Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое руды в химии

Что такое руды в химии

РУДА, прир. минер. образование с таким содержанием металлов или полезных минералов, к-рое обеспечивает эко-номич. целесообразность их извлечения. Кроме руд металлов (железа, титана, меди, свинца и др.) имеются баритовые, графитовые, асбестовые, корундовые, фосфатные и др. подобные руды, относящиеся к неметаллическим полезным ископаемым. Из руд извлекают и используют в народном хозяйстве более 80 хим. элементов.

Различают моно- и полиминеральные руды, состоящие соотв. из одного или неск. минералов. Все руды имеют сложный и часто неоднородный состав. По соотношению полезных (рудных) и прочих, не имеющих пром. ценности, минералов выделяют сплошные и вкрапленные руды. Первые состоят преим. из рудных минералов; напр., железные руды могут состоять почти из одного магнетита. Во вкрапленных рудах полезные минералы распределены в виде т. наз. вкрапленников, к-рые могут составлять 20-60% основной массы.

Р уду называют простой или комплексной, если из нее извлекают соотв. один или неск. полезных компонентов. В комплексных рудах часто содержатся примеси редких металлов, напр.: в бокситах-Ga, La и Sc, в железных рудах -V, в титановых-V, Sc, Nb. Наличие примесей редких элементов (V, Ge, Ga, РЗЭ и др.) повышает ценность руды. Напр., добыча бедных титаномагнетитовых руд целесообразна только при попутном извлечении ванадия (качканарский тип руд). Вредные примеси затрудняют металлургич. передел руд (и их концентратов) или ухудшают качество получаемого продукта. Так, в ильменитовом концентрате, предназначенном для получения пигментного оксида титана сернокислотным способом, должно содержаться: Сr 2 О 3 8 0,05%, Р 2 О 5 8 0,1%; обработка железных руд усложняется при наличии Ti, S, P или As, причем при содержании ТiO 2 более 4% титаномагнетит непригоден для доменного процесса. Для правильного и наиб. полного использования руд необходимо детальное изучение их элементного и вещественного (в частности, минерального) состава.

Миним. содержание ценных компонентов, к-рое экономически целесообразно для пром. извлечения, а также допустимое макс. содержание вредных примесей, наз. пром. кондициями. Они зависят от форм нахождения полезных компонентов в рудах, технол. способов ее добычи и переработки. При совершенствовании последних изменяется оценка руд конкретного месторождения. Так, в 1955 в Кривом Роге добывалась железная руда с содержанием железа не ниже 60%, а впоследствии стали использовать руды, содержащие 25-30% железа. Чем выше ценность металла, тем меньше м.б. запасы его руд в месторождении и ниже его содержание в рудах (табл. 1). Особенно это относится к редким, радиоактивным и благородным металлам. Напр., скандий получают из руд при его содержании ок. 0,002%, золото и платину-при содержании 0,0005%.

4057-26.jpg

Постоянно расширяющиеся потребности пром-сти заставляют вовлекать в сферу произ-ва все новые типы руд, к-рые ранее никогда не использовались. Повышается комплексность использования традиционных руд.

По геол. условиям образования руды делятся на маг-матогенные, экзогенные и метаморфогенные (см. Полезные ископаемые). Железо часто образует крупные скопления (млрд. т) как магматогенного, так и экзогенного и мета-морфогенного происхождения. Др. полезные компоненты менее распространены и, как правило, образуют пром. скопления ограниченного кол-ва типов руд.

В результате действия разнообразных геол. процессов образуются рудные тела (скопления руд), имеющие разл. форму и размеры. Согласно В. И. Смирнову (1976), выделяются след. осн. формы рудных тел: 1) изометрические, три измерения к-рых близки; 2) плитообразные, два измерения (длина и ширина) к-рых значительно больше, чем третье (мощность); 3) трубообразные, у к-рых одно измерение (длина) значительно больше двух других (мощности и ширины); 4) сложной формы, имеющие неправильные, резко изменяющиеся очертания во всех измерениях. Формы рудных тел зависят от геол. структуры и литологич. состава вмещающих пород. Сингенетические руды образуются одновременно с горными породами, в к-рых они находятся, эпигенетические руды-в результате проникновения в породы газовых и жидких р-ров.

Р уды характеризуются разнообразными структурами и текстурами. Структура руды определяется строением минер. агрегатов, т. е. формой, размером и способом сочетания отдельных зерен, слагающих данный агрегат. Различают 13 структурных групп: равномернозернистая, неравномернозернис-тая, пластинчатая, волокнистая, зональная, кристаллографически-ориентированная, тесного срастания, окаймления, замещения, дробления, колломорфная, сферолитовая и обломочная. Каждая группа подразделяется на разл. число видов.

Текстура руды-это пространств. расположение минер. агрегатов, к-рые отличаются друг от друга по размеру, форме и составу. Выделяют 10 осн. групп текстур: массивная, пятнистая, полосчатая, прожилковая, сфероидальная, почковидная, дробления, пустотная, каркасная и рыхлая. Внутри каждой группы есть свои виды, напр.: пятнистая включает два вида текстур (такситовая и вкрапленная), а полосчатая-девять видов текстур (собственно полосчатая, ленточная, сложная и др.). Анализ структур и текстур руд позволяет установить последовательность образования минералов и особенности формирования рудных тел.

Читайте так же:
Самодельный инструмент для гаража своими руками видео

4057-27.jpg

По хим. составу преобладающих минералов различают руды оксидные, силикатные, сульфидные, самородные, карбонатные, фосфатные и смешанные. Так, характерные представители оксидных руд -скопления минералов железа (магнетит Fe 3 O 4 , гематит Fe 2 O 3 ) и титана (ильменит FeTiO 3 , рутил ТiO 2 ); к сульфидным относятся руды, содержащие пирит FeS 2 , халькопирит CuFeS 2 , сфалерит ZnS, галенит PbS; из самородных руд добывают гл. обр. Аu и Pt. Сходство геохим. св-в неск. металлов приводит к тому, что содержащие их руды пространственно и генетически связаны в природе с вполне определенными комплексами горных пород (табл. 2). Такая связь металлов помогает при поисках и перспективной оценке рудоносности исследуемых территорий.

Для добычи и обогащения руд большое значение имеют размеры частиц ценных минералов. С учетом этого обстоятельства руды разделяют на крупнозернистые (диаметр минер. зерен > 5 мм), среднезернистые (1-5 мм), мелкозернистые (0,2-1 мм) и тонкозернистые (<0,2мм). По характеру распределения полезных минералов различают руды с равномерным, неравномерным и крайне неравномерным строением. Руды последней разновидности особенно трудно перерабатывать. Существ. значение имеют также физ. св-ва руд и слагающих их минералов: твердость, прочность, трещи-новатость, пористость, плотность, т-ра плавления, магнитные, электрич., радиоактивные, сорбционные св-ва и р-римость.

Извлечение полезного компонента из руд может производиться плавкой без предварит. обогащения (как, напр., в случае бокситов). Однако чаще руды предварительно обогащают на обогатит. фабрике мех. способом (основанным на разности в плотности пустой породы и полезных минералов), флотацией или магн. сепарацией (см. Обогащение полезных ископаемых). В зависимости от минер. состава, текстуры, структуры и способов обогащения и передела руды разделяют на отдельные технол. сорта.

Лит.: Структурно-текстурные особенности эндогенных руд, М., 1964; Кот-ляр В.Н., Основы теории рудообразования, М., 1970; Месторождения ли-тофильных редких металлов, М., 1980; Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 4 изд., М., 1982; Яковлев П. Д., Промышленные типы рудных месторождений, М., 1986. Л. Ф. Борисенко.

МЕТАЛЛУРГИЯ

В природных условиях металлы встречаются в виде руд и минералов. Минерал-это природное неорганическое твердое вещество с кристаллической структурой. Минерал, из которого можно извлечь какой-либо металл, называется руда. Металлургия-каука об извлечении металлов из руд и о последующей подготовке их к практическому использованию. Как будет показано ниже, извлечение металлов из руд во многом основывается на электрохимических или окислительно-восстановительных свойствах металлов.

Таблица 10.7. Наиболее распространенные руды металлов

В табл. 10.7 перечислены примеры некоторых важных руд. Металлы в этой таблице расположены в той же последовательности, что и в электрохимическом ряду, т.е. наиболее реакционноспособные и электроположительные металлы-в верхней части таблицы. Было бы неосторожно делать на основании этой таблицы выводы общего характера относительно взаимосвязи между типом руды и положением извлекаемого из нее металла в электрохимическом ряду, поскольку из такой закономерности имеется много исключений. Однако нетрудно заметить, что металлы из верхней части электрохимического ряда чаще встречаются в виде хлоридов, карбонатов и сульфатов. Металлы из средней части ряда чаще встречаются в виде оксидов, а металлы из нижней части ряда-в виде сульфидов. Лишь металлы из самой нижней части ряда, такие, как медь, серебро и золото, существуют в природе в чистом (самородном) виде.

Извлечение металлов из руд

В дальнейших главах будет подробно рассказано о том, как извлекают из руд те или иные металлы. В данном разделе мы рассмотрим в общих чертах три важнейшие стадии извлечения металлов: концентрирование, восстановление и рафинирование (очистку).

Концентрирование. Многие руды содержат нежелательные материалы, например глину или гранит. Эти нежелательные материалы называются пустая порода. Таким образом, первая стадия извлечения металла заключается в удалении пустой породы. Этот процесс называется концентрированием. Физические методы отделения пустой

Пузырьки концентрата медной руды на поверхности флотационного бака (завод в Папуа, Новая Гвинея).

породы включают флотацию и магнитное разделение. Концентрирование по методу флотации проводится так: руду мелко размалывают и затем смешивают с маслом и водой в большом баке. Эту смесь вспенивают, пропуская через нее поток воздуха. Масляная пена захватывает необходимый минерал и всплывает к верхнему краю бака, откуда ее снимают.

Магнитное разделение используется для отделения магнетита Fe3O4 от пустой породы. Оно проводится с помощью электромагнита.

Химические способы извлечения металлов включают выщелачивание их руд, т.е. экстракцию металла в составе какой-либо его растворимой соли из приготовленного для этой цели водного раствора. Например, для выщелачивания руд, содержащих оксид меди(Н), может использоваться разбавленная серная кислота. Обработка ею оуды приводит к реакиии

Читайте так же:
Теплопроводность стали при различных температурах

Восстановление. Из рассмотрения табл. 10.7 видно, что большинство металлов существуют в природе в окисленной форме. Например, натрий существует в виде ионов Na*, входящих в такие соединения, как хлорид натрия, а олово-в виде SnO2- Вторая стадия извлечения металлов заключается в восстановлении их руд до металлического состояния. С этой целью используются различные методы. Металлы, существующие в природе в виде оксидных руд, могут быть восстановлены без предварительной химической обработки, при помощи углерода или оксида углерода.

Например, при выплавке железа из гематитовой руды в доменной печи (см.

Обратим внимание на то, что эта реакция является окислительно-восстановительной.

Другие, однотипные с этим примеры восстановления металлов обсуждались в разд. 5.3, где было показано, что диаграммы Эллингема позволяют легко устанавливать, какой из оксидов металлов может быть восстановлен при заданной температуре.

Для извлечения металлов из карбонатных и сульфидных руд их сначала необходимо превратить нагреванием в соответствующие оксиды. Например, при получении цинка из цинковой обманки эту руду сначала подвергают обжигу на воздухе, в результате чего происходит реакция

Полученный оксид затем восстанавливают углеродом или оксидом углерода, например

Металлы, принадлежащие к верхней части ряда напряжений, обычно восстанавливают путем электролиза их расплавленных руд. К числу таких металлов относятся алюминий, магний и натрий (см. разд. 10.3, а также разд. 13.3 и 15.1). Их электролиз проводят с помощью инертных электродов, например из графита. Металлы восстанавливаются на катоде в виде жидкости, которая накапливается на дне электролизера, откуда ее можно выпускать наружу. В качестве примера приведем уравнение полуреакции, протекающей при электролитическом получении кальция из хлорида кальция:

Рафинирование. Рафинирование (очистка) представляет собой последнюю стадию извлечения металлов. Для ее проведения используются различные методы, в том числе перегонка и электролиз. Металлы, обладающие слабо электроположительными свойствами и поэтому не способные реагировать с водой, можно рафинировать с помощью электролиза. К их числу относятся металлы, расположенные в ряду напряжений ниже водорода. Рафинирование меди подробно описано в разд. 10.3.

Ржавчина — одно из проявлений коррозии. Она образуется в тех случаях, когда железо приходит в соприкосновение с кислотами, кислородом и другими окисляющими веществами, имеющимися в окружающей среде.

Что такое руды в химии

Руда́ — вид полезных ископаемых, природное минеральное образование, содержащее соединения полезных компонентов (минералов, металлов, органических веществ) в концентрациях, делающих извлечение этих компонентов экономически целесообразным.

Экономическая целесообразность определяется кондициями на руду. Наряду с самородными металлами существуют руды металлов (железа, олова, меди, цинка, никеля и тому подобное) — основные формы природной встречаемости этих ископаемых, пригодные для промышленно-хозяйственного использования. Различают металлические и неметаллические рудные полезные ископаемые; к последним относятся, например пьезокварц, флюорит и другие. Возможность переработки руды обуславливается её запасами. Понятие руды изменяется в результате прогресса техники; с течением времени круг используемых руд и минералов расширяется. Выделяются различные типы руд.

Содержание

Этимология [ править | править код ]

Слово «руда» в индоевропейских языках изначально обозначало корень «красный» (ср. дат. Rød , англ.  Red , фр.  Rouge , исл.  Rauður , рус. Рдеть (краснеть) и прочие). В славянских языках этим словом изначально стали обозначать оксид железа из-за его красного цвета.

Типы руд [ править | править код ]

Руда бедная — это руда, в которой содержание полезного компонента (металла, минерала) стоит на грани кондиционного; такая руда требует обогащения.

Руда богатая — это такая руда, что её экономически целесообразно использовать непосредственно, без предварительного обогащения. Богатой рудой часто называется руда, в которой содержание полезных компонентов (металла, минерала) в 2-3 раза выше кондиционного.

Руда болотная — образовавшаяся путём отложения бурого железняка (лимонита) на дне болот в виде конкреций (бобовин), твёрдых корок и слоёв, см. Руда бобовая.

Руда бобовая  — это руда, имеющая бобовую структуру, указывающую на участие в её образовании коллоидных, иногда биохимических процессов; бывает железной, марганцевой, алюминиевой (бокситы), осадочного и элювиального происхождения. Наиболее часто этот термин применяется к одной из разновидностей бурожелезняковых (лимонитовых) руд осадочного происхождения, обычно отложившихся на дне озёр (озёрные руды) и болот (болотные руды); они состоят из мелких округлой или бобовидной формы образований, часто концентрически-скорлуповатого сложения, рыхлых или сцементированных бурым железняком или глинистым веществом. В зависимости от текстуры различают собственно бобовую, гороховую, а также порошковатую руды. Руды бобовые осадочного происхождения обычно залегают в виде пластов, прослоев и линз. Руды бобовые элювиального происхождения имеют неправильную, часто карманообразную форму залегания.

Руда брекчиевая — с брекчиеватой текстурой; рудный минерал может слагать либо цемент, либо обломки брекчии.

Читайте так же:
Можно ли в выходной день сверлить перфоратором

Руда бурундучная — местное, сибирское, название полосчатой свинцово-цинковой руды из полиметаллических месторождений Восточного Забайкалья. Характеризуется частым чередованием тонких полосок сульфидных минералов и карбонатов. Образуется путём избирательного замещения сфалеритом и галенитом кристаллических известняков и полосчатых доломитов.

Руда валунчатая — состоящая из валунов или обломков полезного компонента (например; бурого железняка, боксита, фосфорита) и рыхлой безрудной вмещающей породы.

Руда вкраплённая — состоящая из преобладающей, пустой (вмещающей) породы, в которой более или менее равномерно распределены (вкраплены) рудные минералы в виде отдельных зёрен, скоплений зёрен и прожилков. Нередко такие вкрапления сопровождают по краям крупные тела сплошных руд, образуя ореолы вокруг них, а также формируют самостоятельные, часто очень крупные месторождения, например, месторождения порфировых медных руд. Синоним: руда рассеянная.

Руда галмейная — вторичная цинковая руда, состоящая в основном из каламина и смитсонита. Характерна для зоны окисления цинковых месторождений в карбонатных породах.

Руда гороховая — разновидность бобовых руд.

Руда дерновая — рыхлые, иногда сцементированные, частью пористые образования, состоящие из лимонита с примесью других гидратов окиси железа и переменным количеством соединений железа с фосфорной, гумусовой и кремниевой кислотами. В состав руды дерновой входит также песок и глина. Образуется поднимающимися к поверхности подпочвенными водами с участием микроорганизмов в топях и на влажных лугах и представляет второй горизонт болотных и луговых почв. Синоним: руда луговая.

Руда желваковая — представленная рудными желваками. Встречается среди осадочных железных (лимонитовых), фосфоритовых и некоторых других месторождений.

Руда кокардовая (кольчатая) — с кокардовой текстурой. См. текстура руд кокардовая.

Руда комплексная — сложная по составу руда, из которой извлекаются или могут быть с экономической выгодой извлечены несколько металлов или полезных компонентов, например, медно-никелевая руда, из которой могут извлекаться, кроме никеля и меди, кобальт, металлы платиновой группы, золото, серебро, селен, теллур, сера.

Руда луговая — синоним термина руда дерновая.

Руда массивная — синоним термина руда сплошная.

Руда металлическая — руда, в которой полезной составляющей является какой-либо металл, используемый промышленностью. Противопоставляется неметаллическим рудам, например, фосфоровым, баритовым и т. д.

Руда милонитизированная — раздробленная и тонкоперетёртая руда, иногда с параллельной текстурой. Образуется в зонах дробления и по плоскостям надвигов и сбросов.

Руда монетная — скопления мелких лепёшкообразных конкреций окислов железа или окислов железа и марганца на дне озёр; использовались как железная руда. Руды монетные приурочены к озёрам таёжной зоны в районах распространения древних эродированных (разрушенных) изверженных пород и широкого развития плосковолнистого рельефа с множеством болот.

Руда озёрная — железная (лимонитовая) руда, отложенная на дне озёр. Сходна с болотными рудами. Распространена в озёрах северной части России.

Руда окисленная — руда приповерхностной части (зона окисления) сульфидных месторождений, возникшая в результате окисления первичных руд.

Руда оолитовая — состоящая из мелких округлых концентрически-скорлуповатых или радиально-лучистых образований, т. н. оолитов. Распространённый структурный тип железных руд, в которых рудными минералами являются силикаты из группы хлоритов (шамуазит, тюрингит) или сидерит, гематит, лимонит, иногда магнетит), присутствующие часто совместно, иногда с преобладанием одного из этих минералов. Оолитовое сложение характерно и для руд многох бокситовых месторождений.

Руда оспенная — разновидность вкраплённых магнетитовых руд в сиенитовых породах на Урале. Местный термин.

Руда первичная — не подвергшаяся позднейшим изменениям.

Руда перекристаллизованная — претерпевшая при процессах метаморфизма преобразование минерального состава, текстур и структур без изменения химического состава.

Руда полиметаллическая — содержащая свинец, цинк и обычно медь, а в качестве постоянных примесей серебро, золото и нередко кадмий, индий, галлий и некоторые другие редкие металлы.

Руда полосчатая — состоящая из тонких слоёв (полос), существенно различающихся по составу, по крупности зёрен или по количественным отношения минералов.

Руда порфировая медная (или медно-порфировая) — формация сульфидных вкраплённых и прожилково-вкраплённых медных и молибденово-медных руд в сильно окварцованных гипабиссальных умереннокислых гранитоидных и субвулканических порфировых интрузивах и вмещающих их эффузивных, туфогенных и метасоматических породах. Руды представлены пиритом, халькопиритом, халькозином, реже борнитом, блёклыми рудами, молибденитом. Содержание меди обычно невысокое, в среднем 0,5-1 %. При отсутствии или очень малом содержании молибдена они разрабатываются лишь в зонах вторичного сульфидного обогащения, с содержанием 0,8-1,5 % меди. Повышенные содержания молибдена позволяют разрабатывать и медные руды первичной зоны. Ввиду крупных размеров месторождений руды порфировые являются одними из главных промышленных типов медных и молибденовых руд.

Руда природнолегированная — латеритовая железная руда с более значительным, чем обычно, содержанием никеля, кобальта, марганца, хрома и др. металлов, придающих повышенное качество — легированность — выплавляемому из таких руд чугуну и продуктам его переработки (железу, стали).

Читайте так же:
Струбцина для сэндвич панелей своими руками

Руда радиоактивная — содержит металлы радиоактивных элементов (уран, радий, торий).

Руда разборная — из которой ручной разборкой или элементарным обогащением (грохочением, промывкой, провеиванием и т. д.) можно выделить полезный компонент в чистом или высококонцентрированном виде.

Руда рассеянная — синоним термина руда вкраплённая.

Руда рядовая — 1. Обычная средняя руда данного месторождения. 2. Руда в том виде, в каком она поступает из горных выработок до рудоразборки или обогащения. 3. Рядовая руда в противопоставлении понятию руда разборная.

Руда сажистая — тонкодисперсные рыхлые массы чёрного цвета, состоящие из вторичных окислов (тенорит) и сульфидов меди — ковеллина и халькозина, образующихся в зоне вторичного сульфидного обогащения, и представляющие собой богатую медную руду.

Руда серная — горная порода, содержащая самородную или химически связанную серу и пригодная в качестве сырья для серной промышленности. Основными источниками руды серной являются месторождения самородной серы (см. Порода серная). Руда серная подразделяется на 3 группы: бедная — обычно непромышленная, с содержанием серы 8-9 % и менее; средняя — с содержанием серы 10-25 %, требует предварительного обогащения; богатая — с содержанием серы больше 25 %, не требует обогащения. Из других источником серы на первом месте стоят сульфидные руды и промышленные газы.

Руда сплошная — состоит практически вся (или большая часть) из рудных минералов в отличие от вкрапленной руды. Синоним: руда массивная.

Руда средняя — со средним содержанием полезных компонентов. К ней следует относить руду, содержание полезного компонента в которой равно, либо на 10-50 % выше кондиционного содержания (кондиции).

Руда товарная — руда (но не рудный концентрат), который достиг точки окончания её добычи согласно техническому проекту разработки месторождения.

Руда вторичная — синоним термина руда гипергенная.

Руда гипергенная — синоним термина руда супергенная.

Руда (минералы) гипогенная — образованная эндогенными геологическим процессами. Противопоставляется супергенным минералам и рудам, имеющим экзогенное происхождение. Синоним: руда (минералы) эндогенная.

Руда (минералы) супергенная — образованная в результате поверхностных (экзогенных) геологических процессов; противопоставляется гипогенной руде, имеющей эндогенное глубинное происхождение. Синонимы: руда гипергенная, руда вторичная.

Руда убогая — с очень низким содержанием металлов, обычно непромышленная (забалансовая) при современных условиях разработки.

Руда урановая смоляная — минерал, излишний синоним уранинита.

Руда штуфная — куски (штуфы) обычной богатой руды, не требующей обогащения.

Значение РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ: ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ в Словаре Кольера

Химические методы обогащения включают, в качестве предварительного этапа, измельчение руды, которое открывает доступ химическим реагентам к ценным компонентам руды, после чего облегчается извлечение этих компонентов. Химические методы могут быть применены как непосредственно к рудам, так и к концентратам, полученным в результате обогащения руд механическими методами. Терминология методов химического обогащения до некоторой степени запутана. В рамках этой статьи разделение в расплаве относится к процессу плавления, а разделение путем селективных химических реакций — к процессу выщелачивания.

Плавление. Плавление — это химический процесс, происходящий при высоких температурах, в ходе которого ценный металл и пустая порода переходят в расплавленное состояние. Поскольку металл имеет более высокую плотность и нерастворим в расплавленной пустой породе, он отделяется от последней и погружается на дно. Метод плавления имеет свои специфические особенности для каждого металла. Например, свинцовый концентрат смешивается с твердыми реагентами в определенных соотношениях, чтобы получить загрузку печи такого состава, которая при нагревании до достаточно высоких температур приводит к образованию за счет пустой породы сложных силикатов (шлака), остающихся на поверхности расплавленного металлического свинца. При выпускании металла со дна печи получается черновой свинец. При наличии в свинцовом концентрате меди образуются три слоя: нижний слой свинца, средний слой сульфида меди (штейн) и верхний слой шлака. Они выпускаются из печи раздельно. Штейн затем перерабатывается в другой печи (конвертере), через которую продувают воздух для удаления серы, получая в результате черновую (пористую) медь.

Обжиг. Обжиг в ходе подготовки к выщелачиванию применяется либо для изменения химического состава полезных составляющих, что делает их пригодными для выщелачивания, либо для удаления некоторых примесей, присутствие которых значительно затрудняет и удорожает процесс выщелачивания ценных компонентов. Например, некоторые руды золота, содержащие мышьяк и серу, перед выщелачиванием подвергают обжигу для удаления этих составляющих.

Выщелачивание. При выщелачивании ценные компоненты руды растворяются и отделяются от нерастворимого остатка посредством подходящего растворителя. В некоторых случаях для перевода ценного компонента в растворимую форму добавляется реагент. Эффективность (скорость и полнота протекания) процесса зависит от размера частиц, свойств реагентов, применяемых для выщелачивания, температуры и метода приведения в соприкосновение руды с растворителем или реагентами. Обычно чем меньше размер частиц, выше температура и концентрация выщелачивающих химических соединений, тем быстрее идет процесс.

Читайте так же:
Чем делают отверстия под мебельные петли

Методы непосредственного воздействия на руду выщелачивающих растворов. К этим методам относятся кучное выщелачивание, выщелачивание при просачивании и выщелачивание при перемешивании. Эти методы могут применяться как в периодических, так и в непрерывных процессах. В свою очередь непрерывные процессы могут быть реализованы как прямоточные либо как противоточные. В прямоточном процессе выщелачивающий раствор движется вместе с рудой и пополняется по мере его истощения. В противоточном процессе выщелачивающий раствор движется навстречу потоку руды. При этом передовой фронт раствора, встречаемый свежей порцией руды, обеднен реагентами и насыщен экстрагированным материалом, а тыловые порции раствора, которые позже встречаются с рудой, представлены свежим выщелачивающим раствором.

Кучное выщелачивание применяется для переработки руд, содержащих легко растворимые полезные компоненты; такие руды должны быть относительно пористыми и недорогими (обычно они добываются в открытых разработках). Иногда кучное выщелачивание используется для переработки отвалов, возникших в результате процессов предшествующей добычи и утилизации руды, когда затраты на добычу уже произведены. Для загрузки руды подготавливается слабо наклонная поверхность, непроницаемая для выщелачивающих растворов. Вдоль и поперек этой поверхности создаются водосборные углубления для дренажа. После загрузки руда заливается большим количеством выщелачивающего раствора, достаточным для того, чтобы пропитать всю ее толщу. Раствор проникает между частицами руды и производит растворение полезных компонентов. Через некоторый период времени материал высушивают и извлекают корку, образованную растворившимися ценными составляющими, а обработанную рыхлую породу смывают в дренажную систему.

Выщелачивание путем просачивания используется при переработке руд, которые при дроблении измельчаются плохо и не содержат природного шлама или глины. Это довольно медленный процесс. Выщелачивание при просачивании осуществляется главным образом в баках, хорошо приспособленных для загрузки и разгрузки. Дно бака должно быть эффективным фильтром, позволяющим производить через него закачку и откачку раствора. Баки загружаются раздробленной рудой определенной фракции крупности; иногда в целях более плотной и равномерной загрузки она смачивается. Затем выщелачивающий раствор закачивается в бак и впитывается в руду. По истечении необходимого времени выдержки раствор с выщелоченными компонентами откачивается, а руда промывается для удаления остатков выщелачивающего раствора.

Выщелачивание с перемешиванием обычно применяется при переработке высокосортных руд или концентратов с относительно небольшим объемом материала, подлежащего выщелачиванию, а также руд, содержащих тонкую рассеянную вкрапленность полезных компонентов либо измельченных до весьма мелкозернистой фракции. Выщелачивание с перемешиванием позволяет сократить время взаимодействия растворов с рудой до нескольких часов по сравнению с сутками, которые требуются для выщелачивания при просачивании.

Извлечение ценных компонентов. Извлечение ценных компонентов из растворов после выщелачивания, содержащих растворенные полезные составляющие, может осуществляться путем химического осаждения, экстракции растворителем, ионообменным методом или электролизом.

Для химического осаждения раствор после выщелачивания подвергается воздействию соответствующих химических реагентов, в результате чего ценные компоненты переходят в форму нерастворимых соединений, которые выпадают в осадок, а затем отделяются путем отсадки или фильтрования.

Экстракция растворителем представляет собой сравнительно новый метод, предложенный для переработки урановых руд. Раствор, содержащий выщелоченные ценные компоненты (называемый водной фазой), взаимодействует с несмешивающимся органическим растворителем (называемым органической фазой), в результате чего полезная составляющая переходит из водной фазы в органическую. Затем органическая фаза, несущая ценные компоненты, отделяется и взаимодействует с другой водной фазой, куда компоненты и переходят; этот процесс называется десорбированием. Новая водная фаза с извлеченными ценными компонентами обрабатывается с целью их осаждения. Органической фазой служит какой-либо органический растворитель, например, трибутилфосфат, а в качестве разбавителя обычно используется керосин.

Ионообменный процесс извлечения из руды ценных компонентов разработан сравнительно недавно. Он основан на том явлении, что синтетические смолы могут селективно экстрагировать нужные компоненты из содержащих их растворов. Ионообменные смолы синтезируются путем полимеризации с отщеплением воды. После полимеризации в смоле возникают функциональные группы, например, карбоксиловая (- COONa), сульфониловая (- SO3Na) или аминовая (- NH2?HCl). Первые два примера соответствуют катионообменной смоле, ион натрия (Na+1) которой обменивается на положительно заряженный ион, содержащий ценный компонент; отрицательно заряженный ион хлора (Cl-1) анионообменной смолы с аминовой группой обменивается на отрицательно заряженный ион, содержащий ценный компонент.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector