湿法冶金* Y3 _ O! {' Y c, l. n0 Y
hydrometallurgy, X/ h9 B2 c# O
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利用某种溶剂,借助化学反应(包括氧化、还原、中和、水解及络合等反应),对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。又称水法冶金。湿法冶金包括4个主要步骤:①用溶剂将原料中有用成分转入溶液,即浸取。②浸取溶液与残渣分离,同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③浸取溶液的净化和富集,常用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法。④从净化液中提取金属或化合物。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位,世界上全部的氧化铝、氧化铀,大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。湿法冶金的优点在于对非常低品位矿石(金、铀)的适用性,对相似金属(铪与锆)难分离情况的适用性;以及和火法冶金相比,材料的周转比较简单,原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,并且生产过程较易实现连续化和自动化。3 E/ {* z1 C! c
湿法冶金, X. e! d w: I0 I; P9 u
利用溶剂,借助于氧化、还原、中和、水解、络合等化学作用,对原料中金属进行提取和分离,得到金属或其化合物的过程,称为湿法冶金。由于大部分溶剂是水溶液,因而也叫水法冶金。水法冶金的优点是环境污染少,并且能提炼低品位的矿石,但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。
* k( o( a* ~0 X+ Y7 b- W 湿法冶金在机理上属分析化学的内容,其生产步骤主要包括:浸取、分离、富集和提取。
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( |; _; p5 [3 h0 b0 R) f6 S 浸 取
1 Z/ W1 v, r5 T# M8 _5 m; n$ ~ 选择适当的溶剂(如酸、碱、氨、氰化物、氯化物、有机溶剂等)把经处理过的3 x5 s+ o/ }$ M8 K
矿石中的常以化合物形式存在的金属选择性地溶解,以便使其与其它不溶的物质分离的 4 w, S( b' J! b0 v
过程。浸取过程常涉及到置换和氧化还原反应,为得到所需要的产物,对浸取剂的酸碱
) w' I* g# ^ B# X1 v 度要加以控制。此外,凡影响化学反应的因素都对浸取过程产生影响,一般加温和加压+ z& `" ]7 h, l5 K8 d6 G2 H, ^1 t+ k& a
可都加速浸取过程。还可以利用细菌把一些不溶性的矿物变成可溶性盐,称为微生物冶/ R) ~' Q7 d9 t% z' S# Q5 O8 o+ a
金或细菌采矿。
+ b7 k. `4 R1 x: f9 ^ 分 离$ \" p" K, @! Z2 u" a2 } o
将浸取溶液与不溶的残渣分离的过滤过程。同时还要考虑将残渣中的溶剂和金属0 H0 q, Q4 t( b
离子洗涤回收。 1 K& _1 O2 m/ p4 p9 y
# }3 {0 f; m) t: l3 T* l; l 富 集:0 a$ g5 M) }) a% Z
把分离得到的浸取液净化和富集的过程。包括:化学沉淀、离子交换、溶剂萃取等
4 I6 D: \) R! y; u3 E- } 方法。 $ t/ X9 p% e# |6 E$ A
化学沉淀又可分为置换沉淀(如用铁置换硫酸铜中的铜)、水解沉淀(如铍的盐类
" c/ f4 i; z! q- k 化合物水解成氢氧化物)、分布结晶(如铷和钾的草酸盐)等种类。
3 O+ Z, i5 _. d$ C 离子交换过程是以固相的树脂作为离子交换剂,与液相中的离子发生可逆的离子交
1 t5 T/ @ h6 I 换过程,已用于铀、镧系和锕系金属等的富集。 1 p+ Y: r/ f. E" S- G& L
溶剂萃取:让水溶液与不溶于水的有机溶液互相接触,把水溶液中的溶质择优地转
1 U. p* t% Y& p1 i 入有机相的过程。已用于铀、稀土、铜、镍和钴等的富集。+ ^, G' i4 L8 \% l, H! U* N4 }2 N
提 取:从富集后的净化液中获得纯金属的过程。一般采用下面要讲到的电解法。 |