هیدرومتالورژی

هیدرومتالورژی یک متد استخراجی است که برای استخراج برخی فلزات از سنگ های معدنی مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع هیدرومتالورژی، یک تکنیک در زمینه متالورژی استخراجی می باشد که شامل استفاده از شیمی آلی برای بازیافت فلزات از سنگ های معدنی، کنسانتره ها و مواد بازیافتی یا باقی مانده و باطله می باشد. [ ۱] [ ۲] تکنیک های پردازش شیمیایی فلز که مکمل تکنیک هیدرومتالورژی هستند، عبارتند از: پیرومتالورژی، متالورژی بخار و الکترومتالورژی نمکهای مذاب. هیدرومتالورژی به طور معمول به سه قسمت کلی تقسیم بندی می شود:
• لیچینگ ( به انگلیسی: Leaching )
• غلیظ سازی محلول و خالص سازی
• استخراج فلز یا ترکیب فلزی
لیچینگ شامل استفاده از محلول هایی برای استخراج فلز از مواد حمل کننده ای می باشد که دربردارنده مقادیری از فلز یا ترکیب ارزشمند مد نظر هستند. [ ۳] ماده واسط مورد استفاده در هیدرومتالورژی ( lixiviant ) در مواری از قبیل PH، پتانسیل کاهش اکسیداسیون، حضور عوامل شیمیایی ( chelating agents ) و دما، تنوع و امکان تغییر دارند تا بتوان نرخ، محدوده و قابلیت انتخاب مؤلفه فلزی مورد نظر، برای محلول شدن را بهینه و کنترل کرد. با استفاده از عوامل چنگاله ( به انگلیسی: chelating agents ) کننده می توان به طور انتخابی فلز مورد نظر را استخراج نمود. چنین عوامل شیمیایی معمولا آمینهای شیف ( Schiff bases ) هستند.
پنج پیکربندی مرسوم راکتورهای لیچینگ in - situ , heap , vat , tank و autoclave است. [ ۴]
لیچینگ In - situ با نام «معدن کاری محلولی» نیز شناخته می شود. این فرایند در ابتدا شامل حفاری سوراخ هایی در معادن سنگی مورد نظر می باشد و در ادامه، شکست به وسیله انفجار یا شکست هیدرولیکی مورد استفاده قرار می گیرد که موجب ایجاد مسیرهایی در داخل سنگ های معدنی، برای نفوذ و حرکت محلول در میان آن ها می شود. محلول شستشو با استفاده از پمپ به داخل معدن تزریق شده و در میان شکستگی ها و منافذ موجود جاری می شود این محلول در مسیر خود با سنگ های مورد نظر تماس دارد و فلزات موجود در ترکیب فلزی را شسته و در خود حل می کند. پس از این مرحله محلول مورد نظر که باردار شده است جمع آوری و پردازش می شود. معدن اورانیوم بورلی نمونه ای از شستشو در محل است.
در فرایند Heap لیچینگ، سنگ های معدنی خرد شده ( و گاهی متراکم شده ) در یک توده گاه ( Heap ) که اطراف آن را یک لایه غیرقابل نفوذ پوشانده است قرار می گیرند. محلول شستشو از بالا بر روی توده مواد اسپری شده و اجازه داده می شود تا محلول آرام آرام از بالا به پایین نفوذ کند. طراحی توده گاه شامل ستون ها و مسیرهایی برای جمع آوری محلول باردار شده و پمپ کردن آن برای پردازش ثانویه می باشد. یک مثال برای این روش استخراج طلا است که در آن سنگ های حاوی طلا به صورت ساییده و پودر شده در داخل توده گاه جمع شده، سپس با استفاده از محلول سدیم سیانید طلا از مابقی مواد موجود در سنگ معدن ( زباله ها ) جداسازی و استخراج می گردد.