Zentrifugalextraktoren werden in der Hydrometallurgie zum Kupferschmelzen eingesetzt

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Hydrometallurgie ist eine Wissenschaft und Technologie, die Laugungsmittel verwendet, um wertvolle Metallbestandteile in Erzen, Konzentraten, geröstetem Sand und anderen Materialien in Lösungen aufzulösen oder sie als neue feste Phasen auszufällen, um Metalle abzutrennen, anzureichern und zu extrahieren. Da der größte Teil dieses metallurgischen Prozesses in wässriger Lösung durchgeführt wird, spricht man von Hydrometallurgie. Der Prozess in der Hydrometallurgie ist relativ komplex. In diesem Artikel wird hauptsächlich die Anwendung eines Zentrifugalextraktors bei der Gewinnung von Kupfer in der Hydrometallurgie vorgestellt. Die Geschichte der Hydrometallurgie Die Geschichte der Hydrometallurgie lässt sich bis ins Jahr 200 v. Chr. zurückverfolgen. Während der westlichen Han-Dynastie in China gab es Aufzeichnungen über die Verwendung der Gallalaun-Methode zur Gewinnung von Kupfer. Die moderne Entwicklung der Hydrometallurgie ist jedoch untrennbar mit dem Erfolg der hydrometallurgischen Zinkverhüttung, der Erfindung des Bayer-Verfahrens zur Herstellung von Aluminiumoxid, der Entwicklung der Uranindustrie und der Erfindung der Hydroxyoxim-Extraktionsmittel in den 1960er Jahren und deren Anwendung in der hydrometallurgischen Kupferverhüttung verbunden. Hydrometallurgie-Prozess und aktuelle Situation Angesichts des Rückgangs der Erzqualitäten und immer strengerer Umweltschutzanforderungen spielt die Hydrometallurgie eine immer wichtigere Rolle bei der Produktion von Nichteisenmetallen. Die Hydrometallurgie umfasst hauptsächlich Einzelvorgänge wie Laugung, Flüssig-Fest-Trennung, Lösungsreinigung, Metallextraktion aus Lösung und Abwasserbehandlung. Beim hydrometallurgischen Kupferschmelzverfahren werden Lösungsmittel verwendet, um Kupfererze oder -konzentrate auszulaugen und anschließend Kupfer aus der Laugungslösung zu extrahieren. Zu den Hauptprozessen gehören die Auslaugung (siehe Auslaugung), die Reinigung, die Extraktion und andere Prozesse. Derzeit macht die weltweite Produktion von hydrometallurgischem Kupfer etwa 12 % der Gesamtproduktion aus. Um die SO2-Belastung zu beseitigen, wurden seit den 1960er Jahren zahlreiche Studien zur hydrometallurgischen Verhüttung von Kupfersulfiderzen durchgeführt. Da die wirtschaftlichen Indikatoren jedoch nicht so gut sind wie die der Feuermethode, verbleibt das hydrometallurgische Verfahren meist im experimentellen und kleintechnischen Produktionsstadium. Die hydrometallurgische Kupferverhüttung wird derzeit hauptsächlich zur Verarbeitung von Kupferoxiderzen eingesetzt. Methoden wie direkte Säurelaugung und Ammoniaklaugung oxidierter Kupfererze (oder Ammoniaklaugung nach Reduktionsröstung) ； Die Säurelaugung ist weit verbreitet, während die Ammoniaklaugung auf die Behandlung gebundener Oxiderze mit hohem Kalzium- und Magnesiumgehalt beschränkt ist. Sulfiderze werden häufig durch Sulfatierung, Rösten und Auslaugen oder direkte Auslaugung mit Ammoniak- oder Chlorsalzlösungen verarbeitet. ①Das Sulfatierungs-Röst-Auslaugungsverfahren wandelt das Kupfer im Konzentrat in lösliches Kupfersulfat um und löst es auf. ； ②Bei der Ammoniaklaugungsmethode wird Kupfer in einen Kupfer-Ammoniak-Komplex umgewandelt und gelöst. Das Sickerwasser wird in einem Autoklaven mit Wasserstoff reduziert, um Kupferpulver herzustellen, oder Elektrokupfer wird durch Lösungsmittelextraktion und Elektrogewinnung hergestellt. ； Bei der Chloridsalzlaugungsmethode wird Kupfer in einen Kupferchloridkomplex in eine Lösung umgewandelt und anschließend eine Diaphragmaelektrolyse durchgeführt, um elektrolytisches Kupfer zu erhalten. Der hydrometallurgische Prozess der Lösungsmittelextraktion mittels Zentrifugalextraktion nutzt den Unterschied im Verteilungsverhältnis bestimmter Metalle in der wässrigen Lösung zwischen dem organischen Lösungsmittel und der wässrigen Lösung. Wenn die organische Phase und die wässrige Phase in vollständigem Kontakt stehen, werden bestimmte Metalle in der wässrigen Phase selektiv in die organische Phase übertragen. Dieser Transfervorgang von Metallen wird Extraktion genannt. In der Hydrometallurgie wird es häufig zur Gewinnung wertvoller Metalle aus wässrigen Lösungen oder als Mittel zur Lösungsreinigung eingesetzt. Da es sich bei der wässrigen Lösung und der organischen Lösung im Kontakt beide um flüssige Phasen handelt, wird die Lösungsmittelextraktion oft als Flüssig-Flüssig-Extraktion bezeichnet. Im Vergleich zu anderen Trennmethoden wie Fällung und Ionenaustausch bietet die Lösungsmittelextraktionsmethode die Vorteile einer hohen Extraktions- und Trenneffizienz, keine Notwendigkeit einer Filtration, eines geringen Reagenzienverbrauchs, einer hohen Rückgewinnungsrate, einer großen Produktionskapazität sowie einer einfachen Automatisierung und Kontinuität. In den letzten Jahren wurde es in großem Umfang in der Hydrometallurgie, der Erdölindustrie, der chemischen Industrie, dem Umweltschutz und anderen Abteilungen eingesetzt. Ein Extraktionssystem besteht normalerweise aus einer organischen Phase und einer wässrigen Phase, die gegenseitig unlöslich sind. Die organische Phase besteht aus einem Extraktionsmittel und einem Verdünnungsmittel, und die wässrige Phase enthält häufig ein oder mehrere extrahierte oder abgetrennte Metallionen. Der Prozess der Übertragung der extrahierbaren Stoffe aus der organischen Phase in die wässrige Lösung wird Strippen genannt. Je nachdem, ob die Flüssigkeit in der Wasserphase feste Schwebstoffe enthält, wird sie in die Extraktion klarer Flüssigkeiten und die Extraktion der Aufschlämmung unterteilt. Die Verwendung von mehr als zwei Extraktionsmitteln je nach Extraktionsverfahren wird als synergistische Extraktion und antisynergistische Extraktion bezeichnet.