氧化镍湿法冶金冶金

第十七题选C
氧化镍湿法冶金:
浸出及分类

浸出是借助于溶剂选择性地从矿石、精矿、焙砂等固体物料中提取某些可溶性组分的湿法冶金单元过程。
根据浸出剂的不同可分为酸浸出、碱浸出和盐浸出。根据浸出化学过程分为氧化浸出和还原浸出。根据浸出方式分为堆浸、就地浸、渗滤浸、搅拌浸出、热球磨浸出、管道浸出、流态化浸出。根据浸出过程的压力可分为常压浸出和加压浸出 [3] 。
影响浸出速度的因素主要有固体物料的组成、结构和粒度、浸出剂的浓度、浸出的温度、液固相相对流动的速度和矿浆粘度等。

以溶剂分类
1、酸浸出
用酸作溶剂浸出有价金属的方法。常用的酸有无机酸和有机酸，工业上采用硫酸、盐酸、硝酸、亚硫酸、氢氟酸和王水等。硫酸的沸点高，来源广，价格低，腐蚀性较弱，是使用最广泛的酸浸出剂。在有色冶金中硫酸常用于氧化铜矿的浸出、锌焙砂浸出、镍锍和硫化锌精矿的氧压浸出等。盐酸的反应能力强，能浸出多种金属、金属氧化物和某些硫化物。如用来浸出镍锍、钴渣等。但盐酸及生成的氯化物腐蚀性较强，设备防腐要求较高。硝酸是强氧化剂，价格高，且反应析出有毒的氮氧化物，只在少数特殊情况下才使用。
2、碱浸出
用碱性溶液作溶剂的浸出方法。常用的碱有氢氧化钠、碳酸钠和硫化钠。铝土矿加压碱浸出是碱浸出最重要的应用实例。碱浸出还用于浸出黑钨矿、铀矿（Na2CO3浸出UO3）、硫化和氧化锑矿（Na2S+NaOH浸出）等。碱性溶液的浸出能力一般较酸性溶液弱，但浸出的选择性较好，浸出液较纯，对设备的腐蚀性小，不需特殊防腐，制作设备的材质较易解决。
3、盐浸出
是以盐作溶剂浸出有价金属的过程。如硫化矿用硫酸铁浸出铜：
CuS+Fe2(SO4)3→CuSO4+2FeSO4+S
氯化钠浸出铅：
PbSO4+2NaCl→Na2SO4+PbCl2
PbCl2+2NaCl====Na2[PbCl4]
氰化钠浸出矿石中的金和银：
2Au+4NaCN+O2+2H2O==== 2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2

以浸出反应式分类
根据浸出过程发生的反应可分为氧化浸出和还原浸出。
1、氧化浸出
加人氧化剂使矿石、精矿或其他固体物料中的有价组分在浸出过程中发生以氧化反应为特征的浸出方法。工业上常用的氧化剂有空气、氧、Fe、MnO2和Cl2等等。
对金属或低价金属氧化物而言，氧化浸出的目的是使金属氧化为离子或使低价离子氧化为易溶性高的高价离子进人溶液。前者如含金、银矿石的氰化浸出。
2Au+4NaCN+O2+2H2O====2NaAu(CN)2+2NaOH+H2O2
2Au+H2O2+4NaCN====2NaAu(CN)2+2NaOH
或溶解反应：
4Au+8NaCN+O2+2H2O====4NaAu(CN)2+4NaOH
2Ag+2CN+O2+2H2O====2Ag(CN)2+4OH
浸出过程中单体金和银分别被空气中的氧氧化并与CN-络合，呈配位离子形态进人溶液，后者可举三氯化铁浸出黄铜矿为例：
CuFeS2+4FeCl3====CuCl2+5FeCl2+2S
CuFeS2+3FeCl3====CuCl+4FeCl2+2S
此时，氧化剂为Fe，为了避免反应物的水解，浸出过程是在酸性介质中进行。后者发生氧化反应的主要是硫。
2、还原浸出
加人还原剂使被浸出固体物料中的有价组分在浸出过程中发生以还原反应为特征的浸出方法。工业中常用的还原剂有SO2、FeSO4等。
典型的还原浸出实例如钴渣的浸出，钴渣中钴以难溶的高价氢氧化物CO(OH)3形态存在。为了提取钴必须使CO还原易溶的Co。此时可以用SO2作还原剂。
2Co(OH)3+SO2====CoSO4+Co(OH)2+2H2O

浸出方式
就浸出的方式可分为堆浸、就地浸、渗滤浸、常压浸、加压浸。
1、堆浸
就地浸出（溶液采矿）和渗滤浸出尽管浸出的方式有所不同，但基本上可归于一类。处理的对象都是比较贫的氧化矿、表外矿和地表矿。矿石浸出之前一般不作深度加工，即使稍作加工，也只是停留在粗碎，处理的规模除渗滤外一般都比较大，有的沉出块，规模可以达到几百万吨，浸出的速度不很快，提取率相对较低，但投资省，加工费用低。
2、常压和加压搅拌浸出
管道化浸出、流态化浸出和热球浸出方式可归人另一类。它们的共同点：浸出之前矿石都需要深加工，为浸出创造了良好的热力学和动力学条件，不仅把搅拌、加热和化学反应结合起来，如热球磨浸出还把破碎和机械活化有机地结合起来。溶液中颗粒分布均匀，反应速度快，金属提取率高。浸出过程强化，使设备单位生产能力提高，并应用于有色金属冶金中，管道化浸出目前已成为处理铝土矿制取氧化铝的标准方法。