濕法冶金簡(jiǎn)介

1、濕法冶金崔鑫鑫濕法冶金冶金歷史 冶金，從古代陶術(shù)中發(fā)展而來(lái)。首先是冶銅。銅的熔點(diǎn)相對(duì)較低（1083），青銅是紅銅(純銅)與錫或鉛的合金，因?yàn)轭伾嗷?，故名青銅，熔點(diǎn)在700900之間，隨著陶術(shù)的發(fā)展，陶術(shù)需要的工作溫度越來(lái)越高，達(dá)到銅的熔點(diǎn)溫度。而在陶術(shù)制作過(guò)程中，在一些有銅礦的地方制作陶術(shù)，銅自然成了附生物質(zhì)而被發(fā)現(xiàn)。隨著經(jīng)驗(yàn)慢慢的積累，古人也逐漸掌握了銅的冶煉方法。仰韶文化彩陶公元前5000年至前3000年銅器時(shí)代公元前4000年至公元初年濕法冶金冶金分類(lèi)電冶金電冶金是利用電能提取金屬的方法。根據(jù)利用電能效應(yīng)的不同，電冶金又分為電熱冶金和電化冶金。1、電熱冶金是利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓M(jìn)行冶煉的

2、方法。在電熱冶金的過(guò)程中，按其物理化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)，與火法冶金過(guò)程差別不大，兩者的主要區(qū)別只是冶煉時(shí)熱能來(lái)源不同。2、電化冶金（電解和電積）是利用電化學(xué)反應(yīng)，使金屬?gòu)暮饘冫}類(lèi)的溶液或熔體中析出。前者稱(chēng)為溶液電解，如錒的電解精煉和鋅的電積，可列入濕法冶金一類(lèi)；后者稱(chēng)為熔鹽電解，不僅利用電能的化學(xué)效應(yīng)，而且也利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，借以加熱金屬鹽類(lèi)使之成為熔體，故也可列入火法冶金一類(lèi)。從礦石或精礦中提取金屬的生產(chǎn)工藝流程，常常是既有火法過(guò)程，又有濕法過(guò)程，即使是以火法為主的工藝流程，比如，硫化鍋精礦的火法冶煉，最后還須要有濕法的電解精煉過(guò)程；而在濕法煉鋅中，硫化鋅精礦還需要用高溫氧化焙燒對(duì)原料進(jìn)行

3、煉前處理?；鸱ㄒ苯?火法冶金又稱(chēng)為干式冶金，把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學(xué)反應(yīng)，從而分離出粗金屬，然后再將粗金屬精煉。 礦石或精礦中的部分或全部礦物在高溫下經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)變化，生成另一種形態(tài)的化合物或單質(zhì)，分別富集在氣體、液體或固體產(chǎn)物中，達(dá)到所要提取的金屬與脈石及其它雜質(zhì)分離的目的。實(shí)現(xiàn)火法冶金過(guò)程所需熱能，通常是依靠燃料燃燒來(lái)供給，也有依靠過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)來(lái)供給的，比如，硫化礦的氧化焙燒和熔煉就無(wú)需由燃料供熱；金屬熱還原過(guò)程也是自熱進(jìn)行的。 火法冶金包括：干燥、焙解、焙燒、熔煉，精煉，蒸餾等過(guò)程。利用高溫從礦石中提取金屬或其化合物的冶金過(guò)程。此過(guò)程

4、沒(méi)有水溶液參加，故又稱(chēng)利用高溫從礦石中提取金屬或其化合物的冶金過(guò)程。此過(guò)程沒(méi)有水溶液參加，故又稱(chēng)為干法冶金。為干法冶金?；鸱ㄒ苯鸬墓に嚵鞒桃话惴譃榈V石準(zhǔn)備、冶煉、精煉火法冶金的工藝流程一般分為礦石準(zhǔn)備、冶煉、精煉3個(gè)步驟。個(gè)步驟。礦石準(zhǔn)備。選礦得到的細(xì)粒精礦不易直接加入鼓風(fēng)爐（或煉鐵高爐），須先加入冶礦石準(zhǔn)備。選礦得到的細(xì)粒精礦不易直接加入鼓風(fēng)爐（或煉鐵高爐），須先加入冶金熔劑（能與礦石中所含的脈石氧化物、有害雜質(zhì)氧化物作用的物質(zhì)），加熱至低于金熔劑（能與礦石中所含的脈石氧化物、有害雜質(zhì)氧化物作用的物質(zhì)），加熱至低于爐料的熔點(diǎn)燒結(jié)成塊；或添加粘合劑壓制成型；或滾成小球再燒結(jié)成球團(tuán)；或加水混爐料

5、的熔點(diǎn)燒結(jié)成塊；或添加粘合劑壓制成型；或滾成小球再燒結(jié)成球團(tuán)；或加水混捏；然后裝入鼓風(fēng)爐內(nèi)冶煉。捏；然后裝入鼓風(fēng)爐內(nèi)冶煉。冶煉。此過(guò)程形成由脈石、熔劑及燃料灰分融合而成的爐渣和熔锍（有色重金屬硫冶煉。此過(guò)程形成由脈石、熔劑及燃料灰分融合而成的爐渣和熔锍（有色重金屬硫化物與鐵的硫化物的共熔體）或含有少量雜質(zhì)的金屬液。有還原冶煉、氧化吹煉和造化物與鐵的硫化物的共熔體）或含有少量雜質(zhì)的金屬液。有還原冶煉、氧化吹煉和造锍熔煉锍熔煉3種冶煉方式種冶煉方式.精煉。進(jìn)一步處理由冶煉得到的含有少量雜質(zhì)的金屬，以提高其純度。精煉。進(jìn)一步處理由冶煉得到的含有少量雜質(zhì)的金屬，以提高其純度。濕法冶金這種冶金過(guò)程是用酸

6、、堿、鹽類(lèi)的水溶液，以化學(xué)方法從礦石中提取所需金屬組分，然后用濕法冶金這種冶金過(guò)程是用酸、堿、鹽類(lèi)的水溶液，以化學(xué)方法從礦石中提取所需金屬組分，然后用水溶液電解等各種方法制取金屬。水溶液電解等各種方法制取金屬。此法主要應(yīng)用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石。此法主要應(yīng)用在低本位、難熔化或微粉狀的礦石?，F(xiàn)在世界上有現(xiàn)在世界上有75的鋅和鎘是采用焙燒的鋅和鎘是采用焙燒-浸取浸取-水溶液電解法制成的。這種方法已大部分代替了過(guò)去的火水溶液電解法制成的。這種方法已大部分代替了過(guò)去的火法煉鋅。其他難于分離的金屬如鎳法煉鋅。其他難于分離的金屬如鎳-鈷，鋯鈷，鋯-鉿，鉭鉿，鉭-鈮及稀土金屬都采用濕法冶金的技術(shù)如溶

7、劑萃取或離子鈮及稀土金屬都采用濕法冶金的技術(shù)如溶劑萃取或離子交換等新方法進(jìn)行分離，取得顯著的效果交換等新方法進(jìn)行分離，取得顯著的效果。濕法冶金在鋅、鋁、銅、鈾等工業(yè)中占有重要地位，世界上全部濕法冶金在鋅、鋁、銅、鈾等工業(yè)中占有重要地位，世界上全部的氧化鋁、氧化鈾，大部分鋅和部分銅都是用濕法生產(chǎn)的。的氧化鋁、氧化鈾，大部分鋅和部分銅都是用濕法生產(chǎn)的。濕法冶金的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)非常低品位礦石（金、鈾）的適用性，對(duì)相似金屬（鉿與鋯）難分離情況的適用濕法冶金的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)非常低品位礦石（金、鈾）的適用性，對(duì)相似金屬（鉿與鋯）難分離情況的適用性；以及和火法冶金相比，材料的周轉(zhuǎn)比較簡(jiǎn)單，原料中有價(jià)金屬綜合回收程度

8、高，有利于環(huán)境保護(hù)，并且性；以及和火法冶金相比，材料的周轉(zhuǎn)比較簡(jiǎn)單，原料中有價(jià)金屬綜合回收程度高，有利于環(huán)境保護(hù)，并且生產(chǎn)過(guò)程較易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程較易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化。濕法冶金是在溶液中進(jìn)行的冶金過(guò)程。濕法冶金溫度不高，一般低于100，現(xiàn)代濕法冶金中的高溫高壓過(guò)程，溫度也不過(guò)200左右，極個(gè)別情況溫度可達(dá)300。濕法冶金包括：浸出、凈化、制備金屬等過(guò)程。1、浸出用適當(dāng)?shù)娜軇┨幚淼V石或精礦，使要提取的金屬成某種離子（陽(yáng)離子或絡(luò)陰離子）形態(tài)進(jìn)入溶液，而脈石及其它雜質(zhì)則不溶解，這樣的過(guò)程叫浸出。浸出后經(jīng)沉清和過(guò)濾，得到含金屬（離子）的浸出液和由脈石礦物絹成的不溶殘?jiān)ń鲈?。?duì)某些難浸

9、出的礦石或精礦，在浸出前常常需要進(jìn)行預(yù)備處理，使被提取的金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮龅哪撤N化合物或鹽類(lèi)。例如，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘牧蛩猁}而進(jìn)行的硫酸化焙燒等，都是常用的預(yù)備處理方法。2、浸取溶液與殘?jiān)蛛x，同時(shí)將夾帶于殘?jiān)械囊苯鹑軇┖徒饘匐x子回收。3、凈化：在浸出過(guò)程中，常常有部分金屬或非金屬雜質(zhì)與被提取金屬一道進(jìn)入溶液，從溶液中除去這些雜質(zhì)的過(guò)程叫做凈化。4、制備金屬：用置換、還原、電積等方法從凈化液中將金屬提取出來(lái)的過(guò)程。濕法冶金與火法冶金的異同點(diǎn)共同點(diǎn)：1) 大部分反應(yīng)都在多相系統(tǒng)中進(jìn)行；2）質(zhì)量遷移和相分離是主要參考的因素。不同點(diǎn)：濕法低溫更受溶液化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)影響；火法高溫主要受熱力學(xué)條件的支配濕

10、法冶金與火法冶金比較，優(yōu)點(diǎn)有濕法冶金與火法冶金比較，優(yōu)點(diǎn)有： （1）適應(yīng)范圍更廣。濕法冶金適合高、中、低品位的原 料，而火法冶金要求用高品位的原料。 （2）能耗低。濕法冶金一般在較低溫度下進(jìn)行，能耗低， 而火法冶金都是在高溫下進(jìn)行的。 （3）工藝過(guò)程綠色環(huán)保。濕法冶金在提取有價(jià)組分的過(guò) 程中，原料中的某些有毒有害的組分大都以沉淀物的 形式留在渣中，容易處理，對(duì)環(huán)境的危害小。 （4）成本低。 （5）綜合利用能力強(qiáng)。能同時(shí)提取原料中的各種有價(jià)組分。 （6）濕法冶金更容易制備出高純甚至超高純的產(chǎn)品。 （7）濕法冶金獲得的產(chǎn)品的種類(lèi)多樣化。提取冶金簡(jiǎn)圖提取冶金簡(jiǎn)圖濕法冶金浸出過(guò)程濕法冶金濕法冶金浸出過(guò)

11、程浸出過(guò)程1.1.浸出物料及浸出浸出物料及浸出劑劑2. 2. 浸出方法浸出方法3. 3. 浸出種類(lèi)浸出種類(lèi)浸出是濕法冶金中最重要的單元過(guò)程。浸出的目的是選擇適當(dāng)?shù)娜軇┦沟V石、精礦或冶煉中間產(chǎn)品中的有價(jià)成分或有害雜質(zhì)選擇性溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有價(jià)成分與有害雜質(zhì)或與脈石分離之目的。浸出物料也可能是冶煉后的殘?jiān)?、?yáng)極泥、廢合金等。一、浸出物料一、浸出物料 礦石和精礦通常都是由一系列的礦物組成，成分十分復(fù)雜，有價(jià)礦物常呈氧化物、硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽砷化物、磷酸鹽等化合物存在，也有以金屬形態(tài)存在的金、銀、天然銅等。必須根據(jù)原料的特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)娜軇┖徒龇椒?。?-1是常見(jiàn)礦物的名稱(chēng)及其組成。第一

12、節(jié)第一節(jié) 浸出物料及浸出劑浸出物料及浸出劑表表3-1 3-1 常見(jiàn)金屬礦物的名稱(chēng)及組成常見(jiàn)金屬礦物的名稱(chēng)及組成表表3-1 3-1 常見(jiàn)金屬礦物的名稱(chēng)及組成（續(xù)表）常見(jiàn)金屬礦物的名稱(chēng)及組成（續(xù)表）二、礦物浸出特性和浸出劑的選擇二、礦物浸出特性和浸出劑的選擇1 1）酸性浸出的礦物特性）酸性浸出的礦物特性大部分金屬的氧化物和含氧酸鹽都能溶于酸中大部分金屬的氧化物和含氧酸鹽都能溶于酸中; ;大部分金屬硫化物都不易與酸作用，只有少數(shù)硫化物大部分金屬硫化物都不易與酸作用，只有少數(shù)硫化物 （如（如FeSFeS、NiSNiS、CoSCoS、MnSMnS等），但是在有氧化劑存在等），但是在有氧化劑存在 時(shí)，幾乎

13、所有硫化物在酸中都不穩(wěn)定。時(shí)，幾乎所有硫化物在酸中都不穩(wěn)定。脈石礦物中，碳酸鹽、鈣鎂氧化物等在低酸和室溫下脈石礦物中，碳酸鹽、鈣鎂氧化物等在低酸和室溫下 都容易與酸反應(yīng)，游離態(tài)的二氧化硅則在酸中不溶解，都容易與酸反應(yīng)，游離態(tài)的二氧化硅則在酸中不溶解， 鐵、鋁氧化物在酸中也較穩(wěn)定，但水和黏土和其它酸溶鐵、鋁氧化物在酸中也較穩(wěn)定，但水和黏土和其它酸溶 性硅酸鹽則能部分溶于酸，溶解度隨酸度和溫度提高而性硅酸鹽則能部分溶于酸，溶解度隨酸度和溫度提高而 增大。增大。1 1、礦物浸出特性、礦物浸出特性 礦石中的某些氧化物、硫化物、和硫酸鹽能夠與碳酸鹽溶礦石中的某些氧化物、硫化物、和硫酸鹽能夠與碳酸鹽溶液作

14、用。硫液作用。硫 化物在有氧化劑時(shí)被氧化，并與碳酸鹽作用碳酸化物在有氧化劑時(shí)被氧化，并與碳酸鹽作用碳酸鈉和碳酸氫鈉。磷、釩化合物可被鈉和碳酸氫鈉。磷、釩化合物可被NaNa2 2COCO3 3溶液分解；呈氧化態(tài)溶液分解；呈氧化態(tài)的的CuCu、AsAs等也能等也能NaNa2 2COCO3 3與反應(yīng)。與反應(yīng)。礦石中的硅酸鹽和碳酸鹽不與堿性溶液作用。氧化硅、氧礦石中的硅酸鹽和碳酸鹽不與堿性溶液作用。氧化硅、氧化鐵、氧化鋁在碳酸鈉溶液中一般很穩(wěn)定，但在較高溫度和化鐵、氧化鋁在碳酸鈉溶液中一般很穩(wěn)定，但在較高溫度和壓力下也可能發(fā)生反應(yīng)。因此，對(duì)于低品位氧化礦，當(dāng)含有壓力下也可能發(fā)生反應(yīng)。因此，對(duì)于低品位氧

15、化礦，當(dāng)含有較多堿性脈石礦物時(shí)，用酸浸出很不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用堿浸。較多堿性脈石礦物時(shí)，用酸浸出很不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用堿浸。2 2）堿性浸出的礦物特性）堿性浸出的礦物特性 不同濃度的不同濃度的NaOHNaOH能直接用于浸出方鉛礦、閃鋅能直接用于浸出方鉛礦、閃鋅礦、鋁土礦、菱錳鐵礦、白鎢礦和獨(dú)居石等。特別礦、鋁土礦、菱錳鐵礦、白鎢礦和獨(dú)居石等。特別是高品位礦石，比硫酸溶液浸出更能獲得較純凈的是高品位礦石，比硫酸溶液浸出更能獲得較純凈的浸出液。浸出液。 CuCu、CoCo、NiNi等由于能與氨形成穩(wěn)定配合物而易等由于能與氨形成穩(wěn)定配合物而易于溶解在氨液中，使常壓氨浸出法成為處理金屬銅于溶解在氨液中，使常壓氨浸出法

16、成為處理金屬銅和氧化銅的有效方法。和氧化銅的有效方法。AsAs、SbSb、SnSn、HgHg的硫化物能的硫化物能與與NaS NaS 作用生成可溶解性的硫代酸鹽形式而被溶解。作用生成可溶解性的硫代酸鹽形式而被溶解。3 3）單質(zhì)金屬礦物的浸出特性）單質(zhì)金屬礦物的浸出特性 自然金屬以及在冶金過(guò)程中產(chǎn)生的金屬，如陽(yáng)極泥副產(chǎn)品或還原氧化礦得到的銅、鎳等金屬單質(zhì)。它們的浸出特點(diǎn)是必須氧化成一定價(jià)態(tài)后才能溶于水溶液中。（見(jiàn)表5-2） 1） 一般無(wú)絡(luò)合劑存在下，非氧化性酸不能溶解； 2） 一般都能被氧化性酸溶解。銅和鎳易溶于硝酸；鈀溶于濃硫酸；鈀、銀和銅溶于熱濃硫酸；鈀、鉑和金溶解于王水；釕、銀、銠和銥在氧化

17、劑（HNO3)存在下與堿(NaOH)一起熔融，轉(zhuǎn)變成可溶性化合物。 3） 所有金屬單質(zhì)最有效的浸出方法是絡(luò)合浸出法。在浸出過(guò)程中一般用空氣作氧化劑。如氨水浸出銅、鎳、鈷，氰化物浸出金銀等。2、浸出劑的選擇、浸出劑的選擇主要考慮以下因素：1）被浸出物料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2）浸出劑的價(jià)格3）沒(méi)有危險(xiǎn)，便于使用4）對(duì)設(shè)備的腐蝕性小5）能再生循環(huán)使用最重要的因素是成本！選擇浸出劑的原則是熱力學(xué)上可行，反應(yīng)速度快，經(jīng)濟(jì)合理，來(lái)源容易。有時(shí)礦石成分復(fù)雜，需同時(shí)使用多種浸出劑。表表3-2 3-2 常用浸出劑及其應(yīng)用常用浸出劑及其應(yīng)用 有的礦物很難溶解，需要加氧化劑。如空氣中的氧是一種優(yōu)良的氧化劑。金屬硫

18、化物在無(wú)氧參加反應(yīng)時(shí)達(dá)到水的臨界溫度也不溶于水。但只要有氧參加時(shí)，在150就可以溶解。表表3-3 3-3 根據(jù)浸出劑的浸出方法分類(lèi)根據(jù)浸出劑的浸出方法分類(lèi)4、浸出反應(yīng)的分類(lèi)、浸出反應(yīng)的分類(lèi)按照有價(jià)成分轉(zhuǎn)入溶液中的溶解反應(yīng)（主要反應(yīng)）的特點(diǎn)分為三類(lèi)反應(yīng)：1 1）簡(jiǎn)單溶解反應(yīng)）簡(jiǎn)單溶解反應(yīng) MeSO4(s) + eq MeSO4(eq)2)2)溶質(zhì)價(jià)態(tài)不發(fā)生變化的化學(xué)溶解反應(yīng)溶質(zhì)價(jià)態(tài)不發(fā)生變化的化學(xué)溶解反應(yīng)（1）金屬氧化物與酸反應(yīng)，生成溶于水的鹽 MeO(s) + H2SO4 MeSO4(eq) + H2O（2）某些難溶于水的化合物與酸作用，化合物的陰離子按下式轉(zhuǎn)化為氣相： MeS(s) + H2

19、SO4 MeSO4(eq) + H2S或 MeCO3(s) + H2SO4 MeSO4(eq) + H2CO3 H2O+CO2 （3）難溶于水的有價(jià)金屬化合物與另一種金屬的可溶性鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，形成第二種金屬的難溶鹽和第一種金屬的可溶性鹽。 MeS(s) + MeSO4 MeSO4(eq) + MeS如： NiS(s) + CuSO4 CuSO4(eq) + NiS 白鎢礦用蘇打溶液的加壓溶解也屬于這種類(lèi)型 CaWO4(s) + Na2CO3 Na2WO4(eq) + Ca2CO33)3)溶質(zhì)價(jià)態(tài)發(fā)生變化的氧化溶質(zhì)價(jià)態(tài)發(fā)生變化的氧化- -還原反應(yīng)還原反應(yīng)（1）金屬的氧化靠酸中的H+還原而發(fā)生

20、： Me + H2SO4 MeSO4(eq) + H2（2）金屬的氧化靠空氣中的氧而發(fā)生： Me + H2SO4 + O2 MeSO4(eq) + H2O（3）金屬的氧化靠加入溶液中的氧化劑而發(fā)生： Me + Fe2(SO4)3 MeSO4(eq) + FeSO4(eq) 或 Me + H2SO4 + H2O2 MeSO4(eq) + H2O（4）與陰離子氧化有關(guān)的溶解： 硫化精礦的加壓氧浸出時(shí)硫離子氧化成元素硫或SO42+ MeS + H2SO4 + O2 MeSO4(eq) + H2O+S MeS + MeClx MeCl2(eq) + MeClx-1 +S (如 MeS + FeCl3

21、MeCl2(eq) + FeCl2 +S) MeS + O2 MeSO4（5）基于金屬還原的溶解： 3CuO + FeCl3+H2O CuCl2 +2CuCl +2Fe(OH)2（3）有絡(luò)合物形成的氧化還原溶解： Au+4NaCN +H2O+1/2O2 2NaAu(CN)+NaOH Ni3S2 +10NH4OH+(NH4)2SO4 + 1/2O23Ni(NH3)4SO4+H2O5、浸出效果的計(jì)算、浸出效果的計(jì)算有價(jià)金屬的浸出率： 在給定的浸出條件下，脫離礦石物料的金屬量與原料中金屬總量的比值。一般用百分?jǐn)?shù)表示。即進(jìn)入浸出液中的金屬量占原料總金屬量的百分?jǐn)?shù)。 浸出率的計(jì)算方法有兩種：液計(jì)浸出率和

22、渣計(jì)浸出率。實(shí)際過(guò)程中液計(jì)浸出率的誤差較大。100.100.RWWRRWRWCVtt液計(jì)浸出率液計(jì)浸出率渣計(jì)浸出率渣計(jì)浸出率為金屬浸出率（）， ，W為原料干質(zhì)量（Kg) ，R為金屬品位（），V為浸出液體積（L）,C為金屬濃度（Kg/L)，W為浸出渣干質(zhì)量（Kg)，Rt為渣品位(). 綜合利用礦產(chǎn)資源的要求和能源、環(huán)保等方面的因素影響促使?jié)穹ㄒ苯鸬陌l(fā)展，從而形成了許多不同的進(jìn)出方法。進(jìn)出方法的分類(lèi)也是多種多樣。按固液接觸方式可分為攪拌浸出和滲濾浸出。按浸出時(shí)溫度壓力條件可分為常壓浸出和熱壓浸出，按浸出的試劑又可分為水溶劑浸出和非水溶劑浸出等。第二節(jié)第二節(jié) 浸出方法浸出方法A 地下原地鉆孔浸出法

23、a.方法簡(jiǎn)介其特征是礦石處于天然賦存狀態(tài)下，未經(jīng)任何位移，通過(guò)鉆孔工程往礦層注人溶浸液，使之與非均質(zhì)礦石中的有用成分接觸，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)生成的可溶性化合物通過(guò)擴(kuò)散和對(duì)流作用離開(kāi)化學(xué)反應(yīng)區(qū)，進(jìn)人沿礦層滲透的液流，匯集成含有一定濃度的有用成分的浸出液（母液），并向一定方向運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)抽液鉆孔將其抽至地面水冶車(chē)間加工處理，提取浸出金屬。特點(diǎn)原地鉆孔溶浸采礦方法無(wú)需昂貴而繁重的剝離、開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割、回采工程及相應(yīng)的采掘、裝、運(yùn)、提升等設(shè)備、設(shè)施，并將采一選一冶聯(lián)成一體，所以具有基建投資少，建設(shè)周期短，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。特別是該方法基本不破壞或很少破壞山林與農(nóng)田，不產(chǎn)生尾礦、廢石，可將環(huán)境破壞與污染

24、減少到最低限度。一、就地浸出（地下浸出）一、就地浸出（地下浸出）2007年b 適用條件地下原地鉆孔溶浸采礦方法適用條件苛刻，一般需要同時(shí)具備以下條件：(1)礦床地質(zhì)條件：礦體具有天然滲透性能，產(chǎn)狀平緩，連續(xù)穩(wěn)定，并具有一定的規(guī)模。(2)礦床水文地質(zhì)條件：礦體賦存于含水層中，且礦層厚度與含水層厚度之比不小于 110 。其底板或頂、底板圍巖不透水或頂、底板圍巖的滲透性能大大低于礦體的滲透性能。在溶浸礦物范圍之內(nèi)應(yīng)無(wú)導(dǎo)水?dāng)鄬?、地下溶洞、暗河等。礦體的滲透系數(shù)在 1 10m / d 之間，滲透系數(shù)過(guò)小可能導(dǎo)致注液需施加較大壓力，造成技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的不合理，過(guò)大溶浸液在礦層內(nèi)可能形成紊流不利于金屬礦物的浸出

25、。(3)礦巖的物理化學(xué)條件：要求目的金屬礦物易溶于溶浸藥劑而圍巖礦物不能溶于溶浸藥劑，例如：氧化銅礦石與次生六價(jià)鈾易溶于稀硫酸，而其圍巖礦物石英、硅酸鹽礦物不溶于稀硫酸，該兩種礦物則有利于浸出。由于適用條件苛刻，目前國(guó)內(nèi)外僅在疏松砂巖鈾礦床應(yīng)用地下原地鉆孔法開(kāi)采。這種疏松砂巖鈾礦床通常賦存于中新生代各種地質(zhì)背景的自流盆地的層間含水層中。含礦巖性為砂巖，礦石結(jié)構(gòu)疏松。且次生六價(jià)鈾較易被酸、堿浸出，適合地下原地鉆孔浸出法開(kāi)采。就地浸出的原則流程就地浸出的原則流程二、二、 堆浸法堆浸法堆浸法（是堆置浸出法的簡(jiǎn)稱(chēng)）：是指將細(xì)菌溶液噴灑到預(yù)先堆置好的礦石堆上，有選擇性地溶解（浸出）礦石中的目標(biāo)金屬成分，

26、使金屬形成離子或絡(luò)合離子并使之轉(zhuǎn)入溶液，以便進(jìn)行進(jìn)一步的提取或回收。堆浸的礦石僅需粗碎即可，根據(jù)情況一般僅需破碎到-5-8mm，如果浸出性能比較好，有時(shí)可能只要破碎到-10mm左右即可，而細(xì)菌溶液在礦堆中總是處于非飽和流狀態(tài)的流動(dòng)。 ：借助于噴灑于礦堆上含有細(xì)菌和化學(xué)的溶劑的水溶液流經(jīng)礦堆時(shí)，緩慢流動(dòng)的處于非飽和流狀態(tài)的溶液，經(jīng)過(guò)礦石孔隙與礦石表面接觸，易溶解的金屬即溶解在溶液中，這樣永遠(yuǎn)保證固液相表面溶劑有比較大的濃差。 常用的浸出劑: 堆浸常用的浸出劑是pH值2-3的T.f細(xì)菌硫酸溶液，適合于處理氧化條件好的次生礦。另外，堆浸的時(shí)間較長(zhǎng)，自然環(huán)境的氧化作用可以滿足一定要求，一般不需加氧化劑

27、或者只需要很少的氧化劑堆浸工藝流程Microbiohydrometallurgy圖圖4-9 4-9 堆浸出工藝流程示意圖堆浸出工藝流程示意圖 礦堆的構(gòu)筑:礦堆的構(gòu)筑一般為2000到4000噸礦石構(gòu)成一堆，有時(shí)一堆高達(dá)5000噸，高度一般在2.5米到3米。噴淋強(qiáng)度一般在3050升/m2.h，大多數(shù)每天24小時(shí)均勻噴淋，一堆噴淋至少在一個(gè)半月左右，一般在10個(gè)月以上即可以達(dá)到完全浸出的目的。雖然渣品位一般比攪拌浸出高一些，但是浸出率可以基本上保持在7075%左右。堆浸的優(yōu)點(diǎn)：1）投資少，成本低；2）省去了能耗大的細(xì)磨和固液分離工序，簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程；3）靈活性大，適合于處理偏遠(yuǎn)地區(qū)的小礦點(diǎn)；4）礦堆

28、可在地表，也可設(shè)在井下，尾渣返回充填，減少了環(huán)境污染，5）堆浸適用于不適合進(jìn)行攪拌浸出的貧礦、表外礦、尾棄礦等。堆浸的缺點(diǎn):堆浸的浸出速率低，浸出效率低，很難達(dá)到攪拌浸出效果，更加不適合于處理難浸礦石和非氧化礦，另外還要求有適宜的氣候條件。一般情況下浸出率比攪拌浸出低10%左右，如果對(duì)于金屬含量較高的礦石使用堆浸則對(duì)資源是一個(gè)較大的浪費(fèi)。因此對(duì)于難處理的礦石，對(duì)于氣候惡劣的地區(qū)以及對(duì)于比較富裕的礦不采用堆浸的方法，只對(duì)那些邊緣礦、比較貧的礦和廢棄的尾礦進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪曰厥沼杏玫馁Y源。 堆浸的應(yīng)用 廣泛用于處理未破碎或粗碎的含銅廢礦、尾礦及貧礦 ,每堆礦量達(dá)104 108 t，常堆于不透水的坡地

29、 ,以便溶液自動(dòng)流入集液池 ,一般堆成具有自然休止角的截頭錐形。再生浸出液噴灑到礦堆頂部 ,溶液流經(jīng)礦堆而發(fā)生生物浸出反應(yīng) ,隨后經(jīng)堆底斜坡流至集液池。浸出后溶液被送往金屬回收系統(tǒng) ,提取后的廢液在再生池中充氣和補(bǔ)加原料中不足的氮、磷、鉀鹽 ,以便 Fe2+ 氧化為 Fe3+及細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖 ,然后返回浸出作業(yè) ,形成閉路循環(huán)二、堆置浸出二、堆置浸出三、槽浸出三、槽浸出1、滲濾或粗砂浸出、滲濾或粗砂浸出適用：適用： 針對(duì)低品位，粗顆粒物料（粒度9-13mm），浸出時(shí)間：浸出時(shí)間：35天作業(yè)及操作：作業(yè)及操作：槽底有假底，能使溶液通過(guò)而礦粒不能通過(guò)，浸出液可從下向上或由上向下通過(guò)礦粒。2、攪拌浸出

30、(一般采用連續(xù)操作制度)攪拌浸出：將磨細(xì)的礦物與浸出劑在攪拌槽中進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌的浸出過(guò)程，可浸出各種礦物組分。在一般情況下先將礦石破磨到-100目到-200目左右，與浸出劑在攪拌槽中進(jìn)行混合，在強(qiáng)化浸出條件下（如增加溫度、提高浸出劑濃度、選擇適當(dāng)?shù)慕鰟┓N類(lèi)、延長(zhǎng)攪拌浸出時(shí)間、提高攪拌速度等六大條件）通過(guò)攪拌所進(jìn)行的浸出方式。攪拌方法三種：攪拌方法三種：機(jī)械攪拌機(jī)械攪拌氣流（蒸汽或空氣）攪拌氣流（蒸汽或空氣）攪拌氣流氣流- -機(jī)械混合攪拌機(jī)械混合攪拌攪拌浸出的連續(xù)操作制度依浸出劑與被浸礦物料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，分三種：依浸出劑與被浸礦物料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，分三種：(1)順流浸出順流浸出(2)錯(cuò)流浸出錯(cuò)

31、流浸出(3)逆流浸出逆流浸出順流浸出順流浸出:浸出時(shí)，浸出劑與被浸礦物的流動(dòng)方向相同，此時(shí)浸出液中目的組分的含量較高，浸出劑的消耗量較小，但浸出速度較小，浸出時(shí)間較長(zhǎng)錯(cuò)流錯(cuò)流浸出浸出:浸出時(shí)，浸出劑與被浸礦物料的流動(dòng)方向相錯(cuò)，每次浸出后的浸渣均與新浸出劑接觸，浸出速度高，浸出率高，但浸出液體積大，浸出液中目的組分的含量低，浸出劑消耗量大逆流浸出逆流浸出: :浸出時(shí)，浸出劑與被浸礦物料運(yùn)動(dòng)方向相反，即經(jīng)幾次浸出而貧化后的礦物與新鮮浸出劑接觸，而原始被浸礦物則與浸出液接觸 ，可較充分地利用浸出液中的剩余浸出劑，浸出液中目的組分含量高，浸出劑消耗量較小，但浸出速度較低，浸出時(shí)間較長(zhǎng)，需較多的浸出段數(shù)

32、。第三節(jié)第三節(jié). . 浸出浸出種類(lèi)種類(lèi) 1.排硫桿菌在液體硫代硫酸鹽培養(yǎng)基上可以生成小而圓的菌落，由于生成硫沉淀，菌落呈黃色。通常只存活一個(gè)星期左右，它可將硫代硫酸鹽氧化成元素硫，又將元素硫氧化成硫酸。2.氧化硫硫桿菌通常以單個(gè)或成雙、成短鏈狀存在，在菌體兩端各有一油滴，可將培養(yǎng)基中的硫溶入油滴之中再吸入體內(nèi)進(jìn)行氧化3.蝕陰溝硫桿菌與氧化硫硫桿菌類(lèi)似，但它可以利用硝酸鹽和銨離子作為氮源，不能利用亞硝酸鹽4.氧化鐵鐵桿菌可將亞鐵離子氧化成高鐵離子，在液體培養(yǎng)基中由于生成Fe3+使培養(yǎng)基由淺綠色變成紅棕色，在固體培養(yǎng)基上長(zhǎng)成紅棕色菌落5.氧化鐵硫桿菌：含亞鐵的液體培養(yǎng)基中，亞鐵被氧化使培養(yǎng)基變成紅

33、棕色，F(xiàn)e3+水解成氫氧化物或鐵礬沉淀。用不含鐵的液體培養(yǎng)基，則由于硫代硫酸鹽氧化生成硫酸，使培養(yǎng)基酸度提高。最常用的浸出劑有硫酸、鹽酸、硝酸，有時(shí)也用氫氟酸、亞硫酸、王水等。1硫酸 硫酸是弱氧化酸， 伏。 由于它沸點(diǎn)高(330)，在常壓下可以采用較高的浸出溫度，所以能強(qiáng)化浸出過(guò)程。設(shè)備防腐也較易解決，是處理氧化礦的主要溶劑。也能溶解碳酸鹽、磷酸鹽和硫化物等，是浸出過(guò)程應(yīng)用最廣的溶劑之一。 MeOH2SO4=MeSO4H2O MeSH2SO41/2O2=MeSO4H2OS02硝酸 硝酸本身是強(qiáng)氧化劑， 伏，反應(yīng)能力強(qiáng)；但易揮發(fā)，價(jià)格貴，一般不單獨(dú)采用硝酸作浸出劑。有時(shí)僅作氧化劑使用。3鹽酸 鹽

34、酸能與金屬、金屬氧化物、堿類(lèi)及某些金屬硫化物作用生成可溶性的金屬氯化物。最成功的應(yīng)用是鈷渣和鎳冰銅的鹽酸浸出。 鉆渣是鎳電解精煉凈液過(guò)程中的中間產(chǎn)品之一。鉆渣中的鎳、鈷均以高價(jià)氫氧化物存在，在鹽酸浸山時(shí)可視為氧化劑，主要的浸出反應(yīng)如下： 2Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+6H2O+Cl22423/0.17SOH SO二.酸浸出 由于不同的金屬疏化物酸浸時(shí)所要求的pH值不同，對(duì)反應(yīng) MeS+2H+=Me2+H2S而言，F(xiàn)eS、Ni3S2、CoS的平衡pH較高，可以用簡(jiǎn)單酸浸法浸出。Cu2S的平衡pH較負(fù)，難于用簡(jiǎn)單的酸浸山。所以鹽酸浸出能使鎳冰銅中的Ni、Co與Cu分離。 在一定的鹽酸濃

35、度下，溶液中的雜質(zhì)鈷、鐵等，能與C1-絡(luò)合成絡(luò)陰離子(CoCl42-、FeCl4-)，但鎳不能生成絡(luò)陰離子，因而可以用萃取法分離鈷、鐵等雜質(zhì)。 氯化鎳的溶解度隨酸濃度增大而降低，可以用增加鹽酸濃度的方法使氯化鎳沉淀回收。4王水 用于處理鉑族金屬精礦，此時(shí)鉑（Pt）、鈀（Pd）、金（Au）轉(zhuǎn)變?yōu)槁冉j(luò)酸，而氯化銀和其他金屬銠（Rh）、銥（Ir）、鋨（Os）、釕（Ru）等進(jìn)入殘?jiān)?。形成王水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為： HNO3+3HCl=Cl2+NOCl+2H2O生成的新生態(tài)Cl2是強(qiáng)氧化劑，先與鉑（Pt）、鈀（Pd）、金（Au）作用： Pt+2Cl2+2HCl=H2PtCl6 Pd+2Cl2+2HCl=H2P

36、dCl6 2Au+3Cl2+2HCl=2HAuCl4 Pt+2Cl2=PtCl4 PtCl4+2HCl=H2PtCl6 Pt+4NOCl=PtCl4+4NO 用王水溶解鉑族金屬精礦后，使大卻分金、鉑、鈀分別呈H2AuCl4、H2PtCl6、H2PdCl6形態(tài)進(jìn)入溶液，而銠、釕、銥、鋨和氯化銀呈不溶狀態(tài)留住渣中。將含有金、鉑、鈀的溶液先用硫酸亞鐵還原金，用氯化銨沉淀鉑，二氯二氨亞鈀法沉淀鈀。得到的粗金用電解法制得純金。粗氯鉑酸銨以溴酸鹽水解法制得純鉑鹽，經(jīng)煅燒得海綿鉑。過(guò)程的廢液用鋅粉還原回收貴金屬，殘?jiān)械你?、釕、銥、鋨也可用適當(dāng)?shù)姆椒ɑ厥铡?MeO + 2H+ = Me2+ + H2O 金屬

37、氧化物酸浸出的條件金屬氧化物酸浸出的條件： 溶液中的電勢(shì)和pH值都處于Me2+的穩(wěn)定的區(qū)內(nèi)； 溶液的pH值小于平衡pH值； 當(dāng)Me2+的活度為1時(shí)，要求pHpH； pH越大，氧化物越容易被酸浸出； pH越小，氧化物越難被酸浸出。表 8-9 某些金屬氧化物的 pH 氧化物 MnO CdO CoO FeO NiO ZnO 298pH 8.98 8.69 7.51 6.8 6.06 5.80 373pH 6.79 6.78 5.58 3.16 4.35 473pH 3.89 2.58 2.88 氧化物 CuO In2O3 Fe3O4 Ga2O3 Fe2O3 SnO2 298pH 3.95 2.52

38、0.89 0.74 -0.24 -2.10 373pH 3.55 0.97 0.04 -0.43 -0.99 -2.90 473pH 1.78 -0.45 -1.41 -1.58 -3.55 8.6.1 簡(jiǎn)單金屬簡(jiǎn)單金屬-水系的水系的 -pH圖圖MnO、ZnO、FeO等在較低的酸度下，即能被浸出，較容易浸出; Fe2O3、Ga2O3等難被酸浸出。 對(duì)多價(jià)金屬的氧化物而言: 其低價(jià)氧化物易被浸出; 高價(jià)氧化物則相對(duì)較難被浸出; 如Fe2O3則遠(yuǎn)比FeO難浸出。 對(duì)所有氧化物而言，溫度升高pH降低。 從熱力學(xué)角度來(lái)看，溫度升高對(duì)浸出過(guò)程不利三.氨浸出3氨水 氨浸出。氨是銅、鎳、鈷氧化礦的有效溶劑。

39、這是因?yàn)殂~、鎳、鈷等能與氨形成穩(wěn)定的氨絡(luò)離子，擴(kuò)大了Cu2+、Ni2+、Co2+在浸出液中的穩(wěn)定區(qū)域，降低了銅、鎳、鈷的氧化還原電位，使其較易轉(zhuǎn)入溶液中。 Cu2+、Ni2+、Co2+等與氨形成Me(NH3)x2+絡(luò)離子，鎳、鈷的配位數(shù)為六，銅的配位數(shù)為四。 Ni+4NH3+CO2+1/2O2=Ni(NH3)4CO3 CuO+2NH4OH+(NH4)2CO3=Cu(NH3)4CO3+3H2O Cu+Cu(NH3)4CO3=Cu2(NH3)4CO3 氨浸法的恃點(diǎn)是能選擇性浸出銅、鎳、鈷而不溶解其它雜質(zhì)，對(duì)含鐵高及以碳酸鹽脈石為主的銅、鎳礦物宜采用氨浸出，且在常壓下浸出時(shí)，自然銅和金屬鎳的浸出速度

40、相當(dāng)快。常用的浸出劑有苛性鈉、碳酸鈉、氨水、硫化鈉、氰化鈉等。堿性浸出劑一般比酸性浸出劑反應(yīng)能力弱，而浸出選擇性比酸浸出高。浸出液中雜質(zhì)少，對(duì)設(shè)備腐蝕少，但其浸出率比酸浸出低。1碳酸鈉 廣泛用作鈾礦的浸出劑，與6價(jià)U形成穩(wěn)定的碳酸鈾酰絡(luò)合物： UO3+3Na2CO3+H2O=Na4UO2(CO3)+2NaOH K2O2UO3V2O5+6Na2CO3+2H2O=2Na4UO2(CO3)3+2KVO3+4NaOH有氧化劑（O2）存在時(shí)： U3O8+1/2O2+9Na2CO3+3H2O=3Na4UO2(CO3)3+6NaOH UO2+1/2O2+3Na2CO3+H2O=Na4UO2(CO3)3+2N

41、aOH四.堿浸出2苛性鈉 苛性鈉是浸出鋁土礦最好的溶劑：23222322Al O 3H O+2NaOH=Na O Al O 2H O+H O Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4 24AlOOH+NaOH+H ONaAl(OH) =高溫高壓苛性鈉也可浸出黑鎢礦：4242FeWO +2NaOH=Na WO +Fe(OH)高溫高壓4242MnWO +2NaOH= Na WO +Mn(OH)高溫高壓3Na2S 是砷、銻、錫、汞硫化礦的良好浸出劑。硫化銻在氫氧化鈉和硫化鈉的混合液中，浸出率達(dá)99%以上。因?yàn)镹a2S可以與As2S3、Sb2S3、HgS、SnS作用，生成一系列穩(wěn)定的金屬硫離子絡(luò)合

42、物： Sb2S33S2-=2SbS33- Sb2S3S2- =2SbS2- As2S3S2- =2AsS2- As2S33S2- =2AsS33- HgSS2- =HgS22- SnS2S2- =SnS32-為防止Na2S水解，通常在浸出液中添加NaOH： Na2SH2O=NaHSNaOH NaHSH2O=H2SNaOH浸出浸出化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)反應(yīng)方程式1、1846年由浸出試驗(yàn)確定的化學(xué)反應(yīng)方程式為一步反應(yīng)，該反應(yīng)又稱(chēng)為懷特方程式：4Au8NaCNO22H2O4NaAu(CN)24NaOH1896年波特蘭德確認(rèn)浸出反應(yīng)為兩步反應(yīng)：2Au4NaCNO22H2O2NaAu(CN)22NaOHH2

43、O22Au4NaCNH2O22NaAu(CN)22NaOH 五五.氰化氰化浸出浸出氰化鈉 氰化浸出是提取金、銀最古老的方法，金、銀等電極電位高的金屬與CN- 生成絡(luò)合物，降低了金、銀的氧化還原電位從而使金、銀較易轉(zhuǎn)入到溶液中。影響氰化浸出的因素1 1、氰化物和氧氣的濃度、氰化物和氧氣的濃度因室溫下氧氣在水中的飽和濃度為8mg.l1，而NaCN濃度在一定范圍可調(diào)，實(shí)踐證明，NaCN濃度由0增加到0.05%時(shí)，金的浸出速度迅速上升，NaCN濃度由0.05增加到0.15%時(shí)，浸出速度上升緩慢，當(dāng)NaCN濃度大于0.15后，金的浸出速度不再隨NaCN的濃度的增加而增加。在加壓條件下，礦漿中的O2濃度隨

44、氧壓的升高而升高，金的浸出率可由氧氣濃度控制，當(dāng)空氣壓力為0.709MP時(shí)，金的浸出速度提高1030倍，金的浸出率也因此而得到明顯改善。 2、溫度對(duì)浸出的影響當(dāng)浸出溫度升高時(shí)，金與CN1、O2的反應(yīng)速度呈指數(shù)方增加，有利于浸出。但當(dāng) 浸出溫度增加，氧氣在溶液中的溶解度卻隨之下降，不利于浸出，有一合適的浸出溫度。對(duì)于氧化礦，工業(yè)生產(chǎn)中一般都在常壓下浸出，南非進(jìn)行過(guò)加溫強(qiáng)化浸出，浸出溫度控制在850C以下。 3、粒度和形狀粒度大于70um的金稱(chēng)為粗粒金，一般可用重選方法回收，若用浸出法，則浸出時(shí)間長(zhǎng)。粒度在701um的稱(chēng)為細(xì)粒金，對(duì)氧化礦一般用浸出方法回收，若用重選法，則回收率不會(huì)高；若為硫化礦，

45、經(jīng)過(guò)細(xì)磨或超細(xì)磨后，用浸出法可以回收。粒度小于1um的稱(chēng)為微粒金，氧化礦可以直接浸出，硫化礦則需經(jīng)過(guò)焙燒處理、化學(xué)氧化或生物氧化，破壞硫化物包裹外殼，才可能有效地浸出。 4、礦漿粘度礦漿液固比太小，粘度大，不利于離子的擴(kuò)散，對(duì)提高浸出速度不利，在礦漿細(xì)度和液固比一定的情況下，礦漿中細(xì)泥比例越大，礦漿流動(dòng)性越差，浸出率越低。礦漿細(xì)泥來(lái)源于兩部分，其一是礦石中含有的高嶺土一類(lèi)的礦物，其二是破碎、磨礦過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)粉。生產(chǎn)中對(duì)細(xì)泥含量少、雜質(zhì)含量不多的物料，可用5060的固液比，對(duì)含泥量大的物料，可用75左右的固液比。 5、浮選藥劑在浮選藥劑中，乙基黃藥和丁基黃藥對(duì)氰化的影響最大，在氰化浸出液中，只

46、要乙基黃藥的含量大于0.4ppm，金的浸出率就會(huì)明顯下降。解決辦法有二，其一是在保證浮選效果的前提下盡量少用藥劑，其二是再磨礦，濃縮過(guò)濾去掉或減少藥劑含量。 其他礦物成分對(duì)氰化的影響1鐵礦鐵礦物物Fe2O3、Fe3O4基本不與NaCN反應(yīng)，對(duì)氰化浸出無(wú)明顯影響；賤金屬硫化物、氫氧化物大部分都與NaCN發(fā)生反應(yīng)，會(huì)防礙金銀的溶解，增大NaCN的消耗量；磨礦產(chǎn)生的新鮮鐵也與NaCN反應(yīng)。2銅礦銅礦物物氧化銅礦如孔雀石、蘭銅礦都與NaCN反應(yīng)，不僅消耗NaCN，而且增加后續(xù)處理的難度和成本。礦石中一般將氧化銅含量控制在0.1以下，若氧化銅含量達(dá)到0.4以上時(shí)，可采用降低NaCN濃度的辦法降低NaCN

47、的消耗，加入氨溶液（如NH4OH）也能降低NaCN的消耗；硫化銅礦能與NaCN發(fā)生反應(yīng)，但不如氧化銅礦那樣嚴(yán)重。銅礦物都能與NaCN反應(yīng)。 3、鉛礦物方鉛礦（PbS）在沒(méi)有O2的作用下，與NaCN的反應(yīng)較弱，浸出液中含少量的鉛對(duì)金的置換反應(yīng)有利，因鉛與鋅形成鉛鋅原電池，可提高金的置換率。過(guò)量的鉛則有害，降低浸出率，增加鋅耗。4、汞礦物單質(zhì)汞與NaCN反應(yīng)很慢，但汞的化合物如氧化汞、氯化汞與NaCN反應(yīng)很快，產(chǎn)生Na2Hg(CN)4，在鋅置換工藝中它能使已沉淀的金反溶，造成金的流失。Na2Hg(CN)42Au2NaAu(CN)2Hg在活性炭吸附工藝中，Na2Hg(CN)4能吸附在活性炭上，降低金

48、的吸附容量，在載金炭解吸時(shí)，Na2Hg(CN)4又分解為Hg，污染環(huán)境。 5 5、砷、銻礦物、砷、銻礦物常見(jiàn)的砷礦物有雌黃、雄黃和毒砂，其中雄黃、雌黃為簡(jiǎn)單硫化物，在堿性條件下易與NaCN發(fā)生多級(jí)反應(yīng)，消耗NaCN。毒砂本身難溶于NaCN，但被氧化為多種化合物后，就易與NaCN反應(yīng)。礦漿中砷氧化產(chǎn)生的砷化物如As2O3、AsS、AsS2、S2等都能吸附在礦粒和金粒上形成薄膜，阻礙金的浸出，大大降低浸出率。金礦中常見(jiàn)的銻礦物為Sb2S3，在PH為12.312.5時(shí)，生成亞銻酸鹽和硫代銻酸鹽，消耗溶液中的NaCN和氧氣，同時(shí)生成薄膜覆蓋在礦粒上，阻礙金的浸出。礦漿中含銻在15mg.l1以上時(shí)，金的

49、浸出率急劇下降。 鹽的浸出作用有二種：（1）作為添加劑，增加浸出液中某組分的溶解度，本身不與礦物發(fā)生直接反應(yīng)。如NaCl、CaCl2、MgCl2； PbSO42NaCl=PbCl2Na2SO4 PbCl22NaCl=Na2PbCl4（2）本身是氧化劑，如FeCl3、Fe2(SO4)3、CuCl2、NaClO等，三價(jià)鐵鹽廣泛應(yīng)用于氧化物、硫化物的浸出。 UO2+2Fe3+ =UO22+2Fe2+ MeS+8Fe3+ +4H2O=Me2+ +8Fe2+ +SO42-+8H+ MeS+2Fe3+ =Me2+ +2Fe2+ +S0 用FeCl3浸出時(shí)，產(chǎn)生的FeCl2須再生循環(huán)使用，再生方法有空氣氧化

50、法和電解法。 用FeCl3浸出金屬硫化物的難易順序（難到易）為：輝鉬礦黃鐵礦黃銅礦鎳黃鐵礦輝鈷礦閃鋅礦方鉛礦輝銅礦磁黃銅礦。六六.鹽浸出氯化浸出是指在水溶液中進(jìn)行的濕法氯化過(guò)程。它是通過(guò)氯化使原料中的有價(jià)金屬以氯化物形態(tài)轉(zhuǎn)入溶液。根據(jù)使用的氯化劑種類(lèi)和氯化方式的不同，可將其分為鹽酸浸出、氯氣浸山、氯鹽浸出，電氯化浸出。 氯化浸出是多相的氧化還原反應(yīng)，服從電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，如用三氯化鐵浸出黃銅礦： 陽(yáng)極反應(yīng)：CuFeS2Cu2+Fe2+2S0+4e 陰極反應(yīng)：Fe3+eFe2+ 電池反應(yīng)：CuFeS2+4Fe3+5Fe2+Cu2+2S0前氯氣浸出主要用于浸出含貴金屬的原料(陽(yáng)極泥、含金精礦等)，這

51、是由于氯氣的電位高于除金以外的其他貴金屬，并且氯在水溶液中會(huì)水解生成鹽酸和次氯酸，鹽酸可以使已氯化的貴金屬呈氯絡(luò)酸狀態(tài)溶解；次氯酸的電極電位比氯更正，它能使所有貴金屬氧化，因此，氯氣完全可能使貴金屬氧化。 氯化所得的溶液進(jìn)一步處理以提取貴金屬。 氯氣浸出的另一種方式是電氯化浸出。它是用電解氯化鈉產(chǎn)生的氯氣在電解槽內(nèi)浸出，主要也是用于貴金屬提取。七七.氯化浸出氯化浸出增高溫度和壓力，可以提高反應(yīng)速率，使在常溫壓下不能進(jìn)行的反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)，在密閉容器中，可以使用氣體及易揮發(fā)物質(zhì)作反應(yīng)試劑。 熱壓浸出一般分為二類(lèi)，即無(wú)氣相參加的熱壓浸出和有氣相參與的熱壓浸出。八八.熱壓浸出熱壓浸出 如拜爾法生產(chǎn)氧化鋁

52、。根據(jù)Al2O3在堿性溶液中的溶解度隨溫度升高而增大的特點(diǎn)，就我國(guó)一水硬鋁石而言，工業(yè)上選擇的浸出條件是：溫度230一240，壓力30大氣壓。 三水鋁石浸出： 2Al(OH)32NaOH=2NaAl(OH)4 一水鋁石浸出：AlOOHNaOHH2O=NaAl(OH)4 用碳酸鈉浸出白鎢礦時(shí):浸出條件是180200，1415大氣壓，鎢的提取率可達(dá)98%。濕法冶金浸出浸出液的凈化和金屬回收液的凈化和金屬回收1.離子沉淀法2.置換沉淀法3.高壓氫還原 礦物浸出時(shí)，不可避免地有許多雜質(zhì)進(jìn)入溶液，其中有些雜質(zhì)是有價(jià)金屬，應(yīng)當(dāng)作副產(chǎn)品回收，其余雜質(zhì)必須消除才能獲得純金屬或純化合物。 要使主體金屬與雜質(zhì)分離

53、，一般有兩種方法：一種是使主體金屬首先從溶液中析出；另一種是讓雜質(zhì)分別析出后，讓主體金屬留在溶液中。 工業(yè)上凈化和沉積的方往很多采用什么方法要看具體要求，往往是幾種方法聯(lián)合使用。常見(jiàn)的凈化，沉積方法有，離子沉淀(包括水解沉淀、硫化沉淀)，置換、電沉積溶劑萃取，離子交換，吸附結(jié)晶等方法。 水解沉淀法是根據(jù)金屬氫氧化物沉淀的pH值差別來(lái)達(dá)到金屬分離的目的?，F(xiàn)以水解凈化除鐵方法為例，說(shuō)明水解沉淀法的原理和應(yīng)用。 堿性浸出一股不考慮除鐵，而酸性浸出液除鐵是一個(gè)具有普遍意義的問(wèn)題。最有代表性的除鐵實(shí)例是從鋅浸出液中除鐵的過(guò)程。 在工業(yè)上已得到應(yīng)用的除鐵方法有：Fe(OH)3水解：針鐵礦法(FeOOH)；

54、赤鐵礦法(Fe2O3)和黃鉀鐵礬法KFe3(SO4)2(OH)6。一、水解沉積法一、水解沉積法1 1Fe(OH)Fe(OH)3 3水解法水解法 鋅浸出液中除含有Zn2+外，鐵離子是主要雜質(zhì)，要得到純的鋅電解液，必須先除出溶液中的Fe2+、Fe3+等。 Fe2+、Fe3+、Zn2+的水解平衡為：2+-2Fe(OH) =Fe +2OH2215() 1.6 10sp Fe OHFeOHKaa2220()111lglglglg222Fe OHspwFeFepHKKapHa當(dāng) 時(shí), 2()6.65Fe OHpH21Fea因此， 22()16.65lg2Fe OHFepHa3+-3Fe(OH) =Fe +

55、3OH335() 3.8 10SP Fe OHK33()11.53lg3Fe OHFepHa2+-2Zn(OH) =Zn+2OH217() 4.5 10SP Zn OHK22()15.83lg2Zn OHZnpHa 從上述計(jì)算可以看出，當(dāng)提高溶液的pH值時(shí)，首先水解的是Fe3+，然后是Zn2+，最后是Fe2+。并且Fe3+與Zn2+水解pH條件相差較大。只要將溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+，就可以將鐵用水解法除去，而鋅則留在溶液中。例如，當(dāng)經(jīng)過(guò)中和后浸出液的pH=5時(shí)， pOH=14-5=9 OH-=10-9摩爾升-1 Ksp=Fe3+OH-=Fe3+(10-9)3=3.810-38 Fe

56、3+10-11摩爾升-1 要實(shí)現(xiàn)水解除鐵，必須將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，氧化反應(yīng)為： Fe3+ +e=Fe2+3322/0.770.059lgFeFeFeFeaa 當(dāng) 時(shí)， (伏)。即要使溶液中的Fe3+占全部鐵的99.9%，氧化劑的電位應(yīng)大干0.95伏。 從理論上講。凡電位大于0.95伏的氧化劑都可以達(dá)到將Fe2+氧化為Fe3+的要求。適合工業(yè)應(yīng)用的氧化劑有MnO2，空氣等，其中最常用的是MnO2。 MnO2+2Fe2+ +4H+ = 2Fe3+ +Mn2+ +2H2O 32/1000FeFeaa32/0.770.059 30.947FeFe 2針鐵礦法 針鐵礦的析出條件是溶液中含F(xiàn)

57、e3+低(1克升-1)，pH3-5，較高溫度(80-100)，并加入晶種。其操作程序是在所要求的溫度下，將溶液中的Fe3+用SO2或ZnS先還原成Fe2+；然后加ZnO調(diào)節(jié)PH值在3-5，再用空氣緩慢氧化成Fe3+，使其呈FeOOH析出。 3赤鐵礦法 赤鐵礦法除鐵的基本原理和程序與針鐵礦法大致相同，其主要特點(diǎn)是需要在高溫高壓條件下進(jìn)行(200，20大氣壓)，pH值可以到負(fù)值，不用加中和劑，還原劑用SO2。氧化劑仍用空氣， 要得到赤鐵礦，溶液中Fe3+的濃度必須很低，工業(yè)上先用SO2把Fe3+還原為Fe2+： 2Fe3+ +SO2 +2H2O=2Fe2+ +SO42- +4H+然后在用空氣緩慢將

58、Fe2+氧化成Fe3+，從而得到Fe2O3沉淀： 2Fe3+ +3H2O=Fe2O3+6H+4黃鉀鐵礬法 礬是兩種或兩種以上金屬的硫酸鹽組成的復(fù)鹽，通常三價(jià)金屬離子Al3+、Fe3+、Cr3+、V3+最易生成礬。一價(jià)陽(yáng)離子K+，Na+、NH4+,H3O+也能形成礬。黃鉀鐵礬是一種由Fe3+組成的復(fù)鹽，屬于復(fù)雜的堿式鹽沉淀，具有結(jié)晶好，容易過(guò)濾的優(yōu)點(diǎn)，是近代濕法冶金過(guò)程除鐵的一個(gè)有前途的方法。 黃鉀鐵礬的通式可以寫(xiě)為： K2O3Fe2O36H2O或Me+Fe3(SO4)2(OH)6或Me2+Fe6(SO4)4(OH)12。 工業(yè)上黃鉀鐵礬的析出條件是：pH=1.5，溫度95，加入適量的一價(jià)陽(yáng)離子

59、K+、NH4+、Na+，并加入晶種。在各類(lèi)鐵礬中，以鉀礬最穩(wěn)定，沉降性能好。草黃鐵礬(H3O)2O3Fe2O34SO36H2O是膠體，類(lèi)似Fe(OH)3的性能，工業(yè)上用加入NH4+和Na+的鹽或堿使之生成銨礬或鈉礬把鐵除掉。 Fe3+水解成KFe3(SO4)2(OH)6的反應(yīng)為: KFe3(SO4)2(OH)6 +8H+ =K+ +3Fe3+ +2HSO4- +6H2O 25時(shí) pH0= -1.738 100時(shí) pH0= -2.052上述結(jié)果表明，升高溫度，有利于鐵的析出。 黃押鐵礬法沉淀鐵的反反比較復(fù)雜，鐵水解時(shí)的主要 反應(yīng)有： 3Fe2(SO4)3 + 6H2O=6Fe(OH)SO4 +3

60、H2SO4 (1) 4Fe(OH)SO4 +4H2O=2Fe2(OH)4SO4 +2H2SO4 (2) 2Fe(OH)SO4 +2Fe2(OH)4SO4 +2NH4OH =(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12 (氨礬) (3) 2Fe(OH)SO4 +2Fe2(OH)4SO4 +Na2SO4 +2H2O =Na2Fe6(SO4)4(OH)12(鈉礬)+H2SO4 (4) 2Fe(OH)SO4 +2Fe2(OH)4SO4 +4H2O =(H3O)2Fe6(SO4)4(OH)12 (草黃鐵礬) (5) 上述幾個(gè)反應(yīng)在不同條件下相互作用可以得到下列不同的水解產(chǎn)物： 向溶液中加入銨鹽時(shí)，得銨黃鐵