Реагенты в гидрометаллургии

Основные гидрометаллургические процессы. Процессы выщелачивания. Экстракционные и ионообменные процессы. Основы процессов выделения металлов или их соединений из водных растворов. Электролитическое выделение металлов из расплавов.

Гидрометаллургические и электрометаллургические процессы

ЛЕКЦИЯ 13

Гидрометаллургия охватывает процессы получения металлов из руд, рафинирования и регенерации, проводимые в той или иной стадии в водных растворах.

Гидрометаллургические способы обладают рядом специфических особенностей, для изучения которых приведенные ранее физико-химические закономерности для пирометаллургических процессов недостаточны и должны быть дополнены рядом других законов, поясняющих специфику процессов, протекающих в водных средах.

Одним из основных процессов в гидрометаллургических способах является перевод металла, находящегося в соединении с другими элементами в руде или свободного металла, в водный раствор.

Металлы, как свободные, так и содержащиеся в минералах, в большинстве случаев нерастворимы в воде. Следовательно, необходимо перевести металл в такое соединение, которое растворяется в воде, т. е. получить водорастворимое соединение. Для этой цели применяются особые химически активные вещества, способные вступать с минералом или металлом во взаимодействие с образованием водорастворимых соединений.

Необходимо подобрать такое вещество, такой реагент, который быстро и полно может перевести данный металл в водорастворимое соединение.

Растворитель, применяемый для выщелачивания, должен обладать следующими свойствами:

1) он должен достаточно быстро растворять ценные минералы;

2) он не должен растворять пустую породу и те примеси, которые обычно содержит руда;

3) растворитель должен быть безопасен и удобен в обращении;

4) растворитель должен быть дешев и доступен в больших количествах;

5) растворитель не должен оказывать разъедающего действия на аппаратуру;

6). если возможно, то растворитель должен регенерироваться в процессе осаждения.

В гидрометаллургической практике наиболее часто применяются следующие химические активные вещества-реагенты: серная кислота, каустическая щелочь, аммиак (также углекислый аммоний), цианистые соли (цианистый калий или натрий) и сода. Реже применяется сернистый натрий, соляная и азотная кислоты и др.

Например, использование серной кислоты для перевода в растворенное состояние оксида цинка:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O

Использование каустической щелочи для перевода оксида алюминия из минерала в растворенное состояние:

2Al(OH)₃ + 2NaOH = Na₂O∙Al₂O₃ + 4H₂O

Выщелачивание золота раствором цианистого калия:

4KCN + 2Au + 0,5O₂ + H₂O = 2KOH + 2KAu(CN)₂