Процессы растворения и выщелачивания

Кинетика взаимодействия в системе Ж — Т рассматривается на примере процессов растворения и выщелачивания. Обычно процессы растворения идут в диффузионной или переходной области. При физическом обратимом растворении разрушается кристаллическая решетка и частицы твердого вещества переходят в раствор. Скорость физического растворения для данной пары реагентов (Ж — Т) определяется в основном законами диффузии и поверхностью соприкосновения фаз, т. е. поверхностью кристаллов. Скорость растворения и уменьшается при повышении концентрации растворенного вещества С в жидкой фазе по логарифмическому закону в соответствии с кинетическим уравнением физического растворения, характерным для режима неполного смешения [c.199]

И. О. Брод и Н. А. Еременко допускают миграцию УВ также вследствие изменения объема пор породы, которое может происходить при цементации пород, перекристаллизации минералов или по другим причинам. Эти факторы могут привести к существенному уменьшению объема пор, в то время как процессы растворения и выщелачивания горячими подземными водами, наоборот, ведут к увеличению объема пор. [c.139]

При изучении процессов растворения и выщелачивания метод позволяет получить сведения о числе, равновесном составе фаз и компонентов раствора, механизме протекания исследуемых реакций, взаимном влиянии компонентов раствора и твердых фаз, термодинамических характеристиках индивидуальных веществ и физико-химических параметрах среды (температура, давление) по известной эмпирической информации путем решения обратной задачи, поставленной как обратная задача математического программирования. [c.17]

Кинетика и механизм процессов растворения и выщелачивания определяются структурой и составом растворяемого минерала, характером химических связей в его кристалле, а также целым комплексом физико-химических свойств растворителя. Растворение минералов состоит из стадий подвода частиц растворителя к поверхности минерала, собственно взаимодействия растворителя и минерала и отвода продуктов реакции от поверхности раздела фаз. По характеру взаимодействия минерала и растворителя процессы растворения и выщелачивания грубо классифицируют 1) процессы так называемого простого или физического растворения и 2) процессы химического растворения, обусловленные химическим взаимодействием между растворяемым веществом и растворителем при протекании реакций а) обмена, б) окисления — восстановления, в) нейтрализации, г) комплексообразова-ния. Эта классификация довольно условна, так как процессы растворения и выщелачивания представляют собой сложные явления. [c.26]

Имеется целый ряд доказательств, подтверждающих, что именно скорость диффузии лимитирует скорость многих процессов растворения и выщелачивания. [c.28]

Механохимическая активация процессов растворения и выщелачивания [c.48]

Роль поверхностных и объемных дефектов решетки в протекании процессов растворения и выщелачивания минералов [c.73]

Черняк А. С. Роль дефектов неорганических кристаллов в протекании процессов растворения и выщелачивания. Третье Всесоюзное совещание по химии твердого тела. Тезисы докладов. Ч. 3. Свердловск, 1981. [c.221]

В качестве примеров интенсификации взаимодействий между твердыми и жидкими реагентами (Т—Ж) нин е рассмотрены процессы растворения и выщелачивания, весьма характерные для этой системы. [c.136]

Гетерогенные химические процессы растворение и выщелачивание, обжиг, абсорбция и десорбция описываются уравнением массопередачи, которое рассмотрено в главах IV и VI (см. ур. 39). [c.276]

Непрерывные процессы растворения и выщелачивания находят все более широкое применение во многих областях химической технологии. Обычно такого рода процессы осуществляются в аппарате с интенсивным перемешиванием, которые могут рассматриваться как реакторы совершенного смешения /I/. Известно, что вследствие усреднения состава суспензии непрерывные процессы имеют более низкую производительность, чем периодические. Реальным способом снятия ограничений, связанных с этим обстоятельством, является возвращение твердой фазы на повторное выщелачивание, то есть рециркуляция твердой фазы. [c.256]

На рис. 4.26 представлена схема выбора направления потоков для экстракционных процессов. Эта схема основана на разделении твердофазных экстракционных процессов по характеру движения потоков на три группы 1) прямоточные 2) противоточные и 3) с рециркуляцией твердой фазы. Особенности проведения процессов растворения и выщелачивания удобно выразить с помощью следующих параметров А — изменения (относительное уменьшение) массы твердой фазы при полном извлечении целевого компонента, V— коэффициента рециркуляции иг — порядка реакции. [c.163]

Кинетика взаимодействия в системе Ж—Т рассмотрена на примере процессов растворения и выщелачивания. Обычно процессы растворения идут в диффузионной или переходной области. При физическом обратимом растворении происходит разрушение кристаллической решетки и переход частиц твердого вещества в раствор. Скорость физического растворения для данной пары реагентов (Ж—Т) определяется в основном законами диффузии и величиной поверхности соприкосновения фаз, т. е. поверхностью кристаллов. [c.180]

Книга, предлагаемая вниманию читателя, посвящена лишь одному разделу химической технологии — процессам растворения и выщелачивания. Эти процессы, находящие широкое применение в химической и металлургической промышленности, связаны с взаимодействием твердой и жидкой фаз. Наиболее характерной особенностью рассматриваемых процессов является то, что твердая фаза в ходе реакции претерпевает значительные изменения. Между тем, до сих пор внимание исследователей, занимавших гетерогенными процессами, было сосредоточено преимущественно на каталитических реакциях, в ходе которых состояние твердой фазы (катализатора) обычно не изменяется. Поскольку процессы растворения и выщелачивания проводятся, как правило, в реакторах с интенсивным перемешиванием, круг рассматриваемых аппаратов также оказался ограниченным. [c.3]

Основная цель книги — решение вопроса об оптимальном проектировании непрерывных промышленных процессов растворения и выщелачивания на основании результатов периодических лабораторных опытов. Поэтому в книге уделено значительное внимание рациональным методам обработки результатов лабораторных опытов для получения необходимой информации о кинетике процесса. Соответствующие разделы книги (главы 3 и 4) представляют самостоятельный интерес для исследователей, занятых экспериментальным изучением кинетики гетерогенных процессов. [c.4]

В книге рассматриваются почти исключительно стационарные процессы, представляющие наибольший интерес для технолога. Однако в последней главе обсуждаются некоторые особенности нестационарных процессов. При этом вопросы динамики рассматриваются лишь в той мере, в какой это способствует более ясному пониманию закономерностей непрерывных процессов растворения и выщелачивания. Более подробное изложение вопросов динамики читатель может найти в журнальных публикациях авторов [15—19]. [c.4]

Существуют, однако, гетерогенные процессы, в которых состояние агломератов изменяется во времени. К ним относятся, в частности, процессы растворения и выщелачивания. Такие свойства [c.11]

Для процессов растворения и выщелачивания также применяют весьма разнообразные конструктивные формы реакционного оборудования. Однако при этом можно, пожалуй, с большей определенностью, чем во многих других случаях, выделить один тип химического реактора, который чаще всего используют для растворения и выщелачивания — реактор смешения, в котором с помощью специальных устройств вся реакционная - смесь интенсивно перемешивается. Обычно реактор смешения представляет собой цилиндрический сосуд, снабженный механическим или каким-либо иным (например, эрлифтным) устройством для перемешивания. [c.13]

Преимущественное использование реактора смешения для растворения и выщелачивания объясняется тем, что скорость этих процессов часто ограничивается скоростью диффузии продуктов растворения от поверхности частиц в объем раствора или скоростью диффузии реагентов к поверхности частицы. Для уменьшения диффузионного торможения суспензию необходимо интенсивно перемешивать. Кроме того, в процессах растворения и выщелачивания обычно имеют дело с мелкодисперсной твердой фазой так как скорость растворения пропорциональна поверхности растворяющегося продукта, предварительное измельчение твердой фазы приводит к существенному увеличению удельной поверхности и, соответственно, к росту скорости растворения. Но для того, чтобы обеспечить взаимодействие мелкодисперсной твердой фазы с растворителем, частицы твердой фазы должны находиться во взвешенном состоянии, что также требует интенсивного перемешивания. [c.13]

Если время смешения невелико по сравнению со средним временем пребывания, то, как видно из рис. 2.8, отклонения от идеального смешения весьма незначительны. Это обстоятельство имеет существенное значение при выборе методов расчета реакторов смешения. Так как обычно время смешения на порядок меньше среднего времени пребывания [22], т. е. х 0,1, отклонениями от идеального смешения можно пренебречь без заметного ущерба для точности расчетов. Лишь тогда, когда время смешения приближается по величине к среднему времени пребывания, обнаруживаются заметные отклонения от идеального смешения. Это следует учитывать при расчетах процессов, протекающих с очень большой скоростью, т. е. требующих небольшого среднего времени пребывания. Что же касается процессов растворения и выщелачивания, то для них практически всегда время смешения гораздо меньше среднего времени пребывания, и отклонения от модели идеального смешения для этих процессов несущественны. [c.43]

В большинстве случаев промышленные процессы растворения и выш,елачивания протекают, однако, в диффузионной области скорость процесса всецело определяется скоростью диффузии активного реагента пли растворенного компонента. Поэтому мы остановимся сейчас на некоторых прикладных вопросах диффузионной кинетики в связи с процессами растворения и выщелачивания. [c.47]

Внутренняя кинетическая область нехарактерна для процессов растворения и выщелачивания, так как пористость исходных материалов обычно не слишком велика, и сечение пор ничтожно. Протекание процесса выщелачивания во внешнекинетической области чаще всего возможно лишь на начальной стадии. По мере образования пористого инертного слоя диффузия реагентов затрудняется и процесс переходит во внутреннедиффузионную область. [c.51]

Преимущества кинетической функции как обобщенной кинетической характеристики процессов растворения и выщелачивания в полной мере проявятся в последующих главах, посвященных математическому описанию непрерывных процессов растворения и выщелачивания. [c.83]

До сих пор, говоря об экспериментальном определении кинетических характеристик, мы предполагали, что зависимость Р Т, С) скорости процесса от Т ж С может быть представлена в простом виде е Е/ят( < причем энергия активации Е и порядок реакции а не зависят от температуры и концентрации. Однако для некоторых процессов растворения и выщелачивания, сопровождающихся сложными химическими реакциями, такое представление оказывается слишком грубым. В подобных случаях вид зависимости скорости процесса от температуры и концентрации активного реагента, как правило, не удается определить из теоретических соображений. Это, однако, не препятствует экспериментальному определению кинетической функции и времени полного растворения, хотя объем экспериментальной работы в таких случаях, естественно, увеличивается. [c.96]

Строго говоря, этот результат справедлив лишь в том случае, если пренебречь переходными процессами, возникающими в порах твердой фазы и в пограничном слое при дискретном изменении условий растворения. Поскольку продолжительность реальных процессов растворения и выщелачивания обычно достаточно велика, переходные явления этого типа практически всегда можно не учитывать, так как их влияние на показатели процесса пренебрежимо мало. [c.119]

Непрерывные процессы растворения и выщелачивания чаще всего проводят так, что все исходные компоненты подают в первую ступень каскада, а затем они последовательно переходят из ступени в ступень. Такой процесс будем называть прямоточным. [c.130]

Итак, для непрерывных процессов растворения и выщелачивания следует применять многоступенчатые системы, составленные из реакторов или секций одинакового объема. Именно так мы и будем поступать в рассматриваемых далее примерах. [c.189]

В предыдущей главе были рассмотрены некоторые технологические схемы процессов растворения и выщелачивания и составлены типичные математические модели этих процессов. Говоря об этих моделях, мы отмечали, что входящие в них величины естественным образом разделяются на четыре группы 1) кинетические характеристики процесса 2) физико-химические константы 3) независимые технологические параметры, значения которых задаются на основании определенных соображений 4) зависимые технологические параметры, значения которых определяются путем решения системы уравнений, составляющих математическую модель. Воздействовать на результаты процесса можно лишь с помощью параметров третьей группы. Следовательно, именно эти параметры должны быть объектом оптимизации. Таким образом, оптимизация есть поиск такого-сочетания независимых технологических параметров, которое обеспечивает максимальный технико-экономический эффект от реализации процесса. [c.215]

Процессы растворения и выщелачивания [c.216]

Прямоточная схема технологически осуществима для всех процессов растворения и выщелачивания. Эта схема обладает бесспорным достоинством, состоящим в простоте аппаратурного оформления. Поэтому прямоточную схему всегда следует включать в число конкурирующих вариантов. [c.218]

Рекомендуемый порядок анализа процессов растворения и выщелачивания для предварительного выбора схем движения потоков показан на рис. 6.1. [c.219]

Теория нестационарных процессов имеет свои развитые методы и свою специальную терминологию. Подробное рассмотрение динамики непрерывных процессов растворения и выщелачивания заняло бы слишком много места и не соответствовало бы духу этой книги, рассчитанной в основном на технологов, а не на специалистов по автоматическому регулированию. Поэтому мы ограничимся несколь- [c.236]

Повышение температуры является наиболее эффективным средством, ускоряющим процессы растворения и выщелачивания. Так как процессы растворения в основном являются диффузионными, то температурный коэффициент их скорости практически совпадает с температурным коэффициентом диффузии при повышении температуры на 10 скорость растворения увеличивается в 1,5—2 раза. Повышение температуры способствует уменьшению вязкости раствора и, следовательно, уменьшению толщины диффузионного слоя и его сопротивления массопередаче. С другой стороны, при повышении температуры возрастает предельная растворимость большинства веществ хо и, следовательно, увеличивается движущая сила физического растворения хо—х, а поэтому и скорость растворения. [c.40]

Первый цикл исследований был поставлен на системах, ранее изученных экспериментально. Результаты моделирования не только совпали с данными химии и технологии моделируемых систем, но и подтвердили выявленные с помощью других методов тонкости протекания процессов, прежде всего их стадийность (подробнее см. Карпов И. К., Шепотько М. Л., Черняк А. С. Термодинамический анализ сложных химических равновесий в гетерогенных мультисистемах как метод изучения процессов растворения и выщелачивания — Журн. физ. химии, 1979, т. 43, № 10, с. 2476—2480). Это показало, что использованный метод описания процессов ми-нералообразования пригоден для получения ценной и надежной информации о процессах разрушения веществ растворителями. Метод позволяет на основании полученных зависимостей выбирать оптимальные условия проведения того или иного процесса, предсказывать его динамику, подбирать подходящие растворители. [c.16]

Процессы растворения и выщелачивания часто применяются в самых различных областях химической технологии и гидрометаллургии. Развитие этих областей в значительной степени связано с внедрением непрерывных процессов. Меяду тем, общей теории непрерывных процессов растворения в настоящее время не существует. Полученные до сих пор результаты [1-з] основывались на ряде укрощающих предположений, которые не только суиали круг рассматриваемых процессов, но и в ряде отношений не соответствовали реальной физической картине. Ограниченность этих результатов связана с тем обстоятельством, что математи вское описание непрерывных процессов растворения основывалась на определенней модели растворения отдельной частицы. Поскольку закономерности растворени частиц произвольной формы чрезвычайно сложны, такая модель не момт не содержать серьёзных упрощающих допущений. [c.247]

Рассматривая подземные воды селитебных территорий, необходимо отметить еще две особенности формирования их химического состава. Состав грунтовых вод здесь обычно претерпевает сезонные изменения [297], В условиях питания грунтовыми водами пластовых вод в пределах крупных воронок депрессии это отражается и на составе вод второго от поверхности водоносного горизонта. Приведенные в табл. 44 данные показывают разбавляющее действие талых снеговых вод в весенний период. Летом средние концентрации большинства компонентов выше таковых по сравнению с весенним периодом. Многолетние наблюдения за гидрохимическим режимом в селитебных зонах свидетельствуют о том, 4TO в условиях питания грунтовых вод утечками из водонесущих коммуникаций химический состав загрязненных вод определяется составом пород зоны аэрации. Здесь решающее значение приобретают процессы растворения и выщелачивания. [c.237]

Согласно [121, 122, 337], в атмосфере свинец мигрирует главным образом в аэрозольной форме. Выпадение его в индустриздьно-урбанизиро-ванных районах достигает 12-350 мг/м год (см. табл. 51), В составе стабильных аэрозолей в сельскохозяйственных регионах он составляет 1,7-55 мг/м год. В жидкую фазу атмосферных осадков свинец переходит в результате процессов растворения и выщелачивания частиц аэрозолей. Концентрация его изменяется от 0,006 до 10,0 мг/л (по данным автора, табл. 51 и материалам [73,97]). [c.300]

Общими приемами интенсификации процессов растворения, выщелачивания, экстрагирования являются увеличение поверхности соприкосновения фаз измельчегшем твердого вещества, увеличением его пористости и полным омыванием поверхности кристаллов жидкостью, увеличение относительной скорости перемещения твердой и и<идкой фаз (перемешивание). Повышение температуры также может служить одним из наиболее эффективных приемов ускорения процессов растворения и выщелачивания как в кинетической, так и в диффузионной области. Повышение температуры увеличивает скорость межфазных процессов — разрушения кристаллической решетки и химических реакций, уменьшает вязкость раствора и, следовательно, диффузионное сопротивление, увеличивает концентрацию насыщения Снас и соответственно движущую силу физического растворения. [c.182]

Поскольку в большинстве случаев процессы растворения и выщелачивания идут в диффузионной области, для их осуществления применяют реакционную аппаратуру, позволяющую увеличить относительную скорость перемещения растворяемого вещества и растворителя. Для этого пропускают жидкость через фильтрующий или взвешенный слой твердого материала или применяют различные способы перемешивания. Применяют аппараты типа диффузоров, на решетке которых находится слой пористого материала, омываемого растворителем, барабанные или вертикальные растворители с принудительной циркуляцией жидкости, шнековые растворители (см. рис. 56), в которых шнек, вращающийся в желобе, служит для перемещения твердого вещества и для перемешивания его с растворителем, подаваемым противотоком, и, наконец, аппараты с различного рода механическими мешалками. Аппараты, как правило, обогреваются или при помощи рубашек, т. е. обогревается корпус аппарата, или при помощи внутренних змеевиков, по которым циркулирует пар, или при помощи острого пара. Иногда эти методы обогрева совмещаются. При выщелачивании для повышения средней двужущей силы процесса и снижения потерь со шламом применяют противоток твердого материала и растворителя. Особо важным приемом интенсификации выщелачивания является применение возможно более пористых твердых материалов (спеков) для развития поверхности контакта фаз и ускорения стадии внутренней диффузии. [c.183]

Для интенсификации процессов растворения и выщелачивания солей В. Б. Вроунштейп предложил способ [206, 207] растворения падающих частиц соли в восходящем потоке жидкости. Такое противоточное межфазное скольжение резко повышает интенсивность растворения соли, как это видно на рис. 8-5. Причем эффективность процесса дополнительно возрастает за счет падения частиц навстречу потоку растворителя. Но полидисперсность соли затрудняет полную реализацию идеи проти- [c.156]

В книге впервые систематически изложены метлды математического моделирования непрерывных процессов растворения и выщелачивания. Приведены общие принципы математического моделирования процессов растворения и даны л1етоды расчета этих процессов с помощью электронных вычислительных машин. Детально рассмотрен вопрос об объеме информации о кинетике процессов, необходимом для построения математической модели, и о способах экспериментального пол (чения атдй информации. Специальный раздел посвящен применению математических методов для расчета оптимальных режимов непрерывных процессов. Большое внимание уделено конкретным примерам. [c.2]

Авторы стремились не только изложить методы математического описания этих, процессов, но и показать на ряде конкретных примеров, как нриме-ненйе методов математического моделирования приводит к получению численных результатов, достаточных для оптимального проектирования процессов растворения и выщелачивания. Приведенные в книге примеры не могут, конечно, исчерпать всего многообразия практических задач, встреча10щихся при проектировании промышленных процессов растворения и выщелачивания. Книга не содержит рецептов на все случаи жизни . Однако авторы надеются, что, используя развитый в книге подход к математическому моделированию гетерогенных процессов с изменяющейся твердой фазой, читатель сумеет решить и такие инженерные задачи, которые в тех или иных отношениях отличаются от рассмотренных в тексте. [c.4]

Мы приходим, таким образом, к выводу, что кинетические характеристики, необходимые для моделирования-процессов растворения и выщелачивания, в реальных случаях нельзя получить из одних только теоретических соображений. Остается другая возможность — получить эти характеристики экспериментальным путем, поставив для этой цели серию лабораторных опытов в реакторах периодического действия. Иначе говоря, вместо неизвестных нам закономерностей растворения отдельных частиц следует использовать получа-" емую из опыта кинетическую характеристику реального растворяемого продукта, представляющего собой совокупность большого количества частиц, различающихся по размерам и форме. [c.61]

Очень важно унифицировать, ускорить определение указанных элементов, максимально формализовав процесс построения модели. Анализ математического описания различных физико-химических процессов (растворение и выщелачивание [48], полимеризация [49]) показывает, что наиболее удачным является использование принципа инвариантности моделей к изменению начальных условий процесса. Из рассмотрения достоинств и недостатков разных методов описания следует, что может быть предложена усо-вершенствоваиная методика. Основные принципы построения эмпирических моделей, инвариантных к начальным условиям, для полимеризационных процессов изложены в работе [50]. [c.86]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология