第4章__浸取(精)

250 莹石化学加工： CaF2 H 2 SO4 200 2HF CaSO4

铬酸酐生产： Na2Cr2O7 H 2 SO百度文库 (浓) 190 2CrO3

ＢaCl2生产：
BaSO BaS 热水 BaS(ag) HCl BaCl2 4 (重晶石）


对于金属来说，通常都有与之对应的优良的 浸取剂：
镍、钴、铜氧化矿——氢氧化铵，因它们易与氨 形成配离子，可与那些不能产生配离子的组分分 开，选择性较高； 铝土矿——氢氧化钠，可用于浸取As、Sb(锑)、 Sn、Hg等元素； 金、银——氰化钠，金、银与之形成配合物后， 降低了氧化、还原电位。

例如，用硫酸浸取铀矿： UO3 + H2SO4 = UO2SO4 + H2O UO2SO4 + SO42- = [UO2(SO4)2]2[UO2(SO4)2]2- + SO42- = [UO2(SO4)3]4-

这是一个配合反应，其中6价铀反应得到可溶性的硫 酸铀酰配合物。
酸浸取的例子

90 硼矿化学加工： 硼矿 H2SO 4 H3 BO3

另外一类盐浸取剂没有氧化还原的作用，如NaCl、 CaCl2、MgCl2等。 PbSO4 + 2NaCl= PbCl2 + Na2SO4 PbCl2 + 2NaCl = Na2[PbCl4] NaCl的作用只在于提供大量的Cl-离子，利用同离子 效应以使Pb成为配离子而溶解。

浸取过程中，金属形成配合物是有利的，不仅可提 供浸取的选择性，而且配合物比较稳定，不易水解。

碱浸取在湿法冶金中得到日益广泛的应用。
碱浸取的例子：
硼砂生产： 2(MgO.B2O3 ) Na2CO3 CO2 Na2 B4O7 2MgCO3
硼矿 可熔性硼盐 不溶性性碳酸盐

泡化碱生产
2、根据浸取工艺的操作条件来分： 常压浸取 热压浸取

热压浸取——有些反应在常温常压下不能实现，提 高温度和压力后，使之成为可能。也可用这种方法 来提高化学反应的速度。
如用NaOH浸取硬铝石，操作条件为：230240℃，约3040kPa， α-AlOOH + NaOH + H2O= NaAl(OH)4， 再如用碳酸钠浸取白钨矿的条件为： 180-200℃，约1510kPa。 CaWO4 + Na2CO3 = Na2WO4 + CaCO3

4.1、概 述
3、根据浸取的介质来分： a、水浸取

欲提取物在固相中以可溶于水的化合物形态 存在时，可用水作溶剂把有价值的成分简单 的从固相溶入液相中。
如：硫化铜经硫酸化焙烧后，转变为易
溶于水的硫酸铜，可用水浸取。
b、酸浸取


常用的酸浸取剂有： 硫酸、硝酸——氧化性， 盐酸——还原性， 有时也用氢氟酸。 酸浸取过程可能是简单的溶解，也可能是配合反应 或氧化还原反应。

4.1、概
二、浸取的分类：

述
1、按浸取过程的作用原理来分 物理浸取是单纯的溶质溶解过程，所用的溶 剂有水、醇或其他有机溶剂。 化学浸取用于处理矿物，常用酸、碱及一些 盐类的水溶液，通过化学反应，将某些组分 溶出。 细菌浸取用于处理某些硫化金属矿，靠细菌 的氧化作用，将难溶的硫化物转变为易溶的 硫酸盐而转入浸出液中。
[三碳酸铀酰配离子] ↗，[OH-] ↗，当增加到一定程 度时，导致重铀酸钠沉淀的生成
[UO2(CO3)3]4-+6OH-+2Na+ = Na2U2O7↓+6CO32-+3H2O 一旦生成Na2U2O7沉淀，就将和其他金属离 子的氢氧化物沉淀混在一起，引起铀的损失。 如果溶液中含有一定量的HCO3- ，则可抑制 生成过量的OH-，可避免Na2U2O7沉淀的生 成。
c、碱浸取

常用的碱浸取剂有：NaOH、Na2CO3、氨水、 Na2S、NaCN等。碱浸取过程多数是配合反 应。


碱浸取在湿法冶金中得到广泛的应用。
例如，在铀矿的处理过程中广泛使用Na2CO3 和NaHCO3混合液使矿石中的铀以配合物的 形式进入溶液，而杂质离子则留在固相中。
c、碱浸取
UO3 + 3CO32- +H2O= [UO2(CO3)3]4- + 2OH

浸取工艺广泛应用于化学工业、湿法冶金、 食品、医药等领域。
优点：耗能少，设备和操作比较简单。

一、概 述

在复杂的分离过程中，浸取过程常常是整个 分离过程的第一步，它既可把有用物质从固 体转到液体中，又可起到分离作用。 例如，在湿法冶金过程中，常常先用酸或碱 溶液把所需的金属元素从矿石中提取到溶液 中，然后再用溶剂萃取或其他可溶性杂质分 离。
： SiO2 NaOH Na2 SiO3 H 2O
NaF生产：
CaF2 Na2CO3 SiO2 2NaF CaSiO3 CO2
800～900oC焙烧 H2O浸取结晶干燥成品
d、盐浸取 多种盐类都可作为浸取剂，如硫酸盐、氯化物等。 其中一类在浸取中起氧化还原作用，而另一类则没 有。 如FeCl3、Fe2(SO4)3、CuCl2、NaClO等通常有氧化 剂的作用。 UO2 + 2Fe3+ = UO22+ + 2Fe2+ MS + 2Fe3+ = M2+ + 2Fe2+ + S
第四章 浸取分离
4.1、概述 4.2、浸取过程热力学 4.3、浸取过程动力学 4.4、影响浸出速度的因素 4.5、有机物的浸取
4.1、概
一、浸取的概念
述
浸取，也称为浸出，是用某种溶剂把有用物质从 固体原料中提取到溶液中的过程。 用溶剂浸渍固体混合物以分离可溶组分及残渣， 实质是一种固液萃取的单元操作。 浸取所得的产物为浸出液，不溶性固体常被称为 渣或载体。 被浸取的物料，有天然的或经火法处理的矿物， 也有生物物质，如植物的根、茎、叶、种子等。
一、概 述
生活中的例子：
用热水浸泡茶叶 生病时喝的中药汤剂，就是把中草药 放在水中加热熬成的，熬中药的过程 就是加热浸取过程。 药店出售的药酒就是药材用酒浸取后 的浸出液。
一、概 述

工业中的应用：
用硫酸或氨溶液从矿石中浸取铜； 用氰化物溶液浸取金矿而获得金； 用温水从甜菜中浸取糖；用乙醇从大豆、 花生中提取食用油； 用水或有机溶剂从植物中提取药物成分； 如用水从土茯苓浸取液萃取黄酮。