固体废物的化学浸出

氧化酸浸 控制酸用量及氧化剂（常用 Fe3+、Cl2、O2、HNO3、NaClO、 MnO2、H2O2等 ）用量，几乎所有金属硫 化物中金属元素被氧化溶解，硫被还原为单 质硫或硫酸根。
碱浸
常用的碱浸剂有氨水、碳酸钠、苛性钠、硫 化钠等。
氨浸 适用于含金属铜、钴、镍及其氧化物 的废物浸出。
碳酸钠溶液浸出 较酸浸能力弱、但选择性 好设备防腐问题较易解决。适用于含碳酸盐 含量高、含钨废料、硫化钼氧化焙烧渣、含 磷废物（P2O5）、含钒废物（V2O5）、 黑钨矿（(Fe,Mn)WO4）等的浸出。
浸出过程又可细分为以下阶段
外扩散:溶剂分子向颗粒表面和孔隙扩散 化学反应:溶剂与颗粒中某些组分发生反应生成可溶性
化合物 解吸:可溶性化合物从颗粒表面和内部孔隙解吸 反扩散:解吸后的可溶性化合物向液相扩散
浸出过程的化学反应机理
浸出过程是一个复杂的溶解过程,可分为物理溶解 过程和化学溶解过程。
苛性钠溶液浸出 苛性钠是拜尔法生产氧化 铝的主要浸出剂，也用于高含硅废物中有价 成分的浸出。
硫化钠溶液浸出 硫化钠可分解砷、锑、锡、 汞等硫化物，使他们生成可溶性硫代酸盐的 形态转入浸液中。
盐浸
常用的盐浸剂有氯化钠、高价铁盐、氯化铜 和次氯酸钠等溶液。
氯化钠浸出 如含铅废物。 高价铁盐浸出 含铋废物，是浸出金属硫化
几种典型浸出反应
酸浸 盐浸 碱浸 水浸
酸浸
包括简单酸浸、氧化酸浸和还原酸浸 常用的酸浸剂有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝
酸、王水、氢氟酸、亚硫酸等。
简单酸浸 适用于简单金属氧化物、金属含 氧盐及FeS、NiS()、CoS、MnS、Ni3S2; 以及大部分金属铁酸盐,砷酸盐和硅酸盐。
还原酸浸 变价金属的高价金属氧化物和氢 氧化物
CuO+H2SO4 CuSO4+H2O Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O GeO2+2NaOH Na2GeO3+H2O CuS+Fe2(SO4)3 CuSO4+2FeSO4+S
（二）氧化还原反应溶解过程
是指溶液同物料组成之间发生氧化还原 反应,生成可溶性化合物的过程。
Cu+H2SO4+1/2O2 CuSO4+H2O
物理溶解过程:指溶质在溶剂作用下仅发生晶格破 坏,不破坏离子或原子间化学键,是一种可逆过程,溶 质可以从溶液中结晶出来。
化学溶解过程:指溶剂与物料的相关组分之间发生 化学反应生成可溶性化合物进入液相的过程,是一 种不可逆过程,主要有交换反应,氧化还原反应,络合 反应等。
（一）交换反应溶解过程
是指物料中的金属氧化物,硫化物与酸,碱, 可溶性盐作用,生成可溶性盐类的过程。
固体废物的化学浸出
浸出理论基础 浸出工艺与设备 目的组分提取与分离
源自文库 浸出的理论基础
1、浸出：溶剂选择性地溶提取解或分除离去固矿业体、废物中 某种目的组分的工艺过化程程工排。和出冶的金成等分过复
2、浸出剂：浸出过程所用杂的的废微渣细药中低剂所含嵌量布有 3、浸出液：浸出后含目的组价分成的分溶液
4、浸出渣：浸出后的残渣
机械搅拌浸出槽 操作过程:浆叶高速旋转时,利用径向速度差 使物料混合,并在轴向形成液流,通过浆叶外 部的循环筒来加强轴向液流,从而增强搅拌 作用,以加快浸出。
空气搅拌浸出槽 操作过程:料浆和浸出剂从进料口进入浸出 塔,压缩空气由底部小管进入中心循环筒,利 用压缩空气的冲力和稀释作用,使料浆在循 环筒内上升,通过循环孔进入外环室,外环室 的料浆下降进入循环筒内,使循环筒内外料 浆产生对流作用,使料浆上下反复循环.连续 进料时,循环筒内部分料浆被空气提升至溢 流槽流出。
矿废物的良好。 氯化铜浸出 是浸出金属硫化矿废物的良好。 次氯酸钠浸出 可浸出难被高价铁盐及高价
铜离子浸出的金属硫化物。
影响浸出过程的主要因素
物料粒度及其特性
粒度细,比表面积大的物料浸出率高 结构疏松,组成简单,裂隙和孔隙发达,亲水性 强的物料浸出率高。
浸出温度 浸出化学反应速率和扩散速率随温度升高而 加快,原因有:热能会破坏或削弱物质中的化 学键,热能会改变料浆的流体力学性质如黏 度,流态等 温度升高,化学反应速率会快于扩散速率,使 反应从动力区转入扩散区。
浸出对象
矿业固体废物 化工废弃物 冶金废弃物
浸出目的：使物料中有用成分或有害成分能 选择性地,最大限度地从固相转入液相。
选择溶剂应考虑以下原则 1、对目的组分选择性好 2、浸出率高,速率快 3、成本低,容易制取,便于回收和循环使用 4、对设备腐蚀性小
浸出动力学过程
浸出过程取决于两个阶段 1、溶剂向反应区的迁移 2、界面上的化学反应
浸出工艺
根据浸出过程中被浸废料的运动方式 1、渗滤浸出:将浸出剂溶液通过物料层来实 现,有就地浸出,堆浸和槽浸等方法,就地浸出 针对堆存多年废物堆。 2、搅拌浸出:浸出时物料和浸出剂同时流动, 通过机械搅拌或空气搅拌来加快浸出。
根据浸出液与被浸废料的相对运动方式 1、顺流浸出:流动方向相同 2、错流浸出:流动方向相错 3、逆流浸出:流动方向相反
浸出设备
渗滤浸出槽 渗滤浸出槽结构特点:能承压,不漏液,耐腐蚀, 底部略向出液口方向倾斜,装有假底。 操作过程:装假底,关闭浸液出口,然后将破碎 废料装入槽内,装至规定高度后,表面耙平,加 入浸出剂浸没废料,浸泡一定时间后排放浸 出液.这样多次浸泡,直到浸出液中目的组分 含量降至规定值,认为浸出结束,用清水洗涤 后排渣,重新装料渗浸。
浸出压力 浸出速率随压力增加而加快
搅拌速度 加强搅拌可减小扩散层厚度,从而提高扩散 速率，当搅拌速度升高到一定值时,再提高 搅拌速度并不能加快扩散,是因为此时反应 已不受扩散条件控制,而受反应动力学因素 控制。
其它因素的影响 溶剂浓度大,浸出速率大 固液比小,有利于浸出 料浆中的氧分压大,有利于氧化浸出
（三）络合反应溶解过程
是指溶剂与物料组分之间发生络合反应,生成可 溶性化合物的过程。
2Cu+O2+nNH3 2CuO nNH3 2Cu+ 2CuO nNH3 2Cu2O nNH3 CuO+2NH3 H2O+(NH4)2CO3 Cu(NH3)4CO3+3H2O Cu+ Cu(NH3)4CO3 Cu2(NH3)4CO3