Гидрометаллургические процессы

Гидрометаллургические процессы заключаются в извлечении металлов из химических соединений, содержащихся в рудах, концентратах, промышленных полупродуктах и отходах, путем обработки их водными растворами химических реагентов с последующим выделением из растворов чистых металлов или их химических соединений. Эти процессы протекают при относительно низких температурах (10-300 ⁰С) в водной среде на поверхности соприкосновения твердой и жидкой фаз. Гидрометаллургические методы широко используют при получении многих металлов: цинка, меди, никеля, редких, благородных. Чисто гидрометаллургическими являются основные переделы производства глинозема.

Гидрометаллургическим процессам присущ ряд особенностей, способствующих их широкому применению:

1. возможность избирательного извлечения металлов из бедных и труднообогатимых руд;

2. при подборе соответствующих реагентов обеспечиваются приемлемые для практики скорости реакций и одновременно упрощаются конструкции аппаратов и снижаются энергетические затраты;

3. при необходимости обеспечивается комплексная переработка сырья с высоким извлечением всех ценных составляющих (например, попутное извлечениекадмия, индия, таллия в производстве цинка и т.п.);

4. они дают возможность получать металл высокой чистоты, не требующий рафинирования;

5. экономическая эффективность гидропроцессов достаточно высока в связи с наличием в них циклов регенерации, разработкой и широким внедрением ионообменных и экстракционных методов извлечения, концентрирования и разделения металлов, автоклавного окислительного выщелачивания и др.;

6. замена пирометаллургических процессов “мокрыми” существенно сокращает объемы вредных выбросов, создает лучшие условия труда (меньше запыленность, ниже температура в производственных помещениях).

К недостаткам гидрометаллургических технологий следует отнести: коррозионное действие используемых реагентов и,соответственно, особые требования к свойствам материалов для аппаратов, насосов и арматуры; относительно высокую испаряемость растворов; трудности, связанные с переработкой высокоилистых отходов производства.

Типичная схема гидрометаллургического производства состоит из следующих стадий:

- подготовка исходного сырья к выщелачиванию;

- выщелачивание;

- разделение твердой и жидкой фаз после выщелачивания с помощью операций сгущения, фильтрации и промывки твердой фазы;

- подготовка растворов к выделению из них чистых металлов или соединений;

- выделение из растворов чистых металлов или соединений.

Последовательность стадий в гидрометаллургической схеме может изменяться, а одна и та же стадия использоваться несколько раз. Так, разделение твердой и жидкой фаз осуществляют не только после выщелачивания, но и при удалении примесей в виде малорастворимых соединений и выделении чистого металла или химического соединения. Концентрирование раствора могут осуществлять не только после, но и до начала удаления примесей. Выделение малорастворимых соединений, ионный обменили экстракцию применяют как при удалении примесей, так и выделении извлекаемого металла. Выбор технологической схемы в каждом конкретном случае определяется химическим и минералогическим составов исходного сырья, ее технико-экономическими показателями.

Гидрометаллургические процессы делят на две основные группы: процессы выщелачивания и осаждения металлов из растворов. Другие стадии гидрометаллургического производства относят к вспомогательным процессам.