會(huì)計(jì)學(xué)1ch浸出液中金屬的提取實(shí)用概述

在溶浸采礦中，經(jīng)過(guò)浸出，礦石中的有用組分進(jìn)入浸出液中，有用組分的含量均較低。通常，鈾的含量為每升幾毫克到幾百毫克，高的也只有幾克；銅的含量為每升幾克到十幾克，高的也只有幾十克，而雜質(zhì)的含量卻較高，如游離的硫酸、鐵、磷、、鋁、錳、釩、鈣、鎂、硅、鉬等。此外，還有泥質(zhì)、羥類有機(jī)質(zhì)等。

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浸出液中有用組分的提取，其實(shí)質(zhì)是創(chuàng)造條件使溶液中各種離子不穩(wěn)定，通過(guò)一定的工藝手段，使有用組分和混在一起的有害雜質(zhì)分開(kāi)，并予以清除。這些手段包括加人某種試劑，鐵、鋅等置換，離子交換樹(shù)脂吸附、活性炭吸附、溶劑萃取或者對(duì)電極施加電壓通以電流等。這些手段隨浸出液的性質(zhì)不同而分別采用。第2頁(yè)/共28頁(yè)1鈾的提取

從鈾的浸出液中提取鈾的方法有：化學(xué)沉淀法離子交換法有機(jī)溶劑萃取法第3頁(yè)/共28頁(yè)

化學(xué)沉淀法存在生產(chǎn)工序多、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、化學(xué)試劑和材料消耗量大、回收率低及化學(xué)濃縮物中鈾含量不高(一般20％～40％)等缺點(diǎn)，目前除處理堿浸液尚有應(yīng)用外，工業(yè)生產(chǎn)中已被離子交換法和有機(jī)溶劑萃取法所代替，這兩種方法技術(shù)是經(jīng)濟(jì)而有效的，并成為標(biāo)準(zhǔn)工藝。第4頁(yè)/共28頁(yè)離子交換法離子交換法，又稱樹(shù)脂吸附法。它是浸出液中某種離子與固體離子交換劑(樹(shù)脂)可交換離子之間的化學(xué)置換過(guò)程。它的優(yōu)點(diǎn)：①選擇性好，能獲得純度較高的鈾化學(xué)濃縮物；②既能從清液中提取鈾，也可從礦漿中提取鈾，這很適用于溶浸采鈾法的吸附；③離子交換樹(shù)脂能反復(fù)使用；④化學(xué)試劑和材料消耗量少；⑤吸附尾液可返回使用。第5頁(yè)/共28頁(yè)有機(jī)溶劑萃取法有機(jī)溶劑萃取法，簡(jiǎn)稱萃取法。它是用一種與水不相混溶的有機(jī)溶劑與含鈾的浸出液相互接觸，將浸出液中的鈾提取到有機(jī)溶劑中，與浸出液中的雜質(zhì)分開(kāi)，以達(dá)到提取和純化鈾的目的。第6頁(yè)/共28頁(yè)萃取法與離子交換法一樣，對(duì)鈾的選擇性能好，同時(shí)對(duì)鈾的萃取速度、容量和純度(一定條件下)方面超過(guò)樹(shù)脂吸附法，但只適用于清液、富液和雜質(zhì)含量低的浸出液。第7頁(yè)/共28頁(yè)兩種提取方法的選擇原則a.浸出液中鈾濃度的高低；b.浸出液的性質(zhì)，即是清液還是礦漿。對(duì)于濃度低的礦漿宜用離子交換法。因在這種情況下若用萃取法，萃取劑損耗量大，且礦漿中固體顆粒對(duì)萃取劑有吸附作用，增大了有機(jī)相損失。而離子交換法既適用于清液，也適用于礦漿，對(duì)浸出液中鈾濃度低的地浸工藝尤為適用。第8頁(yè)/共28頁(yè)1.1離子交換樹(shù)脂

離子交換樹(shù)脂是一種含有活性基團(tuán)(又稱官能團(tuán))能與其他物質(zhì)進(jìn)行離子交換的高分子聚合物。按其基團(tuán)性質(zhì)可以分為陽(yáng)離子和陰離子交換樹(shù)脂；按基團(tuán)酸堿性強(qiáng)弱，又可分為強(qiáng)酸性、弱酸性、強(qiáng)堿性、弱堿性四類。第9頁(yè)/共28頁(yè)1）離子交換樹(shù)脂的特性

(1)樹(shù)脂直徑一般為0.6～1.2mm的球狀體。

(2)樹(shù)脂難溶于水，且交聯(lián)度越大就越難溶解。

(3)樹(shù)脂泡水后，將水分子吸入其內(nèi)產(chǎn)生膨脹，質(zhì)量增加，201×7型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂含水量一般為40％～50％，交聯(lián)度大，膨脹性小。第10頁(yè)/共28頁(yè)(4)樹(shù)脂密度有干密度和濕密度(在水中膨脹后的密度)之分，201×7型樹(shù)脂的密度為1.09~1.13g／mL。

(5)交換容量：一般以單位質(zhì)量克干樹(shù)脂或濕樹(shù)脂吸附溶液中離子當(dāng)量數(shù)表示，如毫克數(shù)／克干樹(shù)脂或毫克當(dāng)量／升濕樹(shù)脂。實(shí)際生產(chǎn)中多用后者。

(6)選擇性：樹(shù)脂對(duì)溶液中各種離子的親合力是不同的，某些離子比另一些離子結(jié)合更緊密，這種性質(zhì)叫做樹(shù)脂的選擇性。第11頁(yè)/共28頁(yè)交換容量有三種

1)全容量：根據(jù)樹(shù)脂所有活性基團(tuán)總數(shù)計(jì)算，其大小與被交換離子種類、介質(zhì)、pH值及交換過(guò)程無(wú)關(guān)，是一個(gè)常數(shù)。2)穿透容量：指浸出液通過(guò)樹(shù)脂層(或吸附塔)后，流出液中出現(xiàn)了被交換離子時(shí)的容量。對(duì)含鈾浸出液，流出液中鈾含量達(dá)5mg／L時(shí)的容量稱為穿透容量。3)操作容量：也稱為飽和容量，指某一條件下，被交換離子流出的濃度與原液中濃度相等時(shí)的樹(shù)脂容量。主要與浸出液性質(zhì)、pH值、吸附溫度等因素有關(guān)。第12頁(yè)/共28頁(yè)浸出液中鈾的存在形態(tài)

鈾在水溶液中通常呈鈾酰離子(U022+)狀態(tài)存在，它能與多種陰離子結(jié)合成多種鈾絡(luò)合離子和絡(luò)合物。在硫酸浸出液中，鈾主要以硫酸鈾酰形式存在；在碳酸鹽浸出液中，鈾的存在形式以碳酸鈾酰形式存在。第13頁(yè)/共28頁(yè)3）離子交換樹(shù)脂吸附機(jī)理

用硫酸浸出時(shí)，硫酸浸出液中的陰離子，除鈾酰絡(luò)離子外，還有硫酸根、硫酸氫根及鉬、磷、砷、鐵、釩等絡(luò)陰離子，這些陰離子都有可能被樹(shù)脂吸附，但這些陰離子除鉬以外，對(duì)樹(shù)脂的親合力都比鈾酰絡(luò)陰離子小，所以，在吸附過(guò)程中得到分離。在浸出液中還含有大量陽(yáng)離子雜質(zhì)如K+，Na+，Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e2+，Ni2+，Co2+，Cu2+等，當(dāng)用201×7型陰離子交換樹(shù)脂吸附鈾時(shí)，這些離子不被吸附，只要控制得好，對(duì)鈾的吸附影響不大。第14頁(yè)/共28頁(yè)201×7型陰離子交換樹(shù)脂吸附硫酸浸出液中鈾的主要化學(xué)反應(yīng)式：

2R4NX+[UO2(SO4)2]2-—(R4N)2UO2(S04)2+2X-

4R4NX+[U02(SO4)3]4-—(R4N)4UO2(S04)3+4X-

式中：

X—樹(shù)脂上的可交換離子，如N03-，C1-。

第15頁(yè)/共28頁(yè)吸附碳酸鹽浸出液中鈾的主要化學(xué)反應(yīng)式：

2R4NX+[UO2(CO3)2]2-—(R4N)2UO2(C03)2+2X-4R4NX+[U02(CO3)3]4-—(R4N)4UO2(C03)3+4X-

第16頁(yè)/共28頁(yè)酸性浸出液中影響樹(shù)脂吸附的因素

(1)硫酸濃度和pH值工藝過(guò)程對(duì)pH控制在2左右為宜。(2)鐵的含量

Fe(Ⅲ)形成硫酸絡(luò)陰離子，被樹(shù)脂吸附后又逐漸被鈾置換下來(lái)。(3)鉬的影響鉬可形成絡(luò)陰離子或鉬酸根離子，使吸附鈾的容量下降。(4)氯根和硝酸根的影響

氯根和硝酸根對(duì)樹(shù)脂有很強(qiáng)的親合力，占據(jù)交換基團(tuán)。(5)溫度的影響

提高溫度，對(duì)吸附有利，但不宜超過(guò)50℃。第17頁(yè)/共28頁(yè)堿性浸出液中影響樹(shù)脂吸附的因素

(1)鈾和碳酸根及碳酸氫根的相對(duì)濃度：因?yàn)樘妓釟涓鶟舛仍龃髸r(shí)，生成鈾陰離子絡(luò)合物的傾向減弱，而且碳酸氫根離子也會(huì)與鈾的吸附競(jìng)爭(zhēng)，從而降低了鈾的吸附。

(2)pH值：吸附原液pH值從10.0變到9.0時(shí)，鈾的吸附容量下降50％以上。

(3)氯根、硝酸根：氯根、硝酸根的存在將會(huì)降低鈾的吸附容量，當(dāng)淋洗劑含有這兩種離子時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制它們的含量。

(4)有機(jī)質(zhì)(有機(jī)酸鈉)：能使樹(shù)脂中毒。第18頁(yè)/共28頁(yè)1.2清液吸附在鈾生產(chǎn)工藝上，用強(qiáng)陰離子交換樹(shù)脂吸附鈾時(shí)，根據(jù)樹(shù)脂與吸附液的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，清液吸附分為固定床吸附和連續(xù)逆流吸附。第19頁(yè)/共28頁(yè)

固定床吸附流程：吸附洗滌淋洗脫淋轉(zhuǎn)型第20頁(yè)/共28頁(yè)連續(xù)逆流吸附（流化床）

連續(xù)逆流吸附流程中，樹(shù)脂和浸出液都是移動(dòng)的。設(shè)有專用的吸附塔、淋洗塔。流程主要分兩步：吸附和淋洗。第21頁(yè)/共28頁(yè)吸附過(guò)程：貧樹(shù)脂從吸附塔頂部進(jìn)，底部出；浸出液從吸附塔底部進(jìn)入，頂部流出。浸出液經(jīng)吸附后可補(bǔ)充溶浸劑后循環(huán)使用；貧樹(shù)脂在吸附達(dá)到飽和后轉(zhuǎn)移到淋洗塔去淋洗。第22頁(yè)/共28頁(yè)淋洗過(guò)程：讓飽和樹(shù)脂從淋洗塔頂部進(jìn)，底部出；淋洗劑從淋洗塔底部進(jìn)，頂部出，一般是三塔串聯(lián)。淋洗產(chǎn)生的合格液經(jīng)進(jìn)一步處理后得到產(chǎn)品；從尾塔底部出來(lái)的是貧樹(shù)脂，貧樹(shù)脂經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)型后返回吸附塔進(jìn)行吸附。第23頁(yè)/共28頁(yè)1.3萃取工藝萃取是利用物質(zhì)在有機(jī)相和水相中的溶解度不同以及不同的物質(zhì)在有機(jī)相中的溶解度不同的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目標(biāo)物質(zhì)經(jīng)萃取后轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，達(dá)到與其他成分分離的目的；再經(jīng)過(guò)反萃，將目標(biāo)物質(zhì)重新變?yōu)樗芤合?，這樣就達(dá)到了分離、純化、濃縮的目的。其工藝主要分兩步：萃取和反萃。萃取過(guò)程中用的萃取劑為某種有機(jī)物。反萃第24頁(yè)/共28頁(yè)2銅、金、銀的提取2.1置換沉淀法回收銅

置換沉淀法是根據(jù)浸出液中金屬離子的電化順序，用某一種金屬置換另一種金屬，并使之沉淀出來(lái)的方法。如用鐵置換沉淀浸出液中的銅，其他金屬，如鉛、鋅，也可以用來(lái)置換沉淀銅，但費(fèi)用昂貴，因此鐵是唯一適用的金屬置換劑。置換用的鐵，應(yīng)有較大的比表面積，且比較純和無(wú)油質(zhì)等。鐵屑置換時(shí)，浸出液pH值控制在2左右合適。第25頁(yè)/共28頁(yè)2.2吸附法回收金

從氰化物浸出液中回收金、銀，過(guò)去多用鋅置換沉淀法。用這個(gè)方法對(duì)吸附液的條件要求較高，而且金銀等貴金屬損失量較大，所以近年來(lái)較多用活性炭吸附和樹(shù)脂吸附方法，對(duì)吸附液可以不需凈化和固液分離，金損失量少，成本低，投資省，對(duì)含金量低于1.4g／t的貧液尤為適宜?；钚蕴课椒ɑ厥战鸬墓に嚵鞒虨椋夯钚蕴课椒謨刹?，即吸附與