Механическая активация твердых веществ перед растворением

Твердое тело, содержащее повышенное количество дефектов, по сравнению с равновесным, обладает повышенной реакционной способностью [45].

Процессу растворения предшествует механическая активация твердого тела. Она существенно изменяет растворимость минерального сырья.

Основной минерал оловянных руд - касситерит - устойчив к действию кислот и щелочей. После механической активации растворимость касситерита повышается с 0,1 до 59,5% [46].

В табл. 13 приведены результаты выщелачивания олова после механической активации касситерита [46].

Высокая эффективность механической активации достигается, если в качестве абразивного материала используется кварц. Это связывается не только с измельчением твердого тела, но и появлением дислокаций, их выходом на поверхность и появлением на поверхности твердого тела активных центров.

Таблица 13

Влияние механической активации касситерита на процесс выщелачивания

Условия

активации

Продолжитель- ность активации, мин

Извлечение олова в раствор, %

НС1 (конц.)

H2S04 (20 %-ная)

Без

абразива

5

20,1

54,2

15

32,8

980,6

30

86,1

96,0

45

86,0

95,0

60

84,0

96,0

С абрази- вом (кварц )

15

50,0

-

20

80,0

-

30

90,0

-

45

96,0

-

60

96,54

-g----

Примечание: - Расход абразива (кварца) 7 частей на 10 частей касситерита

Результаты автоклавного извлечения вольфрама из шеелитового концентрата, прошедшего механическую активацию, представлены в табл. 14 [46]. Концентрат содержал 57,6% WO3. Для механической активации использовалась планетарная мельница. Автоклавное выщелачивание проводилось в течение двух часов. Из приведенных данных следует, что механическая активация повышает эффективность взаимодействия шеелита с содой. Одновременно снижается расход соды.

Предварительная активация рудного сырья привела к снижению температуры плавления, обжига или спекания. Известно, что спекание базируется на твердофазных реакциях. Оказалось, что способ измельчения также оказывает влияние на скорость твердофазных реакций.

Таблица 14

Результаты извлечения вольфрама из шеелитового концентрата

Навеска концентрата, г

Продолжительность

активации,

мин

Содержание вольфрама в осадке, %

Извлечение вольфрама, %

Расход соды, % от теоретического

600

0

12,9

87,1

200

750

0

6,7

93,7

225

700

9

0,7

99,3

200

500

9

0,4

99,6

225

700

9

0,5

99,5

225

К трудно вскрываемым минералам относится циркон. Его вскрытие производится спеканием с карбонатом кальция при температуре спекания 1600°С. В результате предварительной активация циркона путем измельчения температура спекания понизилась до 1000°С [46]. При этом наблюдалось 100%-ное извлечение циркония в раствор.

Механическая активация твердых тел позволяют снять термодинамический запрет на протекание процесса. Например, становится возможной реакция, запрещенная термодинамикой (для приведенной ниже реакции с оксидом титана AG = + 57 кДж/моль) [46]:

где Me - Mo, W, Nb, Та, Ti, Zr и Zn.

Высказано также мнение, что химические реакции в газах, жидкостях и твердых телах могут протекать под воздействием упругой энергии [47]. Упругая энергия оказывает воздействие не только на разрыв и деформирование межмолекулярных связей в твердых телах, но и на локальный плазменный разогрев вещества. Одновременно появляются локальные области высокого давления.

Необходимо отметить, что механохимические процессы протекают в природе. С ними связывается образование нефти и осадочных пород.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >