Тема 1.4. Классификация металлургических процессов

Все процессы в цветной металлургии подразделяются на:

- пирометаллургические;

- гидрометаллургические.

Пирометаллургические процессы проводят при высоких температурах, с полным или частичным расплавлением материалов.

По характеру протекающих физико-химических превращений, поведению компонентов и конечным результатам пирометаллургические процессы можно разделить на три группы:

- обжиг;

- плавка;

-дистилляция.

Обжиг – металлургический процесс, проводимый при высоких

температурах (500-1200⁰С) с целью изменения минералогического и химического составов перерабатываемого сырья.

Плавка – пирометаллургический процесс, проводимый при температурах, обеспечивающих в большинстве случаев полное расплавление перерабатываемого материала.

Дистилляция – процесс испарения вещества при температуре несколько выше точки его кипения, позволяющей возгонкой разделить компоненты обрабатываемого материала в зависимости от их летучести.

Гидрометаллургические процессы проводят в водных средствах при температурах не выше 300^оС.

Любой гидрометаллургический процесс состоит из трех основных стадий:

-выщелачивание;

-очистка растворов от примесей;

-осаждение металла из раствора;

Выщелачивание – процесс перевода извлекаемых металлов в раствор при воздействии растворителя на перерабатываемый материал (руду, концентрат, полупродукты металлургического производства и т.п.) часто в присутствии газового реагента – О₂, Н₂ и др.

В результате выщелачивания получают два продукта:

1. Раствор извлекаемого металла (обычно загрязненный примесями);

2.Нерастворенный остаток, состоящий, в основном, из пустой породы.

В качестве растворителей используют:

- Н₂О;

- растворы кислот, щелочей или солей.

Очистку растворов от примесей проводят с целью предотвращения их попадания в извлекаемый металл при последующем его осаждении.

Осаждение металлов из очищенных растворов от выщелачивания проводят электролизом водных растворов, цементацией или восстановлением газообразными восстановителями под давлением.

В гидрометаллургии цветных металлов, особенно при производстве редких и благородных металлов, все большее распространение приобретают сорбционные (ионообменные) и экстракционные процессы.

Ионообменные процессы основаны на способности некоторых твердых веществ (ионов) при контакте с растворителями поглощать ионы из раствора в обмен на ионы того же знака, входящих в состав ионита.

В качестве ионитов используют твердые синтетические, высокомолекулярные вещества, обладающие высокой обменной ёмкостью (ионообменной способностью), химической стойкостью и механической прочностью.

По знаку заряда обменивающихся ионов различают:

- катиониты;

- аниониты;

-амфолиты – амфолитные иониты, способные одновременно осуществлять как катионный, так и анионный обмен.

Экстракцией ( жидкостной экстракцией) – называется процесс извлечения растворенных химических соединений металлов из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой.

Последующей реэкстракцией из органической фазы экстрагированный металл извлекают в водный раствор.

В качестве экстрагентов используют:

- органические кислоты и их соли;

- соли аминов и аммониевых оснований;

- спирты;

- эфиры;

- кетоны.