ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ (иногда - варка),
перевод в раствор (обычно водный) одного или неск. компонентов твёрдого
вещества с помощью водного или органич. растворителя, часто при участии
газов - окислителей или восстановителей. Примеры В.: щелочное извлечение
лигнина из древесины, растворение в горячей воде сахара из свёклы и сах.
тростника, извлечение металлов из руд и концентратов (см. Гидрометаллургия).
В.
включает по меньшей мере два процесса: химический - перевод одного из веществ
в растворимое состояние, и физико-химический - растворение в воде (см.
Экстрагирование).

Перед В. твёрдое вещество в случае необходимости
подвергают механич. обработке (дробление, измельчение) и химической - вскрытию
(окисление или восстановление в пульпе, обжиг, спекание, сульфатизация
и др.). Назначение вскрытия - перевод труднорастворимых соединений в легкорастворимые
(сульфидов в сульфаты, высших окислов в низшие). Вскрытие совмещается с
В., напр, при окислительном автоклавном В. сульфидных руд и концентратов.
Типичные пром. растворители: вода, водные растворы кислот (в основном серной
и соляной) и щелочей (аммиак, едкий натр), солей (углекислый натрий или
алюминий), цианиды.

В. осуществляется перемешиванием ("агитацией")
мелкого твёрдого материала с жидким растворителем в контакте с газообразным
реагентом, напр, воздухом (В. золотых, урановых руд и сульфидных концентратов
и др.), просачиванием (перколяцией) жидкого реагента через неподвижный
слой твёрдого (В. меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов).

В. периодически или непрерывно, прямоточно
или противоточно обычно проводят в чанах с механич., пневматич. или пневмо-механич.
перемешиванием при атм. давлении; в чанах без перемешивания (в перколяторах
или диффузорах); в трубчатых реакторах; в автоклавах при повышенных давлениях
и темп-рах.

Избирательность В. определяется хим. свойствами
и концентрацией растворителя, структурой твёрдого вещества и его физ.-хим.
свойствами, растворимостью соединений выщелачиваемого вещества в данных
условиях. Скорость В. зависит от удельной поверхности раздела твёрдое -
жидкость (т. е. от размера частиц твёрдого), разности концентраций растворителя
и хим. реагентов на поверхности твёрдого и в объёме, вязкости растворителя,
величины коэффициента диффузии, интенсивности перемешивания (уменьшение
диффузионного слоя, ускорение растворения газообразных реагентов), темп-ры
(увеличение констант скорости реакции и диффузии), парциального давления
газообразного реагента (кислорода, сернистого ангидрида и др.) над раствором,
концентрации растворимого окислителя, напр, сульфата железа. Чаще всего
В. как гетерогенный процесс протекает в диффузионной области, хотя возможны
смешанные диффузионно-кинетич. или кинетич. режимы.

Интенсификация В. достигается одновременной
сорбцией выщелачиваемого компонента на смолах (т. н. диффузионное В.),
внесением бактерий (см. Бактериальное выщелачивание), применением
повышенных темп-р до 300 °С и давлений до 5 Мн/м² (50
кгс/см²)
- автоклавное В. Иногда В. осуществляется в режиме "кипящего слоя",
с виброперемешиванием, с ультразвуковой кавитацией.

В. проводят из отвалов бедной руды (кучное
В.) или непосредственно из рудного тела, если руда пористая или трещиноватая
(см. Геотехнология). Для создания необходимой трещиноватости руду
разрыхляют путём взрывов с использованием обычных взрывчатых веществ или
атомных зарядов (подземное В.). В этих случаях растворы подают на руду
сверху, обогащённые (просочившиеся через неё) растворы собирают в выработках
снизу, подают их на установку для выделения металла и обеднённый раствор
после регенерации растворителя возвращают для повторного использования.

Эффективность В. определяется полнотой
извлечения ценных компонентов, концентрацией извлекаемых компонентов и
вредных примесей в конечном растворе, расходом материалов, электроэнергии,
пара, затратами рабочей силы, скоростью процесса.

Лит.: Общая химическая технология,
т. 1, М.- Л., 1952; Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической
технологии, 7 изд., М., 1960; Основы металлургии, т. 1, М., 1961. Н.
В.Гудима, Н.Н.Ракова.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я