Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Гидрометаллургия меди

Перевод меди из сырья в раствор имеет две трудно различи­мых стадии — химическое взаимодействие минералов с реаген­тами и растворение возникающих при этом солей в воде.

В первом приближении для определения возможности необ­ходимых реакций, выбора реагентов и их концентраций часто по­лезны термодинамические расчеты равновесия.

Исходные величины часто не известны для минералов и их приходится заменять дан­ными для сходных химических соединений.

Например, взаимодействие малахита с серной кислотой:

 

Cu2C03(OH)24- 2H2S04 = 2CuS04 + 2H20 + С02.

 

Си2С03(ОН)2 + 4Н+ = 2Си2+ + 2Н20 + Н2С03,

 

Этот процесс называется выщелачивания малахита.

Некоторые минералы, такие как хризоколл имеет очень низкую скорость охлаждения.

Скорость выщелачивания - второе условие выгодности гидро­металлургии. Некоторые термодинамически возможные реакции протекают в водных растворах весьма медленно и применение их в условиях производства не выгодно. Взаимодействие растворенных веществ с твердой частицей — многостадийный процесс, начинающийся доставкой реагента к ее поверхности — диффузией. При этом преодолевается сопро­тивление слоя твердой оболочки пород, часто окружающих мине­рал, диффузия идет через поры и трещины. Далее реагент адсор­бируется на минерале, реагирует с ним, а продукт реакции де­портируется и тем же сложным путем возвращается в раствор.

Диффузию можно ускорить перемешиванием, переводя ее и
молекулярной области в конвективную. Выщелачивание меди проводят подземным способом, в кучах просачиванием (перколяцией) и перемешиванием пульп.

Подземное выщелачивание бывает естественным и организованным. Первое происходит в результате проникновения грунтовых вод в старые горные выработки, где еще оста­лись бедные медью горные породы, а обычная добыча их не­выгодна.

Пирит окисляется здесь кислородом воздуха, растворенным в воде:

 

4FeS2 + 15О2 + 2H2О = 4Fe3+ +4H+ + 8SO4.

 

При организованном выщелачивании растворы, теперь часто нарочито зараженные культурами бактерий, подают в толщу месторождений бедных руд через скважины, пробуренные с уче­том формы рудного тела и удобства циркуляции. Они оборудо­ваны перфорированными трубами из нержавеющей стали или пластмасс. При малой проницаемости пород скважины делают еще и для гидравлического или иного рыхления. Массивы круп­ных месторождений при плотном залегании дробят взрывами, иногда ядерными. Места подачи и отвода растворов меняют, де­лая перерывы для окисления и развития бактерий.

Выщелачивание в кучах требует подготовки. Руду (0,3—2% Сu) дробят до 10—30 мм и складывают в виде усечен­ной пирамиды, которая вмещает до 600 тыс. т; высота ее 10 - 30 м. Основанием служит водонепроницаемая площадка, покры­тая слоем глины, гудрона, асфальта или полиэтилена. Для орошения устанавливают разбрызгиватели или делают на верхней плоскости прудки глубиной 30—60 см; иногда в сыпь погружают вертикальные дырчатые трубы. Сток собирают канавками, же­лобами или трубами и возвращают на орошение, а частично от­водят на переработку.

Старые отвалы массой 106—109 т, обычно это хвосты обога­щения, отличаются меньшим содержанием меди (0,1 — 0,3%). Успеху выщелачивания здесь способствует удачный рельеф мест­ности (котловина) и естественная плотность основания.

Кучи и отвалы оборудуют подъездными путями, ливневыми канавами, предупреждающими затопление во время дождей, бо­ковые поверхности защищают от распыления травяным по­кровом.

Комбинирование кучного и подземного выщелачивания по­зволяет активизировать бактерии во время просачивания раство­ров через кучи и повысить концентрацию меди в 2—3 раза.

Выщелачивание забалансового сырья дает ежегодно до 10 000 т меди, которая обходится вдвое дешевле выплавляемой из руд.

Перколяция применяется для извлечения меди из меха­нически прочных, пористых окисленных руд (0,6—2% Си), кото­рые перед этим дробят и классифицируют, отбирая фракцию 4—10 мм, хорошо проницаемую для растворов в слое толщиной 3—4 м. Мелочь иногда увлажняют и окатывают либо выщелачивают отдельно в мешалках.

Перколяторы — железобетонные, реже деревянные, чаны со­ответственно призматические либо цилиндрические, емкостью до 5—10 тыс. т руды, например длиной 50 м, шириной 30 м, глуби­ной 5 м. Внутреннюю поверхность защищают от действия кислых растворов асфальтом, смолой, кислотоупорным бетоном, иногда свинцом. На дно кладут решетку из деревянных брусьев и пла­нок с прозорами 15—20 см, ее затем покрывают синтетической тканью, рогожей или коксовыми матами.

Раствор подают сверху — нисходящая перколяция, или сни­зу — восходящая. Общая продолжительность контакта его с ру­дой до 10—15 суток.

Руду загружают и выгружают грейферными кранами, хвосты направляют в отвал ленточными транспортера­ми или гидравлическим способом — в виде пульпы. Нежелатель­ность последнего способа уже отмечалась в связи с загрязнени­ем среды.

Извлечение меди достигает лишь 70—90%, потери ее связа­ны с трудностью проникновения растворителя в куски руды.

Выщелачивание в мешалках применяют, если ру­ды, непригодны для перколяции по крупности и проницаемости раствора. Иногда таким способом выщелачивают богатые руды и концентраты. Сырье предварительно измельчают, обычно тонь­ше 1 мм, репульпируют раствором серной кислоты (ж : т = 1,5— 4) и перемешивают в чане с пневматическим или механическим перемешиванием обычно без подогрева в течение 2—6 ч. Чаны для перемешивания пульпы емкостью от 20 до 200 м3 делают из легированных сталей, дерева или бетона, защищают их от действия раствора свинцом, асфальтом, резиной, кислото­упорным кирпичом или керамической плиткой.

Пневматические мешалки дешевы в работе, необходимое из­быточное давление воздуха в них всего около 0,3 МН/м2, а рас­ход его не более 0,02 м3/мин на 1 м3 пульпы. Механические мешалки бывают лопастные, пропеллерные и турбинные.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:419

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







...

 

2012-2017 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.