لیچینگ یا فروشویی در هیدرومتالورژی
لیچینگ یا فروشویی در هیدرومتالورژی
مقدمه
لیچینگ یا فروشویی در هیدرومتالوری یکی از مهمترین روشهای استخراج و جداسازی فلزات از سنگ معدن و کنسانترهها است که در دمای محیط و با استفاده از محلولهای شیمیایی انجام میشود.
یکی از مهمترین روشها در هیدرومتالورژی، لیچینگ در هیدرومتالورژی است که هدف آن استخراج فلز یا ترکیب مورد نظر به صورت محلول پرعیار و سپس بازیابی آن است.
مراحل فرآوری در لیچینگ در هیدرومتالورژی
1. لیچینگ کانهها، کنسانترهها و مواد ثانویه
لیچینگ فرآیندی است که در آن فلزات با ارزش بهطور انتخابی در یک حلال حل میشوند. این حلال میتواند آب، اسید، باز یا ترکیبات شیمیایی دیگر باشد.
در هیدرومتالورژی، لیچینگ برای حل کردن فلزات از سنگ معدنی یا محصولات جانبی مانند قراضه آلیاژهای پایه نیکل و کبالت استفاده میشود.
2. فرایند جداسازی،تصفیه و غنیسازی
محلول حاصل از لیچینگ معمولاً حاوی ناخالصی است و نیاز به تصفیه دارد. روشهای رایج شامل:
-
فرایند تعویض یونی با رزینهای جامد
-
فرایندهای جذبی با ذغال فعال
-
فرایند رسوب دادن شیمیایی
-
استخراج مایع-مایع (Solvent Extraction)
3. بازیابی و خالصسازی فلزات
بسیاری از فلزات با احیای کاتدی از محلول به دست میآیند. فلزات میتوانند به صورت رسوب جامد یا پودر استخراج شوند. هیدرومتالورژی در ایران برای فلزاتی مانند مس، نیکل، کبالت، روی و سرب استفاده میشود.
تهیه و آمادهسازی بار اولیه برای لیچینگ
آمادهسازی بار اولیه شامل عملیات معدنی و متالورژیکی است که قبل از لیچینگ انجام میشود تا بازده و کیفیت محصول افزایش یابد. این مراحل شامل:
-
فراوری و پرعیار کردن مواد معدنی
-
تغییر خواص فیزیکی مواد (خردایش)
-
تغییر خواص شیمیایی ماده معدنی (تشویه، اکسایش و غیره)
فراوری و پرعیار کردن
هدف این مرحله کاهش حجم مواد اولیه، حذف ناخالصیها و صرفهجویی در حملونقل و عملیات بعدی است. روشها شامل:
-
جدایش مغناطیسی و الکترواستاتیکی
-
فلوتاسیون
-
جدایش بر اساس وزن مخصوص
تغییر خواص فیزیکی بار
خردایش سنگ معدن باعث افزایش سطح تماس فاز جامد و سرعت حل شدن فلزات در حلال میشود و حملونقل مواد راحتتر و کمهزینهتر میشود.
تغییرات شیمیایی و تشویه
تشویه شامل حرارت دادن کانیها در حضور هوا است تا سولفورهای فلزی به اکسید تبدیل شوند و قابلیت حل شدن در اسید پیدا کنند. انواع تشویه شامل:
-
تشویه.کلرور کننده
-
تشوی آگلومره کننده
-
تشویه معلق
عوامل موثر در لیچینگ در هیدرومتالورژی
-
نقایص بلوری و تنش: افزایش سرعت حل شدن فلزات
-
دانهبندی: هرچه ابعاد ذرات کوچکتر باشد، بازیابی فلز سریعتر است
-
ترکیب شیمیایی کانی: کانیهای اکسیدی سریعتر از سولفوری حل میشوند
-
نوع حلال: حلال مناسب باعث افزایش سرعت واکنش میشود
-
غلظت حلال: غلظت بالاتر، زمان حل شدن کمتر
-
اکتیویته هیدروژن: در اسیدهای ضعیف، سرعت حل شدن وابسته به فعالیت هیدروژن است
-
اثر زمان: بسته به روش حل کردن، زمان حل شدن متفاوت است
حلالهای مورد استفاده در لیچینگ
حلالها مهمترین عامل اقتصادی بودن فرایند هستند. انتخاب حلال بستگی به موارد زیر دارد:
-
خواص فیزیکی و شیمیایی ماده معدنی
-
قیمت و امکان بازیابی حلال
-
خورندگی حلال بر تجهیزات
حلالها به چند دسته تقسیم میشوند:
-
حلال خنثی (آب)
-
حلال. اسیدی (اسید سولفوریک، اسید کلریدریک)
-
حلال بازی (سود سوزآور، بیکربنات سدیم)
-
محلول املاح مختلف
-
حلالهای گازی
روشهای مهم لیچینگ در هیدرومتالورژی
-
لیچینگ درجا (In-Situ Leaching)
-
هیپ لیچینگ یا لیچینگ تودهای (Heap Leaching)
-
لیچینگ. ستونی (Column Leaching)
-
لیچینگ. همزنی یا مکانیکی (Agitation Leaching)
-
لیچینگ .اتوکلاو (Pressure Leaching)
-
لیچینگ میکروبی یا بیولیچینگ (Bioleaching)
هر روش بسته به عیار فلز، ارزش ماده معدنی و شرایط اقتصادی انتخاب میشود.
لیچینگ میکروبی
در این روش، باکتریهای اسیددوست و اکسیدکننده آهن و گوگرد فلزات را حل میکنند. باکتریهایی مانند Acidithiobacillus Ferrooxidans و Leptospirillum Ferrooxidans از مهمترین باکتریها برای لیچینگ میکروبی فلزات هستند. مزایای این روش شامل:
-
کاهش اثرات زیست محیطی
-
مصرف انرژی کمتر
-
سرمایهگذاری پایینتر
-
امکان استخراج فلزات از منابع کمعیار
لیچینگ درجا
https://www.aparat.com/asremavad
منبع: وب سایت عصر مواد
(خاطر نشان می شود مالکیت وب سایت عصر مواد متعلق به شرکت تاو صنعت سپنتا می باشد)