Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ, извлечение металлов из сырья с использованием хим. р-ций в водных р-рах. Сырьем м. б. руды, рудные или хим. концентраты (продукты мех. обогащения или хим. переработки руд), отходы др. производств или самих гидрометаллургич. процессов.

Гидрометаллургич. методы пригодны для извлечения металлов из сырья с низкими концентрациями металла и не поддающегося переработке традиц. методами, поэтому роль этих методов в условиях происходящего обеднения и ухудшения кач-ва рудного сырья постоянно возрастает. К достоинствам гидрометаллургии относится также возможность разделения близких по св-вам металлов (Zr и Hf, Nb и Та, смесей РЗЭ и др.), упрощение переработки по сравнению с пирометаллургией. Применение гидрометаллургич. методов во мн. случаях существенно снижает загрязнение окружающей среды вредными отходами. Так, все большее значение приобретает прямая переработка сульфидных концентратов Си, Ni, Zn, Pb и др. металлов без их обжига (обжиг приводит к выделению SO2, к-рый при выбросе в атмосферу загрязняет окружающую среду, а при улавливании приводит к заметному удорожанию переработки).

Собственно гидрометаллургич. процессам обычно предшествует мех. передел включающий операции дробления, измельчения, классификации, мех. обогащения - флотации, гравитац. обогащения, отсадки, разделения в тяжелых суспензиях (см. Обогащение полезных ископаемых), а для нек-рых руд - радиометрич. обогащение и др. Задача этого передела - удаление как можно большей массы минералов пустой породы.

Гидрометаллургия включает также три след. основных передела: переведение ценных металлов в р-р, переработку р-ров и выделение из очищенных р-ров металлов или нерастворимых соединений. Вначале из сырья селективно извлекают в р-р ценные металлы (см. Выщелачивание). Для очистки и концентрирования р-ров применяют жидкостную экстракцию и ионообменную сорбцию, реже - мембранные методы, ионную флотацию и др. Ионообменная сорбция служит, как правило, для концентрирования относительно малоконцентриров. р-ров, к-рые могут содержать взвешенные частицы твердых в-в. Емкость экстрагентов (макс. концентрация в них извлекаемого металла) значительно выше емкости сорбентов, поэтому экстракцию применяют при переработке любых по концентрации р-ров, но из-за сильного захвата экстрагентов твердыми частицами - при отсутствии в этих р-рах взвешенных твердых частиц. Более высокой емкостью обладают импрегнированные сорбенты — пористые в-ва, содержащие орг. р-рители, а также твердые экстрагенты (твэксы) - орг. р-рители в полимерной матрице. Импрегнированные сорбенты и твэксы могут применяться для переработки концентрированных содержащих взвешенные твердые в-ва р-ров. Для концентрирования и очистки р-ров используют также осаждение, соосаждение, а для разделения близких по св-вам р-ров (напр., гексафто-роцирконата и гексафторогафната калия) - дробную кристаллизацию, т. е. проведение циклов частичного осаждения и растворения.

Для выделения металлов из р-ров применяют восстановление (напр., водородом) при обычном давлении или в автоклаве, цементацию с использованием более активных металлов и электролитич. восстановление. Металлы, к-рые не могут быть выделены из водных р-ров (напр., Al, Mo, W, U), осаждают в виде оксидов, гидроксидов, фторидов хлоридов, комплексных фторидов и др. Далее эти соединения восстанавливают до металлов разл. методами, включая пирометаллургич. (см. Металлотермия)и электрохимич.

В гидрометаллургич. технол. схемах используют также такие мех. процессы, как декантация, фильтрация, гидроциклонирование и центрифугирование. Для интенсификации разделения жидкой и твердой фаз применяют синтетич. флокулянты. Гидрометаллургия часто связана также с применением термич. процессов: сушки, прокаливания осадков, обжига концентратов и др. Все более широкое применение находят совмещенные операции, напр. измельчения и выщелачивания, выщелачивания и ионообменной сорбции.

Гидрометаллургич. операции могут сочетаться также с процессами газовой металлургии, напр. получением хлоридов или фторидов. Так, образовавшиеся при переработке рудных концентратов хлориды Zr и Hf могут растворяться в воде и перерабатываться далее гидрометаллургич. методами. Полученные по обычной гидрометаллургич. технологии соединения W м. б. превращены в WF6, используемый далее для получения металла.

Один из недостатков гидрометаллургии-относительно большой расход воды на единицу продукции. Напр., на 1 т урановой руды только при получении хим. концентрата образуется 0,3-5,0 т сбросных р-ров. Важное значение в преодолении этого недостатка имеют разработка и внедрение процессов водооборота и в конечном итоге переход на полностью бессточную технол. схему.

Гидрометаллургию применяют для получения цветных (Al, Cu, Ni, Co, Zn и др.), редких (Be, РЗЭ, Ti, Zr, Hf, Nb, Та, Mo, W и др.), прир. радиоактивных (U, Th), искусств, радиоактивных (Np, Pu и др.), благородных (Ag, Au, Pt и платиновые металлы) металлов.

Биогидрометаллургия основана на применении автотрофных бактерий (гл. обр. тионовых) для выщелачивания U, Си и др. металлов из сульфидных минералов или в присут. сульфидных минералов, а также для удаления примесей сульфидных минералов (пирита, арсенопирита и др.) из серебряных и золотых руд или из каменного угля и др. материалов.


===
Исп. литература для статьи «ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ»: Плакеин И. Н., Юхтанов Д. М., Гидрометаллургия, М., 1949; Хабаши Ф., Основы прикладной металлургии, пер. с англ., т. 2, М., 1975; Зеликман А. Н., Вольдеман Г. М., Белявская Л. В., Теория гидрометаллургических процессов, М., 1983; Гидрометаллургия, пер. с англ., М., 1978; Гидрометаллургия. Автоклавное выщелачивание, сорбция, экстракция, М., 1976; Снурников А. П., Гидрометаллургия цинка, М., 1981. Г. А. Ягодин, В. А. Михайлов.

Страница «ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн