概述 所谓溶剂浸出,是用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性地溶解的物理化学过程。适用成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低的矿业固体废物、化工和冶金过程的废弃物。其特点在于能够使物料中有用或有害成分能选择性地最大限度地从固相转入液相。同时具有对目的组分选择性好、浸出率高,速率快、成本低,容易制取,便于回收和循环使用以及对设备腐蚀性小等优点。
动力学方程
浸出反应的进行在很大程度上取决于动力学过程。浸出过程大多取决于两个阶段: 溶剂向反应区的迁移和界面上的化学反应。浸出过程大致可分成以下几个阶段:1.外扩散。2.化学反应。3.解吸。4.反扩散(为区别于外扩散,称之为反扩散)。
浸出过程的化学反应机理
物料浸出是一个极为复杂的溶解过程,在简化情况下,根据物料(溶液)和溶剂的互相作用特性,溶解过程可分为物理溶解过程和化学溶解过程物理溶解过程指溶质在溶剂作用下仅发生晶格的破坏,溶质可以从溶液中结晶出来。过程消耗的能量等于晶格能。离子或原子之间化学键的破坏,是一种可逆过程。化学溶解过程指溶剂与物料的有关组分之间发生化学反应生成可溶性化合物进入溶液相的过程。这种化学作用主要包括是交换反应、氧化还原反应,络合反应等,是一种不可逆过程。
1.交换反应溶解过程。2.氧化还原反应过程。3.络合反应溶解过程。
几种典型浸出反应
浸出过程是提取和分离目的组分的过程。浸出过程所用的药剂称为浸出剂,浸出后含目的组分的溶液称为浸出液,残渣为浸出渣。按浸出药剂种类的不同,浸出可分为酸浸、碱浸、中性浸出等方法。
影响浸出过程的主要因素
浸出操作要保证有较高的浸出率。浸出率是目的溶质进人溶液的质量分数。浸出过程的主要影响因素有:浸出温度、物料粒度及其特性、浸出压力、搅拌速度和溶剂浓度等,影响浸出效果的因素还有物料层的孔隙率等。
浸出工艺
根据浸出剂与被浸废料的相对运动方式的不同,浸出分为顺流浸出、错流浸出和逆流浸出三种。浸出剂与被浸废料的流动方向相同的浸出为顺流浸出,浸出剂与被浸废料的流动方向相错的浸出为错流浸出,浸出剂与被浸废料运动方向相反的浸出为逆流浸出。根据浸出过程中废料的运动方式,浸出又分为渗滤浸出和搅拌浸出。
浸出设备
常用的浸出设备主要有渗滤浸出槽(池)、机械搅拌浸出槽、空气搅拌浸出槽、流态化逆流浸出塔和高压釜等五类。