Гидрометаллурги́я — выделение металлов из руд, концентратов и отходов производства с помощью водных растворов определённых веществ (химических реагентов).
Гидрометаллургия
1. Подготовка исходных материалов к выщелачиванию, в том числе механическая обработка (дробление, измельчение) и операции по изменению химического состава исходного материала (перевод малорастворимых соединений в растворимые).
Применительно к рудным материалам подготовительные операции называют разложением или вскрытием. К ним относятся:
Среди химических подготовительных операций превалируют пирометаллургические процессы, однако в некоторых случаях разложение осуществляют гидрометаллургическим способом, например разложение шеелита (CaWO4) соляной или азотной кислотой с получением осадка вольфрамовой кислоты, который затем растворяют в аммиачной воде или растворе щёлочи.
2. Выщелачивание – перевод металла из исходного материала или продукта, полученного в результате подготовительных операций, в водный раствор.
3. Разделение твёрдой и жидкой фаз – операции сгущения, фильтрации и промывки твёрдой фазы.
4. Подготовка растворов к выделению из них чистых соединений или металлов – очистка растворов от примесей отделением последних, разделение близких по свойствам металлов, например редкоземельных металлов, циркония и гафния, тантала и ниобия, вольфрама и молибдена, а также концентрирование раствора по выделяемому компоненту (на этих операциях используются осаждение малорастворимых соединений, сорбция на ионообменных смолах, экстракция, цементация или другие методы, а для концентрирования растворов – также выпарка).
5. Выделение из растворов чистых соединений или металлов методами кристаллизации или осаждения малорастворимых соединений, восстановления газообразными реагентами, цементацией или электролизом.
Применение
В промышленном масштабе гидрометаллургия используется с конца 19 в. для извлечения золота из руд обработкой последних растворами цианидов (NaCN, KCN) с осаждением золота из этих растворов металлическим цинком.
Применяется для производства глинозёма путём обработки бокситов щелочными растворами с последующим гидролизом полученных растворов.
Широкое применение гидрометаллургии в современном производстве цветных, благородных и редких металлов обусловлено возможностью избирательного извлечения металлов из бедных и труднообогатимых руд (в некоторых случаях металлы извлекают в раствор непосредственно из рудного тела, например подземное выщелачивание меди и урана).
Гидрометаллургия обеспечивает комплексную переработку сырья с извлечением всех ценных составляющих:
С помощью чисто гидрометаллургических технологических схем перерабатывают практически всё вольфрамовое сырьё.
В производстве цинка, молибдена и других металлов пирометаллургические операции используются только для подготовки сырья к последующей гидрометаллургической переработке.
В производстве меди и никеля (металлов, традиционно получаемых по пирометаллургическим схемам) всё шире используется гидрометаллургия, позволяющая устранить выбросы диоксида серы (SO2) в атмосферу и наиболее экономично перерабатывать бедное сырьё.
Опубликовано 22 августа 2022 г. в 12:32 (GMT+3). Последнее обновление 19 октября 2022 г. в 12:01 (GMT+3).
В настоящее время этот способ используется для получения урана, алюминия, золота, цинка и др.
Сегодня около 20 % мирового производства Cu, 50-80 % Zn и Ni, 100 % оксидов Аl и U, металлических Cd, Co и других металлов базируется на гидрометаллургии. Основная операция гидрометаллургии — выщелачивание (например, кучное выщелачивание, подземное выщелачивание).
Самым древним известным способом гидрометаллургии является выделение меди из руд Рио-Тинто (Испания) в XVI столетии. Позднее были разработаны и воплощены гидрометаллургические способы извлечения платины (1827), никеля (1875), алюминия из бокситов (1892), золота (1889), цинка (1914) и т. д.