Гидрометаллургия

извлечение металлов из сырья с использованием хим. Р-ций в водных р-рах. Сырьем м. Б. Руды, рудные или хим. Концентраты (продукты мех. Обогащения или хим. Переработки руд), отходы др. Производств или самих гидрометаллургич. Процессов. Гидрометаллургич. Методы пригодны для извлечения металлов из сырья с низкими концентрациями металла и не поддающегося переработке традиц. Методами, поэтому роль этих методов в условиях происходящего обеднения и ухудшения кач-ва рудного сырья постоянно возрастает. К достоинствам Г. Относится также возможность разделения близких по св-вам металлов (Zr и Hf, Nb и Та, смесей РЗЭ и др.), упрощение переработки по сравнению с пирометаллургией. Применение гидрометаллургич. Методов во мн. Случаях существенно снижает загрязнение окружающей среды вредными отходами.

Так, все большее значение приобретает прямая переработка сульфидных концентратов Си, Ni, Zn, Pb и др. Металлов без их обжига (обжиг приводит к выделению SO2, к-рый при выбросе в атмосферу загрязняет окружающую среду, а при улавливании приводит к заметному удорожанию переработки). Собственно гидрометаллургич. Процессам обычно предшествует мех. Передел включающий операции дробления, измельчения, классификации, мех. Обогащения - флотации, гравитац. Обогащения, отсадки, разделения в тяжелых суспензиях (см. Обогащение полезных ископаемых), а для нек-рых руд - радиометрич. Обогащение и др. Задача этого передела - удаление как можно большей массы минералов пустой породы. Г. Включает также три след. Основных передела. Переведение ценных металлов в р-р, переработку р-ров и выделение из очищенных р-ров металлов или нерастворимых соединений.

Вначале из сырья селективно извлекают в р-р ценные металлы (см. Выщелачивание). Для очистки и концентрирования р-ров применяют жидкостную экстракцию и ионообменную сорбцию, реже - мембранные методы, ионную флотацию и др. Ионообменная сорбция служит, как правило, для концентрирования относительно малоконцентриров. Р-ров, к-рые могут содержать взвешенные частицы твердых в-в. Емкость экстрагентов (макс. Концентрация в них извлекаемого металла) значительно выше емкости сорбентов, поэтому экстракцию применяют при переработке любых по концентрации р-ров, но из-за сильного захвата экстрагентов твердыми частицами - при отсутствии в этих р-рах взвешенных твердых частиц. Более высокой емкостью обладают импрегнированные сорбенты Ч пористые в-ва, содержащие орг.

Р-рители, а также твердые экстрагенты (твэксы) - орг. Р-рители в полимерной матрице. Импрегнированные сорбенты и твэксы могут применяться для переработки концентрированных содержащих взвешенные твердые в-ва р-ров. Для концентрирования и очистки р-ров используют также осаждение, соосаждение, а для разделения близких по св-вам р-ров (напр., гексафто-роцирконата и гексафторогафната калия) - дробную кристаллизацию, т. Е. Проведение циклов частичного осаждения и растворения. Для выделения металлов из р-ров применяют восстановление (напр., водородом) при обычном давлении или в автоклаве, цементацию с использованием более активных металлов и электролитич. Восстановление. Металлы, к-рые не могут быть выделены из водных р-ров (напр., Al, Mo, W, U), осаждают в виде оксидов, гидроксидов, фторидов хлоридов, комплексных фторидов и др.

Далее эти соединения восстанавливают до металлов разл. Методами, включая пирометаллургич. (см. Металлотермия )и электрохимич. В гидрометаллургич. Технол. Схемах используют также такие мех. Процессы, как декантация, фильтрация, гидроциклонирование и центрифугирование. Для интенсификации разделения жидкой и твердой фаз применяют синтетич. Флокулянты. Г. Часто связана также с применением термич. Процессов. Сушки, прокаливания осадков, обжига концентратов и др. Все более широкое применение находят совмещенные операции, напр. Измельчения и выщелачивания, выщелачивания и ионообменной сорбции. Гидрометаллургич. Операции могут сочетаться также с процессами газовой металлургии, напр. Получением хлоридов или фторидов. Так, образовавшиеся при переработке рудных концентратов хлориды Zr и Hf могут растворяться в воде и перерабатываться далее гидрометаллургич.

Методами. Полученные по обычной гидрометаллургич. Технологии соединения W м. Б. Превращены в WF6, используемый далее для получения металла. Один из недостатков Г.-относительно большой расход воды на единицу продукции. Напр., на 1 т урановой руды только при получении хим. Концентрата образуется 0,3-5,0 т сбросных р-ров. Важное значение в преодолении этого недостатка имеют разработка и внедрение процессов водооборота и в конечном итоге переход на полностью бессточную технол. Схему. Г. Применяют для получения цветных (Al, Cu, Ni, Co, Zn и др.), редких (Be, РЗЭ, Ti, Zr, Hf, Nb, Та, Mo, W и др.), прир. Радиоактивных (U, Th), искусств, радиоактивных (Np, Pu и др.), благородных (Ag, Au, Pt и платиновые металлы) металлов. Биогидрометаллургия основана на применении автотрофных бактерий (гл.

Обр. Тионовых) для выщелачивания U, Си и др. Металлов из сульфидных минералов или в присут. Сульфидных минералов, а также для удаления примесей сульфидных минералов (пирита, арсенопирита и др.) из серебряных и золотых руд или из каменного угля и др. Материалов. Лит. Плакеин И. Н., Юхтанов Д. М., Гидрометаллургия, М., 1949. Хабаши Ф., Основы прикладной металлургии, пер. С англ., т. 2, М., 1975. Зеликман А. Н., Вольдеман Г. М., Белявская Л. В., Теория гидрометаллургических процессов, М., 1983. Гидрометаллургия, пер. С англ., М., 1978. Гидрометаллургия. Автоклавное выщелачивание, сорбция, экстракция, М., 1976. Снурников А. П., Гидрометаллургия цинка, М., 1981. Г. А. Ягодин, В. А. Михайлов..