化学选矿重点、难点

2.浸出率：指浸出条件下该组分转入溶液中量与其在原料中的总量之比。 ε 浸 =
VC Qa − mδ × 100% = × 100% Qa Qa ε1 ε2
+
3.浸出选择性:是各组分的浸出率之比，此值愈接近 1，则浸出选择性愈差。 β = 4. 浸出热力学与影响因素：
①对氧化-还原反应而言， 有氢离子参加反应时由 A 物质变为 B 物质的反应通式表示： aA + mH + ne = bB + cH 2O
2 1 2CuO + 2 HCl = Cu3Cl3 + H 2O + O2 3 2 2 Cu2O + 2 HCl = Cu3Cl3 + H 2O 3 ( 3)、氯化亚铜被氢还原并析出于炭粒表面 2 Cu3Cl3 + H 2 = 2Cu +2 HCl ↑ 3
炭粒作用：与水产生还原剂氢气，氢气吸附于炭粒表面，将氯化亚铜蒸汽还原为金属铜粒，炭粒则成为金属铜沉积 和发育的核心。若不加炭粒作还原剂，被氢气还原的细粒金属铜将分布于脉石和炉壁表面而难于回收。 影响因素：矿石性质、温度、离析反应时间、氯化剂类型及用量、还原剂类型及用量、水分含量及工业炉型等。 8．钠盐焙烧:是在矿物原料中加入钠盐（如碳酸钠、食盐、苛性钠、硫酸钠等）在一定温度和气氛条件下，使难溶 的目的组分矿物转变为可溶性的相应钠盐的焙烧过程。应用：可用于提取有用组分，也可用于除去难选粗精矿中的 某些杂质。 9.煅烧:是天然化合物或人造化合物的热离解或晶型转变过程。碳酸盐的热离解称为焙解。影响煅烧过程的主要因 素为煅烧温度、气相组成、化合物的热稳定性等。 二、矿物原料的浸出 1.浸出:是溶剂选择性地溶解矿物原料中某目的组分的工艺过程。
+
呈逆流接触，这部分洗水称为有效洗水；另一部分洗水则随粗砂一起沉降进入压缩段，这部分洗水称为无效洗水。 D.进入压缩段的粗砂不处于流化状态，由于压缩作用使粗砂增浓，呈移动状态下降，最后由塔底排出。 5.过滤机：板框压滤机（间歇操作） 、转筒真空过滤机（连续操作） 、离心过滤机等等 6.过滤介质：粒状介质（砾石、砂、玻璃渣、木炭、硅藻土） 、滤布介质（不锈钢、黄铜、毛棉麻） 、多孔固体介质 （多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔金属、多孔熟料等） 7.过滤度：与过滤介质两面的压力、真空度成正比；与滤液的粘度、滤饼的厚度、阻力成反比。 8.离心分离设备：水利旋流器、离心机（离心沉降机、离心分离机、离心过滤机） 9.凝聚:是指胶体颗粒在电解质作用下失去稳定性而互相凝聚； 10.絮凝:是指固体颗粒在活性物质或高分子聚合物作用下，通过吸附、架桥等作用聚成大颗粒絮团的现象。 11.分散体系使固体颗粒分散的原因：颗粒表满存在双电层和水化膜，颗粒带同号电荷时相斥，水化膜阻止颗粒直 接接触。 加入电解质可压缩双电层和除去水化膜从而破坏分散体系的稳定性。 12.固液分离流程：粗砂洗涤一般采用逆流，化学精矿的洗涤一般采用错流。 ①制取清夜流程：A、当固液分离作业是为了回收含有用组分的溶液，固体产物可废弃或送往其他作业处理，工 业上一般采用沉淀或浓缩的方法得到含少量微粒的溢流清夜，底流进行洗涤。洗涤作业可在沉淀池中间断地进行， 也可在浓缩机中连续的进行逆流洗涤。若后续作业要求完全澄清的溶液，可将溢流送去过滤以出去其中所含的极少 量的固体颗粒。 B、若固液分离作业是为回收悬浮液中的固体颗粒，而溶液饿废弃或返回，工业上常用浓缩 ——过滤法。浓缩可在搅拌槽、沉淀池或浓缩机中进行。底流的洗涤可用间歇操作或连续操作的方式，洗涤的目的 是除去所夹带的含杂质的溶液，间歇操作可用错流洗涤流程，以达到最大的洗涤效果，底流洗净后送去过滤。 （过 滤机） ②粗砂分级流程：若后续工艺能处理含细粒的稀矿浆，则只需采用分级方法除去粗砂和进行粗砂洗涤，一般只用 于处理浸出矿浆。工业上常用流态化塔或螺旋分级机进行分级和粗砂洗涤，采用水力旋流器进行控制分级和进行细 砂洗涤，水力旋流器溢流送后续处理。采用螺旋分级机和粗砂洗涤时，由于返砂中含液量较浓缩机底流少，其洗涤 级数可少些，一般三级可达要求。洗涤常用逆流流程。 13.洗涤级数的计算： 四、离子交换吸附净化法 1.离子吸附净化法：实质是存在于溶液中的目的组分离子与固体离子交换剂之间进行的多相复分解反应，使溶液中 的目的组分离子选择性的由液相转入固态离子交换剂中，然后采用适当的试剂淋洗被目的组分离子饱和的离子交换 剂，使目的组分离子重新转入溶液中，从而达到净化和富集的目的。 2.离子交换法的优点:离子交换法用于净化和富集金属组分具有选择性高、作业回收率高、作业成本低、可获得较 高质量的化学精矿等一系列优点，并可从浸出矿浆中直接提取目的组分（矿浆吸附法） ，也可将浸出作业和吸附作 业和在一起进行（矿浆树脂法） ，以提高浸出率和简化或省去固液分离作业。 缺点：交换树脂的吸附容量较小，只适于从稀液中提取目的组分而且吸附速率小，吸附循环周期较长。因此，在许 多领域离子交换法已被有机溶剂萃取法所取代。 3.离子交换吸附的基本过程：吸附→洗涤→淋洗→冲洗→转型， 其中吸附和淋洗是两个基本作业。 4.离子交换吸附过程影响因素：除树脂质量及设备因素外主要包括吸附原液性质、吸附作业条件、淋洗作业条件。 5.制备高纯水流程:阳柱，阴柱，混合柱，除气塔。 6.吸附净化法：是从稀溶液中提取、分离和富集有用组分或有害组分常用方法之一， 工业上常用的吸附剂有活性炭、 硫化煤及某些天然吸附剂(沸石、高岭土、软锰矿)，主要用于提取金银。主要包括吸附和解析两个作业。 7.离子交换树脂:是一种具有三维多孔网状结构的不溶不熔的高分子化合物，其中含有能进行离子交换的交换基团。 树脂刚饱和的那层树脂至刚漏穿的那层树脂间的树脂床高度称为该组分在该操作条件下的交换吸附带高度。 8.树脂的预处理：①先将树脂放入水中浸泡 24 小时让其充分膨胀；②用水反复漂洗以除去色素、水溶性杂质及尘 埃； ③将水排净后用 95%乙醇浸泡 24 小时，以除去醇溶性杂质，将乙醇排净后用水将乙醇洗净；④经充分溶胀并除去醇 溶性及水溶性杂质后的树脂用湿筛或沉降分级法得到所需粒级的树脂。 8.树脂中毒:离子交换树脂在长期循环使用过程中其交换容量不断下降的现象。实践中发现树脂中毒现象时，首先 必须详细查明树脂中毒的原因，然后采取相应措施进行“防毒”和“解毒” 。 “防毒”措施如预先将原液中的五价钒 还原为四价，预先将原料中的硫化物浮出和预先用硫化钠沉铂等推施可有效地防止钒，.连多硫酸盐和铂中毒。有 时虽然采取了某些预防措施，但仍难免树脂中毒，或有时采取某些预防措施在经济上不合算或会给工艺造成很大困 难时，最有效的方法是采用某些解毒试剂处理中毒树脂，此外，还应严格注意操作条件和树脂保存，防止树脂的酸 碱破坏和热破坏。
0.0591 ( a lg aA − m p H − b lg aB ) ,反应进行的程度由溶液的电位和 pH 决定; n 0.0591 0 ②对于无氢离子参加，则反应为： aA + ne = bB 平衡条件： ε = ε + ( a lg a A − b lg aB ) ,反应进行的程度 n
平衡条件： ε = ε +
(1)、食盐水解产生氯化氢气体
2 NaCl + H 2O + xSiO2 = Na2O ⋅ xSiO2 + 2 HCl ↑ 4 NaCl + Al2O3 ⋅ 2 SiO2 ⋅ 2 H 2O = ( Na2O )2 ⋅ Al2O3 ⋅ 2SiO2 + 4 HCl ↑
7.铜离析的三个阶段:
( 2 )、氯化铜的氯化与挥发
化学选矿——奔跑的蜗牛整编
化学选矿:是基于矿物和矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物组成，然后用相应方法使目的组分富 集的矿物加工工艺。浮选或磁选前的处理只改变矿物表面物理性质，不属于化学选矿。 化学选矿的六个作业：原料准备→焙烧→浸出→固液分离→浸出液的净化→制取化学精矿 一、焙烧 1.焙烧:是在适宜的气氛和低于矿物原料熔点的温度条件下，使矿物原料中目的矿物发生物理和化学变化的工艺过 程。目的是使目的组分矿物转变为易浸或易于物理分选的形态。大致可分为氧化焙烧与硫酸化焙烧、还原焙烧、氯 化焙烧与氯化离析、钠盐焙烧、煅烧 2.氧化焙烧（或硫酸化焙烧）:硫化矿物在氧化气氛条件下加热，将全部（部分）硫脱除转变为相应的金属氧化物 （硫酸盐）的过程。①当炉气中三氧化硫的分压大于金属硫酸盐的分压即 PSO • K 2 • PO 〉 PSO ( MSO ) 时，焙烧产物为金
0
仅与溶液的电位有关. ③对非氧化-还原反应而言， 有氢离子参加反应时由 A 物质变为 B 物质的反应可以通式为：aA + mH = bB + cH 2O 反应进行的程度仅与溶液的 pH 有关; ④对于无氢离子参加，则反应为： aA + ne = bB 平衡条件: lg K = b lg aB − a lg aB 反应进行的程度取决于反应平衡 常数. 5.电位—pH 图作用：它可指明反应自动进行的条件、指明物质在水溶液中稳定存在的区域和范围，可为浸出、分离 和电解等作业提供热力学依据。方便地推断出反应的可能性，及生成物的稳定性，可形象直观地描述溶液中化学平 衡条件，反应进行方向，反应限度及某种组分的优势区域，同时也可对现有生产工艺进行理论剖析，改善完善现有 生产方法，另外还有预测新方法，新工艺。 6.浸出速度：浸出是发生于固液界面的多相化学反应，其反应速度有吸附、化学反应和扩散三个步骤决定。影响因 素有浸出温度、磨矿细度、试剂浓度、搅拌强度、矿浆液固比和浸出时间等。 7. 浸出的分类:依浸物料的运动方式分：渗滤浸出和搅拌浸出。渗滤浸为就地渗滤浸出（地浸） 、矿堆渗滤浸出(堆 浸)和槽渗滤浸出（槽浸） 。依浸出时温度和压力条件：高温高压浸出和常温压浸出。 8.浸出方法:水溶剂浸出——酸法、碱法、盐浸、热压浸出、细菌浸出、水浸。非水溶剂浸出。 9.浸出试剂及方法的选择：取决于矿物原料中有用矿物和脉石矿物的矿物组成、化学组成及矿石结构构造；浸出试 剂价格；浸出试剂对目的组分矿物的分解能力及对浸出设备的腐蚀性能。 10.浸出流程：顺流浸出、错流浸出、逆流浸出 11.多段浸出流程：①将难浸物料和易浸物料（或矿砂与矿泥）分别浸出。第一段浸出难浸物料，利用第一段浸出 矿浆中剩余的试剂进行第二段易浸物料的浸出； ②第一段进行低酸浸出以浸出易浸物料，浸出矿浆固液分离后的浸出液送后续作业处理，而浸渣制浆后再进行第二 段高酸浸出以浸出难浸物料，高酸浸出后的矿浆经固液分离得到的浸出液返回第一段进行低酸浸出； ③用氧化剂(如高铁盐)浸出硫化矿时，为了适应后续电积作业的需要，可将第一段氧化浸出所得的浸出液送去进行 第二段还原浸出，使氧化浸出液中的高价铁离子被还原为低价铁离子，还原浸出后得到的浸出液送去电积时可降低 电积作业的电耗，还原浸出渣应返回至第一段进行氧化浸出。 三、固液分离 1.固液分离方法：重力沉降法、过滤法、离心分离法 2.重力沉降分离法中悬浮液沉降过程的分区现象：A—澄清区、B-沉降区、C-过渡区、D-压缩区、K-粗粒区 3.浓缩澄清设备：沉淀池、浓缩机（中心传动<15 米、周边齿轮传动>15 米、周边辊轮传动>50 米） 浓缩分级设备：流态化塔、机械分级机（螺旋分级机） 4.流态化逆流洗涤塔的工作原理：它是利用固体颗粒和液体在垂直系统中逆流相对运动广义流态化理论，以达到无 极连续逆流洗涤和固液分离的目的。常用其进行逆流浸出和处理浸出矿浆，以除去粗砂和进行粗砂洗涤，其主要影 响因素有进料方式、溢流方式、洗水用量、布水方式和界面位置。 一般由扩大室、塔身和锥底组成。A.矿浆均匀平稳的进入扩大室后，在上升的洗水作用下，矿浆中的大部分液体和 细矿粒随同洗水从溢流堰排出，粗砂则经扩大室向下沉降，均匀的进入塔身。B.自上而下的沉降粗砂夹带部分细沙 和原液与自下而上的洗水逆流接触，形成上稀下浓的流态床(稀流态床又称稀相段，浓流态床又称浓相段，在两流 态床间有一明显的界面)。C.洗涤水一般由浓相段给入，给入的洗水一部分自下而上流动，与自上而下的沉降粗砂
2 2 3 4Baidu Nhomakorabea
属硫酸盐，过程属于硫酸化焙烧（部分脱硫焙烧） ；②当 PSO • K 2 • PO 〈 PSO ( MSO ) 时焙烧产物为金属氧化物。当温度较
2 2 3 4
低及炉气中的二氧化硫的浓度较高时，金属硫化物将转变为相应的金属硫酸盐，当温度升至 700-900 摄氏度时，金 属硫酸盐将分解为相应的金属氧化物，该过程属于氧化焙烧（全脱硫焙烧） 3.选择性硫酸化焙烧：控制焙烧温度和炉气成分即可控制焙烧产物组成。 4.还原焙烧:是在低于炉料熔点和还原气氛条件下，使矿石中的金属氧化物转变为相应低价金属氧化物或金属的过 程。常用还原剂有固体碳、一氧化碳、氢气。主要用于处理难选的铁、锰、镍、铜、锡、锑等，如弱磁性贫铁矿(贫 赤铁矿、褐铁矿、针铁矿)、回转窑粒铁法处理高硅贫铁矿和矿粉、含镍红土矿等。 5.氯化焙烧:是在一定温度和气氛条件下，用氯化剂使矿物原料中的目的组分转为气相或凝聚相的氯化物，以使目 的组分分离富集的工艺过程。根据产品形态可分为中温氯化焙烧、高温绿化焙烧、氯化-还原焙烧（离析）三种类 型； 根据气相中的含氧量可分为氧化氯化焙烧(直接氯化)和还原氯化焙烧(还原氯化)。 采用气体氯化剂 （ Cl2、HCl ） 或固体氯化剂（ NaCl、CaCl2、FeCl2 ） 6.提高氯氧比：增加氯气分压或降低氧气分压，如加入还原剂（炭、一氧化碳、硫和氢气） 。有固体炭存在时金属 氧化物更容易被氯气氯化。