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化学选矿简介_化学选矿个人资料_化学选矿微博

2018-10-09 01:09:43 科学百科 阅读 66 次

概述/化学选矿 编辑

  化学选矿  chemical mineral processing

  近代化学选矿的发展历史与金、银、铀、铜、铝等矿物原料的化学处理密切相关。
  1887年用氰化物溶液直接从矿石中浸出提取金银,开始了在矿山生产成品金的历史。
  奥地利人拜尔(K.J.Bayer)于1888年发明的拜尔法和20世纪初处理铝矿物原料生产氧化铝的联合法先后用于工业生产。
  40年代起,随着原子能工业的发展,用酸浸法或碱浸法直接浸出铀矿石,在铀矿山生产铀化学浓缩物的工艺在工业上获得应用。硫酸浸出法及氛浸法处理次生铜矿的工艺早已工业化。
  60年代末期,处理难选氧化铜矿的离析法也开始用于工业生产。
  60年代以后,化学选矿除用于处理难选原矿外,还用于物理选矿产 点击此处添加图片说明
  出的尾矿、中矿和混合精矿的处理以及粗精矿的除杂。
  化学选矿已被成功地用于处理许多金属矿物和非金属矿物原料
  ,如铁、锰、铅、铜、锌、钨、铝、锡、金、银、钽、铌、钴、
  镍、铀、钍、稀土、铝、磷、石墨、金刚石、高岭土等固体矿物原
  料,还可从矿坑水、废水及海水中提取某些有用组分。

特征/化学选矿 编辑

  但化学选矿处理的一般为有用组分含量低、杂质组分和有害组分含量高、组成复杂的难选矿物原料。冶金过程处理的原料为选矿产出的精矿,其有用组分含量高、 杂质和有害组分含量较低,组成较简单。因此,选择具体工艺时,化学选矿常采用不同于冶金过程常用工艺的方法,处理价值较低的矿物原料才能获得一定的经济效益。化学选矿过程只产出化学精矿,冶金过程则产出适于用户使用的金属。化学选矿属于物理选矿和传统冶金之间的过渡性学科,是组成现代矿物工程学的主要部分之一,属于选矿的范畴。1960年国际选矿会议将化学选矿与破碎、筛分、重选、电选、磁选、浮选等并列;法国于1977年将化学选矿定名为湿法化学选矿;化学选矿过程通常涉及矿物的化学热处理、水溶液化学处理和电化学处理等各种作业。其原则流程一般包括原料准备、矿物原料焙烧、矿物浸出、 固液分离、浸出液处理等5个主要作业。但一个具体的化学选矿过程并不一定包括上述全部作业,如有时采用炭浆法、炭浸法、树脂矿浆法、矿浆直接电积法或物理选矿法从浸出矿浆中提取有用组分,即可省去固液分离和净化作业,将浸出、净化和制取化学精矿等作业结合在一起进行。
  原料准备包括原料的破碎、筛分、磨矿、分级、配料混匀等作业。目的是将原料碎磨至一定粒度,为后续作业准备细度、浓度合适的矿浆或混合料,以使物料分解更完全。有时需预先用物理选矿法除去某些有害杂质,预先富集有用矿物,使矿物原料与化学药剂配料、混匀,为后续作业创造较有利的条件。焙烧使有用矿物转变为易浸或易于物理分选的形态,使部分杂质分解挥发或转变为难浸的形态,且可改变原料的结构构造,为其进入后续作业作好准备。浸出根据原料性质和工艺要求,使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出溶剂中,使有用组分与杂质组分分离或使有用组分相互分离。可直接浸出矿物原料,也可浸出焙烧后的焙砂、烟尘等物料。通常只浸出含量少的组分,再用相应方法从浸出液和浸出渣中回收有用组分。 难选矿物原料行化学精矿化学选矿的原则流程图固液分离采用沉降倾析、过滤和分级的方法处理浸出矿浆,以获得供后续作业处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。此外,固液分离的方法还常用于化学选矿的其他作业,使沉淀悬浮物与溶液分离。 浸出液处理包括浸出液净化和制取化学精矿两部分。采用相应方法使有用组分与杂质组分相互分离,净化富集相应的有用组分,得到有用组分含量较高的净化液。随之从净化液制取化学精矿。一般采用化学沉淀法、金属呈换法、还原沉淀法、电积法和物理选矿法等从浸出液或净化液中沉淀析出化学精矿。
  应用化学选矿是处理贫、细、杂等难选矿物原料和使未利用矿产资源资源化的有效方法,其分选效率比物理选矿法高。但化学选矿过程需消耗大量的化学药剂,对设备材质和固液分离等的要求均比物理选矿高。因此,在通常条件下应尽可能采用现有的物理选矿法处理矿物原料,仅在单独使用物理选矿法无法处理或得不到合理的技术经济指标时,才考虑采用化学选矿工艺。采用化学选矿工艺时,应尽量采用闭路流程,使药剂充分再生回收和水循环使用,以降低药剂消耗和减少环境污染;并应尽可能采用物理选矿和化学选矿的联合流程,采用多种选矿方法处理矿物原料,以便最经济地综合利用矿产资源。

化学选矿基本流程:/化学选矿 编辑

1.焙烧:

  采用化学选矿的矿石多为贫细杂矿石,依据目的矿物赋存状态不同,需要考虑焙烧。焙烧是为浸出做准备,有利于目的矿物的析出。(某些元素以类质同象形式存在于矿物中,其析出需要破坏矿物晶格);焙烧又根据添加剂不同,温度不同,压力不同而有各种分类,如:氯化焙烧,钙化焙烧,高温焙烧.....

2.浸出:

  该步骤使有用元素以离子形式进入浸出液中,为固液分离做准备,根据浸出条件不同,也有类似焙烧的分类。

3.固液分离:

  使浸渣与浸出液分离。

4.浸出液处理

  方法(1):置换沉淀:将目的元素沉淀,得到碳酸盐或其他易分解盐类,再次固液分离,烘干,得到化学精矿。
  方法(2):溶剂萃取:一次或多次萃取,根据萃取液性质,分离出精矿。

图书信息/化学选矿 编辑

  书名:化学选矿
  书号:9787302281207
  作者:王洪忠
  定价:22元
  出版日期:2012年4月
  出版社:清华大学出版社

内容简介/化学选矿 编辑

  本书从资源加工学发展的角度,介绍了化学选矿的技术原理及其应用。重点论述了矿物原料焙烧和化学浸出过程的原理、方法和典型工艺流程。阐述了资源加工过程化学沉淀、溶剂萃取、离子交换与吸附、膜分离过程、矿物微生物浸出应用的基本原理。
  本书可作为大专院校矿物加工工程专业本科生的教材,也可作为冶金、化工等专业相关人员的参考书。

目录/化学选矿 编辑

  第1章 概论1
  1.1 资源加工学的发展1
  1.1.1 传统选矿学科的形成1
  1.1.2 矿物加工学科的形成与发展2
  1.1.3 资源加工学科的形成3
  1.2 化学选矿及应用4
  习题和思考题7
  第2章 矿物的焙烧8
  2.1 概述8
  2.1.1 焙烧过程的分类8
  2.1.2 焙烧炉8
  2.2 还原焙烧11
  2.2.1 铁矿石直接还原11
  2.2.2 含镍红土矿的还原焙烧13
  2.2.3 难选氧化铜矿的还原焙烧15
  2.2.4 金属硫化矿的石灰强化还原16
  2.3 氧化焙烧与硫酸化焙烧17
  2.4 氯化焙烧19
  2.5 钠盐烧结焙烧21
  2.6 煅烧21
  习题和思考题22
  第3章 化学浸出23
  3.1 概述23
  3.2 常用浸出剂24
  3.2.1 酸类浸出剂24
  3.2.2 碱类浸出剂25
  3.2.3 盐类浸出剂25
  3.3 浸出原理26
  3.3.1 浸出过程热力学26
  3.3.2 浸出化学反应机理27
  3.3.3 影响浸出过程的主要因素27
  3.4 浸出方法的应用28
  3.4.1 酸类浸出28
  3.4.2 碱类浸出33
  3.4.3 盐类浸出36
  3.4.4 氯化浸出45
  3.4.5 热压浸出47
  化学选矿目录 3.5 浸出工艺51
  3.5.1 浸出方法51
  3.5.2 浸出流程52
  3.5.3 浸出过程的衡量53
  3.6 固液分离53
  3.6.1 重力沉降54
  3.6.2 过滤分离55
  3.6.3 离心分离56
  3.6.4 固液分离流程计算57
  习题和思考题61
  第4章 化学沉淀62
  4.1 概述62
  4.2 离子沉淀62
  4.2.1 金属氢氧化物沉淀62
  4.2.2 硫化物沉淀64
  4.2.3 碳酸盐沉淀65
  4.2.4 草酸盐沉淀65
  4.3 置换沉淀66
  4.3.1 置换沉淀原理66
  4.3.2 常用的置换沉淀反应66
  4.4 电积沉淀67
  习题和思考题68
  第5章 溶剂萃取69
  5.1 概述69
  5.2 溶液萃取的基本原理69
  5.2.1 溶剂萃取的基本概念69
  5.2.2 影响萃取平衡的因素74
  5.3 萃取剂、稀释剂、改质剂76
  5.3.1 萃取剂的分类76
  5.3.2 稀释剂的作用与一般要求78
  5.3.3 稀释剂对萃取剂萃取性能的影响79
  5.3.4 改质剂的影响79
  5.4 萃取方式和过程计算80
  5.4.1 单级萃取80
  5.4.2 多级错流萃取81
  5.4.3 多级逆流萃取82
  习题和思考题83
  第6章 离子交换与吸附84
  6.1 概述84
  6.2 离子交换树脂84
  6.2.1 离子交换树脂构造与原理84
  6.2.2 离子交换树脂分类及命名86
  6.3 离子交换过程的理论基础88
  6.3.1 离子交换平衡88
  6.3.2 离子交换选择性89
  6.3.3 离子交换过程和速度90
  6.4 活性炭吸附91
  6.4.1 活性炭的种类及性质91
  6.4.2 活性炭的吸附机理91
  6.4.3 炭浆法提金工艺92
  习题和思考题93
  第7章 膜分离过程94
  7.1 概述94
  7.2 膜和膜分离过程的分类与特性94
  7.2.1 膜的分类94
  7.2.2 重要的膜分离过程95
  7.2.3 膜的材料96
  7.3 膜的基本理论97
  7.3.1 膜分离过程的基本传质形式97
  7.3.2 膜分离过程的机理97
  习题和思考题98
  第8章 矿物微生物浸出99
  8.1 概述99
  8.2 浸矿微生物100
  8.2.1 浸矿微生物的种类、来源及生理生态特性100
  8.2.2 浸矿细菌的培养基101
  8.2.3 细菌的采集、分离和培养102
  8.2.4 细菌生长曲线103
  8.2.5 浸矿细菌驯化103
  8.2.6 细菌的计量105
  8.3 微生物浸出基本原理105
  8.3.1 细菌浸出直接作用105
  8.3.2 细菌浸出间接作用107
  8.3.3 细菌浸出复合作用107
  8.3.4 电位-pH图108
  8.4 细菌浸出影响因素和浸出动力学108
  8.4.1 细菌浸出过程的影响因素109
  8.4.2 细菌浸出动力学115
  习题和思考题117
  参考文献118