湿法冶金简介PPT课件
湿法冶金-第8章 加压湿法冶金
早在19世纪末,化学家拜耳提出用氢氧化钠溶液浸出铝 土矿。浸出是在一种装有搅拌的压力釜中进行的,温度 为413-453K,称为拜耳法。拜耳法的出现使氧化铝的生 产得到了迅速发展。
1969年,澳大利亚的西部矿业公司克温那那也采用了加压 浸出法。
酸性介质中的加压浸出在此期间也得到了迅速的发展,50 年代在美国建立了两座用这种方法处理钴精矿的工厂。
一座建在美国犹他州的加菲尔德,用以处理爱达荷州的黑 鸟矿产出的钴精矿,加压浸出的温度为473K。
另一座建在密苏里州的弗雷德里克,用来处理钴镍铜硫化 物精矿。60年代由于钴价下跌,这两座厂都因亏本被迫关 闭。其中部分压力釜被舍利特高尔登矿业公司购买并继续 使用。
芬兰奥托昆普公司 哈贾瓦尔塔(Outokumpu Harjavalta Refineny)
澳大利亚 西部矿业公司克温那那厂(Western Mining at Kwinnana)
南非 英帕拉铂公司(Impala Platinum Ltd) 南非 吕斯腾堡精练厂(Rustenbury Refinery)
1947年为了寻找一种新工艺来代替硫化镍精矿熔炼,加拿 大哥伦比亚大学福瓦德教授研究发现,在氧化气氛下,含 镍和铜的矿石都可以直接浸出而不必经过预先还原焙烧。
50年代在加压浸出方面进行了大量研究工作,具有代表性 的公司是加拿大舍利特·高尔登矿业公司,该公司在19481954年期间发展了舍利特氨浸法,1954年,在萨斯喀切温 建立了第一个生产厂,用以处理硫化镍精矿。他们在50年 代研制的卧式多室压力釜直至今天仍然被广为采用。
含金砷黄铁矿金矿
《湿法冶金浸出》PPT课件
பைடு நூலகம்
( 6 )有配合物形成的溶解。用氰化钾或氰 化钠溶液溶解金或银的过程,是这类反应的 常见实例。如金的氰化钠溶解反应:
1 2Au+4NaCN+H2 O+ O2 ® 2NaAu(CN)2 +2NaOH 2
此外,硫化镍的氨溶浸也是一个重要实例, 其反应为:
1 Ni3S2 +10NH 4 OH+(NH4 )2SO4 +4 O2 ® 3Ni(NH3 )4 SO4 +11H2 O 2
湿法冶金--浸出
1 2018年11月25日星期日
第一节 概述
什么是湿法冶金?
利用某种溶剂,借助化学反应(包括氧化、 还原、中和、水解及络合等反应),对原 料中的金属进行提取和分离的冶金过程。
湿法冶金的应用
湿法冶金作为一项独立的技术是在第二次 世界大战时期迅速发展起来的,在金、银、 铜、镍、钴、锌、铀、钨、钼和稀有金属 的提取以及氧化铝的生产都要用到湿法冶 金。
2 2018年11月25日星期日
1. 关于浸出的知识
浸出的实质;
浸出剂的选择;
浸出过程的分类 浸出反应的分类
3 2018年11月25日星期日
1.1 浸出的实质
浸出的实质在于利用适当的溶剂使矿石、精 矿和半产品中的一种或几种有价成分优先溶出, 使之与脉石分离。
4 2018年11月25日星期日
NiS(s)+CuSO4(l) CuS(s)+NiSO4(l)反应。
白钨矿用苏打溶液进行的加压浸出,也是属于 这种类型,其反应如下:
CaWO4(g)+Na2CO3(l) CaCO3(s)+Na2WO4(l)
湿法冶金第1讲
2FeO V2 O3 CaCO 3 Ca(VO 3 ) 2 Fe2 O3 CO 2 2FeO V2 O3 2CaCO 3 Ca 2 V2 O 7 Fe2 O3 2CO 2 2FeO V2 O3 3CaCO 3 Ca 3 (VO 4 ) 2 Fe2O3 3CO 2
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< ������������������ 时,溶液未达饱和 = ������������������ 时,溶液刚达饱和 > ������������������ 时,溶液过饱和
浸出
浸出 是指在水溶液中利用浸出剂与固体原料作用, 使有价元素变为可溶性化合物进入水溶液的过程 • 浸出过程的化学反应 简单溶解反应 Al2O3 + NaOH = NaAlO2 + H2O 复分解反应 CaCO3(s) + 2HCl(aq) = CaCl2(aq) +H2O +CO2↑ 氧化还原反应 ZnS(s) + H2SO4(aq)
流体膜扩散控制
灰层扩散控制
表面反应控制
举例:钒渣熟料浸出
钠化法浸出过程 焙烧生成的偏钒酸钠 NaVO3 是水溶性的物质,直接溶于水中 钙化法浸出过程
Ca(VO3 )2 2H 2 SO 4 (VO 2 )2 SO 4 CaSO 4 2H 2O Ca 2 V2O7 3H 2SO 4 (VO 2 )2 SO 4 2CaSO 4 3H 2O Ca 3(VO 4 )2 4H 2SO 4 (VO 2 )2 SO 4 2CaSO 4 4H 2O
《锌湿法冶金》课件
CHAPTER 02
锌湿法冶金的基本原理
锌湿法冶金的化学反应
锌湿法冶金是通过化学反应将锌矿物中的锌提取出来的过程。主要的化学反应包括 溶解、还原、氧化等反应。
锌矿物与酸或碱反应,生成锌盐和其它副产品。然后通过还原剂将锌盐还原成金属 锌。
在这个过程中,需要控制反应条件,如温度、压力、浓度等,以确保化学反应的顺 利进行和锌的高效提取。
锌湿法冶金的副产品
铁渣
在提取锌的过程中,会产生大量的铁 渣,可作为钢铁生产的原料。
铜、钴、镍等金属
在处理某些类型的锌矿石时,还可以 同时提取出铜、钴、镍等其他金属。
CHAPTER 04
锌湿法冶金的环保与安全
锌湿法冶金的环保措施
废水处理
采用物理、化学和生物方法对锌 湿法冶金过程中产生的废水进行 处理,确保废水达到排放标准。
硫化锌矿
硫化锌矿是另一种常见的 锌矿石,通过特定的化学 处理,可以将其中的锌提 取出来。
氧化锌矿
虽然氧化锌矿中的锌含量 较低,但通过一些特殊的 化学反应,仍可从中提取 锌。
锌湿法冶金的产品
电解锌
通过湿法冶金过程,可以从矿石 中提取出纯度较高的锌,进一步 通过电解过程,制得电解锌。
硫酸
在提取锌的过程中,会产生大量 的副产品硫酸,可用于其他化工 产品的生产。
操作规程
制定详细的操作规程,规 范操作过程,防止因操作 不当引发安全事故。
应急预案
制定针对可能发生的事故 的应急预案,包括应急救 援措施、人员疏散方案等 。
锌湿法冶金的职业病防护
职业病预防
通过改进工艺、加强通风等措施预防职业病的发 生。
个体防护
为操作人员提供符合国家标准的个体防护用品, 如防护服、口罩、手套等。
微生物湿法冶金PPT课件
2、细菌氧化分类
▪ 金属释放 各种包裹金及银颗粒的矿物质被氧化溶解,暴露出目的金属。
▪ 初级矿物氧化 在氧化过程中,硫化型矿物被细菌氧化而溶解出来(或转变为
不溶于水的硫酸盐类物质),Fe 3+和硫酸的参与可提高氧化速率 ▪ 次级矿物浸出
指含有目的金属,但由于它们不具有二价铁或还原态硫(通常 是碳酸盐矿或氧化矿,不能参与初级氧化),但其他初级氧化生成 的3价铁和硫酸可将它们溶解。
2.微生物冶金的原理
▪ 细菌直接作用浸矿
细菌对矿石存在着直接氧化的能力,细菌与矿石之间通过 物理化学接触把金属溶解出来。某些靠有机物生活的细菌,可 以产生一种有机物,与矿石中的金属成分嵌合,从而使金属从 矿石中溶解出来。
▪ 细菌间接作用浸矿
细菌能把金属从矿石中溶浸出来是细菌生命活动中生成 代谢物的间接作用 ,例如细菌作用产生硫酸和硫酸铁,然后 通过硫酸或硫酸铁作为溶剂浸提出矿石中的有用金属 。
2.在合适条件下培养样品
▪ 培养基的选择
刚采集到的样品一般不直接用于接矿培养基来培养。通常选 择一些易于菌体分解利用的培养物来扩大菌体数量。
由于冶金菌多为自养型细菌,培养基中一般加入硫酸胺或硝 酸钾、磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁、硫等作为N及矿物质来源。
▪ 培养温度的初步确定 培养温度根据菌种来源而定。有适合30℃培养的,但中度嗜热
菌的最佳生长温度约50℃,极度嗜热菌最适生长温度60~70℃。 通过初步设定培养温度可以有选择地获得一些适于特定环境浸出 的微生物类群。培养基pH以3~4为宜。还必须通气,避免阳光照 射等以利繁殖。
3.驯化培养
▪ 驯化培养就是不断提高目的矿样在培养基中的浓度,同时不 断减少其他易于被菌体分解利用的化合物的量,直至完全停 止。
重金属湿法冶金.ppt
下面分别介绍。
1. 浸出
重金属湿法冶金浸出方法:
硫化锌精矿经沸腾焙烧后得到的焙砂成分除含ZnO 、 铁酸锌(ZnO.Fe 2O3 ,或ZnFe2O4)外,还含有各种金属化 合物,如CaO、MgO、Fe3O4、CuO、PbO、CoO、NiO 等。浸出锌焙砂常用的方法是酸浸,酸浸采用的酸是稀 硫酸。氧化锌以及其他各种金属氧化物都比较容易溶解 于稀硫酸介质中,但铁酸锌溶解比较困难,因此为了提高 锌焙砂中锌的浸出率,锌焙砂的浸出一般分为三个阶段: 中性浸出、 酸性浸出和 浸出残渣挥锌。浸出工艺流程见 图1(常规浸出流程)。
Zn2+水解的pH,所以不能用水解法除Fe2+,需要将Fe2+氧 化为Fe3+后,才能用中和法控制pH约5将其水解除去。氧 化剂常用的是软锰矿(MnO2)或空气。
MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O
离子( 1M ) Fe3+ Zn2+ Fe2+
开始沉淀pH 1.5 5.4 6.5
和富集; 最后以金属或其他化合物的形式加以回 收的方法。
湿法冶金过程分为三个步骤:
浸出,净化,金属沉积或提取。
二. 锌湿法冶金
湿法冶金已经应用于各种金属的冶金过程,随 着矿石中有价金属品位的不断降低,这种趋势一 定会得到进一步加强。
锌冶金中绝大部分的锌是通过湿法冶金得到的。 锌的湿法冶金在各种金属的湿法冶金过程中具有 代表性,下面我们重点介绍锌的湿法冶金。
• 低酸浸出:低酸浸出中性渣时,铁酸锌的浸 出率不大,一般仅为1~3%,低酸浸出的渣含锌 20%以上,主要是铁酸锌。为了回收锌,还需将 渣高温挥锌处理,工艺比较复杂。
湿法冶金
❖ 根据能斯特方程: G ZF
❖ 得: G2098 RT ln Kc
ZF
G2098 RT ln
b B
ZF
ZF
a A
n H
G2098 2.303RT lg
b B
ZF
ZF
a A
n H
0 A/
B
2.303RT ZF
(lg
b B
lg
a A
nPH )
0 A/ B
2.303RT ZF
lg
,气相为
❖ 3.反应的G0 等于生成物的G0 减去反应物G的0
❖ 例:Fe3 3OH Fe(OH)3
G908
G0 Fe (OH )3
[G 0 Fe
3
3G 0 OH
]
694.544 [10.586 3 (157.256)]
212.163(KJ )
❖ 三、影响物质稳定性的主要因素 ❖ 物质在水溶液中的稳定程度主要取决于溶液
PH 2
0.0591PH 0.0295 lg PH2
❖
❖ 2. 在给定条件下,溶液中有电极电位比氢更正的 氧化剂存
❖ 在。以下两反应亦属于有电子得失,也有H+参
❖
加的还 氧原 化反O02 / H应2O 。 2.3Z0F3RT
1
lg
P 4
H
O2
❖
O2ZG+F20948 H2+.3Z0+3FR4Telg=H42 H l2gOPO2
❖ 因此水溶液中当电势低于a线,则水将被 分解析出H2,高于b线则析出O2,只有在a、b 线之间H2O才是稳定的。或者说所有在水溶液 中进行的反应,其氧化还原电势应在a线、b线 之间,否则将导致水分解析出H2或O2。
金属冶炼中的湿法冶炼
CONTENTS
目录
• 湿法冶炼概述 • 湿法冶炼的原理与技术 • 湿法冶炼的应用 • 湿法冶炼的环境影响与处理措施 • 湿法冶炼的未来发展与挑战
CHAPTER
01
湿法冶炼概述
定义与特点
定义
湿法冶炼是一种利用化学反应从 矿石中提取和纯化金属的过程。
特点
湿法冶炼通常在溶液中进行,涉 及的化学反应较为复杂,需要使 用大量的酸、碱、盐等化学试剂 。
湿法冶炼的重要性
01
02
03
提供多种金属
湿法冶炼能够从矿石中提 取多种有价值的金属,如 铜、锌、镍等。
高纯度产品
通过湿法冶炼可以得到高 纯度的金属产品,满足高 端制造业的需求。
环境友好
与火法冶炼相比,湿法冶 炼产生的废气、废水和废 渣较少,对环境的影响较 小。
ห้องสมุดไป่ตู้
湿法冶炼的历史与发展
历史
湿法冶炼起源于古代,最早可追溯到公元前3世纪。随着科技的发展,湿法冶 炼工艺不断完善和提高。
湿法冶炼过程中产生的废水含有 重金属离子、酸碱物质、油类等 污染物。
物理法包括沉淀、过滤、吸附等 ,主要用于去除废水中的悬浮物 和油类。
生物法则是利用微生物的代谢作 用,将废水中的有机物转化为无 害的物质,如活性污泥法、生物 膜法等。
废渣处理
废渣处理方法包括固化处理、回 收利用和无害化处理等。
固化处理是将废渣与水泥、石灰 等材料混合,制成固化块,用于 填埋或建筑材料等。
率。
余热回收利用
02
利用余热回收技术,降低能耗,提高能源利用效率。
节能减排技术
03
推广节能减排技术,降低湿法冶金过程中的能源消耗和污染物
6 - 重金属湿法冶金
铝作阴极,铅银合金作阳极。温度控制在 30 ~ 40oC ,电 解得电积锌。
1)阳极过程 采用铅银合金为阳极是因为一方面铅银合金表 面上的铅因形成PbO2保护膜,不致继续电解,也 不致与电解液反应,即惰性。另一方面是氧在其 上的超电位较低(槽电压低),氧易析出,所以 阳极上的反应是氧气的析出。 2H2O - 4e = O2 + 4H+ 2)阴极过程 氢在铝板上析出的超电位很大,它与锌相比较, 锌离子在阴极上更易析出,所以阴极反应为:
黄钾铁矾法: 为了减少碱的消耗,高温、高酸浸出液可先用 锌焙砂预中和,调节pH为1.1-1.5,过滤,得到的 渣返回高温、高酸浸出工段。滤液加入阳离子M+ (M+为NH4+、Na+、K+等),加热至90-100oC,保 温3~4h,生成铁矾沉淀,过滤,铁矾外排,滤液 残留的铁浓度为1-3g/L,用于中性浸出。
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
Zn + Cd2+ = Cd + Zn2+
除铜镉条件:温度45-50oC,锌粉用量为理论用量的 1.6-2.0倍,锌粉粒度为0.105-0.125mm以下。
(2)净化除钴 热力学上加锌粉可以将钴置换沉淀完全,但由于动力 学因素的影响,也就是反应速度太慢,实际过程中需要 加入添加剂才能将钴沉淀完全。添加剂有铜盐、砷盐、 锑盐等物质。
浸出,最终得到的浸出液除含锌离子(160~165g/L)
外,还含有各种杂质离子,这些杂质离子有:Fe3+、 Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、锑(Sb)、砷(As)等,其中 高温高酸浸出液中铁离子浓度高达30g / L以上,其他杂 质浓度较低,但危害大,都要进行净化分离。表1为中性
第湿法冶金原理课件 (一)
第湿法冶金原理课件 (一)第湿法冶金原理课件湿法冶金是冶金工艺中的一种炼铜、炼锌、炼锡、提金、提银、提钨、提钛等非铁冶金诸多工艺中广泛应用的方法。
在湿法冶金中,混合和矿石粉末熔炼的操作方式不同于操作流程。
1. 湿法冶金的定义湿法冶金是一种将矿石在水溶液的存在下用化学反应方法分离、提取所需金属的过程,比如将铜从含铜硫化物中分离等。
但是湿法冶金一般是一个要短于将矿石直接冶炼的过程。
2. 湿法冶金的原理湿法冶金适用于低品位的金属矿石,是通过溶浸、浮选、融炼和复合等手段,将所需的金属进行提取。
因而湿法冶金原理可通过以下几点进行说明:2.1 溶浸反应利用酸性溶液或氧化剂对含有金、铜、铝等金属的硫化或氧化矿石进行溶浸反应。
2.2 金属分离根据肖特基、法拉第等原理利用电现象将所需金属从已溶解于水中的金属中分离出来。
2.3 浮选金属利用氧化剂将已溶解于水中的金属浮于水面上或离心分离。
2.4 溶剂萃取利用有机溶剂对溶解在水中的金属进行萃取,随后再采用蒸馏技术去除有机溶剂。
3. 湿法冶金的优势和局限在经济和环境方面,湿法冶金具有以下优势:3.1 技术成熟湿法冶金在冶金领域具备着完善的技术体系和规范的操作流程。
3.2 能够利用低品位矿脉湿法冶金技术能够使用低品位矿脉,降低了开采的成本。
3.3 手段多样湿法冶金能够通过种种手段对不同种类的金属进行提取。
3.4 无二氧化硫污染由于运行水作为电解液所使用的二氧化硫源相对于其他冶金方法较少,因此采用湿法冶金不会产生环境污染。
但是湿法冶金也有以下的局限:3.5 历程时间较长湿法冶金所需的传送和处理过程较长,投入资本较大,即便湿法冶金在处理低品位的金属矿脉方面的投资也很高。
3.6 费用高湿法冶金的成本相较于其他冶金方法较高,并且净得率相对较低,即净得块产量(产品中有效的金属量)除以原矿的投资成本最终盈利能力较差。
3.7 难以实施控制湿法冶金过程中的变化较大,比如pH值、温度等参数难以实施有效的控制,因此更难达到良好的稳定状态。
第三篇湿法冶金原理PPT课件
分散体系分类:
(l)溶液:分散质被分散成单个的分子或离子,粒子直径1×10-7cm 以下
(2)溶胶:又称胶体溶液,它的分散质是由许多分子聚集而成的颗 粒,粒子直径在10-7~10-5cm之间。
(3)悬浊液:分散质也是由许多分子聚集而成的颗粒,粒子直径在 10-5~10-3cm之间。
.
16
14.4 共沉淀法净化
Mez++zOH-=Me(OH)z(s)
(1)
可以推导出Mez+水解沉淀时平衡pH值的计算式 :
1
1
p(1 H )zloK sg p lg K wzloM g ze
(14-1)
.
5
14.1 离子沉淀法净化
结论:
▪ 形成氢氧化物沉淀的pH值与氢氧化物的溶度积和溶液中金 属离子的活度有关。 ▪当氢氧化物从含有几种阳离子价相同的多元盐溶液中沉淀 时,首先开始析出的是其形成pH值最低,即其溶解度最小 的氢氧化物。在金属相同但其离子价不同的体系中,高价阳 离子总是比低价阳离子在pH值更小的溶液中形成氢氧化物。 这个决定氢氧化物沉淀顺序的规律,是各种湿法冶金过程的 理论基础之一。
p H 1.5 1 1 2lo K sg (p M)e S 1 2loM g 2 e
(14-4)
1
1
p H 1.5 1 6lo K . sg (p M 2 S 3 e )3loM g 3 e
(14-5)
8
14.1 离子沉淀法净化
结论:
生成硫化物的pH值,不仅与硫化物的溶度积有 关,而且还与金属离子的活度和离子价数有关。
一是使杂质呈难溶化合物形态沉淀,而有价 金属留在溶液中,这就是所谓的溶液净化沉淀法;
二是相反地使有价金属呈难溶化合物沉淀,而 杂质留在溶液中,这个过程称为制备纯化合物的沉 淀法。
湿法冶金简介
利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,故又称 为干法冶金。
火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉(或炼铁高炉),须先加入冶 金熔剂(能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质),加热至低于 炉料的熔点烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混 捏;然后装入鼓风炉内冶炼。
都是常用的预备处理方法。
2、浸取溶液与残渣分离,同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。 3、净化:在浸出过程中,常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液,从溶液中除去这 些杂质的过程叫做净化。
4、制备金属:用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。
湿法冶金与火法冶金的异同点
提取冶金简图
湿法冶金
CHAPTER 3
浸出过程
湿法冶金浸出过程
1.浸出物料及浸出剂 2. 浸出方法 3. 浸出种类
第一节 浸出物料及浸出剂
浸出是湿法冶金中最重要的单元过程。浸出的目的是选择适当的溶剂使矿 石、精矿或冶炼中间产品中的有价成分或有害杂质选择性溶解,使其转入溶 液中,达到有价成分与有害杂质或与脉石分离之目的。浸出物料也可能是冶 炼后的残渣、阳极泥、废合金等。
此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。 现在世界上有75%的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火 法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴,锆-铪,钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子 交换等新方法进行分离,取得显著的效果。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位,世界上全 部的氧化铝、氧化铀,大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。 湿法冶金的优点在于对非常低品位矿石(金、铀)的适用性,对相似金属(铪与锆)难分离情况的适用 性;以及和火法冶金相比,材料的周转比较简单,原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,并 且生产过程较易实现连续化和自动化。
铜的湿法冶金
机相,水相即为萃余液返回用于浸出矿石。
12
2)反萃 以适量的废电解液与负载有机相进行搅拌
混合,负载有机相中的铜离子转入硫酸(废电
解)溶液中,即成为富铜电解液,反萃后的卸 载有机相(再生有机相)返回用于萃取。富铜 液送往电解车间沉积铜。
13
二、焙烧-浸出-电积法
(Roasting- Leaching- Electrowinning)。
11.5-22
10 17~19 4
10~12
180~270 20 15- 25
15
220 20~25 5
9
825 --53
20
3、焙烧矿的浸出与净化
(1)浸出过程
焙砂中Cu主要以CuSO4 、CuO•CuSO4 、Cu2O、 CuO存在,而Fe以Fe2O3 存在。当用稀硫酸作溶剂 时 , 除 CuO•Fe2O3 不 溶 外 , 其 余 都 溶 于 硫 酸 生 成 CuSO4。Fe2O3不溶于硫酸,但少量的FeSO4 也溶于 其中。 影响浸出反应速度的因素是温度,溶剂浓度和 焙砂粒度,通常温度在80~90℃,H2SO4>15g/L, 焙砂粒度小于0.074mm,采取搅拌浸出。
若浸出的对象是贫矿、废矿,所得浸出液含
铜很低,难以直接提取铜,必须经过富集,萃取技
术能有效地解决从贫铜液中富集铜的问题。
29
2、浸出
(1)氧化铜矿堆浸
适用于硫酸溶液堆浸的铜矿石铜氧化率要求
较高,铜主要应以孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿石等
形态存在。脉石成分应以石英为主,一般SiO2 含量 均大于80%,而碱性脉石CaO、MgO含量低、二者
22
(3)浸出净化设备
浸出和净化都可在带机械搅拌的耐酸槽内进 行,浸出时可加絮凝剂加速沉淀,在Fe(OH)3 成胶 状沉淀时,可吸附溶液中的As、Sb、Bi等杂质一同 除去。
第六章 重金属湿法冶金
原
料
焙烧及其它备料过程 焙砂及其它物料
浸
出
液固分离
浸出液 净 化
浸出渣 (综合利用)
净化液
净化渣
电积或其它提取方法
(回收各种有价金属)
金属产品
6.1 概述
表6-1 常用浸出剂及其应用
浸出剂 H2SO4 HCl 浸出矿物类型 Cu、Ni、Co、Zn的氧化物 黄铜矿 适用范围 处理含酸性脉石的矿物
NH3
6.2.1 锌焙砂的浸出
(6) 从含铁高的浸出液中沉铁的方法
采用热酸浸出铁酸锌渣锌浸出率达90%以上,但 浸出液中的铁高达30g/L以上,不能返回到中性浸出 中和沉铁。为了从含铁高的溶液中除铁,自1960年以 来,先后在工业上应用的沉铁方法有黄钾铁法矾、转 化法、针铁矿法、赤铁矿法。这些方法与传统的水解 法比较是铁的沉淀结晶好,易于沉淀、过滤与洗涤。 从高浓度Fe2(SO4)3溶液中沉铁的方法决定于 Fe2O3-SO3-H2O系的平衡状态(图6-9)。 在非常稀的溶液内(Fe3+<1g/L)形成ɑ-FeOOH(针铁 矿); 在较浓的溶液中(Fe3+> 20 g/L)形成 H3O[Fe3(SO4)2(OH)6](水合氢黄铁矾)。 高温下,Fe3+浓度高时形成赤铁矿(Fe2O3), Fe3+ 浓度低时形成铁的羟基硫酸盐(Fe2O3· 3· 2O和 SO H FeSO4OH),因此,采用赤铁矿和针铁矿一个共同特 点就是必须大大降低溶液中Fe3+含量,也就是先将 Fe3+还原成Fe2+。 图6-9 Fe2O3-SO3-H2O系的平衡状态
6.2.1 锌焙砂的浸出
◆ 黄钾铁矾法
图6-10 黄钾铁矾法工艺流程
《湿法冶金浸出》课件
例3:废弃物处理
以工业废弃物为研究对象,采用 氧化浸出法,实现了有价金属的 提取利用。
浸出废品的处理和回收利用
1 浸出废品物浸液
可作为下一步浸出反应中的浸出剂。
2 浸出废品
可再处理或为生态修复提供一部分的资源用途。
3 去处之道
可能需要采取危险废物处理技术、环保型的工艺设备等措施。
湿法冶金浸出相关法规和标准
法规 标准
《环境保护法》 《化学品管理条例》 《企业环境保护规定》 GB 15995-2008 工业废水排放标准 GB 13690-1992 工业企业用水标准
化学方法
利用化学反应组合,溶解出所需 金属。
天然物质
例如植物提取物、微生物、浸出 矿渣等。
机械法
使用高压、高温、高速度的机械 作用,使金属与杂质分离开。
浸出性能的影响因素分析
物质本身属性
包括物质的晶体结构、矿物组度、溶解性等。
浸出条件
包括反应温度、反应时间、反 应压力等。
用于金银、铜、铅、锌等有色 矿提炼;氧化铝、钨酸钠的生 产、锂、铬、稀土、金属砷等 的提取与分离。
环保业
浸出废水处理。
农业业
用于食品、饮料、制药等的提 取。
实际应用案例分析
例1:精炼纯铜
采用硫酸浸出法精炼纯铜,主要 的反应如下:Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
例2:品位提高
可以通过自动控制,人工巡 检,安全阀的承载试验等方 法,进行自检。
事故的预防与应急处理
遵循有关劳动安全的规定, 加强对设备、人员、环境等 的监测和管理,建立应急预 案等。
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仰韶文化彩陶 公元前5000年至前3000年
铜器时代 公元前4000年至公元初年
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湿法冶金
Chapter 2
冶金分类
2.冶金的分类
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电冶金
电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同,电冶金又分为电热冶金和电化冶金。 1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。 在电热冶金的过程中,按其物理化学变化的实质来说,与火法冶金过程差别不大,两者的主要区别只是冶炼 时热能来源不同。 2、电化冶金(电解和电积)是利用电化学反应,使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液 电解,如锕的电解精炼和锌的电积,可列入湿法冶金一类;后者称为熔盐电解,不仅利用电能的化学效应, 而且也利用电能转变为热能,借以加热金属盐类使之成为熔体,故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中 提取金属的生产工艺流程,常常是既有火法过程,又有湿法过程,即使是以火法为主的工艺流程,比如,硫 化锅精矿的火法冶炼,最后还须要有湿法的电解精炼过程;而在湿法炼锌中,硫化锌精矿还需要用高温氧化 焙烧对原料进行炼前处理。
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共同点:
1) 大部分反应都在多相系统中进行;2)质量迁移和相分离是主要参考的因素。
不同点:
湿湿法法冶—金—与低火温法冶—金—比更较受,溶优点液有化:学反应动力学影响;火法——高温——主要受热力学条件的
支配(1)适应范围更广。湿法冶金适合高、中、低品位的原
料,而火法冶金要求用高品位的原料。 (2)能耗低。湿法冶金一般在较低温度下进行,能耗低,
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湿法冶金
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湿法冶金
Chapter 2
冶金历史
1.冶金的历史
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冶金,从古代陶术中发展而来。首先是冶铜。铜的熔点相对较低(1083℃),青铜是红铜 (纯铜)与锡或铅的合金,因为颜色青灰,故名青铜,熔点在700~900℃之间,随着陶术的发 展,陶术需要的工作温度越来越高,达到铜的熔点温度。而在陶术制作过程中,在一些有铜 矿的地方制作陶术,铜自然成了附生物质而被发现。随着经验慢慢的积累,古人也逐渐掌握 了铜的冶炼方法。
2.冶金的分类
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利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,故又称 为干法冶金。
火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉(或炼铁高炉),须先加入冶 金熔剂(能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质),加热至低于 炉料的熔点烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混 捏;然后装入鼓风炉内冶炼。
2.冶金的分类
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火法冶金
火法冶金又称为干式冶金,把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温,熔化 为液体,生成所需的化学反应,从而分离出粗金属,然后再将粗金属精炼。
矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化,生成另一种 形态的化合物或单质,分别富集在气体、液体或固体产物中,达到所要提取的金属 与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能,通常是依靠燃料燃烧 来供给,也有依靠过程中的化学反应来供给的,比如,硫化矿的氧化焙烧和熔炼就 无需由燃料供热;金属热还原过程也是自热进行的。 火法冶金包括:干燥、焙解、 焙烧、熔炼,精炼,蒸馏等过程。
2.冶金的分类
湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高,一般低于100℃,现代湿法冶金1中1的高温高
压过程,温度也不过200℃左右,极个别情况温度可达300℃。
湿法冶金包括:浸出、净化、制备金属等过程。
1、浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿,使要提取的金属成某种离子(阳离子或络阴离子)形态进入溶 液,而脉石及其它杂质则不溶解,这样的过程叫浸出。浸出后经沉清和过滤,得到含金属(离子)的浸出液 和由脉石矿物绢成的不溶残渣(浸出渣)。对某些难浸出的矿石或精矿,在浸出前常常需要进行预备处理, 使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。例如,转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等,
②冶炼。此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍(有色重金属硫 化物与铁的硫化物的共熔体)或含有少量杂质的金属液。有还原冶炼、氧化吹炼和造 锍熔炼3种冶炼方式.
③精炼。进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属,以提高其纯度。
2.冶金的分类
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湿法冶金
湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后用水 溶液电解等各种方法制取金属。
而火法冶金都是在高温下进行的。 (3)工艺过程绿色环保。湿法冶金在提取有价组分的过
程中,原料中的某些有毒有害的组分大都以沉淀物的 形式留在渣中,容易处理,对环境的危害小。 (4)成本低。 (5)综合利用能力强。能同时提取原料中的各种有价组分。 (6)湿法冶金更容易制备出高纯甚至超高纯的产品。 (7)湿法冶金获得的产品的种类多样化。
都是常用的预备处理方法。
2、浸取溶液与残渣分离,同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。
3、净化:在浸出过程中,常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液,从溶液中除去这 些杂质的过程叫做净化。
4、制备金属:用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。
2.冶金的分类
湿法冶金与火法冶金的异同点