有色金属冶金-冶金原理第九章 浸出液的净化与沉积
金属冶炼中的浸出过程
CHAPTER 03
浸出过程的技术参数
温度控制
总结词
浸出温度是影响浸出过程的重要因素,过高或过低的温度都会影响金属的浸出率和浸出 效果。
详细描述
适当的浸出温度可以提高金属的溶解度和浸出速率,同时也有助于降低杂质元素的溶解 度,实现选择性浸出。温度的控制需要根据不同金属的溶解特性和杂质元素的性质进行
CHAPTER 06
未来浸出技术的发展趋势
高效反应器,以提高浸出过程的产能和
降低能耗。
自动化控制系统
02
引入先进的自动化控制系统,实现浸出过程的智能控制,提高
生产效率和产品质量。
高效分离技术
03
研究新型的分离技术,如膜分离、萃取等,以提高金属和杂质
VS
浸出过程是提取冶金中的重要环节, 广泛应用于铜、镍、钴、金等金属的 提取。
浸出过程的原理
根据不同金属在溶液中的溶解度和溶 解速率差异,选择合适的溶剂和条件 ,使目标金属与杂质分离,实现金属 的有效提取。
浸出过程中,金属离子通过溶解-扩散 机制进入溶剂中,而杂质则留在残渣 中或与溶剂形成不溶性化合物。
CHAPTER 05
浸出过程的挑战与解决方案
杂质去除问题
总结词
杂质去除是浸出过程中的一大挑战,直 接影响到金属的纯度和质量。
VS
详细描述
在浸出过程中,矿石中的杂质会与金属一 起溶解在浸出液中,导致金属纯度降低。 为了获得高纯度的金属,需要采取有效的 杂质去除方法。常用的杂质去除方法包括 化学沉淀、离子交换、溶剂萃取等。这些 方法可以根据杂质种类和浸出液的性质选 择使用,以达到最佳的去除效果。
详细描述
液固比的选择应根据固体物料的性质、金属 的溶解度和浸出效果综合考虑。液固比过高 会导致溶液体积过大,增加处理成本;液固 比过低则可能导致固体物料不能充分接触溶 液,影响浸出效果。
湿法冶金浸出净化和沉积PPT学习教案
U-H2O系的ε -pH图
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c)还原溶解,即有还原剂存在下被还原成U3+进入溶液 UO2+e+4H+=U3++2H2O
U3+所这需种还方原案剂在的实还践原中电不势能应用低。于因a从线图,可此知时,它欲将使同U时O分2还解原水成析 出H2。 出对,于即U:3O8而U言3O,8+只4H能+=在3控UO制22+一2定H2pOH+值2e的条件下进行氧化浸
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④ 将n、R、T、Men 值代入上式,求平衡时PH值。
例:求 Fe(OH)3 3H Fe3 3H2O (298K) Fe3 0.1 时, 反应的平衡PH值,并判断不使Fe3+沉淀的条件。
解:G2098 27615(J )
PH
ห้องสมุดไป่ตู้
2.303
27615 3 8.314
298
1 3
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aA nH ze bB hH2O
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
四、课堂练习: 根据P173 ZnS-H2O系的电位-PH图分析:
1、ZnS浸出途径及反应方程式 2、在图示条件下,各浸出方案的条件 3、工业生产中可采用的浸出方案和理由
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五、影响浸出速度的因素
浸出液的净化概要课件
过滤法
通过过滤介质截留悬浮物 ,实现固液分离。常用的 过滤介质有砂、活性炭、 陶瓷等。
离心分离法
利用离心力作用使悬浮物 与液体分离。适用于处理 颗粒较大、浓度较高的浸 出液。
化学法
中和法
通过加入中和剂调节浸出液的pH 值,使其达到排放标准。常用的
中和剂有石灰、氢氧化钠等。
混凝沉淀法
加入混凝剂使浸出液中的胶体颗粒 聚集成较大颗粒而沉降。常用的混 凝剂有铝盐、铁盐等。
氧化还原法
利用氧化还原反应去除浸出液中的 有害物质。如加入氧化剂氧化有机 物,或加入还原剂还原重金属离子 。
生物法
活性污泥法
利用好氧微生物降解浸出液中的 有机物。需要曝气充氧,污泥生 成后需进行二次处理。
生物膜法
利用附着在固体表面的微生物降 解浸出液中的有机物。适用于处 理低浓度有机废水。
03
设备与工艺流程介绍
国内外研究现状
01
国内研究
02
国外研究
近年来,国内在浸出液净化技术方面取得了一定的进展,如膜分离技 术、吸附技术等的应用研究。
国外在浸出液净化技术方面的研究较为深入,发展出了多种高效净化 技术和设备,并在实际应用中取得了良好效果。
02
浸出液净化原理与方法
物理法
01
02
03
沉淀法
利用重力作用使悬浮物自 然沉降,达到固液分离的 目的。
THANKS
工程规模
详细阐述工程规模,包括 处理量、设备配置、占地 面积等。
技术方案
概述采用的技术方案和工 艺流程,突出创新点和优 势。
净化效果评估指标体系建立
评估指标
明确浸出液净化效果的评估指标 ,如去除率、达标排放等。
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
������ ������
������
������
������������− ������������− ������������−
������ ������
������
< ������������������ 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
有色金属冶金基础理论(PPT 102页)
(2)电解质体系的活度系数计算方法 ① 电解质活度aB与离子平均活度a±
浸出介质一般为电解质体系,盐类化合物电离为 离子。
MZ+nXZ-n==ZMn++ZXnZ+n,Z-n分别代表氧离子和阴离子数目 溶质MZ+nXZ-n的活度
a±Z=a+Z+×a-Z-;Z=Z++Z同样活度系数表示为
r±=(r+Z+×r-Z-)1/Z 用mol浓度单位表示活度
Sb3+
Sb3+ (无变化)
Fe3+
Fe2+ (还原)
S2-
S0 (氧化)
③ 细菌作用下的黄铜矿氧化浸出反应
CuFeS2+4O2====CuSO4+FeSO4
S2- S+6 (氧化); O0
O2- (还原)
8
(4)有络合物生成的化学溶解反应 金属元素在发生上述反应的同时生成络合
物进入溶液。如红土矿还原焙烧产物的氨 浸出反应: Ni(s)+NH3+CO2+1/2O2=Ni(NH3)n2++CO32Co(s)+NH3+CO2+1/2O2=Co(NH3)n2++CO32上述中Ni(NH3)n2+络合物n代表的是Ni的配位 数。
15
又知: ⊿GoT= -nRTlnK 即,K越大,反应趋势越强。
在浸出的实践中,体系是复杂的,经常偏离拉 乌尔定律(正偏差r>1;负偏差r<1) ,此时活度系 数难求出,有时用表观平衡常数KC判定浸出反应 发生的可能性与反应限度。
Kc=[D]d/ [B]b K=aDd/×aBb =rDd×[D]d/ rBb×[B]b =KC rDd/ rBb
金属冶炼中的液相浸渍与吸附
吸附速率取决于溶质在液相中的扩散速度和 溶质与吸附剂之间的相互作用。
吸附条件
控制温度、压力、浓度等条件,以实现最佳 的吸附效果。
吸附容量
吸附剂的吸附容量取决于其表面的活性位点 和溶质分子的性质。
吸附的应用
气体分离
01
利用液相吸附技术可以将混合气体中的不同组分分离出来,如
氧气、氮气、二氧化碳等。
金属冶炼中的液相浸渍与吸 附
目 录
• 液相浸渍技术 • 液相吸附技术 • 液相浸渍与吸附在金属冶炼中的联合应用 • 液相浸渍与吸附技术的发展趋势
01 液相浸渍技术
浸渍原理
液相浸渍技术是一种通过将固体物料浸入液态介质中,使固体表 面与液态介质中的组分发生物理或化学反应,从而实现组分在固 体表面富集或分离的过程。
液体分离
02
利用液相吸附技术可以将混合液体中的不同组分分离出来,如
油水分离、废水处理等。
物质纯化
03
利用液相吸附技术可以将物质中的杂质去除,提高物质的纯度
,如提纯金属、半导体材料等。
03 液相浸渍与吸附 在金属冶炼中的 联合应用
联合应用原理
液相浸渍
通过将固体物料浸入液态介质中 ,利用物理或化学作用将有用组 分从固体物料中转移到液态介质 中。
浸渍过程
浸渍过程通常包括浸入、吸附、解吸和回收等步骤。在浸入阶段,固体物料被液态介质完全覆盖;在吸附阶段,液态介质中的 组分在固体表面富集;在解吸阶段,富集在固体表面的组分从固体表面解吸;在回收阶段,从液态介质中分离出组分。
浸渍的应用
液相浸渍技术广泛应用于金属冶炼、化 学工程、环境工程等领域。在金属冶炼 中,液相浸渍技术可用于提取和纯化金 属,提高金属的纯度和回收率。在化学 工程中,液相浸渍技术可用于分离和纯 化有机或无机化合物。在环境工程中, 液相浸渍技术可用于处理废弃物和废水
有色金属堆浸场浸出液收集系统技术标准
有色金属堆浸场浸出液收集系统技术标准有色金属堆浸场是一种常见的冶炼工艺,主要用于提取有色金属如铜、铅、锌等。
在堆浸过程中,浸出液是一个非常重要的环节,它包含着大量的有色金属离子,需要进行有效的收集和处理。
有色金属堆浸场的浸出液收集系统技术标准非常关键。
有色金属堆浸场浸出液收集系统技术标准涉及多个方面,包括浸出液的收集、输送和处理等。
正确的技术标准可以确保浸出液能够高效地被收集,减少资源浪费和环境污染。
针对有色金属堆浸场浸出液的收集,需要考虑设备的选择和布置。
一般而言,可以采用漏斗、槽槽、喷淋等方式将浸出液引导到收集池中。
收集池应具备足够的容积,并设有可调节的出口,以便及时排除浸出液中的杂质和泥浆。
还可以设置沉淀池和过滤设备,以进一步净化浸出液,确保有色金属离子的高效回收。
有色金属堆浸场浸出液的输送也是一个关键环节。
通常情况下,可以采用泵站将浸出液从收集池输送到后续处理工序。
在选择泵站设备时,需要考虑有色金属堆浸场的工艺参数和要求,以确保泵站能够提供足够的流量和承压能力。
还应根据实际情况选择合适的管道和阀门,以确保浸出液能够平稳地输送到下一处理环节。
有色金属堆浸场浸出液的处理也是非常重要的。
浸出液中含有大量的有色金属离子,需要进行进一步的处理和回收。
常见的处理方法包括净化、浓缩和电解等。
净化过程可以采用化学沉淀、溶剂萃取等方法,去除浸出液中的杂质和杂质金属。
浓缩过程可以采用蒸发、结晶等方法,将浸出液中的有价金属浓缩。
电解是一种常见的回收有色金属的方法,通过电解金属离子,使其还原为纯金属。
总结来说,有色金属堆浸场浸出液收集系统技术标准对于确保有色金属的回收率和环境保护至关重要。
通过正确的设备选择和布置,合理的输送和处理方案,可以确保浸出液的高效收集和处理,实现资源的有效利用。
有色金属堆浸场浸出液收集系统技术标准的制定应注重实际情况和工艺要求,同时也需要考虑环保和经济效益的平衡。
个人观点和理解方面,我认为有色金属堆浸场浸出液收集系统技术标准的制定应该是一个综合考虑技术、经济和环境等多个因素的过程。
金属冶炼过程中的浸出技术
还原浸
总结词
通过加入还原剂将矿石中的金属离子浸出到溶液中的过程。
详细描述
还原浸出通常使用还原剂如碳、氢气等,将矿石中的高价金 属离子还原为低价态或零价态,使其从矿石中溶解出来,然 后从浸出液中提取金属。
钴的浸
要点一
总结词
钴的浸出是利用酸或碱溶液将矿石中的钴转化为可溶性钴 离子,再通过提取和沉淀的方法获得纯钴的过程。
要点二
详细描述
钴的浸出通常采用硫酸作为浸出剂,在高温高压条件下, 将矿石中的钴转化为硫酸钴溶液,然后通过电解或还原等 方法获得纯钴。浸出过程中需要控制好温度、压力、浓度 等参数,以确保浸出效率和钴的回收率。
02
浸出技术是一种重要的金属冶炼 手段,广泛应用于铜、镍、钴、 金等金属的提取和纯化。
浸出技术的分类
根据浸出剂的不同, 浸出技术可分为酸浸 、碱浸、盐浸等。
根据浸出方式的不同 ,浸出技术可分为搅 拌浸出、渗滤浸出、 堆浸等。
根据浸出温度的不同 ,浸出技术可分为常 温浸出和高温浸出。
浸出技术的原理
锌的浸
总结词
锌的浸出是利用酸或碱溶液将矿石中的锌转化为可溶性锌离子,再通过提取和沉淀的方法获得纯锌的 过程。
详细描述
锌的浸出通常采用硫酸作为浸出剂,在高温高压条件下,将矿石中的锌转化为硫酸锌溶液,然后通过 电解或还原等方法获得纯锌。浸出过程中需要控制好温度、压力、浓度等参数,以确保浸出效率和锌 的回收率。
03
浸出技术在金属冶炼 中的应用
铜的浸
总结词
铜的浸出是利用酸或碱溶液将矿石中的铜转化为可溶性铜离子,再通过提取和沉淀的方法获得纯铜的过程。
有色金属冶金概论复习题
有色金属冶金概论复习题1.简述冶金学科(冶金方法〕的分类;①提取冶金学〔Extractive metallurgy〕②物理冶金学〔Physical metallurgy〕。
2.几种典型提炼冶金方法的一般流程及特点①火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个步骤特点:②湿法冶金湿法冶金在机理上属物理化学的内容,其消费步骤主要包括:浸取、别离、富集和提取特点:③电冶金电冶金包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解等特点:④粉末冶金粉末冶金由以下几个主要工艺步骤组成:配料、压制成型、坯块烧结和后处理。
对于大型的制品,为了获得均匀的密度,还需要采取等静压〔各方向同时受液压〕的方法成型特点:3.简述有色金属提取的特点①有色金属矿物的品位低,成分复杂。
②提取方法多,分火法和湿法。
4.简述有色金属火法、湿法提取工艺的分类。
火法:①焙烧〔氧化、复原、硫酸化、氯化、煅烧、烧结焙烧〕;②熔炼〔造毓、复原、氧化、熔盐电解、反响熔炼,吹炼〕;③精炼〔氧化、氯化、硫化、电解精炼〕。
湿法:① 浸出:按浸出的溶剂:碱浸、氨浸、酸浸、硫脲浸出、氰化物浸出,等;按浸出的方式:常压浸出、加压浸出、槽浸、堆浸、就地浸出,等。
②净化:水解沉淀净化、置换净化、气体复原〔氧化〕净化,等。
③沉积:置换沉积、电解沉积、气体复原沉积。
5.判断以下金属那些属于稀有金属、轻金属、重有色金属及贵金属重金属,一般是指密度在4.5 〔或5〕g-cm-3以上的金属,过渡元素大都属于重金属。
主要有11种:铜Cu、铅Pb、锌Zn、银Ni、锡Sn、钻Co、碑As、铋Bi、锑Sb、镉Cd、汞Hg轻金属,密度在4.5 〔或5〕g-cm-3以下的金属叫轻金属,周期系中第I A、IIA族均为轻金属,主要有7种:铝Al、镁Mg、钾K、钠Na、钙Ca、锶Sr、钡Ba;贵金属,通常是指金、银和铂族元素。
这些金属在地壳中含量较少,不易开采,价格较贵,所以叫贵金属。
这些金属对氧和其他试剂较稳定,金、银常用来制造装饰品和硬币。
金属冶炼中的沉淀与过滤
过滤可用于浓缩溶液,即将溶液中的水分通过滤布或砂芯 等介质去除,使溶液中的固体物质得到浓缩。
分离固液
金属冶炼中的沉淀反应会产生大量的沉淀物,过滤可用于 将沉淀物与母液分离,以便进一步处理和回收有价值的金 属。
洗涤固体
在金属冶炼过程中,过滤可用于洗涤固体,如通过滤布将 洗涤液引入沉淀物中,以去除沉淀物表面的杂质。
05
沉淀与过滤的设备与材料
沉淀设备与材料
01
02
03
沉淀槽
用于容纳待沉淀的液体, 通常由耐腐蚀材料制成, 如不锈钢或混凝土。
沉淀剂
添加到液体中,使目标物 质沉淀下来。常见的沉淀 剂包括氢氧化物、硫化物 等。
沉淀辅助剂
如絮凝剂,帮助悬浮颗粒 聚集,加速沉淀过程。
过滤设备与材料
过滤器
用于分离液体和固体,有 多种类型,如砂滤器、膜 过滤器等。
04
沉淀与过滤的联合应用
联合应用的目的与原理
目的
金属冶炼过程中,沉淀与过滤的联合应用旨在提高金属的纯度、降低杂质含量,从而提高产品质量。
原理
通过物理方法,利用不同物质在溶液中溶解度的差异以及颗粒物在液体中的沉降速度,实现金属与杂 质的分离。
联合应用的流程与操作
流程
先进行沉淀操作,使金属与其他杂质初步分离,再进行过滤操作,将金属溶液中的固体杂质彻底去除。
目的
金属冶炼的目的是为了获得纯度 较高的金属,以满足工业和民用 领域的各种需求。
金属冶炼的流程与原理
流程
金属冶炼通常包括矿石的破碎、磨细、浮选、还原、精炼等 步骤,根据不同的金属种类和矿石性质,冶炼流程会有所不 同。
原理
金属冶炼的原理主要包括化学反应和物理分离。化学反应如 氧化还原反应用于将矿石中的金属元素转化为可提取的形式 ,而物理分离如溶解、沉淀、过滤等用于将金属与其他杂质 分离。
金属冶炼中的浸出提取技术
通过过滤介质(如滤布、滤饼等)将固体颗粒与液体 有效分离。
净化
对过滤后的浸出液进行净化和除杂,以满足后续提取 和精炼的要求。
金属的提取与精炼
提取
根据不同金属与浸出剂之间的化学反应特性,采用适当的提取方法(如置换、 萃取、离子交换等)将金属从浸出液中分离出来。
精炼
对提取出的金属进行进一步的提纯和精制,以满足不同规格和用途的要求。
对原料要求高
浸出提取技术要求原料具 有一定的品质和品位,否 则会影响提取效果。
废水处理难度大
浸出提取过程中会产生大 量废水,处理难度较大, 需要采取有效的废水处理 措施。
技术改进方向
优化工艺流程
01
通过改进工艺流程和技术参数,提高浸出提取技术的效率和稳
定性。
开发新型浸出剂
02
研究开发高效、环保、低成本的浸出剂,提高金属的提取率和
金属冶炼中的浸出提取技术
汇报人:可编辑
汇报时间:2024-01-06
目录
• 浸出提取技术概述 • 金属冶炼中的浸出提取技术 • 浸出提取技术的工艺流程 • 浸出提取技术的优缺点 • 浸出提取技术的发展趋势与展望
01
浸出提取技术概述
定义与原理
01
02
定义
原理
浸出提取技术是一种利用化学或生物方法将有用组分从矿石、废料或 其他含金属材料中溶解出来,然后从溶液中提取和回收金属的过程。
04
浸出提取技术的优缺点
优点
高效
浸出提取技术能够高效地提取金属,具 有较高的提取率和回收率。
节能
浸出提取技术通常在常温常压下进行, 能源消耗较低。
环保
浸出提取技术采用化学或生物方法,对 环境友好,减少了对环境的污染。
采矿业中的浸出与冶炼技术
采矿业中的浸出与冶炼技术采矿业是指对自然界中蕴藏的矿石等矿产资源进行开采和加工的行业。
其中,浸出与冶炼技术是采矿业中至关重要的环节。
本文将探讨采矿业中的浸出与冶炼技术,并介绍它们在矿石加工中的作用和应用。
一、浸出技术浸出技术是指通过浸泡将固体与液体进行接触,从而使固体中的有用成分溶解于液体中的一种技术。
在采矿业中,浸出技术主要应用于矿石中有价金属(如金、银、铜等)的提取过程中。
1. 浸出的原理和工艺浸出的基本原理是利用溶液与固体之间的物质传递作用,从而实现有价金属的提取。
在实际应用中,常用的浸出方法有静态浸出和动态浸出两种。
静态浸出是将矿石与提取剂(如氰化钠、硫酸等)混合后,在容器中静置一段时间,使金属溶解到溶液中,再通过过滤、吸附等步骤将溶液中的金属分离出来。
动态浸出则是通过流动的液体与固体的接触,利用溶解速度快、传质效果好的特点,提高金属离子的溶解度,从而提高提取效果。
常见的动态浸出方法有浸出槽法、喷吹法等。
2. 浸出技术的应用浸出技术在采矿业中具有广泛的应用。
以金矿石浸出为例,静态浸出和动态浸出是其中常用的方法。
在静态浸出中,采用氰化钠作为提取剂,将金矿石与氰化钠溶液混合后浸泡,金属溶解到溶液中后,再通过吸附树脂等分离方法分离出金属,最终得到纯金。
这种方法操作简单,但对环境的影响较大。
动态浸出则较静态浸出更为高效。
通过流动的液体与固体的接触,提高金矿石的溶解度和提取效果。
此外,还可以采用化学浸出、生物浸出等技术,进一步提高金矿石的浸出率和提取效果。
这些技术不仅提高了金的回收率,还减少了对环境的污染。
二、冶炼技术冶炼技术是指将矿石中的有用金属元素提取出来,并通过一系列的加工步骤将其转化为金属产品(如金锭、铜板等)的技术。
冶炼技术在采矿业中起到了至关重要的作用。
1. 冶炼的原理和工艺冶炼的基本原理是通过加热和加入还原剂等方法,将矿石中的金属元素从氧化物、硫化物等化合物中析出,并进一步进行纯化和合金化处理,最终得到所需的金属产品。
《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。
有色冶金原理第九章湿法冶金电解过程
有色冶金原理第九章湿法冶金电解过程
11
在这些连续而复杂的反应过程中,一般说来总存在着 某一最慢步骤,整个电极反应过程的动力学,就由最慢步 骤的动力学所决定。若电化学步骤最慢,则整个电极反应 的反应速度,就由电化学动力学基本规律所决定。若扩散 速度最慢,则整个电极反应有速度,就由扩散动力学基本 规律所决定。 根据极化产生的不同原因,通常把极化现象大致分为两类: 浓差极化和电化学极化。
Au Cd Cu 铂墨
P t 光滑 P t Al 石墨 Ag Sn Fe Zn Bi Ni Pb
— 0.446
— — — — — — 0.241
1 0.202
6
— — — —
0.122 0.651 0.351 0.003
4
— 0.499 0.316
6 0.298
1 0.399
5 0.218
3
—
—
—
—
2H++2e =H2 (副反应)
有色冶金原理第九章湿法冶金电解过程
6
②在阳极上,发生的反应是物质失去电子的氧化反 应,称为阳极反应。
可溶性阳极反应:粗金属等中的金属氧化溶解; Cu-2e = Cu2+
Ni-2e = Ni2+
不可溶性阳极反应:水溶液电解质中的阴离子在阳 极上失去电子的氧化反应
2OH――2e = H2O +O2 2Cl――2e = Cl2
实际分解电压(Vf)简称分解电压,是阳极实际析出电位 ( εK )与阴极实际析出电位之差:
Vf = εA-εK 显而易见,当得知阳、阴极在实际电解时的偏离值—— 超电位时就可以算出某一电解的实际分解电压。
有色冶金原理第九章湿法冶金电解过程
九章浸出和萃取-精品
本章学习目的与要求
通过学习本章内容,了解浸出的基本概念、浸 出过程和浸出理论;了解常用的几种浸出装置 及其工作原理。
掌握浸出速率的计算方法,重点掌握浸出级数 的求取方法。
了解萃取的基本概念、萃取体系相平衡及操作 原理,了解萃取剂的选择原则,掌握萃取过程 的基本计算,重点掌握完全不互溶体系的有关 计算。
V2,y ,2A y2S
V3,y ,3A y3S
溶剂 S,xA,XS
F,x ,FA XFS 原料
1
2
3
L1,x ,1A x1S
L2,x ,2A x2S
三级逆流浸出
LN,x ,NA xNS 底流
底流和溢流组成的表示
求理论级数和实际级数
9-1-5 浸出装置
径向流快速浸出机
单级浸出罐图
豆式浸出机
浸出级数的计算方法
浸出级数的代数计算法
E1,yE
y2
V,y3 V,yi
V,yi+1 V,yn-1 V,yn
S,yn+1=yS
12
i
F,xF
L,x1
i
L,x2 L,xi-1
xi
n-1 n L,xn-2 L,xn-1 L=W,xn=xw
多级逆流浸出系统
浸出级数的三角形相图计算法
溢流 E1,y ,1A y2S
温度对相平衡关系的影响
温度对溶解度的影响
萃取过程在三角形相图上的表示
9-2-2萃取过程的计算
单级萃取计算举例
解:(1)萃取液量与萃余液量的比值
解析法: REF Rx0AEy0A FxF
ExFx0A0.30.21 R y0AxF 0.60.3 3
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第九章 浸出液的净化与沉积
上一章
概述
矿物在浸出过程中,当欲提取的有价金属从原料 中浸出来时,原料中的某些杂质也伴随进入溶液。
为了便于沉积欲提取的有价主体金属,在沉积前必 须将某些杂质除去,以获得尽可能纯净的溶液。
例如,将锌浸出液中的铁、砷、锑、镉、钴等除至 规定以下,将镍浸出液中的铁、铜、钴等除至规定的 限度以下。这种水溶液中主体金属与杂质元素分离的 过程叫做水溶液的净化。
焓 ΔGθ(2)(KJ·mol-1)
形成碱式盐的 PH 值
5Fe2(SO4)3·Fe(OH)3
-820.06
<0
Fe2(SO4)3·Fe(OH)3
-305.43
<0
CuSO4·Cd(OH)2
-253.13
3.1
2CdSO4·Cd(OH)2
-123.43
3.9
ZnSO4·Zn(OH)2
-116.73
3.8
金属从净化后的水溶液中沉积出来,是整 个湿法冶金的最后一个主要过程。
常用的沉积方法有电解沉积、电解精炼、置 换沉积、加压氢还原等。
在冶金生产中,置换既可用于溶液的净化, 也可用于金属的沉积,它们的基本原理是一样的, 将合并讨论。
电解沉积用于铜、锌、镉、镓、铼等金属的 湿法冶金中,电解精炼用于合金的电解和粗金属 的提纯。
第一节 离子沉淀法
所谓离子沉淀法,就是溶液中某种离子在 沉淀剂的作用下,形成难溶化合物而沉淀的过 程。
为了达到使主体有价金属和杂质彼此分离的 目的,工业生产中有两种不同的做法: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 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。
在很多情况下,净化分离出来的杂质金属往 往又是作为有价副产品加以回收的重要原料。
例如,从锌浸出液中净化所得的铜镉渣,是 提取铜镉的重要原料,所得的钴渣是提取钴的重 要原料。
所以净化过程又是综合利用资源的重要过程。
工业上经常使用的净化方法有离子沉淀法、 置换法、共沉淀法、有机溶剂萃取法、离子交换 法等。
湿法冶金过程中经常遇到的难溶化合物有氢氧 化物、碳酸盐、黄酸盐和草酸盐等,但是具有普遍意 义的是形成难溶氢氧化物的水解法和呈硫化物沉淀的 选择分离法。
下面将分别讨论这两种方法的基本原理和应用。
一、水解沉淀
除少数碱金属的氢氧化物外,大多数金属的 氢氧化物都属于难溶化合物。
在生产实践中,使溶液中金属离子呈氢氧化 物形态沉淀,包含两个不同方面的目的:一是使 主要金属从溶液中呈氢氧化物沉淀,如生产氧化 铝时,铝呈氢氧化铝从铝酸钠溶液中沉淀析出; 二是使杂质从浸出液中呈氢氧化物沉淀,如锌焙 砂酸浸时,控制浸出液终点的PH值,使杂质铁呈 Fe(OH)3沉淀分离除去。
9×10-1
13.8
表9-1可用来比较各种金属离子形成氢氧化 物的顺序。
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PH值最低。 即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,这是由于 高价氢氧化物比低价氢氧化物的溶解度更小的缘 故。
1.5×10-44 1.0×10-56 3.0×10-41 4.2×10-42 5.0×10-26 4.0×10-38 1. 9×10-33
4.8×10-12 2.1×10-12 5.7×10-11 1.1×10-11 2.3×10-9 2.0×10-10 2.9×10-9
生成 Me(OH)z 的 PH 值 -0.5 0.1 1.0 1.2 1.4 1.6 3.1
Bi3++3OH-=Bi(OH)3
4.3×10-33
6.3×10-9
3.9
Cu2++2OH-=Cu(OH)2
5.6×10-20
2.4×10-7
4.5
Zn2++2OH-=Zn(OH)2
4.5×10-27
2.2×10-6
5.9
Co2++2OH-=Co(OH)2
2.0×10-16
3.6×10-6
6.4
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
从表9-2还可以看出,和表9-1氢氧化物的情况 一样,三价金属的碱式盐与二价同一金属碱式盐相 比较,可以在较低的PH值下沉淀析出。
氢氧化物生成反应
溶度积 Ksp 溶解度 mol·L-1
Ti3++3OH-=Ti(OH)3 Sn4++4OH-=Sn(OH)4 Co3++3OH-=Co(OH)3 Sb3++3OH-=Sb(OH)3 Sn2++2OH-=Sn(OH)2 Fe3++3OH-=Fe(OH)3 Al3++3OH-=Al(OH)3
ZnCl2·2Zn(OH)2
-206.27
5.1
3NiSO4·4Ni(OH)2
-401.66
5.2
FeSO4·2Fe(OH)2
-197.48
5.3
CdSO4·2Cd(OH)2
-190.79
5.8
从表9-1和表9-2所列数据可以看出:当溶液的 PH值增加时,先沉淀析出的是金属碱式盐,也就 是说对相同的金属离子来说,其碱式盐析出的PH 值低于氢氧化物析出的PH值。
这个决定氢氧化物沉淀顺序的规律,是湿法 冶金过程的理论基础之一。
实践表明:纯净的氢氧化物,只能从稀溶液中 生成,而在一般溶液中常常是形成碱式盐而沉淀析 出。
表 9-2 298K 及 aMez+=aAy-=aAy-=1 时形成金属碱式盐的平衡 PH 值以及有关数
据。
碱式盐的标准生成自由
碱式盐的化学式
1.6×10-15
0.7×10-5
6.7
Cd2++2OH-=Cd(OH)2
1.2×10-14
1.2×10-5
7.0
Ni2++2OH-=Ni(OH)2
1.0×10-15
1.4×10-5
7.1
Mg2++2OH-=Mg(OH)2
5.5×10-12
1.143;OH-=Ti(OH)
7.2×10-1
从物理化学的观点看来,上述两种生成难溶 氢氧化物的反应都属于水解过程。金属离子水解 反应可以用下列通式表示:
Me2++ZOH-=Me(OH)z(s) (1) 反应的标准吉布斯自由能变化为:
G(1)
G Me(OH ) z
G Mez
ZG OH
log Ksp G(1) 2.303RT
(9-1)
表 9-1 298K 及 aMez+=1 时若干金属氧化物沉淀的 PH 值