化学选矿基础知识

1、化学选矿复习资料一、填空题：1、焙烧多相化学反应过程大致可分为气体的扩散与吸附一化学反应两个步骤。2、浸出方法和浸出试剂的选择主要取决于被浸原料的矿物组成和化学组成、浸出目的、原料的结构构造、浸出剂的价格、对矿物原料的反应能力及对设备材质的要求等。3、常用的碱性浸出试剂有碳酸钠、苛性钠、氨水、硫化钠四种。4、高价铁盐浸取铋仲矿的pH值控制在2以下的原因是防H氯化铋水解呈氯氧铋和氢氧化铋沉淀析出。5、所谓萃取过程的三相现象是指一萃取过程正常时只存在两个液相，若在两相之间或水相底部出现第二个有机相，则认为萃取过程出现了三相。6、根据捕收剂与金属离子作用产物的形态，离子浮选可分为泡沫离子浮选和浮渣离

2、子浮选两种类型。7、多级萃取流程按有机相和水相的流动接触方式可分为错流萃取、逆流萃取、和分馏萃取、回流萃取四种流程。8、影响氧化焙烧和硫酸化焙烧的主要因素是焙烧温度和炉气成分。9、还原焙烧常用的还原剂为固体炭、一氧化碳气体和氢气。10、所谓浸出是指浸出剂选择性地溶浸矿物原料中某矿物组分的工艺流程。11、离子交换技术制备高纯水的基本工艺过程包括阳柱、除气塔、阴柱、混合柱四个过程。12、依被浸物料和浸出试剂运动方向的差别可分为顺流浸出、逆流浸出和错流浸出三种流程。13、化学选矿主要包括原料准备，焙烧,浸出和固液分离，浸出液的净化，制取化学精矿等六个主要作业。14、浸出原料为高价金属氧化物和氢氧化物

3、时，应采用常压还原酸浸。15、按药剂配方和技术条件控制的不同，载金炭解吸的方法有常压-氰化物解吸法，常压碱乙醇（甲醇）-氰化物解吸法，高浓度碱氰化钠水溶液预处理，去离子水或软化水洗涤解吸法，加压-氰化物解吸法，预先酸洗，然后碱氰化物解吸法和非氰化物解吸法六种。16、氰化浸金宜在pH值为9-12的介质中进行。二、名词解释：浸出率：在浸出条件下，转入浸出液中的量与在其被浸原料中的总量之比的百分数。氯化焙烧：在一定温度和气氛条件下，用氯化剂使矿物原料中的目的组分转为气相或凝聚相的氯化物，以使目的组分分离富集的工艺过程。絮凝：固体颗粒在活性物质或高分子聚合物作用下，通过吸附、架桥等作用凝聚成大颗粒絮团

4、的现象吸附净化法：从稀溶液中提取、分离和富集有用组分或者有害组分的常用方法之一。分配系数：萃取平衡时被萃取物在不相混溶的两相中的总浓度之比。分步水解法：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性浸出液时，其中的金属阳离子将呈氢氧化物的形态沉淀出来。离子浮选：是利用捕收剂与溶液中的金属离子形成可溶性络合物或不溶性沉淀物，使金属离子附着于气泡上浮为泡沫产品的工艺流程。浸出选择性：各组分的浸出率之比，此值越接近于1，则浸出选择性越差。还原焙烧：在低于炉料熔点和还原气氛条件下，使矿石中的金属氧化物转变为相应低价金属氧化物或金属的过程。凝聚：胶体颗粒在电解质作用下失去稳

5、定性而互相凝聚树脂中毒：离子交换树脂在长期循环使用过程中其交换容量不断下降的现象。析出电位：通常将金属、氢气（氧或氯气）等以明显速度在阴极析出的实际电极电位。分配常数：当溶质以相同形态在互不相溶的两相中分配时，其在两相中的平衡浓度之比为常数。络合水解法：采用碱性络合剂使某些金属阳离子组分呈可溶性络合物的形态留在溶液中，而溶液中的其他金属阳离子则水解沉淀析出，从而达到浸出和分离的目的。全容量：指单位体积（或重量）树脂所具有的交换基团的总数目（或可交换离子的总数）。硫酸化焙烧：硫化矿物在氧化气氛条件下加热，将部分硫脱除转变为相应硫酸盐的过程。协同萃取：两种或两种以上的萃取剂混合物，萃取某些被萃物的

6、分配系数大于其在相同条件下单独使用时的分配系数之和的现象称为协同效应。萃余率：萃余液中被萃物的剩余质量分数称为萃余率。渗滤浸出：浸出剂在重力作用下自上而下或在压力作用下自下而上通过固定物料层的浸出过程萃取率：萃取平衡时被萃物从水相转入有机相的质量百分数。电极电位：当金属板放入电解质溶液中，将在电极板和电解质溶液间形成双电层，双电层间的电位差称为该金属的电极电位。电能效率：电解生产中获得一定量的金属在理论上所需的电能量与实际消耗的电能量的比值的百分数。槽电压：电解槽内两相邻阴阳电极之间的电位差。三、简答题1、何为氧化焙烧，何为硫酸化焙烧，控制焙烧产物的主要因素有哪些？其判据是什么？答：硫化矿物在

7、氧化气氛条件下加热，将全部（或部分）硫脱除转变为相应金属氧化物（或硫酸盐）的过程，称为氧化焙烧（或硫酸化焙烧）。由于各种金属硫酸盐的分解温度和分解自由能不同，控制焙烧温度和炉气成分即可控制焙烧产物。判据：当炉气中的三氧化硫分压大于金属硫酸盐的分解压时，产物为金属硫酸盐，过程为硫酸化焙烧；反之，金属硫酸盐分解，焙烧产物为金属氧化物，过程为氧化焙烧。因此，在一定温度下，硫化矿物氧化焙烧产物取决于气相组成和金属硫化物、氧化物及金属硫酸盐的离解压。2、简述氰化浸金的作用机理，氰化浸金为什么要使用保护碱？机理：金的平衡电位较银低，金更容易被氰化物浸出。同时，金银的平衡电位皆随氰根浓度的增大而降低即溶液中

8、游离的CN-浓度越大，金银的平衡电位下降越大，金银越易被浸出。在氰化液中溶解氧的氧化能力可使金银氧化而转入溶液中，同时生成过氧化氢，过氧化氢又可促进金银的溶解。浸出矿浆经固液分离后常用锌置换法从贵液中回收金银，溶炼置换所得金泥可得合质金。使用保护碱的原因：为了维持氰化物在水溶液中的稳定性，减少其水解损失加入足够量的碱。加入碱可中和矿物氧化及二氧化碳溶解产生的酸，以及促进一些金属矿物氧化产物水解沉淀。pH=9.0时氰化溶解金银的推动力最大，加入碱使溶液的pH维持在8-10，以稳定操作。保护碱对细粒物料的絮凝作用，于脱水作业也是有利的。2、某氧化铋矿浸出矿浆的液固比R=3,浸液含铋10克/升，釆用

9、一次过滤三级逆流洗涤流程进行固液分离。已知D=0.6,L=1.8,Cw=0。试计算错流洗涤和逆流洗涤时洗涤液中的铋含量，洗渣液相中的铋含量，洗W涤效率以及过滤洗涤铋的总回收率。逆流洗涤错流洗涤10逆流洗涤错流洗涤10CoC3_1+K+K2+K3_1+3+32+33_0.25g/LC=1-9nDC0=10.23X0.6X10=1.102g/LnL003X1.8C1=(1+K+K2)C3=(1+3+32)X0.25=3.25g/LC3nXC0=0.23X10=0.080g/LKn+1K343n=KK=97.5%Kn+11341耳=lQn=10.23=99.20%“（1卷）X100%=（1-咛）=9

10、95。3x10=19n+1=10.24=99.84%3、稀释剂、添加剂、盐析剂和络合剂在萃取过程中各起什么作用？A稀释剂的作用主要是降低有机相的密度和黏度，以改善分相性能、减少萃取剂损耗,同时可以调节有机相中萃取剂的浓度，以达到较理想的萃取效率和选择性；B加入添加剂是为了改善有机相的物理化学性质，增加萃取剂和萃合物在稀释剂中的溶解度，抑制稳定乳浊液的形成，防止形成三相和起协萃作用；C盐析剂的作用是多方面的：同离子效应；盐析剂离子的水化减小了自由水分子浓度，抑制了被萃组分的水化或亲水性；盐析剂还可降低水相的介电常数，增加了带电质点间的作用力；可以抑制被萃组分在水相中的聚合等。D萃取时加入络合剂是

11、为了提高分离系数。4、氟碳铈矿独居石混合型稀土矿碱法浸出的工艺流程、原理及步骤？原理：一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀，在高温下熔融反应，稀土精矿即被分解，稀土变为氢氧化稀土，把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱，然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解，稀土被溶解为氯化稀土溶液，调酸度除去杂质，过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。步骤：1、酸浸（化选）除钙2、液碱分解3、盐酸溶解4、盐酸溶解回调5、硫酸全溶5、树脂的预处理步骤如何？先将树脂放入水中浸泡24h让其充分膨胀；再用水反复漂洗以除去色素、水溶性杂质和灰尘；将水排净后再用95%乙醇浸泡24h以除去醇溶性杂质，将乙醇排净后用水

12、将乙醇洗净；经充分溶胀并除去水溶性和醇溶性杂质后的树脂，用湿筛或沉降分级法得到所需粒级的树脂。6、氯化离析加入炭粒的作用有哪些？（1）炭粒与水反应产生H2。（2）H2吸附于炭粒表面，将氯化亚铜蒸汽还原为金属铜粒。（3）炭粒则为金属铜沉积和发育的核心。7、固液分离流程分为哪两大类，其采用的设备分别为什么？（1）制取清液流程：洗涤作业可在沉淀池中间断的进行，也可在浓缩机中连续逆流洗涤。浓缩可在搅拌槽，沉淀池或浓缩机中进行。（2）粗砂分级流程：常用流态化塔或螺旋分级机进行分级和粗砂洗涤，采用水力旋流器进行控制分级和进行细砂洗涤。8、电位一pH图对于研究浸出过程的热力学具有什么意义？它可指明反应自动进

13、行的条件、指明组分在水溶液中稳定存在的区域和范围。它可为浸出、分离和电解等作业提供热力学依据，成为研究浸出、分离和电解等作业热力学的常用工具。方便地推断出反应的可能性，及生成物的稳定性，可形象直观地描述溶液中化学平衡条件，反应进行方向，反应限度及某种组分的优势区域，同时也可对现有生产工艺进行理论剖析，改善完善现有生产方法，另外还有预测新方法，新工艺。9、金的化学提取方法有哪几种，其适用场合如何？氰化法：收率高达90%以上，对矿石适应性强，方法简单，成本低，能就地产金硫脲法：硫脲法浸金一般在酸性介质中进行，通常用Fe3+作氧化剂。多硫化物法：用多硫化物浸取含金硫化精矿,金的浸出率为93%。硫代硫

14、酸盐法：硫代硫酸盐可用作浸金溶剂来直接浸金氯化法溴法碘法热酸盐提金法10、简述氰化浸金的作用机理，如何控制氰化浸出的过程？机理：金的平衡电位较银低，金更容易被氰化物浸出。同时，金银的平衡电位皆随氰根浓度的增大而降低即溶液中游离的CN-浓度越大，金银的平衡电位下降越大，金银越易被浸出。影响因素：氰浓度和氧浓度、矿浆PH值、金矿物的原料组成、浸出温度、金粒大小、矿泥含量、矿浆浓度及浸出时间控制矿浆的pH在9-12为宜。控制浸出温度，一般在大于15-20C常温下进行浸出。控制矿浆浓度，一般小于30%-33%。含泥多时应小于22%-25%。控制氰化浸出时间，一般搅拌浸出时间常大于4h。11、提高二段浸

15、出流程浸出率有哪些措施？（1）难浸物料与易浸物料分开浸出；第一段浸出难浸物料，利用第一段浸出矿浆中的剩余浸出剂进行第二段易浸物料的浸出。（2）低酸浸出和高酸浸出分开进行；第一段进行低酸浸出以浸出易浸物料，第一段浸渣制浆后进行第二段高酸浸出，浸出难浸物料，浸出液返回一段进行低酸浸出。（3）氧化浸出和还原浸出分开进行；第一段进行氧化浸出，矿浆进行固液分离作业，一段浸出液送第二段进行还原浸出，加入被浸物料以还原第一段浸出液中的剩余氧化浸出剂。12、请回答钨矿物原料除杂的原理及除杂的流程。13、请简答低品位钨矿物原料的化学处理原则流程及原理。低品位I黑钨中矿低品位白钨中矿低品位I黑钨中矿低品位白钨中矿

16、原料准备_原料准备矿物分解(1)苏打烧结-水浸法(2)苛性钠溶液浸出法(3)酸分解法矿物分解苏打石英烧结水浸法苏打溶液压煮法(3)酸分解法浸出渣(回收其他组分)溶液净化钨沉淀钨酸钠结晶法合成白钨-酸分解法酸分解法(4)仲钨酸铵结晶法粗钨酸111111HI一一一i净化1纯仲钨酸铵T-酸U干燥、煅烧三氧化钨14、何谓电解沉积法？与金属置换法相比有什么特点？电解沉积法是指在电解条件下阳极不溶，只使目的组分不断在阴极析出。直至溶液中的目的组分降至一定值后正常电极作业无法进行为止。特点：金属置换法可从浸出液中直接沉析出海绵状的粗金属，它需送冶炼加工才能获得纯金属。电解沉积法可直接得到供用户使用的纯金属。

17、15、简述细菌浸出的原理，以细菌浸出黄铜矿为例说明。原理：利用细菌或其代谢产物使矿物组分氧化、还原等化学反应破坏矿物结构，使有关组分转入浸出液中的浸出过程。细菌的直接作用：硫化矿床的酸性水中生活的氧化铁硫杆菌等细菌，在氧化过程中，直接破坏了黄铜矿矿物晶格，使矿石中的铜及其它金属组分呈硫酸盐的形态转入溶液中。2CuFeS+HSO+8.50细菌2CuSO+Fe(SO)+HO224242432细菌的间接催化作用：在氧和硫酸的存在下，细菌可起到催化作用，黄铜矿可在细菌的催化作用下被氧化。CuFeS+Fe(SO)+20细菌2CuSO+3Fe(S0)3+S2243244316、按萃取机理将萃取过程分为哪几

18、种萃取方法？中性萃取离子缔合萃取酸性配合萃取协同萃取17、推导分步水解法分离浸出液中各种金属离子的原理。Men+nOH-Me(OH)nI逆流洗涤错流洗涤AG0lgKslgKs=AGo-AGonAG0=-RTInK=RTInKTOC o 1-5 h zMe(OH)nMen+oh-s_AGo2.303RT_lg(a,xa,n)_lga,+nlga,Men+OH-Men+OH-_lga+n(lgK-lga)_lga+nlgK+npHMen+WH+Me+WpH_丄仗K-lgK-丄仗ansWnMen+18、影响金属置换的主要因素有那些？溶液中的氧浓度、溶液中的pH值、被置换金属离子浓度、溶液温度、置换剂

19、与被置换金属的电位差置换剂的粒度、溶液流速、搅拌强度19、写出浸出过程的四种典型化学反应方程及其平衡表达式，指出它们的受控因素。有氢离子参加的氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示：aA+mH+nebB+cH0&=0+0,0591(alga-mpH-blga)(取决于平衡还原电位和溶液的值)2nAB无氢离子参加的氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示：aA+nebB0+0,0591(algablga)(取决于平衡电位)nAB有氢离子参加的非氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示:1aA+mH+fbB+cH0pH_pH0-(alga-blga)(决定于溶液的PH值)2mA

20、B无氢离子参加的非氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示:aAfbBlgK_blgaB-algaA(取决于反应平衡常数)20、某铜矿浸出液含有铜15克/升，拟采用逆流萃取流程进行净化富集，已知相比R=1/3,D=9,萃余液中含铜小于0.15克/升，求萃取理论级数是几级？卩=DuR=9x&0.153-1Q=153n+1-1n=421、铜电积的工作原理是什么？影响铜电积的主要因素有那些？在外电场作用下，溶液中的硫酸铜分解成铜离子和硫酸根，铜离子在阴极上获得电子还原成金属铜，并沉积在阴极上。溶液中的水，则在电场作用下分解成氢离子和氢氧根离子而氢氧根则在阳极上失去电子，析出氧气。即：CuSO+HOfCuI+HSO+1Of影响因素：422422电解液组成电解液温度电解液循环速度电流密度极间距添加剂22、简述氰化浸金的优缺点。优点：工艺成熟、技术经济指标稳定收率高达90%以上，对矿石适应性强，方法简单，成本低，能就地产金缺点：氰化物剧毒，处理不当会对环境