» » Выщелачивание при участии газов-восстановителей
01.06.2015

Катионы ряда элементов — хрома, марганца, железа, кобальта и некоторых других — образуют в низших степенях валентности простые соли, хорошо растворимые в воде, а при повышении валентности дают неустойчивые соли, легко гидролизующиеся и образующие мало растворимые в воде окислы и гидроокиси. Отсюда возникает возможность выщелачивания подобных элементов из руд водными растворами сильных восстановителей. Наиболее удобным реагентом для такого процесса является сернистый ангидрид, легко растворяющийся в воде с образованием сернистой кислоты.
Очевидно, что рассмотренные ранее основные предпосылки высокого извлечения металлов в раствор при окислительном выщелачивании следует иметь в виду и в данном случае, при восстановительном процессе. Последний в настоящее время еще не получил промышленного применения и находится в стадии лабораторной и полузаводской проверки в числе так называемых резервных технологических процессов, разрабатываемых в США.
Не располагая месторождениями богатых марганцевых руд, США пытаются вовлечь в эксплуатацию бедные руды, значительные запасы которых имеются в различных районах страны. По схеме автоклавного передела руды эти, содержащие от 4,6 до 32% марганца, измельчают до крупности -48 меш и в виде водной пульпы, содержащей 75% твердого (ж:т=1:3), обрабатывают смесью сернистого газа и кислорода (или воздуха) при температуре до 230° и общем давлении до 41 ат. Двуокись марганца, реагируя с сернистой кислотой, восстанавливается и марганец переходит в выщелачивающий раствор в форме сернокислой закисной соли. Часть сернистой кислоты окисляется кислородом в серную, причем сульфат марганца каталитически ускоряет эту реакцию. Серная кислота растворяет некоторое количество окиси марганца, повышая тем самым общее извлечение. Эти процессы могут быть представлены следующими реакциями:
Выщелачивание при участии газов-восстановителей

Вместе с тем при выщелачивании руд образуется заметное количество дитионата марганца:
Выщелачивание при участии газов-восстановителей

что осложняет дальнейшие технологические операции; присутствие кислорода сильно понижает выход дитионата.
Выщелачивание марганцевых руд сернистым газом можно производить и при атмосферном давлении, но в этом случае извлечение марганца из низкосортных руд обычно не превышает 80%, а значительное количество его оказывается в растворе в форме дитионата. При автоклавном выщелачивании извлечение марганца составляет 97%, причем растворы содержат практически всю серу в сульфатной форме; pH раствора поддерживают на уровне 1—2; в раствор переходит небольшое количество железа, алюминия и кремния. Дальнейшие операции состоят в фильтрации, упарке раствора и кристаллизации сульфата марганца. Последний обжигают, получая высокопроцентную двуокись марганца и оборотный сернистый газ.
Аналогичная технологическая схема разрабатывается в США для получения трехокиси хрома из бедных руд.
Применительно к некоторым видам титановых руд восстановительное автоклавное выщелачивание позволяет довольно просто решить, проблему удаления из них железа. Выщелачивание титановых руд, содержащих железо в виде окиси, водным раствором серной кислоты в присутствии восстановителя при высокой температуре и давлении от 34 до 137 ат переводит Fе2О4 в легкорастворимую закись железа; основная масса титана переходит в гидратированную форму и остается в твердой фазе, практически свободной от железа.