西安建筑科技大学：《冶金原理》精品课程教学资源（PPT课件讲稿）第三篇 湿法冶金原理 第十三章 矿物浸出

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tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 第十三章矿物浸出 教学内容 ①浸出反应热力学 ②影响浸出速度的因素分析 ●教学要求 ①了解浸出反应的基本类型及其应用; ②了解氧化物和硫化物浸出的基本反应; ③能利用电位—pH图分析浸出的原理及其过程控制 2●教学重点和难点 浸出反应的基本类型、反应式及反应控制

第十三章 矿物浸出 ⚫ 教学内容 ①浸出反应热力学； ②影响浸出速度的因素分析。 ⚫ 教学要求 ①了解浸出反应的基本类型及其应用； ②了解氧化物和硫化物浸出的基本反应； ③能利用电位—pH图分析浸出的原理及其过程控制。 ⚫ 教学重点和难点 浸出反应的基本类型、反应式及反应控制

tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 目录 令131概述 ◆132浸出反应的热力学 ◆133浸出反应的动力学 ◇13.4影响浸出速度的因素 娼金

目 录 ❖13.1 概述 ❖13.2 浸出反应的热力学 ❖13.3 浸出反应的动力学 ❖13.4 影响浸出速度的因素

LA制E0FABC相G是ADTt 131概述 1浸出的概念 矿物浸出就是利用适当的溶剂,在一定的条件下使 矿石或精矿或焙烧矿中的一种或几种有价成分溶出,而 与其中的脉石和杂质分离 浸出所用的溶剂,应具备以下一些性质 (1)能选择性地迅速溶解原料中的有价成分; (2)不与原料中的脉石和杂质发生作用; (3)价格低廉并能大量获得; (4)没有危险,便于使用; (5)能够再生使用

13.1 概述 1 浸出的概念 矿物浸出就是利用适当的溶剂，在一定的条件下使 矿石或精矿或焙烧矿中的一种或几种有价成分溶出，而 与其中的脉石和杂质分离。 浸出所用的溶剂，应具备以下一些性质： （1）能选择性地迅速溶解原料中的有价成分； （2）不与原料中的脉石和杂质发生作用； （3）价格低廉并能大量获得； （4）没有危险，便于使用； （5）能够再生使用

tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 2浸出的分类 从冶金原理的观点来看,浸出的分类应按浸出过程 主要反应(即有价成分转入溶液的反应)的特点划分 为当,如此,可将浸出分为三大类: ●简单溶解 ●溶质价不发生变化的化学溶解 溶质价发生变化的电化学溶解 娼金

从冶金原理的观点来看，浸出的分类应按浸出过程 主要反应（即有价成分转入溶液的反应）的特点划分 为当，如此，可将浸出分为三大类： 2 浸出的分类 ⚫简单溶解 ⚫溶质价不发生变化的化学溶解 ⚫溶质价发生变化的电化学溶解

tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 13.2浸出反应的热力学 1锌焙砂酸浸出热力学 硫化锌精矿经焙烧后,所得产品称为锌焙砂,锌焙砂用硫 酸水溶液(或废电解液)进行浸出,其主要反应为: ∠nO+H2SO4=ZnSo4+H2O 浸出的目的是使锌焙砂中的锌尽可能迅速和完全地溶解于 溶液中,而有害杂质,如铁、砷、锑等尽可能少的进入溶液。 浸出时,以氧化锌型态的锌是很容易进入溶液的,问题在于锌 浸出的同时,有相当数量的杂质也进入溶液中,其反应通式为: Me, o tyH2 SO4=Me, (SO4)y fyH,O 为达到浸出目的,浸出过程一般要有中性浸出与酸性浸出 娼金 两段以上工序。中性浸出的任务,除把锌浸出外,还要保证浸 出液的质量,即承担着中和水解除去有害杂质铁、砷、锑等

13.2 浸出反应的热力学 1 锌焙砂酸浸出热力学 硫化锌精矿经焙烧后，所得产品称为锌焙砂，锌焙砂用硫 酸水溶液（或废电解液）进行浸出，其主要反应为： ZnO＋H2SO4 ＝ZnSO4＋H2O 浸出的目的是使锌焙砂中的锌尽可能迅速和完全地溶解于 溶液中，而有害杂质，如铁、砷、锑等尽可能少的进入溶液。 浸出时，以氧化锌型态的锌是很容易进入溶液的，问题在于锌 浸出的同时，有相当数量的杂质也进入溶液中，其反应通式为： MezOy十yH2SO4 ＝Mez (SO4 ) y十yH2O 为达到浸出目的，浸出过程一般要有中性浸出与酸性浸出 两段以上工序。中性浸出的任务，除把锌浸出外，还要保证浸 出液的质量，即承担着中和水解除去有害杂质铁、砷、锑等

LA制E0FABC相G是ADTt F。znco 10 Fe(』)2 Cu(OH )2 n(【 2 N《。J c。口 NI 2+ 图13-1锌焙砂中性浸出原理

图13-1 锌焙砂中性浸出原理

tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 锌焙砂中性浸出原理: 由图可以看出:当锌离子浓度为1988molL-1时,开始从 溶液中沉淀析岀锌的pH值为6.321;沉淀析出的pH值比锌离子 小的溶液中只有三价铁离子;铜离子的析出pH值与锌离子相近 因此,当中性浸出终点溶液的pH值控制在5.2~5.1之间时, 三价铁离子就以氢氧化铁沉淀析出。溶液中的铜在活度较大的 情况下,会有一部分水解沉淀,其余仍留在溶液中。镍离子 钴离子、镉离子和二价铁离子等则与锌离子共存于溶液中。 娼金

锌焙砂中性浸出原理： 由图可以看出：当锌离子浓度为1.988 mol·L -1时，开始从 溶液中沉淀析出锌的pH值为6.321；沉淀析出的pH值比锌离子 小的溶液中只有三价铁离子；铜离子的析出pH值与锌离子相近。 因此，当中性浸出终点溶液的pH值控制在5.2～5.1之间时， 三价铁离子就以氢氧化铁沉淀析出。溶液中的铜在活度较大的 情况下，会有一部分水解沉淀，其余仍留在溶液中。镍离子、 钴离子、镉离子和二价铁离子等则与锌离子共存于溶液中

tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 在生产实践中,锌离子含量并非固定不变,随着 锌离子活度的升高或降低,沉淀析出锌的pH值将会 降低或升高。此时,沉淀析出Zn(OH)2的pH值为59。 在中性浸出控制终点溶液的pH值的条件下,Fe2+ 是不能水解除去的。为了净化除铁,必须把Fe2氧化 成Fe3,Fe3能水解沉淀而与Zn?2+分离。 娼金

在生产实践中，锌离子含量并非固定不变，随着 锌离子活度的升高或降低，沉淀析出锌的pH值将会 降低或升高。此时，沉淀析出Zn(OH)2的pH值为5.9。 在中性浸出控制终点溶液的pH值的条件下，Fe2+ 是不能水解除去的。为了净化除铁，必须把Fe2+氧化 成Fe3+ ，Fe3+能水解沉淀而与Zn2+分离

tAn OHNERIITT OF ANC相G是 AUa TICH0100r 2硫化矿酸浸出 用硫酸浸出硫化矿的溶出反应可用下列通式表示: Mes.+2H+=Me2++hS 在溶液中,溶解了的H2S可按下式发生分解: S=HS+H+ HS=S2-+H+ 所有这些变化以及与之有关的其它各种变化发生的条件 焰和规律性,可以通过MsHO系在29K下的电位图(图 A13-2)所了解

用硫酸浸出硫化矿的溶出反应可用下列通式表示： MeS（s）＋2H+=Me2+＋H2S 在溶液中，溶解了的H2S可按下式发生分解： H2S＝HS-＋H+ HS-=S2-＋H+ 所有这些变化以及与之有关的其它各种变化发生的条件 和规律性，可以通过MeS-H2O系在298K下的电位-pH图（图 13-2）所了解。 2 硫化矿酸浸出