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第一篇 浸出导论1

目 录1

第一章 绪论3

一、浸出的定义和作用3

二、浸矿技术的发展简史3

三、浸矿技术的现状和发展趋势5

（一）浸矿技术的现状5

（二）浸矿技术的发展趋势5

（一）金属矿物7

（二）非金属矿物7

一、矿石资源7

第二章 矿石与矿物7

（三）综合回收元素13

二、矿物、矿石类型及主要矿物浸出特性14

（一）矿物的晶体化学分类14

（二）矿石类型划分的主要影响因素15

（三）矿物的一般酸、碱浸出特性15

（四）几种主要矿石矿物的浸出特性18

（二）矿石试样的采取24

（一）矿石试样的类型24

一、矿石采样与鉴定24

第三章 浸出前的矿石准备24

（三）矿样的鉴定和工艺矿物学研究26

二、样品制备27

（一）破碎与磨碎27

（二）缩分与取样28

（三）粉碎28

（四）筛分29

（五）粒度分析30

三、矿石的预处理30

（二）焙烧31

（一）物理选矿31

（三）预氧化37

第四章 浸出剂及其理化特性40

一、概述40

二、水40

三、酸40

（一）硫酸41

（二）盐酸41

（四）氢氟酸42

（五）王水42

（三）硝酸42

四、碱43

（一）氨43

（二）碳酸钠43

（三）氢氧化钠43

（四）硫化钠44

五、盐45

（一）氯化钠45

（二）高价铁盐45

（三）氯化铜45

（四）次氯酸钠、氯酸钠46

（五）氰化物47

六、氯化剂47

七、氧化剂、还原剂与络合剂48

八、浸出剂的选择原则49

第五章 浸出过程的基础理论51

一、概述51

二、有关溶液的基本知识51

（一）浓度和活度51

（二）溶解度56

（一）化学热力学基础58

三、浸出过程的热力学58

（二）电位－pH图59

四、浸出过程的动力学64

（一）浸出过程的反应历程64

（二）浸出速率方程式65

（三）温度对浸出的影响67

（四）浸出率与浸出时间的关系68

五、络合反应70

（一）络合物的形成与定义70

（二）络合物的结构与分类70

（三）络合物的不稳定常数73

（四）络合对电极电位的影响74

第六章 浸出技术的分类及主要浸出设备76

一、概述76

（一）浸出技术的分类方法76

（二）浸出方法的选择和种类76

二、浸出过程77

（一）间歇过程和连续过程77

（二）过程的流向79

（三）物料的处理方式及再生79

（一）搅拌浸出80

三、浸出方法80

（四）工艺流程的总方案80

（二）压热浸出83

（三）堆浸85

（四）地浸（原地浸出）86

（五）浓酸熟化浸出86

（六）微生物浸出87

（七）电化学浸出88

（八）其它浸出方法91

四、浸出方法的选择原则91

（二）压热浸出高压釜92

五、几种主要浸出设备92

（一）常压搅拌浸出槽92

（三）渗滤浸出槽93

第七章 浸出试验和工艺计算94

一、实验室试验94

（一）样品需要量94

（二）浸出参数95

（三）浸出试验96

（一）中间工厂试验的必要性及应具备的条件97

（二）中间工厂试验的任务97

二、中间工厂试验97

三、工艺流程和物料平衡98

（一）工艺流程98

（二）物料平衡98

四、编写报告99

五、工艺计算示例99

（一）搅拌浸出99

（二）渗滤浸出100

参考文献101

一、搅拌浸出的意义及特点105

二、搅拌浸出方法分类105

第一章 绪论105

第二篇 搅拌浸出105

三、浸出效果计算106

四、搅拌浸出的应用概况107

第二章 搅拌浸出过程的基本原理和设备109

一、浸出过程化学109

（一）浸出过程的表面化学109

（二）浸出过程的络合物化学109

（三）浸出过程的化学反应111

（二）浸出矿浆的液固比113

（一）浸出剂的浓度和用量113

二、影响浸出过程的因素113

（三）浸出温度114

（四）矿石粒度114

（五）搅拌强度115

（六）浸出时间115

三、搅拌浸出设备115

（一）机械搅拌浸出槽116

（二）空气搅拌浸出槽117

二、一般酸浸118

（一）矿石矿物118

一、概述118

第三章 酸法浸出118

（二）常用浸出剂120

（三）主要化学反应121

（四）应用实例121

三、氧化酸浸127

（一）矿石矿物127

（二）常用氯化剂128

（三）应用实例129

（一）矿石矿物135

四、还原酸浸135

（二）常用还原剂136

（三）应用实例137

第四章 碱法浸出143

一、概述143

二、碳酸盐溶液浸出143

（一）主要化学反应143

（二）应用实例144

三、氨浸147

（一）主要化学反应147

（二）应用实例150

四、苛性钠溶溶浸出156

（一）主要化学反应156

（二）应用实例157

五、硫化钠溶液浸出160

（一）主要化学反应160

（二）应用实例161

六、次氯酸钠溶液浸出163

（一）主要化学反应163

（二）应用实例164

一、概述167

第五章 盐浸167

二、氯化钠溶液浸出168

（一）主要化学反应168

（二）应用实例169

三、氯化钙溶液浸出173

（一）主要化学反应173

（二）应用实例173

四、高铁溶液浸出175

（一）主要化学反应175

（二）应用实例176

（一）主要化学反应179

五、高铜溶液浸出179

（二）应用实例180

第六章 水浸183

一、概述183

二、钒矿焙烧水浸184

（一）一般化学原理184

（二）应用实例186

三、锂矿焙烧水浸191

（一）一般概况191

（二）应用实例191

（一）一般化学原理193

四、钨矿焙烧水浸193

（二）应用实例194

五、混合型轻稀土精矿焙烧水浸195

（一）一般化学原理195

（二）应用实例195

第七章 液氯浸出198

一、概述198

二、铜镍硫化物的液氯浸出200

（一）一般化学原理204

二、氰化浸出204

一、概述204

第八章 特殊试剂浸出204

（二）应用实例207

三、硫脲浸出215

（一）一般化学原理215

（二）应用实例217

四、硫代硫酸盐浸出219

（一）一般化学原理219

（二）应用实例222

一、搅拌浸出的作用225

第九章 搅拌浸出的作用和技术经济225

二、搅拌浸出的技术经济226

（一）盈亏分析226

（二）化工材料消耗227

（三）动力消耗228

（四）矿石品位和金属回收率229

三、合理浸出率的确定230

参考文献231

二、压热浸出的应用条件239

一、压热浸出的发展简况239

第一章 绪论239

第三篇 压热浸出239

三、压热浸出在湿法冶金中的地位240

第二章 压热浸出的理论基础241

一、金属元素的高温化学241

（一）高温热力学241

（二）高温动力学243

（三）反应机理243

二、气体在水溶液中的行为244

（二）矿浆液固比246

（一）矿石粒度246

三、浸出过程的影响因素246

（三）浸出剂用量247

（四）操作温度247

（五）氧气分压247

第三章 压热浸出设备的选择与设计249

一、压热浸出设备的分类249

（一）高压釜的分类249

（二）立式釜249

（三）卧式釜249

（五）管式釜250

（四）立式无机械搅拌高压釜250

（六）气体搅拌釜251

二、压热浸出设备的材料选择252

（一）材料选择的一般要求252

（二）某些材料的使用性能252

三、压热浸出设备的搅拌方式和功率计算253

（一）搅拌方式的选择253

（二）搅拌功率的计算254

（三）气体搅拌254

（二）热量计算255

（一）加热方式255

四、压热浸出的加热方式和热量计算255

五、高压釜的配套设备及仪表257

（一）高压泥浆泵257

（二）自蒸发器257

（三）辅助仪表258

第四章 铝的浸出259

一、概述259

（一）铝的性质和用途259

（二）铝矿石259

（二）拜尔法在我国铝工业中的应用260

二、氧化铝的生产260

（一）氧化铝的生产方法260

（三）圣·尼古拉厂的氧化铝生产264

（四）拜尔法的进展265

三、立式无机械搅拌高压釜及管式釜在炼铝工业中的应用265

（一）无机械搅拌高压釜的应用265

（二）管式高压釜的应用266

（一）压热氨浸267

二、硫化镍矿的压热浸出267

一、概述267

第五章 镍和钴的浸出267

（二）压热酸浸269

三、氧化镍矿的压热酸浸270

四、中冰镍的压热酸浸271

五、钴合金的压热酸浸272

六、非金属衬里耐酸高压釜的应用273

（一）浸出方法的选择275

二、铀矿石的压热碱浸275

一、铀的性质和矿物特性275

第六章 铀的浸出275

（二）影响浸出过程的因素276

（三）国内的压热碱浸铀工厂277

（四）美国的压热碱浸铀工厂278

三、铀矿石的压热酸浸279

（一）难处理矿石的浸出279

（二）含硫铀矿石的浸出282

四、立式空气搅拌高压釜的应用282

（一）钼的性质和用途284

（二）钼的资源284

一、钼的性质、用途和资源284

第七章 钼的浸出284

二、硫化钼精矿的压热碱浸285

（一）浸出过程化学285

（二）浸出流程286

（三）压热碱浸在我国的实践288

三、硫化钼精矿的压热酸浸290

（一）浸出过程化学290

（二）浸出流程290

（三）压热酸浸在我国的工业应用291

四、立式机械搅拌高压釜的应用292

五、压热酸浸与压热碱浸的比较294

（一）压热浸出在钼冶炼工业中的意义294

（二）压热酸浸与压热碱浸的比较294

第八章 压热浸出技术在其它金属提取过程中的应用295

（一）黑钨精矿的碱浸出295

（二）锌精矿的浸出296

（三）金的浸出299

（四）钒的浸出300

第九章 压热浸出过程的技术经济分析302

一、金属回收率302

二、建设投资304

三、动力消耗305

四、化工材料消耗306

五、压热浸出与常压浸出的比较308

（一）压热浸出的优点308

（二）压热浸出应用中存在的主要问题309

第十章 高压釜使用的安全技术310

一、一般安全技术310

（一）高压釜的爆破事故310

（二）高压釜启用前的耐压试验310

（四）高压釜运行的安全措施311

（三）使用高压釜必须严格执行操作规程311

二、结构性安全技术312

（一）合理的材料和结构设计312

（二）可靠的密封313

三、氧气的安全使用314

四、其它气体或能分解出气体的反应材料的安全使用315

参考文献316

第四篇 堆浸321

第一章 绪论321

一、堆浸技术的发展简况321

（一）国外应用现状322

二、堆浸技术的应用现状322

（二）国内应用现状326

三、发展堆浸技术开发我国的矿产资源327

（一）提高国内堆浸技术水平327

（二）堆浸技术在我国的发展前景328

（一）堆浸法的分类原则329

（二）堆浸法的分类329

二、堆浸法的有关术语329

一、堆浸法（堆置浸出法）的分类329

第二章 堆浸法的分类及有关术语329

第三章 堆浸提取金属的原理及试验研究332

一、适宜堆浸的矿石种类及特性332

二、溶液在矿块内外的运动333

（一）矿块裂隙与溶液渗入333

（二）堆中溶液的运动334

三、浸出过程机理与影响金属浸出过程的因素334

（一）浸出过程机理334

（二）影响金属浸出过程的因素335

（二）铜矿堆浸工艺流程337

（一）铀矿堆浸工艺流程337

一、堆浸工艺流程337

第四章 堆浸工艺流程与试验研究337

（三）金银矿堆浸工艺流程340

二、堆浸的试验研究341

（一）堆浸的前期工作341

（二）堆浸的可浸性试验研究341

（三）堆浸的技术经济评价343

第五章 堆浸作业与基本设施346

一、堆浸场底垫的铺设346

（二）制粒350

（一）矿石准备的基本方式350

二、矿石的准备350

三、筑堆354

四、布液与集液357

（一）布液357

（二）溶液收集与控制359

五、金属的提取与回收362

（一）离子交换法362

（二）炭吸附－电积法364

（三）置换沉淀法365

（一）堆浸过程中的主要污染物366

（四）溶剂萃取－电积法366

六、环境的监控与保护366

（二）主要污染物的治理与防护368

（三）环境污染的防治原则及技术措施370

第六章 堆浸评价371

一、堆浸法的优缺点371

二、堆浸的经济分析372

（一）技术经济指标372

（二）基建投资372

（三）生产成本373

一、红石金矿堆浸376

第七章 堆浸法应用实例376

二、七一九铀矿石堆浸377

三、德兴铜矿废石堆浸379

参考文献379

第五篇 地浸383

第一章 原地浸出383

一、原地浸出的基本概念383

二、原地浸出过程和有关术语383

三、原地浸出的历史和现状384

二、矿床条件的分类385

第二章 原地浸出的矿床条件385

一、矿床的地质和水文地质条件385

三、原地浸出的优缺点和应用条件386

第三章 原地浸出工艺流程和工程设施388

一、矿床原地浸出条件试验和评价388

（一）矿床地质和水文地质条件补充勘探388

（二）矿样浸出参数测试388

（三）矿层原地浸出参数测试390

（四）矿床原地浸出条件的最终评价390

二、原地浸出的原则工艺流程391

三、原地浸出工程设施392

第四章 原地浸出主要工艺技术393

一、溶浸液的配制和使用方法393

二、原地浸出钻孔工艺技术394

（一）钻孔结构395

（二）施工技术395

（三）钻孔布置396

三、溶浸范围控制396

（二）圈定溶浸面积的原理和方法397

（三）避免“溶浸死角”的方法397

（一）溶浸液不流失技术397

四、矿层水质复原和环境保护398

第五章 原地破碎浸出399

一、原地破碎浸出的基本概念399

二、原地破碎浸出工序399

（一）补偿空间399

（二）原地破碎399

三、原地破碎浸出的应用条件和现状401

（三）布液与集液401

第六章 地浸法应用实例402

一、铀矿的原地浸出402

（一）克莱韦斯特铀矿（Clay West）402

（二）海伦德铀矿（Highland）403

（三）乌其库都铀矿404

（四）陈家山铀矿407

二、铜矿的原地破碎浸出407

二、地浸法的投资与利润409

（三）资源利用409

（二）经济意义409

（一）技术意义409

一、地浸法的技术经济意义409

第七章 地浸法的技术经济评价409

三、与常规方法的经济指标比较410

参考文献413

第六篇 微生物浸出417

第一章 绪论417

一、微生物浸出的简单历史回顾417

二、微生物浸出研究进展概况418

一、浸矿微生物的种类、来源及生理生态特性420

第二章 浸矿微生物420

二、浸矿细菌的培养基421

三、细菌的采集、分离和培养422

四、细菌生长曲线423

五、浸矿细菌的驯化424

六、细菌的计量425

第三章 微生物浸出基本原理427

一、细菌浸出直接作用说427

二、细菌浸出间接作用说428

三、细菌浸出复合作用说429

四、电位－pH图430

一、细菌浸出过程的影响因素431

第四章 细菌浸出影响因素和浸出动力学431

二、细菌浸出动力学441

第五章 细菌浸出工艺试验方法443

一、适于细菌浸出的矿石类型443

二、矿样采取与加工444

三、实验室小型试验444

四、扩大试验447

五、中间工厂（半工业）试验447

二、细菌浸出工艺过程448

（一）堆浸448

一、细菌浸出工艺分类448

第六章 细菌浸出工艺过程与设备448

（二）槽浸449

（三）地浸449

（四）搅拌浸出450

三、细菌浸出工艺流程450

四、细菌浸出设备451

（一）浸矿细菌培养设备451

（二）细菌浸出剂连续制备与再生设备452

五、浸矿细菌的连续培养453

六、细菌浸出剂的再生与循环利用455

第七章 铀矿石的细菌浸出456

一、细菌浸出铀的反应和工艺流程456

二、湖南某铀矿贫铀矿石的细菌堆浸457

三、加拿大斯坦洛克铀矿的细菌浸出459

四、铀矿石的细菌搅拌浸出460

第八章 铜矿石的细菌浸出462

一、铜矿石细菌浸出的基本反应462

二、铜矿石细菌浸出工艺流程463

三、铜矿细菌浸出应用实例465

（一）柏坊铜铀矿的细菌浸出465

（二）Rum Jungle铜矿的细菌堆浸466

（三）废铜矿石细菌堆浸467

第九章 其它金属矿物的细菌浸出470

一、镍钴矿物的细菌浸出470

二、锌和铅矿物的细菌浸出471

三、钼矿物的细菌浸出472

四、锰矿物的细菌浸出472

五、稀有金属矿的细菌浸出474

第十章 难处理金矿的细菌氧化工艺477

一、影响金矿难处理的因素477

二、难处理金矿细菌氧化工艺研究概况477

（二）分离器－发生器概念设计478

（一）耐热细菌的利用478

（三）含炭质物难处理金矿的细菌氧化浸出479

（四）以硫脲代替氰化物直接从细菌浸出渣中提取金和银481

三、难处理金矿细菌氧化工艺的优缺点482

四、难处理金矿细菌氧化的反应机理482

五、难处理金矿细菌氧化浸出工艺流程484

六、难处理金矿细菌氧化的影响因素及工艺条件控制486

七、扩大试验与半工业试验厂实例490

（一）广西平南县六岭金矿细菌氧化浸出490

（二）澳大利亚金精矿细菌氧化中间工厂试验491

（三）奥林匹亚金矿半工业试验492

（四）Fairview细菌氧化提金工厂494

（五）Giant Bay公司的细菌氧化工艺研究495

第十一章 微生物浸出技术的其它应用497

一、微生物法煤炭脱硫497

二、微生物直接浸出金499

第十二章 微生物浸出工艺的技术经济分析501

一、金矿细菌氧化工艺与其它工艺方法比较501

二、工厂建设投资对比502

三、不同氧化工艺生产费用对比503

四、细菌氧化工艺生产费用分析504

五、细菌氧化与焙烧工艺经济效益对比505

参考文献506

第七篇 浓酸熟化浸出511

第一章 绪论511

一、定义和命名511

二、浓酸熟化浸出法的发展过程512

（一）浓酸熟化浸出法与常规浸出法的对比514

（二）粗粒矿石的有效提取是湿法冶金领域内重大变革的基础514

三、浓酸熟化浸出法在湿法冶金中的地位514

第二章 物理化学原理516

一、浓酸熟化浸出法的化学过程517

（一）硅酸盐的溶解反应517

（二）氧化物的溶解反应517

（三）硫化物的溶解反应518

（四）碳酸盐的耗酸反应519

二、浓酸熟化过程的物理特性520

（一）矿石堆粒层中溶液的运动520

（二）矿石堆粒层内的质量传递过程526

（一）决定于浸出物料物质组成的因素532

三、浓酸熟化浸出过程的影响因素532

（二）决定于浸出物料物理特性的因素533

（三）与浸出物料性质关系不大的因素535

第三章 工艺过程及设备537

一、拌酸过程及设备537

（一）拌酸过程537

（二）回转圆筒拌酸机538

（三）回转圆盘拌酸机542

（四）拌酸设备的评价543

（二）皮带熟化装置544

二、熟化过程及设备544

（一）熟化过程544

（三）移动床熟化装置545

三、淋滤过程及设备547

（一）淋滤过程547

（二）滴淋布液装置的基本组成548

（三）滴淋装置布液的基本原理551

（四）滴淋布液系统的工艺设计555

一、高酸浸出法的典型应用——尼日尔阿尔利特铀矿石的处理557

（一）矿床地理条件、矿石特性及浸出性能557

第四章 应用和研究557

（二）扩大试验研究558

（三）工厂流程及参数564

（四）阿尔利特铀厂的试生产566

（五）阿尔利特铀厂的成功及问题566

二、薄层浸出法处理铜矿石的工业实践567

（一）薄层浸出过程568

（二）劳·阿古依尔铜水冶厂工艺流程及设备570

（三）劳·阿古依尔铜水冶厂的技术经济指标572

（一）粗粒物料浸出过程的特点及TLL法的不足575

三、浓酸熟化－高铁淋滤浸出法的研究和应用575

（二）浓酸熟化过程中硫酸钙结晶形态及TLL法的局限性577

（三）残余浸出过程的特点及高铁浸出法的应用580

（四）高铁溶液淋滤的基本作用以及AFL法的主要特点581

（五）AFL法是浓酸熟化浸出法的最新发展583

四、浓酸熟化浸出法的其它应用583

（一）煤灰的浓酸熟化浸出（SAL）过程584

（二）浓试剂熟化浸出体系586

第五章 技术经济评价589

一、粉状物料的浓酸熟化浸出589

（一）SAL法的基本技术特征589

（二）SAL法的经济指标589

二、粗粒物料的浓酸熟化浸出590

（一）粗粒物料浓酸熟化浸出体系的技术特征591

（二）粗粒物料浓酸熟化浸出法的经济指标分析592

三、浓酸熟化浸出法的技术意义及今后的发展594

（一）浓酸熟化浸出法的技术意义594

（二）浓酸熟化浸出法今后的研究方向594

参考文献595

第八篇 电化学浸出599

第一章 绪论599

一、电化学浸出发展简史599

二、电化学浸出的优点及局限性601

（一）导电体及导电机理602

第二章 电化学浸出过程的理论基础602

一、概述602

（二）离子淌度、离子迁移数和溶液的电导率603

（三）法拉第定律和电流效率606

（四）分解电压、电压效率和电能效率607

二、电化学浸出热力学609

（一）阳极反应的热力学609

（二）阴极反应的热力学615

三、电化学浸出的动力学617

（二）极化、超电位和极化曲线618

（一）电极过程的基本历程618

（三）浓差极化619

（四）电化学极化622

（五）浓差极化与电化学极化特征及其共同控制625

（六）阳极钝化626

第三章 铜的电化学浸出628

一、概述628

二、含铜矿物628

三、过程的一般原理629

（一）塞梅特电冶金法630

四、应用实例630

（二）戴克斯台克电冶金法634

第四章 镍的电化学浸出639

一、概述639

二、含镍矿物639

三、过程的一般原理640

四、应用实例640

（一）金川公司生产实践640

（二）加拿大汤普森厂641

（三）矿浆电化学浸出实践642

（三）过程的一般原理644

（二）含金矿物644

第五章 其它金属的电化学浸出644

（一）概述644

一、金的电化学浸出644

（四）应用实例646

二、钼的浸出649

（一）概述649

（二）含钼矿物649

（三）过程的一般原理650

（四）应用实例651

（二）含铅矿物653

（一）概述653

三、铅的浸出653

（三）过程的一般原理654

（四）应用实例655

四、锑的浸出655

（一）概述655

（二）含锑矿物656

（三）过程的一般原理656

（四）应用实例657

（二）电解槽中的电化学反应特点661

（一）概述661

一、电化学浸出的设备设计661

第六章 电化学浸出的工艺设备设计及其类型661

（三）电解槽的设计要素662

二、电解槽的类型664

（一）立式与水平式电解槽664

（二）单极式与复极式电解槽664

（三）有隔膜与无隔膜电解槽665

（四）扩大电极表面积的几种电解槽666

（一）电流效率与电能效率668

一、主要技术经济因素668

第七章 电化学浸出过程的技术经济分析668

（二）槽电压669

（三）电流密度670

二、技术经济指标比较实例671

（一）塞梅特法与传统火法炼铜的比较672

（二）电氯化法与氰化法提金的比较672

（三）高低电流密度电解镍的比较673

三、电化学法的应用简况674

参考文献676