Химическое растворение
ХИМИЧЕСКОЕ РАСТВОРЕНИЕ полезных ископаемых (а. solvent refining of minerals, chemical dissolution of minerals; н. chemische Losung der Mineralien; ф. dissolution chimique des mineraux utiles; и. disolucion quimiсо de minerales) — первичная гидрохимическая либо органохимическая переработка минерального сырья и органических полезных ископаемых, при которой происходит химическое взаимодействие растворителей с компонентами полезных ископаемых и образуются растворимые соединения, переходящие в водный или органический раствор.
Д. И. Менделеев (1887) показал, что при растворении получаются близкие к химическим соединениям системы, состоящие из молекул растворителя и растворённого вещества, с определенной теплотой образования (теплотой растворения). Эта теория получила развитие в работах И. А. Каблукова (1891) применительно к водным растворам электролитов, например при растворении минералов с ионной кристаллической решёткой (KCl, CaCl2, NaCl и т.п.). Не менее важны химические взаимодействия с образованием металлоорганических соединений, а затем последних — с разбавителями в процессах жидкостной экстракции в гидрометаллургии и химической технологии.
Широкое применение получило химическое взаимодействие растворов кислот, щелочей и их солей в процессах химического обогащения и гидрометаллургической переработки руд при растворении химических концентратов и полупродуктов этих процессов в аффинажном производстве и доводке концентратов. Химическое растворение лежит в основе разработки месторождений водорастворимых солей методами скважинного подземного растворения на рассолопромыслах многих стран (CCCP, США, Мексика и др.), в особенности при больших глубинах залегания (до 2000 м) и высоких пластовых температурах, при повышенных содержаниях галита в калийных солях и включений примесных нерастворимых соединений.
Движущая сила химического растворения — химический потенциал (параметр термодинамического состояния системы). Различия химического потенциала какого-либо компонента в двух фазах (твёрдой и жидкой) приводит к переходу его из фазы с большим значением химического потенциала в фазу с меньшим значением последнего, вплоть до установления в системе фазового равновесия.
Химическое растворение отличается от выщелачивания кинетически. При растворении взаимодействие с растворяемым веществом, например в забоях соляных камер при скважинном подземном выщелачивании, происходит на границе раздела твёрдой и жидкой фаз по законам внешних диффузий. Скорость растворения мало изменяется во времени, т.к. определяется практически неизменной величиной поверхности контакта растворяемого вещества с растворителем (водой). При выщелачивании происходит химическое растворение минералов, рассеянных в массе породы. Массопередача растворителя определяется внутренней диффузией по трещинам, порам и капиллярам и характеризуется значительной зависимостью от времени.
