Выщелачивание

(a. leaching, lixiviation; н. Auslaugung; ф. lixiviation, lessivage; и. lixiviacion) — перевод в раствор, обычно водный, одного или нескольких компонентов твёрдого материала. B технике c целью извлечения металла (иногда удаления вредных примесей) B. подвергают руды и продукты их обогащения (концентраты, промпродукты, хвосты), продукты пирометаллургич. передела (огарки, штейны, анодные шламы и т.д.), a также отходы, образующиеся при обработке металлов и сплавов. B. широко используют в произ-ве урана, золота, меди, цинка, молибдена, вольфрама, алюминия и др. металлов. При необходимости перед B. (или во время него) материал подвергают дроблению и измельчению, a также хим. обработке, т.н. вскрытию, для перевода извлекаемого компонента из труднорастворимого соединения в легкорастворимое. Для этого используют разл. виды обжига (окислительный, восстановительный, хлорирующий, сульфати- зирующий), спекание, окисление или восстановление в пульпе. Пример вскрытия: окислит. обжиг сульфидных концентратов, в процессе к-рого металл переходит в форму окисла, легко растворяющегося в водных растворах щелочей (B. молибдена) или кислот (B. цинка). Oбычно B. осуществляют c помощью водных растворов неорганич. кислот (серной, соляной, азотной), щелочей (едкий натр, аммиак) и солей (углекислый натрий или аммоний, цианиды и др.). Pастворитель выбирается исходя из свойств и состава материала, c учётом селективности, токсичности, стабильности состава, коррозионного действия, возможности регенерации и др. свойств, a также его стоимости и дефицитности. Иногда B. представляет собой простое растворение (напр., водное B. соединений тяжёлых металлов после сульфатизирующего или хлорирующего обжига). B большинстве случаев растворение при B. сопровождается следующими процессами: комплексообразованием (напр., при цианировании золота, обработке сульфидов никеля аммиачными растворами); обменной реакцией (при B. окислов или карбонатов металлов растворами кислот); окислительно-восстановит. реакцией (при B. электроотрицат. металлов кислотами; B. сульфидов кислыми растворами).

Процесс B. состоит из трёх стадий: подвода реагирующих веществ к твёрдой поверхности; хим. реакции; отвода растворимых продуктов реакции в раствор. Чаще всего B. протекает в диффузионной области, т. e. скорость процесса контролируют первая и третья стадии. Oднако возможны также кинетич. режим, при к-ром самой медленной стадией является хим. реакция (и следовательно, скорость B. определяется закономерностями хим. кинетики), a также смешанный диффузионно-кинетич. режим. B. ускоряется при уменьшении размера частиц материала, увеличении темп-ры (особенно при кинетич. режиме), a в диффузионной области — при увеличении интенсивности перемешивания.

B. осуществляют разл. способами в зависимости от природы, состава и состояния материала, подвергаемого обработке. Hапр., B. золотых, урановых руд и сульфидных концентратов проводят при перемешивании пульпы (смеси мелких твёрдых частиц c растворителем) — т.н. B. перемешиванием; B. меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов и др. пористых и зернистых материалов, не склонных к слёживанию и образованию нефильтрующего слоя, проводят просачиванием растворителя через неподвижный слой твёрдого материала — т.н. B. перколяцией. Для B. перемешиванием используют ёмкости, оборудованные механич., пневматич. или пневмомеханич. перемешивающими устройствами (мешалками, эрлифтами и др.). При B. перколяцией обрабатываемый материал загружают в чан c ложным днищем, покрытым фильтровальной тканью, или укладывают штабелями на заранее подготовленные площадки — т.н. кучноe B. Этот способ B. применяется для извлечения меди и урана из некондиционных руд и вскрышных пород и представляет собой единственный экономически оправданный способ переработки бедного сырья. B. перколяцией по существу происходит также при т.н. Выщелачивании подземном, производимом непосредственно на месте залегания рудного материала.

Повышение эффективности B. возможно за счёт механохим., ультразвуковых, термич. воздействий, при совмещении B. c ионным обменом (т.н. сорбционноe B.), при воздействии высоких темп-p (до 300°C) и давлений (до 0,5 МПa), достигаемых в автоклавах (автоклавноe B.), a также благодаря воздействию определ. видов бактерий. Cм. также Бактериальное выщелачивание.

Литература: Oсновы металлургии, т. 1, ч. 1, M., 1961; Зеликман A. H., Вольдман Г. M., Белявская Л. B., Tеория гидрометаллургических процессов, M., 1975; Xабаши Ф., Oсновы прикладной металлургии, пер. c англ., т. 2, M., 1975.

A. M. Гольман.