Гидрометаллургия
Гидрометаллургия базируется на процессе извлечения металла из рудного сырья, концентратов, техногенных отходов водными растворами реагентов [25, 44]. Гидрометаллургический процесс состоит из ряда специфических операций.
Первая операция предусматривает механическую обработку - дробление и измельчение рудного сырья и твердых техногенных отходов. Происходит раскрытие зерен минералов, увеличение межфазной границы, появление дислокаций. Происходит активация твердых частиц вещества.
Вторая операция предусматривает отмывку растворимых солей. Затем проводится окислительный или восстановительный обжиг и спекание. При этом химические соединения, подлежащие выщелачиванию, переводятся в приемлемые для этого процесса формы.
Удаляются также примеси, затрудняющие выщелачивание. Предварительно проводится окислительный, сульфатизирующий или хлорирующий обжиг [4].
На третьей стадии проводится выщелачивание - металлический элемент, в виде химического соединения, переводится в растворимое состояние.
Четвертая операция преследует цель фильтрации и промывки раствора, содержащего металл. На этой операции отделяются частицы твердого нерастворимого вещества.
На пятой операции проводится дальнейшая очистка раствора, удаляются взвешенные и коллоидные частицы.
На шестой операции проводится осаждение металла или его соединения. Используются разнообразные технологические приемы - ионообменные и сорбционные процессы, экстракция. Выделение металла выполняется с помощью электролиза и восстановления более активным металлом (процесс цементации). Для восстановления металла могут быть использованы сильные восстановители неорганической природы (SnCl2, FeCl2) и органической природы, например гидразин.
На седьмой операции выполняется очистка соединения металла или полученного металла. Для этого используется перекристаллизация, растворение в кислотах и щелочах, разложение, комплексообразова- ние, возгонка, прокаливание, плавка и др.
Растворение труднорастворимых соединений металлов
Растворение при выщелачивании легко протекает для соединений с высокой долей ионного характера связи. Это соли с ионными связями, простые оксиды.
Легко растворяются в серной кислоте тенорит СиО, брошантит CuS04-3Cu(0H)2:
Сульфиды, сложные сульфиды и сложные оксиды растворяются с трудом.
Тяжело растворяются сложные оксиды, содержащие различные металлы (серебро и марганец, серебро и железо, ферриты цинка и меди), а также силикаты металлов.
Эффективны автоклавные методы выщелачивания. Например, при температуре 200-225°С легко протекает разложение шеелита (важнейшего сырья для получения вольфрама):
Процессу растворения способствует образование комплексных соединений, например:
