浸出动力学过程 ◆浸出过程取决于两个阶段 √溶剂向反应区的迁移 √界面上的化学反应 ◆浸出过程又可细分为以下阶段 √外扩散:溶剂分子向颗粒表面和孔隙扩散 学反应:溶剂与颗粒中某些组分发生反应生成 溶性化合物 解吸:可溶性化合物从颗粒表面和内部孔隙解吸 √反散解吸后的可溶性化合物向液相扩散
一、浸出动力学过程 浸出过程又可细分为以下阶段 ✓外扩散：溶剂分子向颗粒表面和孔隙扩散 ✓化学反应：溶剂与颗粒中某些组分发生反应生成 可溶性化合物 ✓解吸：可溶性化合物从颗粒表面和内部孔隙解吸 ✓反扩散：解吸后的可溶性化合物向液相扩散 浸出过程取决于两个阶段 ✓溶剂向反应区的迁移 ✓界面上的化学反应
◆浸出过程动力学表达式 (1)扩散速率(符合菲克第一定律) (p-0,)=KD(P-0,) -扩散速率,kg/(m2·s);p-溶液中溶剂浓度,kg/m ρ-颗粒表面上的溶剂浓度,kg/m;δ-扩散层厚度,m, D散系数,m2s,KD-扩散速率常数,m/s 密速率符合质量作用定律 反应速率:K-速率常数:n反应级数
浸出过程动力学表达式 2 3 3 2 (1) ( ) - ( - ) ( - ) - , /( ); - / - / - ; - / ; - , / (2) ( ) - D s D s D s D n K K s K K d D v K dt v kg m s kg m kg m m D m s K m s d v K dt v K = = = = = − − 扩散速率 符合菲克第一定律 ： 扩散速率 溶液中溶剂浓度， ； 颗粒表面上的溶剂浓度， ； 扩散层厚度， 扩散系数， 扩散速率常数 反应速率 符合质量作用定律 ： 反应速率； 速率常数；n-反应级数
(3)浸出过程宏观速率(动态平衡时) v三V D一VK dt n=lf,v=k,(p-P=kxp(1) 推出 K p(2) KtK D K x将(2代入(1),得v= KoKK KtK D K 多K时,上式可变为=KDP 程速率受物质扩散控制,服从扩散规律 当≤K时上式可变为=K 过程速率受化学反应控制,服丛化学反应规律
(3) - 1 ( - ) (1) (2) (2) (1) D K D s K s D s D K D K D K K D D K D K d v v v dt n v K K K K K K K v K K K K v K K K v K = = = = = = = + = + = = 浸出过程宏观速率(动态平衡时) 时， 推出 将 代入 ，得 当 时，上式可变为 ， 过程速率受物质扩散控制，服从扩散规律 当 时，上式可变为 ， 过程速率受化学反应控制，服从化学反应规律
二、浸出过程的化学反应机理 ◆浸出过程是一个复杂的溶解过程,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 破坯,不破坏离子或原子间化学键,是一种可逆 程,溶质可以从溶液中结晶出来 化学溶解过程:指溶剂与物料的相关组分之间发 学反应生成可溶性化合物进入液相的过程, 是一种不可逆过程,主要有交换反应、氧化还原 反应着应
二、浸出过程的化学反应机理 浸出过程是一个复杂的溶解过程，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 破坏，不破坏离子或原子间化学键，是一种可逆 过程，溶质可以从溶液中结晶出来 ✓化学溶解过程：指溶剂与物料的相关组分之间发 生化学反应生成可溶性化合物进入液相的过程， 是一种不可逆过程，主要有交换反应、氧化还原 反应、络合反应等
◆交换反应溶解过程 √是指物料中的金属氧化物、硫化物与酸、碱、可 溶性盐作用,生成可溶性盐类的过程 CuO+H2So4—CuSO4+H2O Fe,0+6HCI--2FeC+3H0 Ge0,+2NaOH--Na, GeO+H,0 us+Fe2 (SO4)3--CuSo4+ FeSo4+S
交换反应溶解过程 ✓是指物料中的金属氧化物、硫化物与酸、碱、可 溶性盐作用，生成可溶性盐类的过程 CuO+H2SO4——CuSO4+H2O Fe2O3+6HCl ——2FeCl3+3H2O GeO2+2NaOH ——Na2GeO3+H2O CuS+Fe2(SO4)3 ——CuSO4+2FeSO4+S