化学选矿 第4章ppt课件.ppt

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1、化学选矿（第4章化学沉淀）4.1概述化学选矿过程能否成功的关键是金属及其化合物能否从溶液中分离出来。当有价金属从矿石原料中经过浸出或分解进入溶液后，一些杂质也或多或少的转入溶液中。若要得到合格的金属产品，必须使有价金属与杂质分离。常用的分离方法：除采用溶剂萃取和离子交换等方法净化、分离提纯外，工业上还常用化学沉淀方法。4.1概述定义：加入某种试剂使主要金属离子生成某种化合物，通过调整pH值，使主要金属所形成的化合物由溶解状态转变成沉淀而分离出来。若处理的矿石品位低，浸出液中金属离子浓度小，沉淀前则须经过浓缩，提高溶液浓度

2、。如果浸出液中含有杂质则需进行预先净化或选择性沉淀。采用化学沉淀方法得到的产品纯度一般不高，需进一步精炼才能得到较纯金属。化学沉淀方法比电沉积生产成本低得多，对于金属离子浓度较低的溶液，此法更经济适用。化学沉淀法简单可靠，但试剂用消耗大，工序多，金属回收率较低。按化学沉淀的机理分步水解法：络合水解法：难溶盐沉淀法：4.2离子沉淀分步水解法是分离浸出液中各种金属离子的常用方法之一。当用碱中和或用水稀释酸浸液时，其中的金属阳离子呈氢氧化物或碱式盐的形态沉淀析出。分步水解法4.2离子沉淀4.2离子沉淀4.2.1金属氢氧化物沉淀

3、金属氢氧化物在水中的溶解规律符合溶度积规则，金属离子含量与pH密切相关。M(OH)n＝Mn++nOH-Ks＝[Mn+][OH-]nlg[αMn+]＝lgKs+npKw-npH从上式可以看出，溶液中金属离子呈氢氧化物沉淀的pH值与氢氧化物的溶度积和溶液中金属离子的活度及价数有关。在给定金属离子活度的条件下可以计算其水解的起始pH值及终了的pH值。也可以计算在不同pH值下，沉淀析出氢氧化物后溶液中的金属离子浓度。4.2离子沉淀从上表可知，金属氢氧化物的溶度积愈小，该金属离子呈氢氧化物沉淀析出的起始pH值和沉淀终了pH值愈小。

4、反之，金属氢氧化物溶度积愈大，该种金属离子越难从溶液中呈氢氧化物沉淀析出。控制pH值即可使某些金属离子选择性分离。4.2离子沉淀纯净的氢氧化物只能从稀溶液中析出；而一般浸出液和净化液中往往存在大量的酸根，金属离子也具有一定的浓度，因此水解沉淀析出的还有可能是碱式盐。其中R是酸根，4.2离子沉淀同样通过自由能的变化可以求得其水解沉淀的pH值。4.2离子沉淀对比前一表格可知，金属离子呈碱式盐析出的pH值要稍低于相应的氢氧化物沉淀的pH值，因此金属离子更容易以碱式盐的形式析出。另外要注意浸出液中某些金属常呈低价态存在，在沉淀的

5、过程中很难与主体金属相分离。如从铜浸出液中除去二价铁。此时需要加入氧化剂首先将其氧化为高价铁才能够除铁。因此在实践中经常利用氧化剂将二价铁、钴、锰等杂质氧化成高价再去除。氧气等。4.2离子沉淀不同金属离子氧化的程度有所不同，通过公式可以算出Fe2+、Mn2+、Co2+、Ni2+氧化水解的pH值分别为0.79、2.25、5.73、14.0，从而可以看出控制溶液pH值可以使各种金属离子相分离。另外注意在高温高压下金属阳离子的水解顺序和低温时相同，但水解的pH值降低。4.2离子沉淀4.2离子沉淀1除去大量的Fe3+、SO42-

6、和剩余酸2出去Al3+等杂质3铀呈重铀酸铵的形态沉淀析出某铀矿原用的分步水解净化流程络合水解法是采用碱性络合剂使某些组分呈可溶性络合物留在溶液中，而其他金属阳离子则水解沉淀析出，而达到净化和分离的目的。4.2离子沉淀如铜、镍矿物原料的酸浸液中，除含铜镍外，还含有其他杂质。若加入NH4OH和NH4CO3，则铜镍离子将与氨生成可溶性铜氨络离子和镍氨络离子，其它金属阳离子则水解沉淀析出，过滤后，将滤液加热进行热分解可得铜、镍化学精矿。用氨液处理铜镍酸浸液可以得到较高品位的化学精矿。4.2离子沉淀1除去大量的Fe3+、SO42-

7、和剩余酸2大部分杂质沉淀析出，铀络合物溶于溶液中3酸分解铀络合物4铀呈重铀酸铵的形态沉淀析出难溶盐沉淀法采用各种沉淀剂与溶液中的某些金属离子形成某些难溶化合物的方法来分离杂质和提取有用组分，常用的沉淀剂有硫化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐、黄酸盐、草酸盐等。4.2离子沉淀4.2离子沉淀4.2.2硫化物沉淀：金属硫化物是比氢氧化物溶度积更小的一类难溶化合物。一些金属离子，当用氢氧化物沉淀法不能使溶液降到所要求的浓度时，常采用硫化沉淀法来降低溶液中金属离子的浓度。溶液中的Mn+，加入S2-，则将发生沉淀反应：2Mn++nS2-＝

8、M2Sn↓4.2离子沉淀对于二价金属离子的沉淀反应，平衡时[M2+][S2-]＝Ksp,MS或[M2+]＝Ksp，MS／[S2-]溶液中[S2-]取决于下列电离反应H2S(aq)＝H++HS－K1＝[HS－][H+]／[H2S(aq)]HS－＝H++S2-K2＝[S2-][H+]／[HS－][H2S(aq)]＝2H+