第4章__浸取.ppt

第四章浸取分离4.1、概述生活中的例子：

用热水浸泡茶叶
生病时喝的中药汤剂，就是把中草药放在水中加热熬成的，熬中药的过程就是加热浸取过程。
药店出售的药酒就是药材用酒浸取后的浸出液。工业中的应用：

用硫酸或氨溶液从矿石中浸取铜；
用氰化物溶液浸取金矿而获得金；
用温水从甜菜中浸取糖；用乙醇从大豆、花生中提取食用油；
用水或有机溶剂从植物中提取药物成分；如用水从土茯苓浸取液萃取黄酮。

浸取工艺广泛应用于化学工业、湿法冶金、食品、医药等领域。

优点：耗能少，设备和操作比较简单。在复杂的分离过程中，浸取过程常常是整个分离过程的第一步，它既可把有用物质从固体转到液体中，又可起到分离作用。

例如，在湿法冶金过程中，常常先用酸或碱溶液把所需的金属元素从矿石中提取到溶液中，然后再用溶剂萃取或其他可溶性杂质分离。二、浸取的分类：

1、按浸取过程的作用原理来分
物理浸取是单纯的溶质溶解过程，所用的溶剂有水、醇或其他有机溶剂。
化学浸取用于处理矿物，常用酸、碱及一些盐类的水溶液，通过化学反应，将某些组分溶出。
细菌浸取用于处理某些硫化金属矿，靠细菌的氧化作用，将难溶的硫化物转变为易溶的硫酸盐而转入浸出液中。2、根据浸取工艺的操作条件来分：
常压浸取
热压浸取

热压浸取——有些反应在常温常压下不能实现，提高温度和压力后，使之成为可能。也可用这种方法来提高化学反应的速度。

如用NaOH浸取硬铝石，操作条件为：230-240℃，约3040kPa，
α-AlOOH+NaOH+H2O=NaAl(OH)4，
再如用碳酸钠浸取白钨矿的条件为：
180-200℃，约1510kPa。
CaWO4+Na2CO3=Na2WO4+CaCO33、根据浸取的介质来分：
a、水浸取
欲提取物在固相中以可溶于水的化合物形态存在时，可用水作溶剂把有价值的成分简单的从固相溶入液相中。

如：硫化铜经硫酸化焙烧后，转变为易溶于水的硫酸铜，可用水浸取。b、酸浸取
常用的酸浸取剂有：
硫酸、硝酸——氧化性，
盐酸——还原性，
有时也用氢氟酸。
酸浸取过程可能是简单的溶解，也可能是配合反应或氧化还原反应。

例如，用硫酸浸取铀矿：
UO3+H2SO4=UO2SO4+H2O
UO2SO4+SO42-=[UO2(SO4)2]2-
[UO2(SO4)2]2-+SO42-=[UO2(SO4)3]4-
这是一个配合反应，其中6价铀反应得到可溶性的硫酸铀酰配合物。酸浸取的例子c、碱浸取

常用的碱浸取剂有：NaOH、Na2CO3、氨水、Na2S、NaCN等。碱浸取过程多数是配合反应。

碱浸取在湿法冶金中得到广泛的应用。

例如，在铀矿的处理过程中广泛使用Na2CO3和NaHCO3混合液使矿石中的铀以配合物的形式进入溶液，而杂质离子则留在固相中。UO3+3CO32-+H2O=[UO2(CO3)3]4-+2OH-
[三碳酸铀酰配离子]↗，[OH-]↗，当增加到一定程度时，导致重铀酸钠沉淀的生成
[UO2(CO3)3]4-+6OH-+2Na+=
Na2U2O7↓+6CO32-+3H2O

一旦生成Na2U2O7沉淀，就将和其他金属离子的氢氧化物沉淀混在一起，引起铀的损失。
如果溶液中含有一定量的HCO3-，则可抑制生成过量的OH-，可避免Na2U2O7沉淀的生成。对于金属来说，通常都有与之对应的优良的浸取剂：
镍、钴、铜氧化矿——氢氧化铵，因它们易与氨形成配离子，可与那些不能产生配离子的组分分开，选择性较高；
铝土矿——氢氧化钠，可用于浸取As、Sb(锑)、Sn、Hg等元素；
金、银——氰化钠，金、银与之形成配合物后，降低了氧化、还原电位。

浸取过程中，金属形成配合物是有利的，不仅可提供浸取的选择性，而且配合物比较稳定，不易水解。

碱浸取在湿法冶金中得到日益广泛的应用。硼砂生产：

泡化碱生产：d、盐浸取
多种盐类都可作为浸取剂，如硫酸盐、氯化物等。其中一类在浸取中起氧化还原作用，而另一类则没有。
如FeCl3、Fe2(SO4)3、CuCl2、NaClO等通常有氧化剂的作用。
UO2+2Fe3+=UO22++2Fe2+
MS+2Fe3+=M2++2Fe2++S

另外一类盐浸取剂没有氧化还原的作用，如NaCl、CaCl2、MgCl2等。
PbSO4+2NaCl=PbCl2+Na2SO4
PbCl2+2NaCl=Na2[PbCl4]
NaCl的作用只在于提供大量的Cl-离子，利用同离子效应以使Pb成为配离子而溶解。e、细菌浸取
——利用某些特殊细菌及其代谢产物的氧化作用，使得矿石中的有用组分进入溶液的过程。
此类浸取目前主要应用于铜矿和铀矿的生产中，在处理残渣、残矿和低品位矿石等领域发挥作用。

用于浸取的细菌大致有四类：
氧化硫杆菌——氧化S、SO2、S2O32-等；
氧化铁杆菌­