热压浸出(heat-pressure leaching)

在密闭容器中加入浸出剂，在高温高压下进行搅拌浸出的矿物浸出工艺。热压浸出分热压无氧浸出和热压氧浸出两类。

热压无氧浸出 在不用氧或其他气体的条件下，仅以提高浸出温度和压力的方法，提高被浸组分在浸出液中的溶解度的浸出工艺。水溶液的沸点随体系蒸气压的提高而提高，因此，在高压条件下可采用较高的浸出温度。当温度高于300℃时，水的蒸气压大于10．13MPa。热压浸出的温度常小于300℃。工业上热压无氧浸出用于铝土矿的热压碱浸、钨矿的热压碱浸和钾钒铀矿的热压碱浸等工艺中。

热压氧浸出 主要用于浸出金属硫化矿。这种矿若用热压无氧浸出，即使温度高达400℃也不分解，但在有氧存在时，则易于氧化分解。随浸出温度和介质pH值的不同，金属组分皆呈离子形态转入浸出液中，而硫则以元素形态留在渣中或被氧化，呈不同价态的氧化物转入浸出液。在温度低于120℃的酸性条件下，硫呈元素硫形态留在浸渣中；在中性介质中，硫被氧化为硫酸根；在碱性介质中，硫主要氧化为硫酸根，部分硫氧化为硫的低价氧化物。当浸出温度高于元素硫的熔化温度(120℃)时，硫的氧化速度加快，硫呈硫酸根形态转入浸出液。在酸性介质中进行的热压氧浸称为热压氧酸浸；在氨介质中进行的称为热压氧氨浸。

影响因素 影响热压氧浸的主要因素为浸出温度、介质的pH值、氧分压、浸出剂浓度、相界接触面积、扩散层厚度和催化作用等。一般需通过试验确定诸因素的最佳值。

(1)浸出温度是影响工艺的首要因素。热压氧浸时，氧在水中的溶解度因溶液温度和体系压力而异，若温度一定，溶液中溶解氧的浓度随体系压力的增大而提高；压力不变时，溶液中溶解氧的浓度在90～100℃时最低，然后随温度的升高而增大，至230～280℃时达最高值，然后随温度的升高而急剧地降为零。提高浸出温度可提高氧化速度，但浸出温度常受工艺条件限制。如在热压氧酸浸金属硫化矿过程中，当温度高于120℃时，熔化的元素硫往往可包裹硫化矿矿粒，妨碍硫化矿的进一步氧化分解。因此，浸出温度不宜高于110～115℃。热压氧酸浸时，矿浆的酸度随浸出温度的升高而增大，提高酸度可获得易澄清过滤的Fe₂O₃•nH₂O沉淀。一般浸出低硫物料(如多金属冰铜)的温度采用175～200℃；处理高硫物料(如硫化矿物原料)采用110～115℃。热压氧氨浸时，浸出温度一般为70～80℃，此时反应速度较高，若进一步提高浸出温度则氨分压将急剧增大。

(2)降低磨矿粒度可增大相界面积，使目的矿物单体解离或更好地暴露，有利于加速浸出过程。但矿粒过细会增大矿浆粘度而不利于扩散过程的进行。磨矿粒度一般为一200目80％～90％。

(3)热压氧氨浸时，氨的浓度对氧的溶解度有较大的影响。溶液中溶解氧的浓度随氨浓度的增大而增大，浸出时，一部分氨用于中和酸，一部分氨与金属离子形成可溶性络离子。增大氨的浓度通常可加速浸出过程。

(4)某些组分可起催化作用。如Cu²⁺离子能催化硫化锌和硫化镉矿物的热压氧浸，热压氧浸硫化铜矿物时，使用盐酸较使用相同浓度的硫酸或高氯酸的浸出速度高；Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺等能催化元素硫的热压氧浸，提高浸出速度。

应用 热压氧浸既可处理硫化矿，又可处理含黄铁矿的氧化矿；可在酸性介质中进行，也可在氨介质中进行。热压氧酸浸时，设备的防腐蚀要求较高。热压氧酸浸硫化矿过程中生成的元素硫可从浸渣中用浮选法或筛分法进行回收。在氨介质中进行热压氧氨浸时，必须严格控制游离氨的浓度，否则，易生成不溶性高氨络合物。此工艺从1953年开始在工业上用于处理镍一铜一钴硫化矿。浸出条件为：80℃，压力为0.44～0.64MPa，浸出时间20～24h；最终产出镍粉、钴粉、硫化铜和硫酸铵等产品。热压氧氨浸时，钴的浸出率较低，铂族金属分散于浸出液和浸出渣中。此工艺适于处理钴含量小于3％和铂族金属含量较低的矿物原料。

设备 热压浸出在高压釜中进行。高压釜可为立式或卧式，依其搅拌方式可分为机械搅拌、气流(蒸汽或空气)搅拌和气流一机械混合搅拌三种，根据实际条件进行选用。