第4章__浸取.ppt

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1、第四章浸取分离4.1、概述4.2、浸取过程热力学4.3、浸取过程动力学4.4、影响浸出速度的因素4.5、有机物的浸取4.1、概述一、浸取的概念浸取，也称为浸出，是用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取到溶液中的过程。用溶剂浸渍固体混合物以分离可溶组分及残渣，实质是一种固液萃取的单元操作。浸取所得的产物为浸出液，不溶性固体常被称为渣或载体。被浸取的物料，有天然的或经火法处理的矿物，也有生物物质，如植物的根、茎、叶、种子等。生活中的例子：用热水浸泡茶叶生病时喝的中药汤剂，就是把中草药放在水中加热熬成的，熬中药的过程就是加热浸取过程。药店出售的药酒就是药材用酒浸取后的浸出

2、液。一、概述工业中的应用：用硫酸或氨溶液从矿石中浸取铜；用氰化物溶液浸取金矿而获得金；用温水从甜菜中浸取糖；用乙醇从大豆、花生中提取食用油；用水或有机溶剂从植物中提取药物成分；如用水从土茯苓浸取液萃取黄酮。浸取工艺广泛应用于化学工业、湿法冶金、食品、医药等领域。优点：耗能少，设备和操作比较简单。一、概述在复杂的分离过程中，浸取过程常常是整个分离过程的第一步，它既可把有用物质从固体转到液体中，又可起到分离作用。例如，在湿法冶金过程中，常常先用酸或碱溶液把所需的金属元素从矿石中提取到溶液中，然后再用溶剂萃取或其他可溶性杂质分离。一、概述二、浸取的分类：1、按浸取过程的

3、作用原理来分物理浸取是单纯的溶质溶解过程，所用的溶剂有水、醇或其他有机溶剂。化学浸取用于处理矿物，常用酸、碱及一些盐类的水溶液，通过化学反应，将某些组分溶出。细菌浸取用于处理某些硫化金属矿，靠细菌的氧化作用，将难溶的硫化物转变为易溶的硫酸盐而转入浸出液中。4.1、概述2、根据浸取工艺的操作条件来分：常压浸取热压浸取热压浸取——有些反应在常温常压下不能实现，提高温度和压力后，使之成为可能。也可用这种方法来提高化学反应的速度。如用NaOH浸取硬铝石，操作条件为：230-240℃，约3040kPa，α-AlOOH+NaOH+H2O=NaAl(OH)4，再如用碳酸钠浸取白

4、钨矿的条件为：180-200℃，约1510kPa。CaWO4+Na2CO3=Na2WO4+CaCO33、根据浸取的介质来分：a、水浸取欲提取物在固相中以可溶于水的化合物形态存在时，可用水作溶剂把有价值的成分简单的从固相溶入液相中。如：硫化铜经硫酸化焙烧后，转变为易溶于水的硫酸铜，可用水浸取。4.1、概述b、酸浸取常用的酸浸取剂有：硫酸、硝酸——氧化性，盐酸——还原性，有时也用氢氟酸。酸浸取过程可能是简单的溶解，也可能是配合反应或氧化还原反应。例如，用硫酸浸取铀矿：UO3+H2SO4=UO2SO4+H2OUO2SO4+SO42-=[UO2(SO4)2]2-[UO2(

5、SO4)2]2-+SO42-=[UO2(SO4)3]4-这是一个配合反应，其中6价铀反应得到可溶性的硫酸铀酰配合物。酸浸取的例子硼矿化学加工：莹石化学加工：铬酸酐生产：ＢaCl2生产：c、碱浸取常用的碱浸取剂有：NaOH、Na2CO3、氨水、Na2S、NaCN等。碱浸取过程多数是配合反应。碱浸取在湿法冶金中得到广泛的应用。例如，在铀矿的处理过程中广泛使用Na2CO3和NaHCO3混合液使矿石中的铀以配合物的形式进入溶液，而杂质离子则留在固相中。UO3+3CO32-+H2O=[UO2(CO3)3]4-+2OH-[三碳酸铀酰配离子]↗，[OH-]↗，当增加到一定程度时

6、，导致重铀酸钠沉淀的生成[UO2(CO3)3]4-+6OH-+2Na+=Na2U2O7↓+6CO32-+3H2O一旦生成Na2U2O7沉淀，就将和其他金属离子的氢氧化物沉淀混在一起，引起铀的损失。如果溶液中含有一定量的HCO3-，则可抑制生成过量的OH-，可避免Na2U2O7沉淀的生成。c、碱浸取对于金属来说，通常都有与之对应的优良的浸取剂：镍、钴、铜氧化矿——氢氧化铵，因它们易与氨形成配离子，可与那些不能产生配离子的组分分开，选择性较高；铝土矿——氢氧化钠，可用于浸取As、Sb(锑)、Sn、Hg等元素；金、银——氰化钠，金、银与之形成配合物后，降低了氧化、还原电

7、位。浸取过程中，金属形成配合物是有利的，不仅可提供浸取的选择性，而且配合物比较稳定，不易水解。碱浸取在湿法冶金中得到日益广泛的应用。硼砂生产：泡化碱生产：NaF生产：800～900oC焙烧H2O浸取结晶干燥成品不溶性性碳酸盐可熔性硼盐硼矿碱浸取的例子：d、盐浸取多种盐类都可作为浸取剂，如硫酸盐、氯化物等。其中一类在浸取中起氧化还原作用，而另一类则没有。如FeCl3、Fe2(SO4)3、CuCl2、NaClO等通常有氧化剂的作用。UO2+2Fe3+=UO22++2Fe2+MS+2Fe3+=M2++2Fe2++S另外一类盐浸取剂没有氧化还原的作用，如NaCl、CaCl

8、2、MgC