第三篇湿法冶金原理
湿法冶金第三章
3.1.1 无固态产物层的浸出反应
设反应体系中溶液的体积为V，且在反应过程中保持不变，则
dn A d VC A dC A V dt dt dt
（4）
将其代入（3）式得
V
dC A k S 0 CA dt
（5）
由于V和S0为常数，且t = 0时，CA = CA0，故积分（5）式得
Ic vc k c C O nFA Ia va k a C R nFA
（2） （3）
式中，CR和CO分别为还原态物质和氧化态物质的浓度； F为法拉第常数；A为电 极－溶液界面面积。
3.2.1 电极反应的速率
总反应的速率v为正、逆反应速率之差，故由（2）和（3）式得
v vc va k c C O k a C R
（1）反应物从电解液向电极表面传递，即液相中的传质步骤； （2）反应物在电极表面上的吸附，即前置表面转化步骤； （3）在电极表面上进行氧化或还原反应，生成反应产物，即电化学步骤；
（4）反应产物在电极表面上脱附、复合等，即随后的表面转化步骤；
（5）反应产物生成新相或向液相中传递，即液相中的传质步骤。
反应物（例如Fe3+）
如果在电解液中加入大量只参与导电而不参与电极反应的支持电解质则使0此时离子的放电速率只取决于扩散速率于是33若金属离子一旦扩散到电极表面即发生反应则可以认为c0此时扩散电流密度达到最大值称为极限扩散电流密度用i表示故由33式得324扩散控制的电极反应速率34将上式代入33式有当离子在阴极的放电过程达到平衡且在溶液中不存在浓度差时则其平衡电位与溶液中放电离子浓度之间的关系为nfrt353637当有电流通过且放电离子的扩散为速率的限制环节时电极表面附近的离子浓此时电极表面附近的电位可以表示为nfrt将36式代入上式得38lnlnnfrtnfrt39因此浓差超电位与电流密度之间的关系为nfrt324扩散控制的电极反应速率rtnf的增加而增大如图左所示
第三篇 湿法冶金原理 第7章 溶剂萃取、离子交换 4h
③ B 型溶剂： 给电子溶剂，如：叔胺、醚、酮等，可与A型
溶剂生成氢键；
④ AB型溶剂： 即给受电子溶剂，可以缔合成多聚分子。如：
水、多元醇、羟基羧酸、胺、邻位硝基苯酚等。
在萃取中，要求有机相具有最小的水溶性，工业萃取剂使
用的有机酸，含碳在C7－C16范围内。
15
目录 7.1 7.2
安徽工业大学 ·冶金与资源学院
例如：钽、铌萃取体系表示为：
Ta5+ 、Nb5+(100g/L)/4M H2SO4 ，8M HF/80%TBP － 煤油 (H2Ta(Nb)F7·3TBP)
表示被萃取物是Ta5+ 、Nb5+，起始浓度100 g/L ；水
相组成为4M H2SO4 ＋8M HF ；有机相组成80%TBP作 萃取剂，20％煤油作稀释剂。萃合物的分子式为：
有色冶金原理
②萃取率
萃取率定义为：
E＝ 溶质Me在有机相×中1的0总0％量
溶质Me在两相中的总量
＝
C V Me(or ) (or )
100%
C V C V M e(or) (or)
Me(aq) (aq)
V（or）－有机相体积；V（aq）－水相体积；
E和D的关系：
E＝
D
100%
D V(aq) / V(or )
优点：平衡速度快、选择性强、分离和富集效果好、 产品纯度高、处理容量大、试剂消耗少、有利于实现自 动化生产。
6
目录 7.1 7.2
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有色冶金原理
2．萃取工艺过程 包括萃取、洗涤、反萃取
萃取――将含被萃取物的水溶液与有机相接触，使萃 取剂与被萃取物作用，生成萃合物进入有机相。萃取分 层后的有机相叫萃取液；萃取分层后水相叫萃余液。
湿法冶金原理
湿法冶金原理湿法冶金是一种重要的冶金工艺，它通过溶解、浸出、萃取等方式，将金属从矿石中提取出来。
在湿法冶金的过程中，常常涉及到溶解性、反应速率、溶解度等物理化学性质，这些性质的变化直接影响着提取金属的效率和成本。
因此，深入了解湿法冶金的原理对于冶金工程师和研究人员来说至关重要。
首先，湿法冶金的原理是基于金属在溶液中的溶解性。
在湿法冶金中，矿石通常需要经过破碎、研磨等步骤，使得金属矿物暴露在溶液中。
随后，通过调控溶液的温度、pH值、氧化还原条件等因素，促使金属矿物中的金属离子溶解到溶液中。
这一过程需要考虑到金属矿物的特性、溶解动力学等因素，以提高金属的溶解率。
其次，湿法冶金还涉及到金属离子的萃取和分离。
在金属矿物溶解后，溶液中可能存在多种金属离子，因此需要进行萃取和分离。
这一过程通常通过萃取剂的选择和溶液的萃取工艺来实现。
不同的金属离子对于萃取剂的亲和力不同，因此可以通过合理设计萃取工艺，实现金属离子的分离和富集。
此外，湿法冶金的原理还包括金属的沉淀和结晶过程。
在萃取和分离后，需要将金属离子还原成金属固态形式。
这一过程通常通过化学反应或电化学方法来实现。
在沉淀和结晶过程中，需要考虑到沉淀物的纯度、晶体形态等因素，以获得高纯度、良好形态的金属产品。
最后，湿法冶金的原理还涉及到废水处理和环保等问题。
在湿法冶金的过程中，会产生大量的废水和废液，其中可能含有金属离子、酸碱等有害物质。
因此，需要设计合理的废水处理工艺，将有害物质去除或转化，以达到环保排放标准。
总的来说，湿法冶金的原理涉及到金属溶解、萃取、分离、沉淀、结晶等多个环节，需要综合考虑物理化学性质、工艺参数、环保要求等因素。
深入理解湿法冶金的原理，对于提高金属提取效率、降低生产成本、实现清洁生产具有重要意义。
希望本文的内容能够对相关领域的工程师和研究人员有所帮助。
湿法冶金原理
湿法冶金原理湿法冶金是一种利用溶剂来提取金属的方法，它通常适用于低品位矿石的提取。
在湿法冶金中，溶剂扮演着至关重要的角色，它可以与矿石中的金属发生化学反应，从而将金属提取出来。
湿法冶金的原理可以简单概括为“矿石溶解、溶液分离、金属沉淀”，下面我们将详细介绍湿法冶金的原理及其相关知识。
首先，湿法冶金的原理基于金属在溶液中的溶解性。
在湿法冶金过程中，矿石首先需要与适当的溶剂接触，使得金属能够以离子的形式溶解在溶液中。
这一步骤是湿法冶金过程中最关键的一步，因为只有金属能够溶解在溶液中，才能够进行后续的分离和提取工作。
其次，溶解后的金属离子需要通过溶液分离的步骤。
通常情况下，我们会利用化学方法或物理方法来将金属离子与其他杂质分离开来。
这一步骤的目的是将金属离子从溶液中纯化出来，为后续的提取工作做好准备。
最后，经过溶解和分离的金属离子会被还原成金属沉淀。
这一步骤通常需要利用化学反应来实现，通过加入适当的还原剂，将金属离子还原成固体金属沉淀。
这样一来，我们就能够从溶液中得到纯净的金属产物。
在湿法冶金过程中，选择合适的溶剂、控制适当的反应条件以及有效地分离和提取金属，都是至关重要的。
此外，湿法冶金还需要考虑到环境保护和资源利用的问题，因此在实际应用中需要综合考虑经济性、环保性等多方面因素。
总的来说，湿法冶金作为一种重要的金属提取方法，其原理简单清晰，但在实际应用中需要综合考虑多种因素。
通过对湿法冶金原理的深入了解，我们可以更好地掌握这一技术，为金属提取工作提供更有效的技术支持。
希望本文能够帮助读者对湿法冶金有更深入的了解，同时也能够为相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。
湿法冶金的原理,化学方程式
湿法冶金的原理,化学方程式
湿法冶金是一种利用溶液中的化学反应来提取金属的方法。
它通常用于提取贵金属如金、银等。
其原理是利用化学反应将金属从矿石中溶解出来，然后通过沉淀、电解或其他方法从溶液中提取金属。
以提取金为例，湿法冶金的过程包括破碎矿石、浸出、沉淀、纯化和提炼等步骤。
首先，矿石经过破碎后与氰化钠或氰化钾等物质混合，形成含有金的氰化物溶液。
然后，通过加入氢氧化钠或氢氧化钙来沉淀金，形成金的氢氧化物。
最后，通过加热或电解等方法将金从氢氧化物中提取出来，得到金属金。
化学方程式可以用来描述湿法冶金的化学反应过程。
以提取金为例，可以用以下化学方程式来描述：
1. 溶解金矿石，Au + 2CN+ 2OH→ Au(CN)2+ H2O.
2. 沉淀金氢氧化物，Au(CN)2+ 2OH→ Au(OH)2 + 2CN-。
3. 提取金属金，Au(OH)2 → Au + H2O.
这些化学方程式描述了湿法冶金中金的溶解、沉淀和提取过程。
当然，实际的湿法冶金过程可能会涉及到更多的化学反应和步骤，
具体的化学方程式会根据具体的提取金属和使用的化学试剂而有所
差异。
总的来说，湿法冶金利用化学反应将金属从矿石中提取出来，
通过溶解、沉淀和提取等步骤，最终得到纯金属。
这种方法在提取
贵金属方面具有重要的应用价值。
湿法冶金的工艺流程和原理
湿法冶金的工艺流程和原理嘿，朋友们，今天咱们来聊聊湿法冶金。
这玩意儿听起来挺高大上的，其实呢，就是把金属从矿石里提取出来的一种方法。
就像你从一堆沙子里淘金一样，只不过这里的沙子换成了矿石，金子换成了各种金属。
首先，咱们得从矿石说起。
矿石，就是那些含有金属的石头。
这些石头里，金属是以化合物的形式存在的，不是纯金属。
所以，咱们得想办法把这些金属从化合物里分离出来。
湿法冶金的第一步，就是把矿石磨成粉末。
这就好比你要把豆子磨成豆浆，得先把它磨碎。
磨矿石的机器叫做球磨机，里面有很多铁球，矿石放进去，铁球就在里面滚来滚去，把矿石磨成粉末。
磨好的矿石粉末，下一步就是浸出。
这一步，就是把金属从矿石粉末里提取出来。
这就好比你要把豆浆里的豆渣过滤掉，留下纯豆浆。
浸出的方法有很多，最常见的就是用酸或者碱溶液。
把矿石粉末和酸或者碱溶液混合，金属就会溶解在溶液里，形成金属离子。
浸出后的溶液，里面含有金属离子，但是还有很多杂质。
所以，下一步就是净化。
这一步，就是把金属离子从溶液里分离出来，去除杂质。
这就好比你要把豆浆里的豆渣彻底过滤掉，留下纯豆浆。
净化的方法有很多，比如沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等等。
净化后的溶液，里面就只剩下金属离子了。
最后一步，就是把金属离子还原成纯金属。
这一步，就是把金属从溶液里提取出来，形成纯金属。
这就好比你要把豆浆里的蛋白质提取出来，做成豆腐。
还原的方法有很多，比如电解法、置换法、还原法等等。
好了，这就是湿法冶金的整个工艺流程。
听起来是不是挺复杂的？其实，这个过程就像你做豆浆一样，需要很多步骤，但是每一步都是为了把金属从矿石里提取出来。
湿法冶金的原理，其实就是化学反应。
金属从矿石里提取出来，就是通过化学反应实现的。
比如，浸出的时候，金属和酸或者碱发生反应，形成金属离子。
净化的时候，金属离子和杂质发生反应，形成沉淀或者被萃取出来。
还原的时候，金属离子发生还原反应，形成纯金属。
总的来说，湿法冶金就是通过一系列的化学反应，把金属从矿石里提取出来。
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。
金属冶炼的湿法冶金技术
废旧金属回收
• 湿法冶金技术在废旧金属回收领域中主要用于从废旧金属中提 取有价值的金属，如铜、镍、钴等。通过使用适当的化学试剂 ，可以将这些金属从废旧金属中溶解出来，再通过置换、吸附 或离子交换等方法，将金属从溶液中分离出来。这种方法能够 有效地回收利用废旧金属，减少资源浪费和环境污染。
盐法
利用盐类溶剂溶解矿石，再通 过分离和提纯得到金属的过程 。
氧化还原法
利用氧化剂或还原剂将矿石中 的金属元素进行氧化或还原， 再通过分离和提纯得到金属的
过程。
02
湿法冶金技术的原理
浸出过程
浸出过程是湿法冶金技术的核心环节，通过化学反应将矿石中的有价金属转化为可 溶性的化合物，使其从固体矿物中溶解出来进入溶液中。
稀有金属提取
• 湿法冶金技术在稀有金属提取领域中主要用于从复杂的矿物 原料或二次资源中提取稀有金属，如锆、铪、铌、钽等。这 些金属在高科技产业、航空航天等领域具有广泛的应用价值 。湿法冶金技术通过使用适当的化学试剂，将稀有金属从原 料中溶解出来，再通过分离和纯化，获得高纯度的稀有金属 产品。这种方法能够满足市场对稀有金属的需求，促进高科 技产业的发展。
01
利用微生物资源，实现金属的生物提取和分离，具有环保、低
能耗等优势。
电化学冶金技术
02
利用电化学原理，实现金属的高效提取和分离，具有工艺简单
、操作方便等优点。
溶剂萃取冶金技术
03
利用有机溶剂萃取金属离子，具有分离效果好、金属回收率高
、操作简便等优点。
THANKS
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湿法冶金技术的历史与发展
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第十三章 矿物浸出
【教学内容】浸出反应热力学；影响浸出速度的因素 分析。
【教学要求】了解浸出反应的基本类型及其应用；了 解氧化物和硫化物浸出的基本反应；能利用电位—pH 图分析浸出的原理及其过程控制。
【教学重点和难点】浸出反应的基本类型、反应式及 反应控制
第十三章 矿物浸出
当有氧存在时，ZnS及许多其它金属硫化物在任何pH值的水溶液中都 是不稳定的相，即从热力学观点来说，硫化锌在整个pH的范围内都能 被氧氧化，并在不同的pH值下分别得到如上列四种反应所示的不同的 氧化产物。被氧氧化的趋势，决定于氧电极与硫化物电极之间的电位差。
ZnS在任何pH值的水溶液中都不能被氢还原成金属锌。
▪ 浸出的目的是使锌焙砂中的锌尽可能迅速和完全地溶解于溶液中， 而有害杂质，如铁、砷、锑等尽可能少的进入溶液。浸出时，以氧 化锌型态的锌是很容易进入溶液的，问题在于锌浸出的同时，有相 当数量的杂质也进入溶液中，其反应通式为： MezOy十yH2SO4＝Mez(SO4)y十yH2O
▪ 为达到浸出目的，浸出过程一般要有中性浸出与酸性浸出两段以上 工序。中性浸出的任务，除把锌浸出外，还要保证浸出液的质量， 即承担着中和水解除去有害杂质铁、砷、锑等。
13.2 浸出反应的热力学
3 金银配合浸出
金银的配合浸出通常用NaCN或Ca(CN)2作配合剂。 当金属与配合剂L生成配合物时。绘制电位-pH图的基本步骤是： 根据体系的基本反应求出电位与pCN的关系式，绘出电位-pCN 图； 求出pH与pCN的关系； 将电位-pCN关系式中的pCN用相应的pH代替，并绘出电位-pH 图。
13理
13.2 浸出反应的热力学
锌焙砂中性浸出原理：
• 由图13-1可以看出：当锌离子浓度为1.988 mol·L-1时，开始从溶液中沉淀析 出锌的pH值为6.321；沉淀析出的pH值比锌离子小的溶液中只有三价铁离子； 铜离子的析出pH值与锌离子相近。其余杂质，如镍离子、钴离子、镉离子和 二价铁离子的析出pH值比锌离子要大。因此，当中性浸出终点溶液的pH值控 制在5.2～5.1之间时，三价铁离子就以氢氧化铁沉淀析出，与溶液中的锌分
离。溶液中的铜在活度较大的情况下，会有一部分水解沉淀，其余仍留在溶
液中，比锌离子水解沉淀pH值要大的镍离子、钴离子、镉离子和二价铁离子 等则与锌离子共存于溶液中。
• 在生产实践中，锌离子含量并非固定不变，随着锌离子活度的升高或降低，
沉淀析出锌的pH值将会降低或升高。当 的pH值为5.9。
Zn2
1
时，沉淀析出Zn(OH)2
13.1 概述 13.2 浸出反应的热力学 13.3 浸出反应的动力学 13.4 影响浸出速度的因素
13.1 概述
1、 浸出的概念
矿物浸出就是利用适当的溶剂，在一定的条件下使矿石或精矿 或焙烧矿中的一种或几种有价成分溶出，而与其中的脉石和杂 质分离。
浸出所用的溶剂，应具备以下一些性质： （1）能选择性地迅速溶解原料中的有价成分； （2）不与原料中的脉石和杂质发生作用； （3）价格低廉并能大量获得； （4）没有危险，便于使用； （5）能够再生使用。
•在 生 产 实 践 中 ， 溶 液 的 p H 值 控 制 在 8 ～ 10之间，通入空气将金或银氧化配合溶解。 溶解得到的金或银的配合物溶液，通常用 锌粉还原，其反应：
2Ag(CN)2－＋Zn＝2Ag↓＋Zn(CN)422Au(CN)2－＋Zn＝2Au↓＋Zn(CN)42•A从u(图CN1 3)2-－4与可Z以n看(C出N)，42纯-的A电g位( C差N值) 2不－大或， 所以在置换前必须将溶液中的空气除尽， 以免析出的金银反溶。
• 在 10图0和l中10绘-6，制中有性两浸组出杂液质中铁铁的的Fe含-H量2O介系于电两位组-pH活关度系之线间，。分同别时表，示从Fe图3+中的可活以度看为 出，在中性浸出控制终点溶液的pH值的条件下，Fe2+是不能水解除去的。为 了净化除铁，必须把Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+能水解沉淀而与Zn2+分离。生产实 践中常用软锰矿作为Fe2+的氧化剂。
13.2 浸出反应的热力学
（1）电位-pCN图
图13-3 Ag-CN－-H2O系电位pCN图
13.2 浸出反应的热力学
（2） pH与pCN的关系 pH＋pCN＝9.4－logB＋log（l＋10pH-9.4） 上式中B表示浸出溶液中总氰的活度
13.2 浸出反应的热力学
（3） Ag-CN－-H2O系电位-pH图
13.2 浸出反应的热力学
图13-2 ZnS-H2O系在298K下的电位-pH图
13.2 浸出反应的热力学
利用电位-pH图，可全面而简便地表述包括ZnS在 内的各种硫化物在湿法冶金过程中的热力学规律和必 要的条件。
溶解于溶液中的H2S，在有氧化剂存在的情况下，按H2SSS2O32SO32-HSO4-或SO42-顺序氧化； ZnS的酸溶反应要求溶剂酸度很高，放实际上它是在加压和高温的条 件下用硫酸浸出。
13.2 浸出反应的热力学
2硫化矿酸浸出
用硫酸浸出硫化矿的溶出反应可用下列通式表示： MeS（s）＋2H+=Me2+＋H2S （l）
在溶液中，溶解了的H2S可按下式发生分解： H2S＝HS-＋H+ HS-=S2-＋H+
所有这些变化以及与之有关的其它各种变化发生的条件和规 律性，可以通过MeS-H2O系在298K下的电位-pH图（图13-2） 所了解。
13.1 概述
2、浸出的分类
从冶金原理的观点来看，浸出的分类应按浸出过程主要反应 （即有价成分转入溶液的反应）的特点划分为当，如此，可 将浸出分为三大类： 简单溶解 溶质价不发生变化的化学溶解 溶质价发生变化的电化学溶解。
13.2 浸出反应的热力学
1 锌焙砂酸浸出热力学
▪ 硫化锌精矿经焙烧后，所得产品称为锌焙砂，其主要成分是氧化锌， 还有少量的氧化铜、氧化镍、氧化钻、氧化银、氧化砷、氧化锑和 氧化铁等。锌焙砂用硫酸水溶液（或废电解液）进行浸出，其主要 反应为： ZnO＋H2SO4＝ZnSO4＋H2O