Разработка месторождений методами выщелачивания
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ческий - перевод одного из веществ в растворимое состояние, и физико-химический - растворение в воде.
Перед выщелачиванием твёрдое вещество в случае необходимости подвергают механической обработке (дробление, измельчение) и химической - вскрытию (окисление или восстановление в пульпе, обжиг, спекание, сульфатизация и др.). Назначение вскрытия - перевод труднорастворимых соединений в легкорастворимые (сульфидов в сульфаты, высших окислов в низшие). Вскрытие совмещается с выщелачиванием, например, при окислительном автоклавном выщелачивании сульфидных руд и концентратов. Типичные промышленные растворители: вода, водные растворы кислот (в основном серной и соляной) и щелочей (аммиак, едкий натр), солей (углекислый натрий или алюминий), цианиды.
Выщелачивание осуществляется перемешиванием (агитацией) мелкого твёрдого материала с жидким растворителем в контакте с газообразным реагентом, например, воздухом (выщелачивание золотых, урановых руд и сульфидных концентратов и др.), просачиванием (перколяцией) жидкого реагента через неподвижный слой твёрдого (выщелачивание меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов).
Выщелачивание периодически или непрерывно, прямоточно или противоточно обычно проводят в чанах с механическим, пневматическим или пневмомеханическим перемешиванием при атмосферном давлении; в чанах без перемешивания (в перколяторах или диффузорах); в трубчатых реакторах; в автоклавах при повышенных давлениях и температурах.
Избирательность выщелачивания определяется химическими свойствами и концентрацией растворителя, структурой твёрдого вещества и его физико-химическими свойствами, растворимостью соединений выщелачиваемого вещества в данных условиях. Скорость выщелачивания зависит от удельной поверхности раздела твёрдое - жидкость (т.е. от размера частиц твёрдого), разности концентраций растворителя и химических реагентов на поверхности твёрдого и в объёме, вязкости растворителя, величины коэффициента диффузии, интенсивности перемешивания (уменьшение диффузионного слоя, ускорение растворения газообразных реагентов), температуры (увеличение констант скорости реакции и диффузии), парциального давления газообразного реагента (кислорода, сернистого ангидрида и др.) над раствором, концентрации растворимого окислителя, например, сульфата железа. Чаще всего В. как гетерогенный процесс протекает в диффузионной области, хотя возможны смешанные диффузионно-кинетические или кинетические режимы.
Интенсификация выщелачивания достигается одновременной сорбцией выщелачиваемого компонента на смолах (так называемое диффузионное выщелачивание), внесением бактерий (см. Бактериальное выщелачивание), применением повышенных температур до 300С и давлений до 5 Мн/м2 (50 кгс/см2) - автоклавное выщелачивание. Иногда выщелачивание осуществляется в режиме кипящего слоя, с виброперемешиванием, с ультразвуковой кавитацией.
Выщелачивания проводят из отвалов бедной руды (кучное выщелачивание) или непосредственно из рудного тела, если руда пористая или трещиноватая. Для создания необходимой трещиноватости руду разрыхляют путём взрывов с использованием обычных взрывчатых веществ или атомных зарядов (подземное выщелачивание). В этих случаях растворы подают на руду сверху, обогащённые (просочившиеся через неё) растворы собирают в выработках снизу, подают их на установку для выделения металла и обеднённый раствор после регенерации растворителя возвращают для повторного использования.
Эффективность выщелачивания определяется полнотой извлечения ценных компонентов, концентрацией извлекаемых компонентов и вредных примесей в конечном растворе, расходом материалов, электроэнергии, пара, затратами рабочей силы, скоростью процесса.
1.3 Кучное выщелачивание
Перспективы применения кучного выщелачивания для переработки золотосодержащей горной массы базируется на значительном объеме экспериментальных исследований по обоснованию параметров инфильтрационных процессов, при которых массообмен между твердой и жидкой фазами протекает при неполном заполнении выщелачивающим реагентом порового пространства предварительно раздробленной и уложенной в штабель руды.
В настоящее время в золотодобывающей промышленности для извлечения золота из руды нашли широкое применение цианиды. В своей деятельности ОАО МНПО Полиметалл, являющийся одним из крупнейших холдингов в сфере добычи драгоценных металлов, самым серьезным образом подходит к вопросам экологического характера при работе с опасными реагентами.
Цианид представляет собой весьма часто встречающееся в природе соединение, образующееся в процессе различных биохимических реакций. Большинство растений синтезируют органические соединения, содержащие цианистые гликозиды. Многие хорошо известные продукты, такие как салат, кукуруза, сладкий картофель, фасоль, миндаль содержат цианиды. Есть цианистый водород и в сигаретном дыме. Химический анализ показывает общее содержание цианида в миндале около 2 ррм., а в сигаретном дыме 1600 ррм.
Цианид натрия - это ключевой ингредиент раствора, применяемого для процесса извлечения золота методом кучного выщелачивания. Цианидный ион CN - образует с золотом и серебром настолько прочные комплексные соединения, что становится возможным процесс окисления благородных металлов кислородом воздухам и их переход из руды в раствор. Помимо NaCN (концентрация 0.1%) в выщелачиваю