浸出技术的发展概况
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细菌浸出利用微生物及其代谢产物作浸出药剂,氧化、溶浸矿物原料中的组分的浸出工艺称为细菌浸出或称生物浸出。
生物技术在在冶金工业中与传统技术相比,具有对环境友好、资源利用率高,尤其适用于低品位复杂矿、难选难分离矿和硫化矿精矿有价金属的提取富集。
在矿产资源面临贫、杂、细,资源日趋减少,环境问题日益突出,绿色环保日显重要的今天,生物技术成为可持续发展战率中最引人关注的新技术之一。
各种细菌、真菌、霉菌和藻类等在生物浸出、生物选矿富集、生物吸附和废弃物的生物处理等方面具有深入研究、广泛应用的前景。
细菌作用于铜矿物产生蓝色硫酸铜溶液发现于20世纪中叶,此后,引起国内外研究工作者的重视,不断有新研究发展应用报告与成果展现。
20世纪60年代初,华能(化学能合成)自养细菌氧化浸矿技术率先在美国应用于铜的堆浸,此后智利、澳大利亚、苏联、日本等十多个国家先后用于工业生产。
华能自养菌的氧化浸出技术目前已发展成为处理硫化矿的一种成熟工艺。
最初应用于低价值和低品位硫化矿,采用堆浸、池浸和就地浸出三种方式,在低品位铜、铀矿资源利用上已有广泛的工业应用。
至20世纪90年代中期,低品位铜矿的细菌堆浸—萃取—电解工艺已成为铜工业生产的常规方法之一,可经济地处理品味很低的铜矿,优于其他任何方法。
截止1997年,生物技术生产的铜已占美国年产铜的18%以上,智利铜产量的25%,世界铜产量的17%.就地浸出是生物浸出低品味矿的另一种工业应用形式。
它是将含有营养物质和菌种的浸出液注入矿床(或仅注入营养液,就地利用矿山原有细菌),渗入矿层并溶解目的矿物,然后在回收中抽出浸出液并从中回收有价金属。
这种方法无需采矿作业,使地表和矿床都不受到大规模破坏,对环境的不利影响也小,在投资、能源消耗和生产成本等方面都低于传统开采提取工艺。
细菌就地浸出技术已在捷克、美国、加拿大等十多个国家应用于铜矿和铀矿的开发。
微生物堆浸预处理技术也在20世纪90年代中叶有美国Newmont公司首先投入工业生产,用于难浸金矿的堆浸。
溶浸采矿技术研究应用现状综述一、溶浸采矿技术概述溶浸采矿技术是一种高效、环保的采矿方法,通过将矿石破碎至一定粒度后,与化学试剂混合反应,使矿石中的有价金属溶解,然后通过进一步的处理和提取,得到纯净的金属。
溶浸采矿技术适用于开采各种不同类型的矿石,如铜、金、铀等。
该技术具有开采效率高、对环境影响小、可开采低品位矿石等优点。
二、浸出液制备与注入技术浸出液制备是溶浸采矿技术的关键环节之一。
首先需要将化学试剂与破碎后的矿石混合,以制备浸出液。
制备的浸出液需要保证浓度、酸碱度和成分的稳定性,以确保浸出过程的顺利进行。
注入技术是指将浸出液注入矿石中,使其与矿石充分接触,促进反应的进行。
注入技术需要考虑到注入速度、注入方式、注入深度等因素,以提高浸出效率。
三、浸出过程与浸出速度浸出过程是溶浸采矿技术的核心环节之一。
在浸出过程中,矿石中的有价金属与化学试剂发生化学反应,生成可溶性的金属离子。
浸出速度受到多种因素的影响,如矿石的物理性质、化学试剂的性质、反应温度和压力等。
提高浸出速度可以提高采矿效率,降低采矿成本。
四、金属提取与分离技术提取与分离技术是溶浸采矿技术的另一个核心环节。
在浸出过程中,有价金属离子被溶解在溶液中,需要通过提取和分离技术将其提取出来。
常用的提取和分离技术包括沉淀法、萃取法、离子交换法等。
不同的提取和分离技术适用于不同的矿石和金属离子,需要根据实际情况选择合适的方法。
五、尾矿处理与环境影响溶浸采矿技术产生的尾矿需要进行妥善处理,以避免对环境造成不良影响。
常见的尾矿处理方法包括堆存法、固化法等。
尾矿处理需要考虑到尾矿的性质、处理成本和环境影响等因素。
同时,还需要对尾矿进行监测和管理,确保其不会对环境和人类健康造成危害。
六、技术经济分析与比较溶浸采矿技术在经济效益方面具有较高的优势。
虽然溶浸采矿技术的初期投资较大,但一旦建成投产后,其运营成本相对较低,且采矿效率高,可以降低采矿成本。
与其他采矿方法相比,溶浸采矿技术在经济效益方面具有竞争力。
氧化铜矿石浸出工艺最新技术投资分析目前,对氧化铜矿石进行湿法冶金生产电解铜的工艺技术,在全国范围内都是采用堆浸法,因为这种工艺技术简单好掌握,且成熟可靠好操作.同时建堆场简单,投资相对较小,而且运行成本相对较低,就目前而言,建一个500吨/年电解铜厂的堆场大约需要150万元左右.但是,这种方法缺点很多,首先它对矿石的选择要求比较高,一般必需是岩状矿石,且是氧化率比较高的矿石,若是土状矿就无法堆浸.其次是铜浸出周期长,一般需要5—10年甚至更长时间才能将矿石中的50-80%的铜浸出来,导至铜金属的回收周期非常缓慢.另外选择堆场时要具有足够5年以上的中长期堆积面积,这在矿山附近选择建厂地点较难实现.最近几年来,铜行业由于受到铜资源遂步减少和大家对投资回收周期要求快的影响,因此对土状矿石资源的利用已迫在眉捷,很多湿法厂已经开始采用搅拌浸出工艺技术,这种方法是目前比较先进和常采用的.搅拌浸出的优点是:不论是岩状矿石或是土状矿石都适用;铜浸出时间短,一般只需几小时:投资回报相对较快:在矿山附近建厂不受地点限制.但是对建一个500吨/年电解铜厂的浸出工段而言,需要配套日处理矿石能力大于300吨/天的球磨机,分极机等设备:还要配套日过滤能力大于600吨/天的过滤设备:还要配套大于80立方米的搅拌筒,搅拌机,沙浆泵8-10台以上:就目前而言,以上这些配套设施的投资至少在600万元以上.因此投资相对较大,而且运行成本较高,铜的回收率很低.对以上两种浸出方法来说,它是目前铜湿法行业唯一能采用的方法,它虽然具有诸多优点,但若要把它扩大到一定规模的厂,确是一件不容易的事情,据我所知,目前全国范围内,虽有两三家号称3000吨/年的厂,但没有哪家能正常投产达到设计能力,能够正常生产运行的厂规模仅在100-600吨/年之间.因此寻找新技术,新工艺来节能降耗,降低生产成本,发展新能源战略,以及生产规模扩大化和生产利润最大化,是本行业在新形势下的发展战略思路.最近,我对王养利工程师提出的氧化铜矿石的浸出新技术(新技术方法此文略)进行了研究和实践,并为该技术配套设计出一种高效节能浸出机,通过一年多来的多次返复实践得出:该技术确实具有很强的技术优势,首先是铜回收率比较高,尾碴含铜小于0.15%.第二是它能处理岩状矿石,土状矿石,低品位矿石(矿碴),结合铜矿石等.第三是它能实现5000吨/年以上的电解铜厂的浸出要求,第四是建厂投资相对较省,就目前而言,建一个500吨/年电解铜厂的浸出工段大约在250万元以内.第五是高效节能浸出机的浸出强度远大于目前所用搅拌机的强度.其次是运行成本比以上的搅拌方法节约在30-70%之间.当然,矿石的性质是千差万别的,特定性质的矿石需选择适合它的最佳工艺图径,不同的途径对投资和成本都是有影响的,且不同的时期的投资和成本的影响也非常大,故本文只是对王工所提出新技术浸出工艺与老技术浸出工艺进行多方面相对比较而得出的结论,本结论只适于投资者的选择指导,不作为投资实际概算文本。
古代,人们偶然在小溪中发现了附于铁粒上的铜元素,受此启发,发明了用浸出原理从围岩中提取金属的工艺。
意识到岩石中流出的溪水中含有可见的铜矿物,接下来一定导致人们寻找研究河道中含铁矿石的沉积位置,并提取收集这些天然沉积岩中的金属,用于下一步的冶炼。
在1984年澳大利亚矿物基金会出版的《论溶液采矿》一书中,作者L. J. Morris 认为,中国是最早使用溶液采矿法生产铜的国家,他引论的日期为公元907年;不过,纪录该工艺的文献可追溯到公元前177年。
最新的案例有,十七世纪和十八世纪在中欧、威尔士和爱尔兰等国家和地区广泛使用堆浸工艺,从沉积岩石中提取铜;虽然,那个时代人们不会对堆浸采矿工艺的基本历史进行叙述。
符合逻辑的推断是,因为溶液采矿不如火法冶金那么重要,火法冶金要求必须具有较高的专业技术水平才能成功运行。
用溶液采矿法生产沉积铜要依赖自然条件,而且产能有限;但是,由于其成本低廉,可以说为矿山经营者提供了有额外收益的另一个资源。
据报道,从上世纪50年代初开始,位于美国加利福尼亚州的铜矿区每年可提取回收300~500吨铜。
由于溶液采矿依赖天然水的酸度,故阻碍了铜产量的增加。
曾有历史证据证实,西班牙的Rio Tinto 公司曾在十七世纪50年代通过加酸来加速堆浸作业中铜的溶解;同时,还首次将矿石堆成堆,在堆顶喷洒溶液进行浸出,而没有采用岩石就地自然浸出的工艺。
对于矿主们如何得到堆浸工艺所需的足量的酸,至今仍然是一个谜。
尽管如此,这些工作实践为以后的堆浸应用提供了技术根据。
近年来外国矿企应用堆浸的现状近年来,国外对堆浸技术的研究与应用已成为矿冶领域的热点。
堆浸在铜、金等金属的提取上已成功获得工业应用。
自1980年以来,智利、美国、澳大利亚等文|本刊编辑部堆浸采矿技术源远流长,特别是最近几十年获得了广泛的工业应用。
现在,堆浸不仅广泛用于世界各地的铜、金提取回收,而且也应用于从低品位的矿石资源中回收其他金属,如钒、锌、镍和钼等。
钴的溶液浸出萃取电解法分离回收钴,作为重要的金属元素,被广泛运用于许多领域,包括电池制造、合金生产以及化工行业。
然而,钴的回收与再利用成为当今研究和关注的焦点之一。
在这个过程中,溶液浸出、萃取和电解等方法成为分离和回收钴的重要技术手段。
### 钴的溶液浸出钴通常存在于废弃电池、废旧设备或含钴矿石中。
钴的溶液浸出是指将这些含钴的物质置于溶剂中,通过化学反应将钴从固体基质中释放出来。
这个过程的效率和质量取决于溶剂的选择、温度和pH值等条件。
利用浸出技术,钴可从原始来源中被有效地提取出来。
### 萃取分离在溶液浸出的过程中,需要对混合液中的钴进行分离。
这时,萃取技术是一种关键的方法。
它通过在溶液中引入有选择性的提取剂来分离钴离子。
这些提取剂能与钴离子形成配合物,从而被分离出来。
选择合适的提取剂和调节萃取条件对于高效地分离钴至关重要。
### 电解回收萃取后得到的钴溶液需要经过电解过程来得到纯度更高的钴。
电解是将溶液置于电解槽中,施加电流使得钴离子在电极上析出,从而得到纯净的钴金属。
这个阶段的控制与操作对于生产高纯度的钴具有重要意义。
### 技术发展与前景随着科技的进步和环保意识的提高,钴的回收技术也在不断创新和改进。
有机溶剂萃取、膜分离等新技术的引入为提高钴回收率和降低生产成本提供了新思路。
此外,更加绿色和可持续的方法也在被研究,以减少对环境的影响。
### 结语钴的溶液浸出、萃取和电解法分离回收是一项复杂而关键的技术链条,对于促进资源再利用和环境保护具有重要意义。
随着科学技术的不断发展,我们可以预见这些技术会更加完善和成熟,为钴资源的高效回收和再利用提供更多可能。
通过钴的溶液浸出、萃取与电解法分离回收的过程,我们可以更好地了解这些技术在实现资源可持续利用方面的作用和重要性。
·224·摘要:当今社会研究矿物分离的技术学科当中,矿物加工是一个重点应用技术学科,这门学科的主要目的是提高用矿物的含量,把脉石(无用)矿物与有用矿物有效分离,除掉有害元素,而矿物加工工程中的浸出技术在矿物加工领域有着重要的作用。
本文通过介绍浸出技术相关概念,以及对矿物加工中的浸出技术各方面的分析,总结出浸出技术对矿物加工业的发展具有一定的推进作用。
关键词:矿物加工;浸出;反应中图分类号:TD92 文献标识码:A 文章编号:2096-4609(2018)07-0224-0002(六盘水师范学院,贵州六盘水553004)伍成建谈矿物加工工程中的浸出技术当今社会研究矿物分离的技术学科当中,矿物加工是一个重点应用技术学科,矿物加工浸出技术主要是包含化学浸出、生物浸出以及其他浸出。
矿物加工工程中的浸出技术是得无用的脉石和有用的矿石很好的分离开来,从矿物堆中提炼出有效的加工矿物,可以将这些矿物质很好的用在其他建设的地方,为我国社会主义的建设发挥出更大的作用,提纯的矿物在应用的时候,可以用在化工和其他高科技地方,能够转变为有效的科技技术,从而更大的提高我国的人均生产力。
矿物加工技术中的浸出技术主要是要就矿物中不同品质的物质的分离,除掉矿物中的有害物质,提炼出人们需要的元素。
本文主要是简要分析矿物加工工程中的几种浸出技术和其相关的应用,通过对矿物加工浸出技术的分析比较,对比不同浸出技术的特点和不足,为相关学者对此方面的研究提供一定的帮助。
一、矿物加工中的浸出技术相关概念矿物加工工程中的矿石浸出可以分为化学浸出和微生物浸出,化学浸出是将化学试剂与矿石中各成分发生化合作用,通过过滤、洗涤,把浸出的进入溶液元素或成分与不需要浸出的成分的浸渣分开,达到过滤提纯的目的。
微生物浸出则是通过一些微生物的生理机能及代谢氧化矿石,从矿石中溶解出有价养分加以利用。
浸出技术根据溶剂可以分为水浸、酸浸、碱浸;根据方式可以分为渗滤浸出、搅拌浸出。
褐煤提质技术发展现状与分析褐煤(也称为泥质煤或褐炭)是一种低质煤炭,主要由植物组成,含有较高的水分和灰分。
与其他类型的煤相比,褐煤的能源含量较低且污染物排放较高。
然而,褐煤作为一种广泛存在的能源资源,具有丰富的储量和广泛的分布,因此对其提质技术的研发和应用具有重要意义。
1.热解技术:热解技术是一种利用高温和缺氧条件将褐煤转化为高品质煤的方法。
该技术可以通过降低水分和灰分含量来提高煤炭的能源含量。
热解技术可以采用各种方式,如干燥热解、热解燃烧和热解气化等。
2.浸出技术:浸出技术是一种通过将褐煤浸泡在溶剂中并去除其中的杂质来提高煤炭质量的方法。
浸出技术可以使用水或有机溶剂作为浸出剂,通过溶解和洗涤的方式去除煤炭中的水分、灰分和硫分等杂质。
3.燃烧掺烧技术:燃烧掺烧技术是一种将褐煤与其他燃料混合燃烧的方法。
通过将褐煤与高品质煤或生物质等其他可燃物混合燃烧,可以提高燃烧过程中的热值和燃烧效率,减少烟尘和污染物的排放。
尽管褐煤提质技术已经取得了一些进展,但目前仍存在一些挑战和限制。
首先,由于褐煤的能源含量较低,提质技术需要消耗大量的能源和资源,这增加了提质成本。
其次,褐煤提质技术涉及到复杂的化学和物理过程,对技术人员的专业知识和操作技能有一定要求。
第三,褐煤提质技术需要充分考虑环境保护和可持续发展的要求,以减少污染物排放。
在应对这些挑战的同时1.创新技术的研发:通过开展科学研究和技术创新,发展更加高效和环保的褐煤提质技术。
可以探索使用新型浸出剂、热解剂和掺烧燃料等,以提高提质效果和降低成本。
2.加强政策支持:制定有利于褐煤提质技术发展的政策措施,鼓励企业加大技术研发投入,并提供财政补贴和税收优惠等支持措施。
此外,还可以加强对褐煤资源的规划和管理,提高资源利用效率。
3.加强国际合作:通过加强与国际合作伙伴的合作,共享技术资源和经验,加快褐煤提质技术的引进和推广。
可以与其他国家和地区的相关机构建立合作关系,开展联合研究和项目合作。
浸出技术的原理和应用浸出技术是一种从固体物质中将溶质溶解出来的过程。
它是基于物质的溶解性质和相互作用力,通过选择合适的溶剂和操作条件来实现的。
浸出技术广泛应用于冶金、化工、环保、食品和制药等领域。
1.溶解作用:浸出过程中,溶剂与固体物质发生溶解作用,固体物质中的溶质逐渐溶解到溶剂中。
溶解作用主要通过固体物质的密度、颗粒大小、物理结构和溶剂的溶解度、粘度等因素来影响。
2.扩散作用:浸出溶质的过程中,溶质分子在固体颗粒的内外扩散,从高浓度区域向低浓度区域迁移。
扩散作用主要通过溶质和溶剂之间的相互作用力和动能差来实现。
3.传质作用:浸出过程中,溶质从固体物质中逐渐传递到溶剂中。
传质作用主要通过溶质在固体颗粒中的溶解度、渗透性以及溶剂的流动性等因素来决定。
1.冶金领域:浸出技术常常应用于金属提取和精炼过程中。
例如,从含铜矿石中提取铜、从含镍矿石中提取镍等。
在浸出过程中,可以通过选择合适的溶剂和操作条件,将目标金属溶解出来,并通过后续的分离和纯化步骤得到纯净的金属。
2.化工领域:浸出技术在化工领域中常用于溶剂的回收和分离过程。
例如,用浸出技术将有机废弃物中的有价组分溶解出来,然后通过蒸馏或萃取等方法将溶质和溶剂分离,并进行回收利用。
3.环境工程领域:浸出技术在环境污染治理中起着重要作用。
例如,利用浸出技术将固体废物中的有害物质溶解出来,然后通过固液分离或吸附等方法将溶质从溶剂分离,达到废物处理和资源回收的目的。
4.食品加工领域:浸出技术在食品提取和调味过程中常用。
例如,用浸出技术将植物材料中的活性成分溶解出来,然后用于食品添加剂的制备。
同时,浸出技术还可以用于食品味道的调节,例如咖啡和茶叶的浸出过程。
5.制药领域:浸出技术在药物提取和分离过程中有广泛应用。
例如,用浸出技术将草药中的有效成分溶解出来,并通过过滤、结晶、蒸馏等方法进行分离和纯化,以获得药用原料或中间体。
综上所述,浸出技术是一种有效的固液分离和物质提取方法。
立志当早,存高远
原地浸出采矿技术基本概念、适用范围和优缺点
用溶浸液从天然埋藏条件下的非均质矿石中有选择地浸出有用成分并抽取反应生成化合物的采矿方法称为原地浸出采矿,简称地浸。
其优点是:1、由于没有昂贵而繁重的井巷或剥离工程,也没有凿岩爆破、矿石运输和破碎等工序,所以基建投资少,建设周期短,生产成本低一、基本概念
用溶浸液从天然埋藏条件下的非均质矿石中有选择地浸出有用成分并抽取反应生成化合物的采矿方法称为原地浸出采矿,简称地浸。
这里所指的原地和天然埋藏是指矿石未经过任何位移。
通过注液工程注入矿层,用于浸出矿石中有用成分的溶液,称为溶浸液。
溶浸液与矿石中的有用成分接触,进行化学反应。
而反应所生成的可溶性化合物则在扩散和对液作用下进入沿矿层渗透的溶液液流。
含有用成分的溶液,在人工造成的液压驱动下向一定方向运动,并通过集液工程被抽至地表。
被抽至地表的含有用成分的溶液,称为抽出液或浸出液。
抽出液中的有用成分,达到一定含量的,是原地浸出工艺的产品,称为产品溶液(贵液或富液)。
将溶浸液浸入矿层的注液工程和把含有用成分的溶液从矿层抽至地表的集液工程,既可是钻孔、井巷或地表沟槽,也可是注液钻孔与集液井巷相配合的联合工程,如图1a、b、c、d 所示。
图1 集液工程剖面图
a-注液孔和抽液孔剖面;b-注液孔、注液沟和集液沟剖面;
c-注液孔和集液巷道剖面;d-注液和集液工程剖面
1-隔水层;2-注液孔;3-抽液孔;4-液压线;5-含水层;6-矿体;
7-过滤管;8-注液孔和注液沟;9-集液沟;10-集液巷道和抽液井筒;
11、12-可互换使用的水平注液孔和集液孔;13-矿体边界。
第17卷第6期 2008年6月中 国 矿 业C HINA MINING MA GAZINEV o l.17,N o.6Jun 2008细菌堆浸浸铀技术的发展及展望苑俊廷,孙占学(东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000)摘 要:细菌堆浸浸铀技术是从贫矿、废矿和复杂矿中回收铀金属的一种简单易行的生产工艺。
本文主要介绍了国内外细菌堆浸浸铀技术的发展历程、实际应用状况、目前存在的问题以及发展趋势。
关键词:铀矿石;堆浸;细菌浸出;细菌氧化;氧化亚铁硫杆菌中图分类号:T D983 文献标识码:B 文章编号:1004-4051(2008)06-0045-04The developments and prospects of bio -heap leachinguranium technologyY U A N Jun -ting,SU N Zhan -xue(Depar tment o f Civil Engineering and Envir onmenta l Eng ineering ,EastChina Institute of T echnolog y,Fuzhou 344000,China)Abstract:T he technolog y o f Bio -heap leaching uranium is a simple and feasible product ion pro cess w hich recover s ur anium metal fro m depleted ,w aste and complex uranium m ine .T his paper ma inly intr o -duces dev elo pment pr ocess,the actual applicatio n,ex isting pro blems and dev elopment tr end o f domestic and fo reig n Bio -heap leaching ur anium techno lo gy.Key words:uranium or e;heap leaching;bio -leaching;bio -o x idat ion;thiobacillus ferro ox idans收稿日期:2008-03-18作者简介:苑俊廷(1984-)男,山西忻州人,在读硕士研究生。
简述浸出原理浸出原理是一种化学分离技术,其基本原理是通过溶剂与混合物中的化合物发生相互作用,使其从混合物中分离出来。
浸出原理的应用非常广泛,常见于制药、食品、化工等行业中。
本文将从浸出原理的定义、浸出剂的选择、浸出过程的控制等方面进行详细介绍。
一、浸出原理的定义浸出原理是指将浸出剂与待浸出物混合后,通过溶剂与待浸出物之间的相互作用,使其分离出来的过程。
在浸出过程中,浸出剂的选择十分重要,不同的浸出剂对待浸出物的分离效果有着不同的影响。
二、浸出剂的选择浸出剂的选择是浸出过程中非常重要的一环。
浸出剂应该具有以下特点:1.溶解能力强:浸出剂应该具有很强的溶解能力,能够有效地将待浸出物中的化合物溶解出来。
2.稳定性好:浸出剂应该具有很好的化学稳定性,不会与待浸出物发生反应,从而影响浸出效果。
3.易处理:浸出剂应该易于处理,能够在浸出后方便地回收或处理。
4.成本低:浸出剂的成本应该尽量低,以降低浸出过程的成本。
不同的浸出剂对待浸出物的分离效果有着不同的影响。
例如,水是一种常用的浸出剂,适用于水溶性化合物的分离;而有机溶剂则适用于非水溶性化合物的分离。
三、浸出过程的控制在浸出过程中,需要控制一些关键的参数,以保证浸出效果和浸出剂的回收率。
1.浸出时间:浸出时间应该根据待浸出物的性质和浸出剂的特性来确定。
通常,浸出时间应该尽量缩短,以提高生产效率。
2.浸出温度:浸出温度应该根据待浸出物和浸出剂的特性来确定。
一般来说,浸出温度应该越高,浸出效果越好,但是过高的温度也会导致浸出剂的挥发和待浸出物的分解。
3.浸出剂的用量:浸出剂的用量应该控制在一定范围内,以保证浸出效果和浸出剂的回收率。
过低的浸出剂用量会导致浸出效果不佳,过高的浸出剂用量则会导致浸出剂的浪费。
4.浸出剂的浓度:浸出剂的浓度应该根据待浸出物和浸出剂的特性来确定。
一般来说,浸出剂的浓度应该越高,浸出效果越好,但是过高的浓度也会导致浸出剂的浪费。
浸出原理是一种重要的化学分离技术,其应用广泛,但浸出剂的选择和浸出过程的控制都是非常关键的。
我国地浸采铀工艺技术发展现状与展望苏学斌;杜志明【摘要】本文对我国地浸采铀工艺技术发展做了全面的回顾,重点介绍了我国砂岩型铀资源的分布特点与生产现状,对我国地浸采铀技术主要成果进行了总结.通过我国地浸采铀技术与国外技术的比较,结合我国地浸铀资源的特点,指出了我国地浸采铀工艺技术的主要任务和发展方向.%The development of has been reviewed generally, mainly introduces the sandstone uranium distribution characteristics and production status in China, and some achievements of uranium in-situ leaching mining technologies are summarized. According to our country's resources characteristics, comparied with at home and abroad, the development orientation and mission of uranium in-situ leaching technology in China is pointed out.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2012(021)009【总页数】5页(P79-83)【关键词】原地浸出;铀;发展【作者】苏学斌;杜志明【作者单位】核工业北京化工冶金研究院,北京101149;中核通辽铀业有限责任公司,通辽028000;核工业北京化工冶金研究院,北京101149【正文语种】中文【中图分类】TD868地浸采铀是一种在天然埋藏条件下,通过溶浸剂与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀,而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的铀矿开采方法。
“八五”规划以来,我国针对砂岩型铀资源地浸技术进行了一系列的科研攻关,在许多关键技术上取得了突破,工业生产实现了零的突破。
湿法炼铜技术的发展概况目录摘要 (1)1、浸出技术的研究意义 (3)2、国内外的发展现状 (3)3、湿法炼铜的浸出工艺 (4)3.1、酸浸法 (4)3.2、碱浸法 (4)3.3、生物浸出技术 (5)3.4、加压浸出技术 (6)3.5、地下溶浸技术 (6)4、小结 (7)摘要本文简单介绍了国内外铜的湿法冶金研究现状,并对铜的湿法冶金原理和技术进行了详细阐述,最后对铜的湿法冶金做出了展望。
介绍了各种湿法炼铜浸出方法,包括酸浸法、碱浸法、细菌浸出法、加压浸出等方法。
关键词:铜;湿法冶金;浸出AbstractThis paper describes briefly progress of the copper hydrometallurgical technology both at home and the principles and techniques of copper hydrometallurgical in detail; lastly, forecasts developing trend of this technology in China. A variety of copper hydrometallurgical leaching methods are introduced, including acid leaching, alkali leaching, bacterial leaching, pressure leaching and other methods.Key words: copper; hydrometallurgical; leaching1、浸出技术的研究意义我国是一个资源丰富的国家。
铜是十分重要的有色金属,随着国民经济的发展,金属铜的需求量不断增加,2000 年我国精铜的产量已达到132 万t , 但依靠自有资源生产的铜只有58 万t ,铜的自给率只有44 %,铜的生产消费和原料供给之间的矛盾十分突出。
然而随着金属矿的不断开采, 其矿石品位也不断下降,从而产生了大量的浮选矿、贫矿、尾矿、尾砂。
湿法炼铜正是由于能处理这些火法冶金不能处理的低品位氧化铜矿和浮选尾矿而发展起来的。
湿法冶金的研究与应用之所以日益受到人们的重视,是因为该技术用于处理低品位复杂矿石的优越性更加突出,湿法冶金的突出优点是[1]:(1)生产成本低。
根据美国有关统计, 每生产1t 铜, 成本仅为220美元[2]。
(2)资源利用程度高。
例如低品位贫矿、尾矿、表外矿、废石和采用常规工艺难选的矿石都可以用湿法冶金技术加工回收。
(3)生产投资少。
湿法冶金的投资约为常规采矿的10 %。
(4)生产规模可大可小,这尤其适合于中国企业的特点。
(5)阴极铜产品质量高。
由于溶液萃取技术对铜的选择性很好, 因此铜电解液纯度很高, 产出的阴极铜质量可达到99 .99 %。
(6)建设周期短,设备简单,操作方便,能耗少,环境污染小(细菌浸出不污染环境)。
铜矿的浸出是将固相的铜转化为液相的铜离子,再从浸出溶液中提取铜;根据低品位矿石的成份分为氧化铜矿的浸出和硫化铜矿的浸出。
我国铜资源并不丰富,铜金属保有贮量虽然6 000多万t ,但贫矿多、富矿少,而且矿石品位偏低,因此湿法炼铜技术在我国有广阔的市场前景,可以成为各铜矿山新的经济增长点,对我国铜工业的可持续发展具有重要意义。
2、国内外的发展现状中国由于铜资源的限制,湿法炼铜技术有广阔的前景[3]。
我国是个贫铜国家,而且贫矿多、富矿少,难开采、难处理、难运输的多。
由于湿法炼铜适应各种矿石,特别是在回收低品位矿石或采铜废石及就地浸出方面发挥重要作用,因此采用湿法炼铜技术从各种氧化矿、低品位铜矿和复杂矿中提取铜有着广阔的前景。
目前,我国的湿法炼铜技术还处于发展阶段,生产规模比较小。
我国的湿法炼铜技术虽然已取得许多进展,然而与国外相比还有不少差距,因此,应加强研究,加快发展湿法炼铜技术。
1983 年北京矿冶研究总院在海南岛建立了国内第一家采用浸出—萃取—电积技术生产阴极铜的工厂并成功地开发了湿法炼铜工艺中的关键设备:浅池式混合—澄清器。
1989 年以后德国汉高公司优良的铜萃取剂进入了中国市场对中国的浸出—萃取—电积技术的发展起了重要的作用。
此后的十几年中这项技术在中国得到很大的发展, 陆续在全国建成了几十座浸出-萃取-电积厂,生产规模从年产100~200t阴极铜逐渐发展到年产几千t阴极铜。
现在全国采用这项技术生产的铜每年有2.5 万t 左右。
自1968 年以来,世界上已设计、建设并运转了约50 家浸出——溶剂萃取——电积厂,其中美国有16 家,2000 年铜产量达55.75 万t,占其精炼铜产量的28%,最大的亚利桑那州Morenci厂,目前年产量已达到25. 83 万t 。
智利1980 年采用溶剂萃取——电积工艺生产的铜仅有1. 5 万t,2000 年已发展成为世界最大铜生产国,有生产工厂21 家,年产铜134. 73 万t,占其精铜总量的51%。
赞比亚、秘鲁、澳大利亚等的湿法冶铜技术在近几年也得到了快速发展。
现在溶剂萃取-电积工艺已被业界认为是成熟的、低成本、低风险的技术,采用该工艺生产的铜产量2000年已达240 万t,占世界铜产量的20% 以上[4],到2003 年湿法铜的产量已占到世界矿铜产量的1 /4[5]。
3、湿法炼铜的浸出工艺3.1、酸浸法酸浸通常以硫酸为浸出剂, 适用于含酸性脉石矿物的氧化铜矿石浸出, 常用于从低品位、表外矿废石堆中提取铜。
该工艺优点是:浸出效率高, 浸出剂价格便宜, 工艺、操作简单。
其缺点是:处理含碱性脉石时酸耗高, 浸出选择性较差, 浸出液中杂质含量高, 对原生硫化铜矿和结合铜的浸出效果不佳。
酸浸氧化铜矿的反应机理:2CuCO3·Cu(OH)2+3H2SO4=3CuSO4 +4H2O +2CO2↑CuCO3·Cu(OH)2 +2H2SO4 =2CuSO4+3H2O+CO2↑CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4+SiO2 +3H2OCuO +H2SO4 =CuSO4+H2OCu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O3.2、碱浸法碱浸工艺适用于处理含大量碱性脉石的氧化铜矿,通常采用氨溶液。
由于氨浸液对铜和脉石组分具有较高选择性,因此,浸出液中杂质较少。
在氨浸时,一般要加入(NH4)2CO3或(NH4)2CO4作为氨浸添加剂,浸出时维持较高的pH值或浸出液中含较高浓度的游NH3,一般可获得较高的浸出率。
氨浸氧化铜矿的反应机理:2CuCO3·Cu(OH)2+10NH4OH +(NH4)2CO3 =2Cu(NH3)4CO3 +8H2OCuCO3·Cu(OH)2+6NH4OH +(NH4)2CO3=3Cu(NH3)4CO3+12H2O氨与铵盐的水溶液体系可以浸出硫化铜矿和氧化铜矿,铵盐一般为碳酸铵。
黄铜矿氨浸的氨气与氧气消耗量大;生成的Fe2O3沉淀可能形成一层膜包裹在矿粒表面,影响进一步反应。
由于耗氧量大,反应速率通常取决于供氧速度。
3.3、生物浸出技术生物浸出也叫细菌浸出,其借助某些细菌的催化作用,主要用于低品位矿石与废石的浸出。
用于硫化铜矿浸出的菌种有嗜温菌( 40 ℃以下) 、中等嗜热菌( 45~50 ℃) 和极端嗜热菌( 70 ℃以上) 等。
这些细菌在适宜的酸度、温度等条件下,可直接或间接地以其代谢产物氧化含铜硫化物,使铜浸出[6]。
采用生物浸出技术从矿产资源中提取金属越来越受到重视,最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回收铜,细菌是自然生长的,近年来这种方法已用来处理含铜品位大于1 %的次生硫化铜矿,称为Bioheap。
这种工艺通常是将矿石破碎到一定的粒度(如6mm),在滚筒内与硫酸混合,然后用皮带运到堆场,堆高6~10m , 堆中埋有塑料管可以通气,在堆上要加一些菌种, 浸出周期为200d 左右,铜的浸出率可以达到80 %以上。
采用生物冶金技术不仅可以从低品位硫化铜矿中提取铜,而且还可以从高品位硫化铜矿或铜精矿中提取铜。
生物浸出技术的关键是:(1)、浸出的pH值在1.5~6之间,最优值是2;(2)、环境温度是5~45℃,最好在30℃;(3)、适当的氧气鼓入,一般在浸出硫化铜矿时,通过预先埋入的管道通入氧气;(4)、萃取液中不得含有萃取剂,萃取液在进入浸出系统时需进行除油处理。
生物菌溶浸硫化矿物的过程中既有生物酶参与的直接氧化过程,还有若干种铁细菌能在中性或弱酸性条件下将二价铁氧化成三价铁,之后Fe3+再对硫化物进行氧化的过程,总之是一个非常复杂的生物化学过程。
用于铜的浸出的生物菌中用得最多的是T˙f杆菌,这种生物菌具有好氧、嗜酸的特点,以氨态氮、磷酸盐、硫酸盐、钾、钙、镁等无机物为养料,从空气中摄取碳和氧。
除此之外,还有嗜硫氧化杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、布赖尔利叶硫杆菌等。
对不同的微生物应该选择合适的生长介质,以增强化硫化铜矿物的微生物浸出过程。
对生长在含有亚铁离子、硫代硫酸盐、硫、经蛋白酶K处理的硫等不同条件下的氧化亚铁硫杆菌的电泳流动性测定结果表示:硫生长的细胞浸出黄铜矿时,不存在用亚铁离子、硫代硫酸盐等液体介质细胞浸出时的那个初始滞后周期,因而,硫生长的细胞比亚铁离子、硫代硫酸盐等液体介质生长的细胞能更好地进行硫化铜矿物的微生物浸出过程。
生物菌浸铜的效果与生物菌的数量、分布有密切关系。
温度是细菌生长的重要条件之一。
若能充分地满足生物菌的生存条件,它呈几何级数迅速增加个体数量,浸出效果就好。
浸出的适宜温度25~55℃,也有文献认为最佳温度28~35℃。
温度过低或过高都会使细菌失去活性。
细菌的分布与空气及营养液的分布有关,与床层密度分布有关。
一般以低压鼓风为供氧方式。
干床部分自然无菌生存,一般浸出周期较长,长达数月甚至1年,且浸出率较低。
3.4、加压浸出技术现在铜精矿的加压浸出技术又分三种,110℃~115℃的低温浸出,通常采用超细磨提高黄铜矿溶解的动力学,矿石中的硫大部分转为单质硫,这个工艺称为ACTIVOX。
130℃~150℃的中温浸出,通过提高温度和添加一些氯化物来提高黄铜矿溶解。
有代表性的工艺称为CESL,在加拿大已完成了半工业试验。
200℃~220℃的高温浸出,此时黄铜矿浸出很快,硫大部分被氧化成SO42-,铁几乎全部进入渣中。
有代表性的工艺称为Placer Dome[7]。
铜精矿的加压浸出工艺在国外已进入工业化应用阶段。
加拿大科明科公司工程服务部开发了一种采用加压浸出处理铜精矿的技术,称为CESL (即Comimco Engineering Services Leaching )。