и до 18% Си.

При бактериальном выщелачивании используется способность ав-тотрофных бактерий (Thiobacillus ferrooxidant, Ferrobacillus thiooxidant и др.) поглощать для своей жизнедеятельности энергию, выделяемую при окислении сульфидов и тиосульфатов металлов, серы, а также при переходе Fe 2+ в Fe 3+ . Указанные бактерии содержат в-ва, катализирующие эти р-ции. В результате образуется H₂SO₄ или соли Fe 3 +, к-рые можно применять как реагенты для выщелачивания наиб. активность бактерий наблюдается при 30-35 °С и определенной кислотности среды. Бактериальное выщелачивание сочетают с подземным, культивируя бактерии перед подачей под землю в спец. емкостях.

Выщелачивание используют в технологии цветных (Al, Au, Cd, Сu, In, Т1 и др.) и редких (Be, Li, Mo, Nb, Re, W, Та, U и др.) металлов, при получении В, Ge, Se, Те. Кучное выщелачивание применяют для извлечения Ag, Au, Сu, U, подземное — U, Си, Ag, Co, Fe, Ni и др., бактериальное — Сu и U; последний способ перспективен для переработки силикатных руд, содержащих Al, As, Mn, Ni и др. металлы.

===
Исп. литература для статьи «ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ» : Плаксин И. Н., Юхтанов Д. М., Гидрометаллургия, М., 1949; Автоклавные процессы в цветной металлургии, М., 1969; Каравай ко Г. И., Кузнецов СИ., Голомзик А. И., Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд, М., 1972; Добыча урана методом подземного выщелачивания, под ред. В.А. Мамилова, М., 1980; Плаксин И. Н., Гидрометаллургия. Избр. труды, М., 1972; Полькин СИ., Адамов Э. В., Панин В. В., Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов, М., 1982; Романков П. Г., Курочки на М. И., Экстрагирование из твердых материалов, Л., 1983; Зелик ман А. Н., Вольдман Г. М., Беляевекая Л. В., Теория гидрометаллургических процессов, 2 изд., М., 1983. Б. В. Громов, Э. Г. Раков.

Страница «ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Источник