3-浸出法解析

00:371非金属矿初加工破碎筛分磨矿选矿重选浮选磁选电选拣选00:372化学选矿概述浸出法化学漂白法煅烧法00:37300:374概述化学选矿法：又称矿物原料化学处理，简称化选，是基于矿物和矿物组成的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物组成而使其有用组分富集的矿物加工过程。化学性质：如热稳定性、氧化还原性、溶解性、离子半径差异、络合性、水化性和荷电性等。00:375概述为什么要进行化学选矿？矿产资源的“贫、杂、细”化。满足非金属矿深加工的需要，提高产品的附加值。00:376概述实例：原子反应堆的燃烧室元件，要求石墨灰分小于0.1%；其它高导电石墨、超导石墨等要求碳含量在99%以上。采用浮选法和电选法虽然可使石墨品位达到90~95%，但由于硅酸盐矿物浸染在石墨鳞片中，用机械方法难以进一步提纯。00:377概述化学选矿的原则流程图00:378概述原料准备阶段矿石或物料分解化学选矿产品的制取00:379原料准备阶段内容：包括矿石或其他原料的破碎筛分、配料混匀、磨矿分级等作业。目的：使物料破碎至一定粒度，使物料解离完全，为后续作业准备好合适的物料，以使物料分解更完全。有时还需要借助于物理选矿除去某些有害杂质和脉石，使目的矿物预先富集，为后续作业创造更有利的条件。00:3710矿石或物料分解目的：使矿物原料与化学药剂充分作用，使矿物的溶解于溶液中，或经高温处理使矿物组分转变为易溶解的形态后溶于溶液，从而达到有用组分的分离和初步富集。矿物分解可用直接浸出法，也可先经高温处理后用浸出或其它选矿方法。浸出法焙烧法00:3711化学选矿产品的制取内容：包括净液和产品制取等过程。净液：为了获得高品位的化合物或金属产品，浸出液常常采用化学沉淀、离子交换、有机溶剂萃取、离子浮选、两液浮选、沉淀浮选等方法，除去有害杂质，获得最终产品。产品制取：从净化液中沉淀析出化学选矿产品，一般采用化学沉淀法、电解沉积法和物理选矿法，有时也采用炭浆法、矿浆树脂法、矿浆直接萃取法等。00:3712化学选矿与物理选矿的区别重选、浮选、磁选（磁化焙烧除外）、电选等都是在没有改变矿物化学组成的情况下进行的。化学选矿改变矿物化学组成的情况下进行的。化学选矿需要消耗大量的化学试剂，普遍存在成本较高的问题，而物理选矿成本较低。00:3713化学选矿与物理选矿的应用都是处理矿物原料并使目的组分得到富集、分离及综合利用矿产资源。物理选矿主要处理粒度相对较粗的矿物；化学选矿较物理选矿其应用范围更宽。化学选矿可以处理物理选矿方法无法处理的低品位、嵌布粒度细、矿物组成复杂的矿石，并能从“三废”中回收有用组分。最大限度地综合回收原料中的有价成分。00:3714概述浸出法化学漂白法焙烧煅烧法00:3715浸出法浸出：溶剂选择性溶解物料中某目的组分的工艺过程。目的：使有用组分与杂质组分或脉石组分相分离。浸出剂：用于浸出的试剂。浸出液：浸出所得的溶液。浸出渣：浸出后的残渣。00:3716浸出法浸出方法常用浸出药剂水溶剂浸出酸浸稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、氢氟酸、亚硫酸碱浸碳酸钠、苛性钠、氨水、硫化钠等盐浸氯化钠、氯化铁、氯化铜、硫酸铁、氰化钠等细菌浸出硫酸铁+硫酸+菌种水浸水非水溶剂浸出有机溶剂00:3717浸出法碱浸法酸浸法细菌浸出法浸出工艺设备影响浸出的主要因素00:3718碱浸法碱浸法（强碱高温熔融法）：适用于除去石墨、金刚石等非盐类矿物中的硅酸盐杂质。00:3719石墨的碱浸法（碱酸法）石墨的碱浸法：石墨经浮选后，精矿中的杂质主要是极细粒浸染在石墨鳞片中的部分硅酸盐矿物，以及钾、钠、钙、镁、铁、铝等的化合物。石墨精矿中除去这些杂质的最常用和最成熟的办法是采用碱浸法（碱酸法）。00:3720石墨的碱浸法原理：石墨中的杂质（硅酸盐等），在500℃以上的高温下与氢氧化钠起反应，一部分生成物溶于水的反应产物，被水浸出除去；另一些杂质，如铁的氧化物等，在碱熔后用盐酸中和，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤而除去。00:3721石墨的碱浸法加入碱的反应：Fe2O3+3OH-→Fe(OH)3↓SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2OAl3++3OH-＝Al(OH)3↓Ca2++2OH-＝Ca(OH)2↓Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓Mg2++2OH-＝Mg(OH)2↓00:3722石墨的碱浸法加入盐酸后的反应：Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl＝FeCl3+3H2OMg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OAl(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O00:3723石墨碱浸法工艺原料采用经过筛分分级后的-100~+200目石墨浮选精矿。先将固体NaOH配成浓度为50%的溶液，再与石墨按质量比1：0.8的比例混合，搅拌均匀后，在500℃高温下熔融1h；冷却到100℃以下，加水浸取1h，再加入盐酸进行酸浸，盐酸加入量约为石墨的30~40%；酸浸后用清水洗涤至中性，再经固液分离、干燥后得到高碳石墨产品。00:3724酸浸石墨粉搅拌高温熔融冷却水浸洗涤脱水干燥氢氧化钠盐酸水洗涤废液处理包装石墨碱浸法工艺00:3725石墨的碱浸法实例：山东南墅石墨矿（鳞片石墨）选矿厂原矿处理量约35万t/a。原矿粒度为-450mm，入磨粒度为-15mm，入选粒度为-0.15mm，占60%~65%。原矿品位4.39%~4.45%，精矿品位88%~89%，回收率约80%，尾矿品位0.6%~0.8%。浮选精矿采用碱酸法提纯，最终石墨精矿品位达到98%~99%，作业回收率达88%。------《石墨提纯方法进展》，葛鹏，2010.1000:3726碱浸法碱浸法（强碱高温熔融法）只适合于石墨、金刚石等化学性质非常稳定的有用矿物，其它情况下不适用。00:3727酸浸法非金属矿物在实现特殊工业用途之前，常见的是要除掉矿物中的着色杂质，主要是其中所含的铁的各种化合物，如Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Fe3O4等。其中有些铁是以单体矿物或矿物包裹体存在。有些是以薄膜铁的形式附着于矿物表面、裂隙或结构层间。适用范围：酸浸法是除去非金属矿物中单体褐铁矿及薄膜铁的比较有效的方法。00:3728酸浸法膨润土原矿石英砂矿高岭土原矿00:3729酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用作为玻璃生产的主要原料，石英砂中最有害的杂质就是各种含铁物质，包括含铁粘土、黑云母、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿、针铁矿以及石英颗粒表面氧化铁薄膜等。采用常规的选矿方法，虽可除去绝大部分单体含铁矿物，但对石英砂粒表面氧化铁薄膜及裂隙内的铁类杂质则难以除去。对于一些光学玻璃、仪器及某些特殊玻璃，有时要求所用石英砂中SiO2含铁量低达0.01~0.02%，甚至更低。这就需要用酸浸法来进行处理。00:3730酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用砂粒表面的铁薄膜主要是由赤铁矿、针铁矿（或氢氧化铁）组成。与盐酸的反应：Fe(OH)3+3HCl＝FeCl3+3H2OFe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O与硫酸的反应：2Fe(OH)3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+6H2OFe2O3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+3H2O00:3731酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用如果在酸浸过程中加入还原剂如绿矾、亚硫酸盐等，将Fe3+还原为Fe2+，其在溶液中的溶解度将会增大，更有利于杂质的浸出。草酸是一种中等强度的有机酸，易溶于水，它可以溶去石英砂表面的氢氧化铁薄膜并生成稳定的草酸铁络合物。3H2C2O4+Fe(OH)3＝[Fe(C2O4)3]3-+3H2O+3H-00:3732酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用用氢氟酸对石英砂进行酸浸时，其反应比较复杂。Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2OFe3++6F＝[FeF6]3-SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑SiF4+2HF＝H2(SiF6)[FeF6]3-是一种很稳定的络合物。氟硅酸在水溶液内也很稳定，是一种与硫酸相仿的强酸。00:3733酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用氢氟酸进行酸浸的特点：对石英表层有一定深层的溶解，对于清洁石英表面、清除铁质及其它杂质污染更有效。因此，氢氟酸用来对石英进行酸浸效果最好。00:3734透明石英玻璃用硅石的加工流程天然硅石人工手选破碎自来水冲洗酸浸24h自来水总冲洗高温煅烧1350-1400℃；水淬自来水冲洗酸浸24h去离子水冲洗烘干粉碎、筛分装瓶产品酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用00:3735天然硅石人工手选破碎轮碾粉碎筛分酸浸自来水冲洗烘干磁选（手选）不透明石英玻璃用硅石加工的流程酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用00:3736氢氟酸对石墨中硅酸盐杂质的溶解作用当所处理的石墨中云母含量较高时，采用碱浸法效果不佳，可用氢氟酸酸溶法提纯。基本原理：石墨中的杂质主要是硅酸盐类，与氢氟酸反应生成氟硅酸（或盐），随溶液排除，从而获得高纯石墨。其化学反应与上述石英与氢氟酸的反应类似。00:3737氢氟酸对石墨中硅酸盐杂质的溶解作用如果石墨中的杂质仅为SiO2，还可以干燥的HF气体进行处理。处理时将温度逐渐提高，使SiO2转化为SiF4气体逸出。SiO2+4HF(气）=SiF4↑+2H2O00:3738氢氟酸对石墨中硅酸盐杂质的溶解作用采用氢氟法提纯石墨，产品纯度可达99%以上。由于氢氟酸具有毒性和严重腐蚀性，生产过程必须采取严格防护措施。如果采用气体HF干法提纯石墨，则反应是在一个镀铅的转筒中进行，或在一个立式炉中分批进行，使气体透过松散的石墨原料而外逸。00:3739氢氟酸对石墨中硅酸盐杂质的溶解作用氢氟酸提纯石墨的工艺流程00:3740细菌浸出法矿物的微生物加工-微生物选矿-生物冶金微生物浸出技术：出现在20世纪50年代，已在铜，铀，金矿中得到工业应用微生物浮选技术：出现在20世纪80年代，目前尚在实验室研究阶段。00:3741细菌浸出法目前国内外关于微生物药剂的研究主要集中于金属矿，非金属矿方面相对较少。研究单位：中南大学-金属矿武汉理工大学-非金属矿00:3742细菌浸出法优点：微生物药剂对人体无害，又可被生物降解，无二次污染，能耗少，因而具有广阔的发展前途。缺点：氧化周期长、浸出速率低，限制了其工业应用。最常用的微生物是氧化铁硫杆菌。00:3743细菌浸出法细菌浸出：利用含有氧化铁硫杆菌的硫酸和硫酸高铁溶液浸出废石、尾矿、贫矿、采空区和废矿坑铜、铀等有价元素的工艺过程。原料浸出残渣浸出液金属回收金属尾液菌液再生细菌浸出的工艺流程00:3744细菌浸出法氧化铁硫杆菌：一种生于硫化矿床的酸性矿水中的细菌，它以硫化物和低价铁（二价）为营养，将硫酸亚铁氧化成硫酸高铁，元素硫氧化成硫酸：2S+3O2+2H2O=2H2SO44FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O通过上述反应，细菌得到所需要的能量，而硫酸铁可将矿石中的铁或铜等转变为可溶性化合物。00:3745细菌浸出法硫化铁对矿石的浸出反应：Cu2S（辉铜矿）+2Fe2(SO4)3=2CuSO4+4FeSO4+SCuFeS2+2Fe2(SO4)3+3O2+2H2O=CuSO4+5FeSO4+2H2SO4黄铜矿FeS2(黄铁矿)+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4生成的硫酸亚铁及元素硫在细菌的作用下，又可氧化为硫酸高铁及硫酸，故浸出剂可以反复使用。00:3746细菌浸出法细菌浸出一般采用废矿坑就地浸出或废石堆浸，小规模时则采用池浸，也可采用溶剂萃取法提取浸出后的废液。提取后的浸出废液可送至矿堆或浸出采空区，使它在渗滤过程中自行氧化再生，或将废液送至专门的菌液再生池中培养菌液，再送去浸矿。00:3747细菌浸出法细菌浸出法可处理多种硫