Презентація на тему «Гидрометаллургия»
Гидрометаллургия
Презентацию подготовили:
Алдаркина Наиля
Кочурова Полина
Буткова Маргарита
Рыбалка Виктория
Гидрометаллургия- это извлечение металлов из сырья с использованием химических реакций в водных растворах. Сырьем могут быть руды, рудные или химические концентраты (продукты механического обогащения или химической переработки руд), отходы других производств или самих гидрометаллургических процессов.
Гидрометаллургические методы пригодны для извлечения металлов из сырья с низкими концентрациями металла и не поддающегося переработке традиционными методами, поэтому роль этих методов в условиях происходящего обеднения и ухудшения качества рудного сырья постоянно возрастает. К достоинствам гидрометаллургии относится также возможность разделения близких по свойствам металлов (Zr и Hf, Nb и Та, смесей РЗЭ и др.), упрощение переработки по сравнению с пирометаллургией. Применение гидрометаллургических методов во многих случаях существенно снижает загрязнение окружающей среды вредными отходами. Так, все большее значение приобретает прямая переработка сульфидных концентратов Сu, Ni, Zn, Pb и др. металлов без их обжига (обжиг приводит к выделению SO2, который при выбросе в атмосферу загрязняет окружающую среду, а при улавливании приводит к заметному удорожанию переработки).
Собственно гидрометаллургическим процессам обычно предшествует механический передел включающий операции дробления. измельчения, классификации, механического обогащения – флотации, гравитационные обогащения, отсадки, разделения в тяжелых суспензиях, а для некоторых руд – радиометрическое обогащение и др. Задача этого передела - удаление как можно большей массы минералов пустой породы.
Гидрометаллургия включает также три следующих основных передела:
переведение ценных металлов в раствор,
переработка растворов,
выделение из очищенных растворов металлов или нерастворимых соединений.
Вначале из сырья селективно извлекают в раствор ценные металлы. Для очистки и концентрирования растворов применяют жидкостную экстракцию и ионообменную сорбцию, реже - мембранные методы, ионную флотацию и другое. Ионообменная сорбция служит, как правило, для концентрирования относительно малоконцентрированных растворов, которые могут содержать взвешенные частицы твердых веществ. Емкость экстрагентов (макс. концентрация в них извлекаемого металла) значительно выше емкости сорбентов, поэтому экстракцию применяют при переработке любых по концентрации растворов, но из-за сильного захвата экстрагентов твердыми частицами - при отсутствии в этих растворах взвешенных твердых частиц. Более высокой емкостью обладают импрегнированные сорбенты – пористые вещества, содержащие органические растворители, а также твердые экстрагенты (твэксы) - органические растворители в полимерной матрице. Импрегнированные сорбенты и твэксы могут применяться для переработки концентрированных содержащих взвешенные твердые вещества растворов. Для концентрирования и очистки растворов используют также осаждение, а для разделения близких по свойствам растворов (например, гексафтороцирконата и гексафторогафната калия) - дробную кристаллизацию, т. е. проведение циклов частичного осаждения и растворения.
Для выделения металлов из растворов применяют восстановление (напр., водородом) при обычном давлении или в автоклаве, цементацию с использованием более активных металлов и электролитическое восстановление. Металлы, которые не могут быть выделены из водных растворов (напр., Al, Mo, W, U), осаждают в виде оксидов, гидроксидов, фторидов хлоридов, комплексных фторидов и др. Далее эти соединения восстанавливают до металлов различными методами, включая пирометаллургические и электрохимические.
В гидрометаллургических технологических схемах используют также такие механические процессы, как декантация, фильтрация, гидроциклонирование и центрифугирование. Для интенсификации разделения жидкой и твердой фаз применяют синтетические флокулянты. Гидрометаллургия часто связана также с применением термических процессов: сушки, прокаливания осадков, обжига концентратов и др. Все более широкое применение находят совмещенные операции, например измельчения и выщелачивания, выщелачивания и ионообменной сорбции.
Гидрометаллургические операции могут сочетаться также с процессами газовой металлургии, например получением хлоридов или фторидов. Так, образовавшиеся при переработке рудных концентратов хлориды Zr и Hf могут растворяться в воде и перерабатываться далее гидрометаллургическими методами.
Один из недостатков гидрометаллургии - относительно большой расход воды на единицу продукции. Например, на 1 т урановой руды только при получении химического концентрата образуется 0,3-5,0 т сбросных растворов. Важное значение в преодолении этого недостатка имеют разработка и внедрение процессов водооборота и в конечном итоге переход на полностью бессточную технологическую схему.
Гидрометаллургию применяют для получения цветных (Al, Cu, Ni, Co, Zn и др.), редких (Be, РЗЭ, Ti, Zr, Hf, Nb, Та, Mo, W и др.), природных радиоактивных (U, Th), искусственных радиоактивных (Np, Pu и др.), благородных (Ag, Au, Pt и платиновые металлы) металлов.
Биогидрометаллургия основана на применении автотрофных бактерий (главным образом тионовых) для выщелачивания U, Си и др. металлов из сульфидных минералов или в присутствии сульфидных минералов, а также для удаления примесей сульфидных минералов (пирита, арсенопирита и др.) из серебряных и золотых руд или из каменного угля и др. материалов.
Спасибо за внимание)