Гидрометаллургиялық процесстер
Гидрометаллургиялық процестер көбінесе қатты және сұйық фазалардың
бөліну шекарасында төмен температурада жүзеге асырылады.
Кез-келген
гидрометаллургиялық процесс үш негізгі кезеңнен тұрады: ерітінділеу,
ерітінділерді қоспалардан тазарту және ерітіндіден металды тұнбаға түсіру.
Ерітінділеу - еріткіштің өңделетін материалға (кен, концентрат,
металлургиялық өндірістің жартылай өнімдері және т. б.) әсері кезінде жиі газ
реагенті-оттегі, сутегі және т. б. қатысуымен алынатын металдарды ерітіндіге
(еріту) ауыстыру процесі. Ерітінділеу нәтижесінде екі өнім алынады:
қоспалармен ластанған алынатын металл ерітіндісі және негізінен бос
жыныстардан тұратын ерімейтін қалдық. Еріткіш ретінде су, қышқылдар
сілтілер немесе тұздар ерітінділері қолданылады. Еріткіш қол жетімді, арзан
болуы керек және өңделетін материалдың компоненттеріне қатысты селективті
әсерге ие болуы керек, мүмкіндігінше технологиялық
процесс кезінде
регенерациялануы қажет.
Ерітінділерді қоспалардан тазарту қоспалардың алынатын металға
кейіннен тұңбаға түсіру кезінде химиялық қоспа түрінде немесе бос күйінде
түсуін болдырмау мақсатында жүргізеді. Ерітінділеу кейін алынған
ерітінділерді қоспалардан тазарту үшін бейорганикалық немесе органикалық
реагенттермен
химиялық тұндыру, кристалдану немесе цементтеу әдістері
қолданылады. Соңғы процесс ерітінділерден бір металды одан да көп
электротерістілік (электроотрицательность) дәрежесіне ие болатын екінші
металмен ығыстыру принципіне негізделген. Көміртектендіре тазартудың
мысалдары ретінде күкірті қышқыл мырыш ерітінділерінен мырышпен мысты
бөліп алу (CuSO
4
+Zn+ZnSO
4
+Cu) немесе никель электролитінен никельмен
(CuSO
4
+Ni+NiSO
4
+Cu) мысты бөлу процестері болады.
Металдарды тұңдыру
Ерітінділеуден кейні алынған ерітінділерді сулы ерітінділер электролизі,
көміртектендіру
немесе
қысым
түсіру
арқылы
газ
тәріздес
тотықсыздандырғыштармен тотықсыздандыру көмегімен тазартуға болады.
Түсті металдардың гидрометаллургиясында, әсіресе сирек кездесетін және асыл
металдардың
өндірісінде, сорбциялық (ион алмасу) және экстракциялық
процестер қолданылады. Бұл процестерді қолдану мынадай міндеттерді
шешуге бағытталған: 1) ерітінділеуден кейін алынған ерітінділерден бағалы
металды кейіннен өңдеу үшін тұз құрамы бойынша неғұрлым ыңғайлы басқа
ерітіндіге
ауыстыру;2) сұйылтылған ерітінділер мен қойыртпақтардан
металдарды шоғырландыру; 3) металдарды селективті бөлу және ерітінділерді
қоспалардан тазарту; 4)ерітінділеу, сорбциямен біріктіру. Иониттер ретінде
көбінесе жоғары алмасу қабілеті (ион алмасу қабілеті), химиялық төзімділігі
және механикалық беріктігі бар қатты синтетикалық жоғары молекулалық
заттар қолданылады. Алмасатын иондардың
зарядының белгісі бойынша
катиониттер мен аниониттер ажыратылады. Сондай - ақ, амфотериялық
иониттер-амфолиттер, олар катионды да, анионды да алмасады.
Экстракция (сұйық экстракция) – металдардың ерітілген химиялық
қоспаларын сулы ерітіндіден бір-бірімен араласпайтын сұйық органикалық
фазаға өткізу процесі. Реэкстракция
кезінде органикалық фазадан
экстракцияланатыян металды сулы ерітіндіге өткізеді.
Экстрагентер ретінде органикалық қышқылдар, олардың тұздары,
аминдер мен аммонийлі негіздедің тұздары, спирттер, эфирлер,
кетондар
қолданылады.