Процесс выщелачивания

Процесс растворения

ПРОЦЕССЫ ФХГ

Методы ФХГ основываются на физических и химических процессах.

Первые сопровождаются изменением формы, внешнего вида, физических свойств полезного ископаемого (например, плавление серы, гидравлическое разрушение руды), вторые — изменением химического состава и свойств полезного ископаемого (например, горение угля, выщелачивание урана, меди).

При растворении всегда имеется перемещение жидкой фазы относительно твердой поверхности растворяемого вещества. Даже в случае отсутствия внешних причин, вызывающих движение жидкой фазы, происходит естественная конвекция жидкости, обусловленная тем, что плотность жидкой фазы неодинакова в разных точках внутри раствора. Независимо от характера движения жидкости у границы раздела фаз всегда существует пограничный слой, который оказывает сопротивление диффузии частиц растворимого вещества в массу раствора. Скорость диффузионного процесса растворения определяется разностью концентрации растворяемого вещества на контакте между пограничным слоем насыщенного рассола, образующимся на поверхности растворения, и общей массой растворителя. По мере повышения концентрации растворяемого вещества в жидкой фазе скорость растворения уменьшается по логарифмическому закону, т. е. она пропорциональна насыщенности раствора (разности между растворимостью и текущей концентрацией растворенного вещества). Под скоростью растворения понимается количество соли, растворяемой в единицу времени с единицы поверхности (массовая скорость растворения), или расстояние, на которое распространяется растворение (линейная скорость растворения). Как показали многочисленные исследования, скорость растворения не является постоянной даже при постоянстве температуры, начальной концентрации и т. д.

Было отмечено, что скорость растворения в значительной степени зависит от угла наклона поверхности соли и температуры. В зависимости от изменения температуры воды растворимость галита и сильвина изменяется различно. При совместном их растворении в растворе наблюдается определенное суммарное их количество и определен ное количество каждого из них в отдельности.

При движении рабочих флюидов по рудному телу происходят реакции, при которых соединения полезных ископаемых переходят в растворимые формы, массообмен между рудным телом и рабочим агентом (растворение, физическая десорбция, ионная сорбция) и конвективная диффузия в порах и трещинах.

Механизм процесса выщелачивания определяется структурой и составом растворяемого минерала, характером химической связи в его кристаллической решетке, комплексом физико-химических свойств растворителя.

В основе выщелачивания могут лежать:

обменные реакции (обмен ионами), при которых происходит образование легкорастворимых соединений (взаимодействие окислов и солей металлов с кислотами);

окислительно-восстановительные реакции, при которых происходит образование легко растворимых соединений за счет передачи электронов от атомов выщелачивающего агента к атомам минерала или наоборот. Вещества, отдающие электроны, называются восстановителями, а принимающие — окислителями.

Механизм выщелачивания полезных ископаемых сопровождается нередко наблюдающимися вторичными процессами, которые возникают из-за содержания в руде комплекса взаимодействующих с растворителем минералов, зачастую вторичные процессы приводят к осажде нию из раствора уже извлеченного минерала или тормозят процесс растворения в связи с образованием плотных пленочных покрытий на поверхности растворения.

Дата добавления: 2014-01-04