Теория гидрометаллургических процессов

Вольдман Г.М., Зеликман А.Н.

Интермет Инжиниринг, 2003 г.

Введение

Металлургические процессы подразделяют на пирометаллургические и гидрометаллургические. Гидрометаллургические включают извлечение (выщелачивание) металлов из руд, концентратов, производственных полупродуктов и отходов при их обработке водными растворами химических реагентов с последующим выделением из раствора металла или его химического соединения. Эти процессы широко используют в производстве ряда металлов: цинка, золота и платиновых металлов, меди, никеля и кобальта, алюминия (получение глинозема), урана, вольфрама, молибдена, тантала и ниобия, ванадия, бериллия, редкоземельных и многих других редких металлов.

Значительное расширение сферы использования гидрометаллургических процессов вызвано рядом их преимуществ:

1. Применение гидрометаллургических процессов обеспечивает избирательное извлечение металлов из бедных и труднообогатимых руд с минимальными затратами реагентов в простой аппаратуре при низких температурах (например, извлечение золота в цианистые растворы, урана из урановых руд в сернокислые или содовые растворы, меди из руд в сернокислые растворы). В некоторых случаях возможно непосредственное извлечение металлов в раствор из рудного тела (например, подземное выщелачивание меди и урана из руд). Поскольку богатые руды постепенно вырабатываются и в эксплуатацию вводятся все более бедные и сложные руды, значение гидрометаллургии возрастает. Для бедных и труднообогатимых руд высокое извлечение металла из руды в концентрат во многих случаях может быть достигнуто только сочетанием физических методов обогащения (флотация, гравитация и др.) с гадрометаллургическими операциями, в результате которых получают «химический концентрат».

2. При использовании гидрометаллургических процессов обеспечивается комплексная переработка сырья с высоким извлечением всех ценных составляющих. Примером может служить попутное извлечение кадмия, индия, таллия в производстве цинка, галлия в производстве глинозема, молибдена при переработке вольфрамовых концентратов и др.

3. Экономическая эффективность гидрометаллургических процессов возросла в связи с разработкой и широким внедрением сорбционных и экстракционных методов извлечения, концентрирования и разделения металлов, бесфильтрационных схем, автоклавного окислительного выщелачивания сульфидного сырья и др.

4. Замена пирометаллургических процессов «мокрыми» резко сокращает загрязнение атмосферы вредными выбросами, создает лучшие условия труда (меньше пыление, ниже температура в производственных помещениях).

Рассмотрим кратко шесть типичных гидрометаллургических схем производства некоторых металлов или их соединений из рудного сырья (руд, концентратов).