ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, извлечение одного или неск. компонентов из твердых тел (руд, концентратов, промежут. продуктов, иногда отходов произ-ва) водным р-ром, содержащим щелочь, к-ту или др. реагент, а также с использованием определенных видов бактерий; частный случай экстрагирования из твердой фазы. Обычно выщелачивание сопровождается хим. р-цией, в результате к-рой извлекаемый компонент переходит из формы, не растворимой в воде, в растворимую.

В гидрометаллургич. схемах переработки рудного сырья выщелачивание обычно проводят после измельчения руды и ее обогащения. Иногда перед выщелачиванием руды и концентраты обжигают в окислит. атмосфере (на воздухе) или в присут. добавок (CaO, CaSO4, H2SO4, сульфатов, хлоридов, фторосиликатов и др.), что способствует вскрытию минералов и переводу их в иные, легкорастворимые хим. соединения. Вслед за выщелачиванием проводят разделение жидкой и твердой фаз путем отстаивания, фильтрации и др. методами.

Чаще всего применяют агитационное выщелачивание. Его проводят в реакторах с мех. (с помощью мешалок), пневматич. (путем подачи воздуха, острого пара или др. газов) или комбиниров. перемешиванием. Важное значение имеет размер частиц твердого в-ва и его концентрация в системе. Увеличение степени измельчения до определенного предела повышает скорость процесса и конечную степень извлечения благодаря росту пов-сти контакта фаз и большей доступности заблокированных пустой породой включений растворяемого минерала. Однако слишком тонкий помол приводит к повышению вязкости смеси, резко усложняет послед. разделение фаз и требует большого расхода энергии. Средний размер частиц при выщелачивании редко бывает менее 50-75 мкм. При понижении концентрации твердой фазы облегчается перемешивание, однако при этом повышается расход выщелачивающего реагента и затрудняется послед. фильтрация. При малом кол-ве жидкости система становится слишком вязкой и плотной. Обычно соотношение по массе жидкой и твердой фаз при выщелачивании составляет от 0,7 до 6 (чаще всего 1-2) и зависит от состава выщелачиваемого материала, р-римости извлекаемого соед. и др. факторов.

Для снижения расхода реагентов и повышения степени извлечения агитационное выщелачивание проводят в прямо- или противоточных каскадах из 3-5 аппаратов (ступеней). Применяют также процессы в псевдоожиженном слое твердого материала, при к-ром сжижающим агентом служит выщелачивающий р-р, и в движущемся с большой скоростью потоке пульпы (струйное выщелачивание).

Выщелачивание проводят также при повыш. давлении в автоклавах. При этом повышается т-ра процесса, его скорость, увеличивается степень извлечения, снижается расход реагентов, резко сокращается длительность процесса. Кроме того, повышение давления увеличивает р-римостъ О2, что ускоряет окисление извлекаемых компонентов воздухом. Так, при окислит. выщелачивании сульфидов металлов в автоклавах в присут. воздуха они окисляются до сульфатов, в результате чего сокращается расход необходимой для выщелачивания H2SO4. Автоклавы для выщелачивания могут работать при 200-300 °С и давл. 16-80 МПа. Они бывают горизонтальными (с мех. перемешиванием) и вертикальными (с перемешиванием и обогревом острым паром).