Цементация (часть 1)

Осаждение меди цементацией на железе (стружка, обрезки, консервные банки и т.п.) из сернокислотных растворов, золота и серебра цементацией на цинке из цианидных растворов - наиболее распространенные и простые способы извлечения этих металлов из бедных геотехнологических растворов, получаемых при выщелачивании забалансового сырья. Цементация - электрохимический процесс, протекающий на поверхности металлических частиц с растворенными ионами, при котором происходит растворение металла (железа, цинка) и вытеснение из раствора в осадок меди, золота, серебра:

Термодинамика процесса цементации связана с различиями в величинах нормальных потенциалов осаждаемых металлов и металлов-осадителей. Согласно ряду напряжений любой металл с более электроотрицательным потенциалом способен вытеснять другие менее электроотрицательные металлы (табл. 4.2). Любой металл, находящийся левее других металлов, более растворим и вытесняет последние из раствора, осаждая их. Так, медь будет осаждать золото, серебро, и т.д. Магний или алюминий осаждают золото и серебро сильнее, чем цинк.

Цементация меди. В реальных условиях, помимо осаждения меди, в процессе цементации протекает ряд других реакций, в числе которых: 2Fe3 + Fe => 3Fe2+ и Н + Fe => Fe2 + Н2, которые ведут к непроизводительной затрате железа. Поэтому потребление железа составляет от 1.2 до 3 кг на 1 кг осаждаемой меди, по сравнению с теоретически необходимым (0.88 единиц на единицу меди). Снижается также полнота осаждения меди. В связи с этим требуется перед цементацией удалять трехвалентное железо из раствора путем осаждения его гидроксидов, образующихся в результате гидролиза.
Обычно необходимо поддерживать рН раствора в пределах 2.5-3. Это обеспечивает гидролиз и осаждение трехвалентного железа и наиболее эффективную цементацию меди. В процессах подготовки раствора путем осаждения также удаляются частицы шлама, которые при цементации экранируют поверхность частиц железа.

---