Оборудование при цементации

1 гр.-неподвижные

2 гр.-вращающиеся

К 1 относят цементационные желоба, конусные цементаторы. Ко 2 – барабанные.

________

Барабанный цементатор

Решетка для удерживания скраба. Цементатор может быть как периодического, так и непрерывного действия. Особенность работы. Скраб интенсивно перемешивается при вращении и поверхность активно очищается.

«-» Сильное истирание цементной меди и тратиться много энергии.

Экстракция

Процесс извлечения ионов или молекул вещества из водного раствора в жидкую органическую фазу не растворимую в воде. Ион металла в растворе гидротирован, т.е. связан с молекулами воды. Следовательно, для перевода его в органическую фазу необходимо затратить энергию. Поскольку процесс происходит самопроизвольно лишь в таком случае, когда в органической фазе ион металла будет образовывать более простое соединение (явления сольватации). Так как экстракция – хим. процесс, следовательно, он обратим.

Реакция протекает до установления динамического равновесия, т.е. до выравнивания хим. потенциалов металла в обоих фазах

Состояние равновесия описывается:

1. Коэффициент распределения, который:

- концентрация ионов Ме в орг.фазе

- Конц-я ионов в водной фазе.

Этот показатель говорит об изменении Ме в органической и водных фазах.

2. Постоянная равновесия.

наибольшее влияние на процесс оказывает плотность.

Точки А и В, соответственно, рН полуэкстракции для Сu и Zn. Извлечение = 50%, след-но, Д=1.

рН продуктивного раствора =3, для смещения реакции вправо необходимо ↑ рН. При экстракции меди органической кислотой из раствора бактериального выщелачивания необходимо предварительно нейтрализовать раствор до рН = 4-4,5. Для Zn более глубокая нейтрализация до 5.

Экстроген – органическое в-во, способное образовывать ионы металлосодержащие и переводить их в органическую форму. В качестве них используются органические кислоты, спирты, эфиры, кетон, амины и т.д. Экстроген должен быть не растворим в воде и недорогим. В чистом виде его применяют редко, обычно их растворяют в разбовителе, к которым предъявляют требования: низкая вязкость, негорючесть, должен иметь плотность отличную от воды.

Реэкстракция возможна благодаря обратимости реакции экстракции.

Принципиальная схема экстракции

Т.к. процесс экстракции протекает на границе раздела фаз, то для ускорения процесса фазы подвергают интенсивному перемешиванию, процесс длится несколько минут. Затем перемешивание прекращают и через 1-5 мин. устанавливается равновесие, происходит расслаивание фаз в результате разности плотностей в.ф. и о.ф. реэкстракция производится аналогично.

Оборудование применяемое для экстракции

Применяется аппараты с механ. перемешиванием, ящичный экстрактор, экстракционные колонна

Рис. Ящичный

За одну операцию невозможно полностью извлечь Ме, если коэф-т распределения (Д) небольшой, то экстракцию проводят в несколько стадий, подвергая рафинад повторному контакту со свежим реагентом, это позволяет сократить концентрацию Ме в р-ре еще Д раз.

Экстракционная колонна

Благодоря противотоку на 1-ой ступени возможно получить высокое извлечение, т.к. свежий экстракт контактирует с обедненным раствором.

Сорбция

Это избирательное поглощение сорбентом ионов из р-ра.

О. применения:

1. для переработки бедных р-ров выщелачивания (извлечение урана, золота, ряда цвет. и редких Ме)

2. извлечение Ц.К. из сточных вод

3. очистка сточных вод от вредных примесей

Сорбентами м.б.:

· из природных: активированный уголь

· из синтетических: синтетические высокомолекулярные смолы, стойкие к истиранию и действию к-т и щелочей

Синтетические сорбенты – это полимеры в каркасе которых имеются хим. активные ионогенные групп (функциональные) способные в воде диссоциировать и вступать в хим. взаимод-е.

Функ. группа состоит: из фиксированного иона и противоиона, фикс.ион прочно закреплен на каркасе сорбента, а противоион в результате диссоциации функ.группы переходит в раствор. Различают 2 вида ионообменных смол – по знаку заряда активной группы.

1. катиониды с «-» зарядом активной группы, способные сорбировать на тионы (обладают свойствами к-т)

- SO ^-₃ – сульфа группа;

- CO^-₂ – карбоксильная группа;

- PO^2-₃ – фосфорнокислая

2. Аниониты с «+» зарядом активной группы способные сорбировать анионы, обладают св-ми щелочей.

-NR⁺₃ четвертичные амонивые основания;

-NR₂H⁺ третичные амонивые основания;

фосфонильная группа.

Св-ва ионитов:

1.Удельные объем 1,2-4 мг/см³

2.Емкость по меди 11-61 мг/г

3.Способность к набуханию в воде, которая происходит в результате гидротации функц-й группы, при этом объем ↑ 1,5-3раза в зависимости от эластичности каркаса.

4. Способность к обмену ионов.

Сорбция осуществляется последовательным пропусканием р-ра через несколько колон наполненных ионитом, после насыщения сорбция поступает на регенерацию, при которой элюирует поглащенные элемент.

Схеме.

Элюат отличается от исх.р-ра большей концентрацией извлекаемого эл-та, меньшим содержанием примеси. Насыщенный медью иона поступает на грохочение, отмывку, дисорбцию.

Адсорбирование на ионитах меди, м.быть извлечен дисорбцией или флотацией. Возможность применения флотации объясняется гидрофобными св-ми смолы, при этом исп-ся реагенты: амины или тиофасфаты.

Регенерация ионитов

Процесс перевода сорбированных ионов в раствор называется дисорбцией (регенерацией). Поглощенные смолой ионы м.б. удалены отработанными растворами кислоты или щелочи, в результате ионообменные свойства восстанавливаются.

насыщенный

катионит

насыщенный

анионит

Т.к. для дисорбции требуется не большой объем элюента, концентрация Ме в элюенте редко возрастает по сравнению с исходным раствором, поэтому его можно эффективно перерабатывать электролизом. Для поглощения ионов Ме из кислых растворов применяют катиониты, из щелочных – аниониты.

Режимы сорбции:

Для осуществления сорбции необходимо привести в контакт сорбент и раствор.

Выделяют 2 режима:

1. Динамический – фильтрование р-ра через неподвижный слой сорбента.

2. Статический – который хар-ся перемешиванием р-ра и сорбента.

«+» этого режима (динамический)

1.Глубокая очистка р-ров от примесей в следствии контакта р-ра со свежой смолой

2.полное исп-е емкости ионита независимо от исх.конц-и.

Динамический режим позволяет достичь полное исп-е Ме из р-ра и минимальное насыщение ионита, если р-р пропустить через цепочку колон.

Статический режим.

Происходит в условиях перемешивания р-ра с сорбентом.

Проводят процесс до состояния равновесия концентрация Ме в р-ре снижается и ей соответсвует равновесное положение в ионите.

«-»

1. поглощающая способность ионита при этом используется не полностью т.е. не все функц-е групп провзаимодействуют.

2. необходимость большого числа аппаратов для достижения приемлемого извлечения.

3. Механическая разгрузка сорбента.

«+»

Возможность сорбции из неосветленных и пульп.

Для полного извлечения Ц.К. из продуктивных р-ров сорбцию производят в противотоке.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: