Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
Селективная флотация. Химико-металлургические процессы для переработки некондиционных концентратов и комплексных промпродуктов
Магнитная и электрическая сепарация в сочетании с гравитацией и флотацией. Химико-іметал-лургические процессы для переработки некондиционных концентратов и комплексных промпродуктов
Извлечение урана из растворов и пульп с помощью ионообменных смол, экстракцией органическими растворителями и др.
Химические методы извлечения из пылей, газов, шлаков металлургических заводов и котельных установок, а также из промпродуктов и отходов переработки сырья, содержащего цветные, редкие и радиоактивные металлы
По мере измельчения элювиального материала и увеличения его дисперсности резко возрастают суммарная поверхность частиц и способность их взаимодействовать с различными химическими агентами выветривания. Агентами химического выветривания являются свободный кислород и углекислота атмосферы и особенно поверхностные почвенные и грунтовые воды, обогащенные растворенными в них кислородом, углекислотой, различными солями, иногда свободными минеральными кислотами, образующимися при окислении сульфидов, разрушении га-лоидосодержащих силикатов и других соединений. Важную роль в этих процессах играют также органические соединения и кислоты, выделяемые корневой системой растений и микроорганизмами в процессах материального обмена с веществом почвы, а также гуминовые кислоты, возникающие в результате сложных биохимических процессов почвообразования. Слабые водные растворы активно растворяют минеральные частицы и вступают с ними в химические реакции. Интенсивность этого воздействия тем больше, чем больше дезинтегрирована порода.
Процессы химического выветривания являются достаточно сложными, но в конечном счете сводятся к окислению первичных минералов, их гидратации, разложению и карбонатизации с образованием новых соединений, более устойчивых в условиях коры выветривания. Одни соединения хорошо растворимы и выщелачиваются из коры выветривания, другие, особенно оксиды, гидроксиды и вторичные водные силикаты, труднорастворимы и накапливаются в ней.
Особо важную роль играют процессы окисления и карбонатизации. В начальной стадии химического выветривания удаляются галоиды и сера. Затем при низких температурах и давлении, господствующих в зоне выветривания, углекислота, являющаяся более энергичным химическим агентом по сравнению с кремнекислотой, разлагает силикаты, отнимая у них катионы и образуя карбонаты. При этом в первую очередь извлекаются такие крупные малозарядные и сравнительно легко-гидратируемые катионы, как K+, Na+, Ca2+, и менее гидрати-руемые ионы Mg2+. Они образуют хорошо растворимые карбонаты и бикарбонаты, а также другие растворимые соединения, которые выносятся из коры выветривания.
Частично образующиеся карбонаты закиси железа окисляются, а затем гидролизуются, переходя в труднорастворимые гидроксиды железа, накапливающиеся в коре выветривания. Алюминий также накапливается первоначально в виде вторичных листовых силикатов типа гидрослюд, каолина, бадделеита, монтмориллонита, галлуазита и других, а при дальнейших процессах выветривания — в виде практически нерастворимых гид-роксидов.
Кварц горных пород является одним из наиболее устойчивых минералов и накапливается в коре вывэд^ижа-н-ия^-но-крем-
2—5308 17
незем, высвобождающийся при разложении различных силикатов и алюмосиликатов, частично образует вместе со щелочами легкогидратируемые и растворимые комплексы.
Большинство остаточных продуктов химического выветривания, такие, как кремнезем, гидроксиды Fe, Mn, Al, водные силикаты Mg, Al и Ni, образующиеся на разных стадиях процесса, выделяются в виде коллоидных частиц. Тонкодиоперс-ные коллоидные системы обладают огромной внутренней поверхностью, в миллионы раз превышающей поверхность обычных кристаллических частиц. Это чрезвычайно интенсифицирует химические реакции и обусловливает широкое распространение явлений адсорбции — поглощение коллоидами различных веществ.
Большинство коллоидных частиц несет тот или иной заряд. Наиболее распространенные в коре выветривания коллоидные частицы минералов (водные силикаты Al, Mg и др.) и ряда ги-дроксидов (Si, Mn и др.) имеют отрицательный заряд и проявляют свойства анионов. Они способны извлекать из растворов катионы К, Li, Ba, а также Си, Pb, Zn, Hg и других тяжелых металлов, улавливают эти элементы из почвенных растворов и затрудняют их миграцию. Именно этим объясняются накопление в коре выветривания многих элементов и дефицит их в океанических водах. Коллоиды в коре выветривания способствуют миграции многих практически нерастворимых соединений. В виде коллоидов происходит вынос из коры выветривания гидроксидов Al, Fe, Mn, Si, а также ряда силикатов и карбонатов.
В процессах химического выветривания происходит глубокая дифференциация вещества элювиального покрова, вынос одних элементов и соединений и накопление других. Для наиболее распространенных химических компонентов горных пород устанавливается такая последовательность выноса их из коры выветривания: Cl, S, Ca, Na, К, Mg, Fe2+, Mn2+, Si, Fe3+, Mn4+, Al, Ti. Труднорастворимые соединения этого ряда накапливаются в элювиальном покрове в качестве остаточных продуктов химического выветривания.
