固体废物的化学浸出[精选].ppt

固体废物的化学浸出 浸出理论基础 浸出工艺与设备 目的组分提取与分离 浸出的理论基础 1、浸出：溶剂选择性地溶解分离固体废物中某种目的组分的工艺过程。 2、浸出剂：浸出过程所用的药剂 3、浸出液：浸出后含目的组分的溶液 4、浸出渣：浸出后的残渣 浸出对象 矿业固体废物 化工废弃物 冶金废弃物 浸出目的：使物料中有用成分或有害成分能选择性地,最大限度地从固相转入液相。 选择溶剂应考虑以下原则1、对目的组分选择性好2、浸出率高,速率快3、成本低,容易制取,便于回收和循环使用4、对设备腐蚀性小 浸出动力学过程 浸出过程取决于两个阶段 1、溶剂向反应区的迁移 2、界面上的化学反应  浸出过程又可细分为以下阶段 外扩散:溶剂分子向颗粒表面和孔隙扩散 化学反应:溶剂与颗粒中某些组分发生反应生成可溶性化合物 解吸:可溶性化合物从颗粒表面和内部孔隙解吸 反扩散:解吸后的可溶性化合物向液相扩散 浸出过程的化学反应机理 浸出过程是一个复杂的溶解过程,可分为物理溶解过程和化学溶解过程。 物理溶解过程:指溶质在溶剂作用下仅发生晶格破坏,不破坏离子或原子间化学键,是一种可逆过程,溶质可以从溶液中结晶出来。 化学溶解过程:指溶剂与物料的相关组分之间发生化学反应生成可溶性化合物进入液相的过程,是一种不可逆过程,主要有交换反应,氧化还原反应,络合反应等。 （一）交换反应溶解过程 是指物料中的金属氧化物,硫化物与酸,碱,可溶性盐作用,生成可溶性盐类的过程。 CuO+H2SO4 CuSO4+H2OFe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2OGeO2+2NaOH Na2GeO3+H2OCuS+Fe2(SO4)3 CuSO4+2FeSO4+S （二）氧化还原反应溶解过程 是指溶液同物料组成之间发生氧化还原反应,生成可溶性化合物的过程。 （三）络合反应溶解过程 是指溶剂与物料组分之间发生络合反应,生成可溶性化合物的过程。 2Cu+O2+nNH3 2CuO nNH32Cu+ 2CuO nNH3 2Cu2O nNH3CuO+2NH3 H2O+(NH4)2CO3 Cu(NH3)4CO3+3H2OCu+ Cu(NH3)4CO3 Cu2(NH3)4CO3  几种典型浸出反应 酸浸 盐浸 碱浸 水浸 酸浸 包括简单酸浸、氧化酸浸和还原酸浸 常用的酸浸剂有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、氢氟酸、亚硫酸等。 简单酸浸 适用于简单金属氧化物、金属含氧盐及FeS、NiS(?)、CoS、MnS、Ni3S2; 以及大部分金属铁酸盐,砷酸盐和硅酸盐。 还原酸浸 变价金属的高价金属氧化物和氢氧化物 氧化酸浸 控制酸用量及氧化剂（常用Fe3+、Cl2、O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2等 ）用量，几乎所有金属硫化物中金属元素被氧化溶解，硫被还原为单质硫或硫酸根。 碱浸 常用的碱浸剂有氨水、碳酸钠、苛性钠、硫化钠等。 氨浸 适用于含金属铜、钴、镍及其氧化物的废物浸出。 碳酸钠溶液浸出 较酸浸能力弱、但选择性好设备防腐问题较易解决。适用于含碳酸盐含量高、含钨废料、硫化钼氧化焙烧渣、含磷废物（P2O5）、含钒废物（V2O5）、黑钨矿（(Fe,Mn)WO4）等的浸出。 苛性钠溶液浸出 苛性钠是拜尔法生产氧化铝的主要浸出剂，也用于高含硅废物中有价成分的浸出。 硫化钠溶液浸出 硫化钠可分解砷、锑、锡、汞等硫化物，使他们生成可溶性硫代酸盐的形态转入浸液中。 盐浸 常用的盐浸剂有氯化钠、高价铁盐、氯化铜和次氯酸钠等溶液。 氯化钠浸出 如含铅废物。 高价铁盐浸出 含铋废物，是浸出金属硫化矿废物的良好。 氯化铜浸出 是浸出金属硫化矿废物的良好。 次氯酸钠浸出 可浸出难被高价铁盐及高价铜离子浸出的金属硫化物。 影响浸出过程的主要因素 物料粒度及其特性 粒度细,比表面积大的物料浸出率高结构疏松,组成简单,裂隙和孔隙发达,亲水性强的物料浸出率高。 浸出温度浸出化学反应速率和扩散速率随温度升高而加快,原因有:热能会破坏或削弱物质中的化学键,热能会改变料浆的流体力学性质如黏度,流态等温度升高,化学反应速率会快于扩散速率,使反应从动力区转入扩散区。 浸出压力浸出速率随压力增加而加快 搅拌速度加强搅拌可减小扩散层厚度,从而提高扩散速率，当搅拌速度升高到一定值时,再提高搅拌速度并不能加快扩散,是因为此时反应已不受扩散条件控制,而受反应动力学因素控制。 其它因素的影响溶剂浓度大,浸出速率大固液比小,有利于浸出料浆中的氧分压大,有利于氧化浸出 浸出工