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加强版-堆浸技术的要点!

浏览数量:0     作者:本站编辑     发布时间: 2021-10-08      来源:本站

一、氧化剂

的热力学讨论中知道,氧化剂对铀、金、铜矿石的浸出反应速率有很大影响。在选择氧化剂时,除考虑氧化剂的还原电位要满足浸出条件外,同时还需认真考虑,该种氧化剂的引入是否会给后续处理工艺带来影响,对环境有无污染。在实际生产应用时,对氧化剂自身的理化特性、贮运条件,尤其是价格等因素,需经详细论证。故此,在试验研究中必需通过几种氧化剂的比较,才有切合实际的结论和恰当的选择。

在堆浸铀、金、铜矿石的实际生产中,最普遍采用的氧化剂是空气(实质上是利用空气中的氧)。只有当条件需要时,才另外添加其他的氧化剂,如(Fe3)盐、氯酸盐、软矿等。

实验研究证明,金的氰化浸出反应是一个电化学过程,或称之为电化腐蚀过程。这其中包括在CN存在下,阳极上金被氧化而溶解生成氰亚金酸根络离子:

Au+2CN→Au(CN)2+e

阴极上,氧获得电子和水生成氢氧根离子:

O2+2H2O+4e→4OH

在上述两个反应过程中,由于极化,阴极电位变负,阳极电位变正,最后电位差为零。假定在扩散极限的条件下,且溶液中的氰化物浓度足够高时,则金的阳极溶解速度v=2DSC/δ,其中D为氧的扩散系数,S为阳极面积,δ为扩散层厚度,C为溶浸液中的氧浓度。

在上述条件下,金的溶解浸出速率取决于溶浸液中的氧浓度。许多研究已经证明,溶浸液中氧的含量越高,金的浸出速率越大,反之亦然;在氧浓度很低时,增加氰化物的浓度是无效的。因而,在堆浸中随时测定溶液中溶解氧的含量,保证反应所需的氧化条件,是加速浸出的重要措施。

如果没有氧化剂存在,稀硫酸或碳酸盐是不能溶解和浸出UO2的。在铀的堆浸中,氧化条件的重要性仅次于溶浸剂的浓度因素,酸法铀矿堆浸,最重要的氧化剂是Fe3,一般不加其他氧化剂,靠浸出本身产生的铁和空气中的氧来保持溶浸液中Fe3/Fe2的恰当比例,使矿石中的UO2氧化。

一般认为,Fe3/Fe2比值反映了溶浸液Fe3/Fe2电极的电位,对较难处理的矿石,降低这个比值,对铀的浸出影响尤为显著。浸出条件:温度28℃,时间18h。硫酸浓度4g/L。

众所周知,增加Fe3的量,对晶质铀矿的溶解速率有利。溶解速率的这种增加说明浸出是一种表面反应,吸附在矿物表面上的Fe3的量决定着溶解浸出反应的速率。所以增加溶浸液中的Fe3量,是铀矿堆浸的重要条件。

但也有人认为,当Fe3量不变时,增加Fe2的量导致铀浸出率降低的原因还不仅仅是电位降低的问题,还在于UO2固相表面上存在着Fe3,Fe2以及其他阳离子的竞争,Fe2离子占据更多的活性位置,从而引起UO2氧化速率降低。

二、矿石粒度

堆浸中,对大多数坚硬而致密矿石而言,其中被浸出的金属矿物既细小又分散,多呈包裹体。堆浸这类矿石,粒度往往成为影响浸出速率的主要因素。从式(1)可知,溶浸剂与矿物的接触面积越大,传递物质的量越大,反之亦然。减小被浸矿石的粒度,使被浸矿物从包裹的脉石中充分解离,以增大溶浸剂与矿物的接触面积,是加快物质扩散速率的重要措施。

C'i=C0(1-e图片)        (1)

三、喷淋强度

喷淋强度的大小,也是影响堆浸速率的重要因素。喷淋强度越大,物质的扩散传质速率越快。

四、溶浸剂浓度

堆浸中的化学反应,如湿法冶金一样,其推动力,通常是浓度梯度。一般情况下,增加溶浸剂的浓度,或多或少可以加快反应速度。但是堆浸中通常采用低浓度溶浸剂以减少杂质浸出,防止结垢。一旦结垢,堆浸的速率会很快下降。所需溶浸剂浓度的大小,必须通过柱浸实验来确定。

五、矿石结构与矿物的嵌布状态

矿石结构与矿物的嵌布状态,是影响堆浸速率的根本因素之一。矿石裂隙的发育程度,矿物粒径的大小,矿物在矿石中的嵌布状态是吸附态,还是包裹体,是以化合物存在,还是以单质金属存在等等,这些因素既影响化学反应速率,也影响扩散传质速率。

六、矿石中伴生的有害元素或化合物

矿石中常常含有妨碍主要金属元素浸出反应的伴生矿物或元素。它们对堆浸速率,尤其对化学反应速率的影响,首先表现为与主要浸出金属元素竞争消耗溶浸剂,使溶浸剂浓度降低,因而降低主要金属元素的浸出率,如氰化浸金中,伴生的铜、等。其次表现为伴生矿物在浸出过程中生成的某些物质会沉积或吸附于主要金属的矿物表面,或使其钝化,或占据其活性位置,从而降低了反应速率。如堆浸含硫金矿石时,硫化物与氰化钠溶液反应而产生的硫离子往往会沉积在自然金的表面,使金钝化。又如,酸法浸出铀矿时,如果存在大量Fe2,Fe2也可能占据晶质铀矿表面的活性位置,妨碍晶质铀矿的氧化。用稀硫酸溶液堆浸铀、铜矿石,如果矿石中含有较高的萤石或碳酸钙一类矿物,不仅会消耗溶浸剂,降低其浓度,使反应速率降低,而且由于浸出过程中溶解下来的钙会与硫酸根离子生成难溶的硫酸钙沉淀,沉积在矿石的孔隙中,使矿石的孔隙度减少,妨碍物质的扩散传质。这些沉淀还会沉积于矿物表面,妨碍溶浸剂与矿物的接触,从而影响化学反应的进行。


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