1、第三章第三章 矿物的浸出矿物的浸出1 铀的浸出铀的浸出 1.1 1.1 酸法浸出铀的化学过程酸法浸出铀的化学过程 1.2 1.2 碱法浸出碱法浸出 2 铜的浸出铜的浸出 2.1 2.1 铜的主要化合物铜的主要化合物 2.2 2.2 铜的价态铜的价态 2.3 2.3 铜的氧化物铜的氧化物 2.4 2.4 铜的硫化物铜的硫化物 2.5 2.5 铜盐铜盐 3 金、银的浸出金、银的浸出1 1 铀的浸出铀的浸出 按溶浸液的性质分为酸法浸出和碱法浸出两种。前者适用于硅酸盐类的矿石，常用的溶浸液为硫酸；后者适用于碳酸盐类矿石，常用的溶浸液为碳酸氢钠和碳酸钠的混合溶液。按浸出工艺和方法如第一章所述分为原地浸出
2、、就地破碎浸出、堆浸和联合浸出等。在工业生产中采用哪种方法，当然要根据试验最终结果来确定，主要是考虑以下几点：1)矿石性质矿石性质。如渗透性、块度、泥含量、硅酸盐含量、碳酸盐含量、硫化物含量、有用组分在矿石中的分布特点，矿石浸出性能等。2)浸矿剂价格。浸矿剂价格。低廉，易于生产和获得。3)浸出液成分。浸出液成分。浸出液适合于后续工序处理。4)处理工艺。处理工艺。溶液能再生和循环使用。5)浸出率和生产率高。浸出率和生产率高。6)环境影响。环境影响。对环境污染小，浸出结束后易恢复生态平衡。1.1 1.1 酸法浸出铀的化学过程酸法浸出铀的化学过程 在铀矿石酸法浸出工艺中，硫酸、硝酸、盐酸都可以作为浸
3、矿剂，但工业上绝大多数使用硫酸浸出铀矿石。这是因为硫酸不仅有较强的浸出能力，与铀反应生成稳定的硫酸铀酰络离子，而且价格低、运输方便、腐蚀性较小、浸出液适合于后续工序处理等优点，所以在工业上广泛应用。用硫酸浸出铀矿石时，由于四价铀难以浸出，浸出过程中需要先把四价铀氧化为六价铀，而铀矿石中四价铀往往占有一定比例，所以在铀矿的浸出工艺中往往需要加入氧化剂。矿物中的杂质主要有：二氧化硅、铁氧化物、氧化铝、钙镁化合物、磷酸盐、钼、钒等。1.2 1.2 碱法浸出碱法浸出 常用的溶浸液为碳酸氢钠和碳酸钠的混合溶液，能选择性地溶解矿石中的铀氧化物。碱法浸出是利用铀酰离子与碳酸根的强络合作用，浸出过程中对铀有较
4、好的选择性，进入浸出液中的杂质较少。1.3 1.3 酸法浸出酸法浸出 酸法浸出可用硫酸、硝酸和盐酸。盐酸价格高，对设备、材料等腐蚀性很强，故一般不用；硝酸氧化性强，浸出四价铀时不需另加氧化剂，对铀溶解能力大，但价格较高，且稀硝酸对浸出设备和材料要求很严，特别是在地浸中应用，井孔内设施一旦遭到腐蚀和破坏，维修和恢复十分困难，甚至引起钻孔报废，故一般很少使用。硫酸则如前所述，是一种优点较多的理想浸矿剂。浓硫酸可用碳素钢容器转运和储存，浸矿设备和材料可用不锈钢、耐酸陶瓷和塑料等制造。前苏联主要用酸法，我国目前也以酸法为主。2 2 铜的浸出铜的浸出2.1 2.1 铜的主要化合物铜的主要化合物 铜的化学
5、活性比金高，它与硫、氧、卤素、硝酸、热的浓硫酸起反应；但与铀相比，铜的化学活性低，人们一般把铜归结为化学活性低的元素。铀、金、铜在化学活性方面的差异，与它们在自然界存在的矿物形态是一致的。自界的铀矿物都以化合物形式存在，从未发现单质铀；而金则主要是以自然金的形态出现，很少以化合物形式存在；铜主要是以化合物形式存在，只有少量的自然铜出露于矿石中。2.2 2.2 铜的价态铜的价态 铜存在一价和二价两种价态。一价铜在溶液中不稳定，只有溶液中存在能与一价铜络合的离子(如CN-，C1-等)时，才是稳定的。Cu+在溶液中会产生歧化反应，但固态铜化合物中，一价铜可以稳定存在。2.3 2.3 铜的氧化物铜的氧
6、化物 铜的氧化物有氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O)。天然矿物中也存在这两种物质，按它们所具有的颜色，前者被称为黑铜矿，后者称赤铜矿。氧化铜(CuO)不溶于水，易溶于稀的无机酸，生成相应的铜盐。氧化铜是碱性氧化物，不与碱发生化学反应，但由于铜能与氨形成稳定的铜氨络离子，因此，氧化铜能溶解于氨水碳酸铵溶液中。2.4 2.4 铜的硫化物铜的硫化物 自然界存在的铜的硫化物相当多，是人类获取铜的主要原料。CuS不溶于水、稀硫酸、盐酸、硝酸中。它不溶于无机酸(稀)中的这一特性，常被人们用来从其他金属元素中分离和提纯铜。2.5 2.5 铜盐铜盐 铜盐的种类繁多，在天然的铜矿物中存在有碳酸盐类的孔雀石C
7、uCO3Cu(OH)2。和蓝铜矿2CuCO3Cu(OH)2，硅酸盐类的硅孔雀石CuSiO32H2O和透视石CuSiO3H20，硫酸盐类的胆矾和水胆矾CuSO45H20和CuSO43Cu(OH)2，此外还有氯铜矿CuCl23Cu(OH)2等。与堆浸工艺有关的铜盐，最重要的是硫酸铜，因为从古到今的铜矿堆浸均采用硫酸作为溶浸剂，矿石中的铜均以硫酸铜的形式转移到浸出液中，从浸出液中分离、提纯，直至得到市售产品，都借助于硫酸铜的化学、物理性质来实现。此外，硫酸铜是除电解铜以外，市场上最多的铜产品。硫酸铜易溶于水，其水溶液呈弱酸性；它的溶解度与温度有关。浸出液中的铜经分离、提纯和富集后，往往经加热蒸发，然
8、后冷却结晶出五水硫酸铜CuSO45H20，它在9399时转变为CuSO4.H20，而于150 时变为无水硫酸铜CuSO4。3 3 金、银的浸出金、银的浸出 金、银矿石的浸出，普遍使用氰化物作浸矿剂，但氰化物剧毒，对环境污染一直是人们关注的问题。国外寻找了新的浸取金、银的浸矿剂，如碘及碘化物。碘对金、银有氧化作用和络合作用，低浓度时还有消毒作用，但碘资源不丰富，不能大量应用。现在仍在研究新的金银浸矿剂，目前应用较广的还是氰化物。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
