ристання розчину сірчаної кислоти стає невигідним. Це пов'язано з великою її витратою через взаємодію з цими мінералами.
СаCO3 + H2SO4=CaSO4 + H2O + CO2 (1.98)
MgCO 3 + H 2 SO 4=MgSO 4 + H 2 O + CO 2 (1.99)
При цьому регенерація кислоти з СаSO 4 і MgSO 4 практично неможлива.
Розчин сульфату заліза (III) добре розчиняє багато природні сульфіди міді. Однак у водних розчинах він піддається гідролізу:
Fe (SO4) 3 + 6Н2О=2Fe (OH) 3 + 3H2SO4 (1.100)
Для додання стійкості сульфату заліза (III) необхідно підкисляти розчин сірчаної кислотою.
Тому сульфат заліза (III) не отримав самостійного значення як розчинник.
Однак при спільному впливі на сульфідні мінерали сірчаної кислоти та сульфату заліза (III) останній виступає як окислювач сульфідів, а кислота є їх фактичним розчинником. Сульфат заліза (III) при цьому відновлюється до Fe (SO4) 3 сульфату заліза (II). Регенерація розчинника в цьому випадку здійснюється продувкою (аерацією) повітря через розчин FeSO4. При цьому протікає хімічна реакція:
FeSO4 + 0,5О2 + Н2SO4=Fe (SO4) 3 + H2O (1.101)
В якості каталізатора часто використовують певного виду бактерії.
Для вилуговування мідних руд і концентратів використовують різні метоли: вилуговування в купах, підземне вилуговування. Вилуговування шляхом просочування розчину через масив рудного тіла (перколяція), автоклавного вилуговування (вилуговування під тиском).
У країнах СНД і Казахстані знайшли застосування тільки купчасте вилуговування і підземне вилуговування.
купчастого вилуговування застосовують для вилучення міді на місці з відвалів кар'єрів і бідних крупнокускових руд, що містять 0,1-0,3% Сu. Як розчинник використовується розбавлений розчин сульфату заліза (III), підкислений сірчаною кислотою. Сульфат заліза (III) утворюється при впливі води і кисню повітря на пірит:
2FeS2 + 2H2O + 7O2=2FeSO4 + 2H2SO4 (1.102)
FeSO4 + 2H2SO4 + O2=Fe (SO4) 3 + 2H2O (1.103) 2 + 2Fe (SO4) 3 + 2H2O + 3O2=CuSO4 + 2H2SO4 + 5FeSO4 (1.104)
CuS + 2Fe (SO4) 3 + 2H2O + O2=2CuSO4 + 2H2SO4 + 4FeSO4 (1.105)
Принципова схема процесу купчастого вилуговування приведено малюнку 1.27.
1 підставу купи; 2- рудна маса; 3 -розчин для вилуговування; 4 - розчин сульфату міді; 5 басейн для збору кінцевого розчину
Малюнок 1.27 - Схема купчастого вилуговування.
Рудна маса вагою до 6000 тис.т укладається на похилий водонепроникний підлогу. Зверху на купу надходить витравлюють розчин. Утворений розчин сульфату міді стікає по похилому снованием в збірний басейн. Розчин, отриманий в результаті купчастого вилуговування, містить 0,3-3,0 г/л міді.
купчастого вилуговування при незначних капітальних і експлуатаційних витратах дозволяє обробляти величезні масиви позабалансового сировини. Воно дозволяє отримувати відчутне додаткову кількість міді.
Підземне вилуговування, як природний процес, відбувається на всіх експлуатованих шахтним способом рудниках. Воно може бути організовано штучно на відпрацьованих або законсервованих рудниках для вилучення міді з решти ціликів і завалених гірських порід.
Підземне вилуговування може проводитися річковою водою, оборотними розчинами, копальневими водами. Процес вилуговування йде повільно і може тривати роки. Розчин, отриманий в результаті підземного вилуговування, містить 1,8-2,5 г/л міді. Вартість міді, отриманої методом підземного вилуговування визначається в основному витратами на буріння свердловин для закачування розчину і виділення міді з отриманого розчину.
Для інтенсифікації процесу вилуговування останнім часом при підземного вилуговування застосовують певний вид бактерій, які поширені в природі. Бактерії не беруть безпосередньої участі в процесі вилуговування. Вони служать каталізатором, який прискорює утворення сульфату заліза (III) з сульфату заліза (II)
4FeSO 4 + 2H 2 SO 4 + O 2 + бактерії=2Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O (1.106)
Дослідження показали, що при наявності бактерій освіту тривалентного заліза в 100-120 разів більше, ніж при відсутності бактерій.
Принципова схема установки для бактеріального вилуговування приведено малюнку 1.28.
- бактеріальний регенераційний ставок; 2- насосна станція; 3 - трубопровід для подачі розчинника в рудний пласт; 4 - компресорна станція; 5 колектор; 6 - гнучкі шланги; 7-гнучкі шланги; 8-свердловини для закачування розчину; 9-рудний масив; 10- рудний горизонт, де накопичується розчин сульфату міді; 11-насос для відкачування розчину; 12 - лімнографіческая будка; 1...
