Переработка продуктивных растворов выщелачивания

Рассолы

Рассолы представляют собой крепкие растворы водорастворимых солей (NaCl, KCl, MgCl2, LiCl, Na2SO4, Na2CO3 и т. п.). Для их переработки применяются галургические и флотационные методы.

Поскольку скважинное подземное растворение NaCl является широко применяемым способом разработки, переработка рассолов производится на химико-технологических предприятиях с использованием упомянутых галургических методов (упаривание, кристаллизация) и флотационной перечистки кристаллических осадков в насыщенных растворах солей с целью разделения NaCl, KCl, MgCl₂.

Несколько меньше масштабы подземного растворения KCl. Заводские энергоемкие процессы галургической химической переработки хлоркалиевых рассолов заменяются для аридных зон способом раздельной кристаллизации в системе испарительных бассейнов для получения товарного хлористого калия.

Продуктивные растворы получают в результате подземного или кучного выщелачивания, выщелачивания отвалов металлсодержащих руд или пород водными растворами кислот, щелочей или их солей. Подбор растворителей ведется таким образом, чтобы по преимуществу выщелачивались целевые металлы, причем в необходимых анионных или катионных формах, пригодных для последующей переработки растворов. Наиболее широко подземное и кучное выщелачивание применяется для получения меди, урана и золота (попутно извлекается серебро). Вместе с тем проведено достаточно много успешных исследований по кучному выщелачиванию никеля, цинка, других цветных металлов, по подземному выщелачиванию железных и марганцевых руд.

Медьсодержащие растворы. Подземное и кучное выщелачивание меди осуществляется растворами серной кислоты, Fe2(SO4)3, углекислого аммония или NH₄OH и редко цианидными растворами. Поэтому медь на извлечение поступает в виде соответствующих соединений: CuSO₄, Cu(NH₃)₄CO₃ и редко в виде NaCu(CN)₂. В растворе медь находится форме катионов Сu₂+, Cu(NH₃)₄ + или аниона Сu(CN)₂^-. В виде соответствующих катионов присутствуют в сернокислотных растворах балластные металлы (Fe, Ca, Mg, Al). Типичный состав растворов, получаемых при сернокислотном выщелачивании забалансового сырья (г⋅л-1) 0,3—3 Cu, 2—8 Fe, Ca, Al, Mg, 0,2—1 шламистых твердых частиц, pH раствора 1.4—3.2. В меньшей степени присутствие балластных металлов в форме катионов характерно для аммиачных и цианидных растворов. В цианидных растворах эти металлы образуют растворимые комплексные соединения.

Золотосодержащие растворы. Поскольку кучное выщелачивание золота производится в основном цианидами и редко тиосульфатными растворами, то в растворах обычно присутствуют анионы Au(CN)₂ – либо [Au(S₂O₃)₂]₃-, а также цианидные комплексы [Ag(CN)2]-, [Cu(CN)4]3-, [Fe(CN)6]4-, [Zn(CN)4]2- и др. Большое значение имеют катионные тиомочевинные комплексы золота Au[CS(NH₂)]₂ +, а также AuCl₄ -, AuI₂ -, AuBr₄ -, образующиеся в процессах десорбции и элюирования нагруженных золотом сорбентов и экстрагентов.

Урансодержащие растворы. Кучное и подземное выщелачивание урановых руд производится сернокислотными и содовыми растворами Na₂CO₃ плюс NaHCO₃. NaHCO₃ вводится для предотвращения образования NaOH вследствие гидролиза карбоната натрия. В присутствие NaOH могут образоваться нерастворимые уранаты Na₂UO₄, диуранаты Na₂U₂O₇. При характерных для подземного и кучного выщелачивания концентрациях кислоты шестивалентный уран образует водорастворимые анионные комплексы дисульфат и трисульфат уранила UO₂(SO₄)₂ 2- и UO₂(SO₄)₃ 4. Только для слабокислотных растворов характерно преобладание ионов уранила UO₂ 2+ и молекул уранилсульфата UO₂SO₄. Общую формулу c учетом гидратированности для них можно представить в виде UO₂[(H₂O)n(SO₄)m]₂-2m, где n = 0—4, m = 1—3. Наблюдается также полимеризация комплексных сульфатных ионов при рН свыше 2,5. При выщелачивании урансодержащих фосфатов характерно образование фосфатов четырехвалентного урана U(HPO₄)₂. В содовых растворах также образуются комплексные анионы дикарбонат и трикарбонат уранила UO₂(CO₃)₂ 2- и UO₂(CO₃)₃ 4-.Разнообразие форм урана позволяет использовать катионообменные и анионообменные реакции для его извлечения из раствора сорбционными методами и жидкостной экстракцией.

Дата добавления: 2014-01-04