ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отдельные технологические процессы в гидроэлектрометаллурЭлектролиз в металлургии цинка и кадмия из "Прикладная электрохимия" Промышленное развитие гидроэлектрометаллургия получила в конце прошлого века после появления мощных источников постоянного тока (в частности, динамомашин). [c.232] В течение сорока лет, начиная с 80-х годов, были организованы производства с крупными электролизными цехами для получения чистых меди, позже — кадмия, свинца, олова, никеля, кобальта, а затем марганца и хрома. [c.232] Есина и многих других ученых и инженеров, превративших советскую электрохимическую металлургию в одну из крупнейших и передовых в мире. [c.232] Основным-процессом в гидроэлектрометаллургии является электролиз. Большинство металлов может быть получено электролизом их расплавленных соединений, но не все металлы можно получить электролизом водных растворов. [c.232] Электролиз водных растворов стал одной из важных областей металлургии тяжелых цветных металлов (меди, висмута, сурьмы, олова, свинца, никеля, кобальта, кадмия, цинка) и находит применение при получении благородных и рассеянных металлов, а также марганца и хрома. [c.232] Некоторые металлы извлекают из руд в основном способами пирометаллургии, и только конечная стадия — получение чистого металла осуществляется так называемым электролитическим рафинированием (табл. УИМ), которое предусматривает анодное растворение пирометаллургического, загрязненного различными примесями металла и катодное его осаждение в том же электролизере в более чистом виде. При этом товарными являются металлы, получаемые как в результате пирометаллургиче-ской переработки (металлы пониженной чистоты), так и рафинирования (чистые металлы). [c.232] Другие металлы после извлечения их из руд различными растворителями (в том числе и отработанными электролитами) и очистки растворов выделяются в чистом виде на катоде в электролизерах с нерастворимыми анодами. Этот способ для краткости иногда называют электроэкстракцией. [c.233] Рафинирование и электроэкстракция из водных растворов осуществляются как с применением жидких электродов из ртути и ее сплавов (амальгамная металлургия), так и твердых электродов. Закономерности обоих процессов близки между собой, однако практическое распространение получил второй способ. [c.233] Вместо восстановления ионов металла из водных растворов на катоде возможно их восстановление другим, но более электроотрицательным металлом или водородом при определенных условиях без электролиза. Такие процессы носят название цементации и вытеснения и также могут быть отнесены к электрохимическим процессам. [c.233] Одним из преимуществ гидроэлектрометаллургических методов является то, что они часто позволяют более полно по сравнению с металлургическими переделами перерабатывать бедные и полиметаллические руды с раздельным получением всех полезных компонентов, а основного — в виде продукта высокой чистоты. Так, цинковые заводы одновременно с цинком выпускают кадмий, свинец, соли или концентраты меди и кобальта, ряд редких металлов и концентратов, а также серную кислоту медерафннировочные заводы — медь и шламы, содержащие благородные металлы. Стоимость попутно получаемых продуктов — важный фактор при определении рентабельности гидроэлектрометаллургического производства по сравнению с пирометаллургическим. [c.233] Перечисленные в табл. УИМ гидроэлектрометаллургические процессы состоят из двух основных стадий подготовки электролита и извлечения из него металла. Для организации процесса получения металла с высокими показателями важны обе стадии. [c.233] Подготовка электролита для процессов рафинирования заключается главным образом в удалении нежелательных компонентов из электролита. В процессах гидроэлектрометаллургического передела руд подготовка электролита может включать обжиг руды или концентрата, выщелачивание продукта обжига отработанным электролитом и очистку раствора от нежелательных компонентов. В результате каждой из этих операций выделяются, обычно тоже используемые, побочные продукты (в табл. УПЫ эти продукты выделены полужирным щрифтом). [c.233] Является сложным химико-металлургическим процессом. Различают четыре основные группы обжигов. [c.236] Хлорирующий обжиг целесообразен при последующем электролизе образующихся хлоридов. [c.236] Обжиги могут быть проведены в печах разнообразных конструкций горизонтальных трубчатых, шахтных, а также в многоподовых печах с гребками на центральном вращающемся валу для передачи руды с одного пода на другой. За последнее время в гидроэлектрометаллургии особое распространение получили печи кипящего слоя (КС) и их разновидности (рис. VlII-l) [5]. [c.236] В случае окислительного обжига газом-носителем и газом-реагентом является воздух, иногда обогащенный кислородом. При восстановительном обжиге такими газами являются газы металлургических, коксохимических печей и другие, содержащие восстанавливающие агенты, например метан. Газы поступают в печь иод давлением 0,2—0,3 МПа (2—3 кгс/см ). [c.237] Преимущество печей КС заключается в том, что каждая частица мелкодисперсной руды омывается газом-реагентом, поэтому процесс обжига протекает быстро и полно. Недостаток печей КС — в большом уносе руды в виде пыли (40% и более), что обусловливает необходимость установления мощных фильтров циклонов, электрофильтров, рукавных фильтров для возвращения пыли на стадию выщелачивания. [c.237] Процессы выщелачивания [1, 2]. В зависимости от состава руды и соединения, в виде которого находится основной элемент, руда может подвергаться воздействию химических реагентов непосредственно после механического и флотационного обогащения или ее следует вначале обжигать. [c.237] При ЭТОМ выщелачивающими агентами могут быть растворы кислот, солей или щелочей. [c.238] Карбонатные руды выщелачиваются с образованием СОз, что вызывает вспенивание пульпы и необходимость некоторого увеличения емкости реакторов. Двуокись углерода, выделяясь, увлекает за собой капли кислого раствора, образуя вредный кислотный туман. [c.238] Вернуться к основной статье