第三章 矿物的浸出

第三章 矿物的浸出
• 1 铀的浸出
• 1.1 酸法浸出铀的化学过程 • 1.2 碱法浸出
• 2 铜的浸出
• 2.1 • 2.2 • 2.3 • 2.4 • 2.5 铜的主要化合物 铜的价态 铜的氧化物 铜的硫化物 铜盐
• 3 金、银的浸出
1
铀的浸出
按溶浸液的性质分为酸法浸出和碱法浸出两种。前者适
用于硅酸盐类的矿石，常用的溶浸液为硫酸；后者适用于碳 酸盐类矿石，常用的溶浸液为碳酸氢钠和碳酸钠的混合溶液。 按浸出工艺和方法如第一章所述分为原地浸出、就地破碎浸
• 2.4 铜的硫化物
自然界存在的铜的硫化物相当多，是人类获取铜的主要
原料。CuS不溶于水、稀硫酸、盐酸、硝酸中。它不溶于无机
酸(稀)中的这一特性，常被人们用来从其他金属元素中分离 和提纯铜。
• 2.5 铜盐
铜盐的种类繁多，在天然的铜矿物中存在有碳酸盐类的
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2。和蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)2，硅酸
出、堆浸和联合浸出等。
在工业生产中采用哪种方法，当然要根据试验最终结果来
确定，主要是考虑以下几点：
1)矿石性质。如渗透性、块度、泥含量、硅酸盐含量、碳酸盐含 量、硫化物含量、有用组分在矿石中的分布特点，矿石浸出性能等。 2)浸矿剂价格。低廉，易于生产和获得。 3)浸出液成分。浸出液适合于后续工序处理。 4)处理工艺。溶液能再生和循环使用。
引起钻孔报废，故一般很少使用。
硫酸则如前所述，是一种优点较多的理想浸矿剂。浓硫 酸可用碳素钢容器转运和储存，浸矿设备和材料可用不锈钢、
耐酸陶瓷和塑料等制造。前苏联主要用酸法，我国目前也以
酸法为主。
2 铜的浸出
• 2.1 铜的主要化合物
铜的化学活性比金高，它与硫、氧、卤素、硝酸、热的 浓硫酸起反应；但与铀相比，铜的化学活性低，人们一般把 铜归结为化学活性低的元素。铀、金、铜在化学活性方面的 差异，与它们在自然界存在的矿物形态是一致的。自界的铀 矿物都以化合物形式存在，从未发现单质铀；而金则主要是 以自然金的形态出现，很少以化合物形式存在；铜主要是以 化合物形式存在，只有少量的自然铜出露于矿石中。
售产品，都借助于硫酸铜的化学、物理性质来实现。此外，硫
酸铜是除电解铜以外，市场上最多的铜产品。
硫酸铜易溶于水，其水溶液呈弱酸性；它的溶解度与温
度有关。 浸出液中的铜经分离、提纯和富集后，往往经加热蒸发， 然后冷却结晶出五水硫酸铜CuSO4·5H20，它在93—99℃时转 变为CuSO4.H20，而于150 ℃时变为无水硫酸铜CuSO4。
5)浸出率和生产率高。
6)环境影响。对环境污染小，浸出结束后易恢复生态平衡。
• 1.1 酸法浸出铀的化学过程
在铀矿石酸法浸出工艺中，硫酸、硝酸、盐酸都可以作 为浸矿剂，但工业上绝大多数使用硫酸浸出铀矿石。这是因 为硫酸不仅有较强的浸出能力，与铀反应生成稳定的硫酸铀
酰络离子，而且价格低、运输方便、腐蚀性较小、浸出液适
• 2.2 铜的价态
铜存在一价和二价两种价态。一价铜在溶液中不稳定，
只有溶液中存在能与一价铜络合的离子(如CN-，C1-等)时，
才是稳定的。Cu+在溶液中会产生歧化反应，但固态铜化合物 中，一价铜可以稳定存在 。
• 2.3 铜的氧化物
铜的氧化物有氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O)。天然矿物 中也存在这两种物质，按它们所具有的颜色，前者被称为黑铜 矿，后者称赤铜矿。 氧化铜(CuO)不溶于水，易溶于稀的无机酸，生成相应的 铜盐。氧化铜是碱性氧化物，不与碱发生化学反应，但由于铜 能与氨形成稳定的铜氨络离子，因此，氧化铜能溶解于氨水— 碳酸铵溶液中。
盐类的硅孔雀石CuSiO3·2H2O和透视石CuSiO3·H20，硫酸 盐类的胆矾和水胆矾CuSO4·5H20和CuSO4·3Cu(OH)2，此外 还有氯铜矿CuCl2·3Cu(OH)2等。
与堆浸工艺有关的铜盐，最重要的是硫酸铜，因为从古到 今的铜矿堆浸均采用硫酸作为溶浸剂，矿石中的铜均以硫酸铜 的形式转移到浸出液中，从浸出液中分离、提纯，直至得到市
常用的溶浸液为碳酸氢钠和碳酸钠的混合溶液，能选择
性地溶解矿石中的铀氧化物。 碱法浸出是利用铀酰离子与碳酸根的强络合作用，浸出
过程中对铀有较好的选择性，进入浸出液中的杂质较少。
• 1.3
酸法浸出
酸法浸出可用硫酸、硝酸和盐酸。盐酸价格高，对设备、 材料等腐蚀性很强，故一般不用；硝酸氧化性强，浸出四价 铀时不需另加氧化剂，对铀溶解能力大，但价格较高，且稀 硝酸对浸出设备和材料要求很严，特别是在地浸中应用，井 孔内设施一旦遭到腐蚀和破坏，维修和恢复十分困难，甚至
合于后续工序处理等优点，所以在工业上广泛应用。
用硫酸浸出铀矿石时，由于四价铀难以浸出，浸出过程中
需要先把四价铀氧化为六价铀，而铀矿石中四价铀往往占有
一定比例，所以在铀矿的浸出工艺中往往需要加入氧化剂。
矿物中的杂质主要有： 二氧化硅、铁氧化物、氧化铝、钙镁化合物、磷酸盐、 钼、钒等。来自• 1.2碱法浸出
3
金、银的浸出
金、银矿石的浸出，普遍使用氰化物作浸矿剂，但氰化
物剧毒，对环境污染一直是人们关注的问题。国外寻找了新 的浸取金、银的浸矿剂，如碘及碘化物。碘对金、银有氧化 作用和络合作用，低浓度时还有消毒作用，但碘资源不丰富， 不能大量应用。现在仍在研究新的金银浸矿剂，目前应用较 广的还是氰化物。