가열 볼 밀 반응기는 주로 반응 부산물로 인한 화학적 부동화를 극복하기 위해 사용됩니다. 침출 과정에서 광물 표면에 고체 물질의 밀집된 층이 형성되어 산이 계속 반응하는 것을 물리적으로 차단합니다. 볼 밀은 기계적 힘을 사용하여 이 층을 지속적으로 벗겨내어 공정이 완료되도록 합니다.
핵심 통찰: 염산과 scheelite의 반응은 공정을 중단시키는 보호막 역할을 하는 텅스텐산의 고체 코팅을 생성합니다. 볼 밀 반응기는 이 보호막을 기계적으로 파괴하여 신선한 광물 표면이 항상 용매에 노출되도록 보장합니다.
과제: 화학적 부동화
텅스텐산의 형성
염산이 scheelite와 반응하면 주요 부산물로 텅스텐산($H_2WO_4$)이 생성됩니다.
액체에 용해되는 부산물과 달리 텅스텐산은 고체입니다. 형성되자마자 즉시 침전됩니다.
장벽 효과
이 침전물은 반응 지점에서 자유롭게 떠다니지 않습니다. 대신, 반응하지 않은 scheelite 입자 표면에 직접 밀집되고 단단한 코팅을 형성합니다.
이 층은 "부동화" 효과를 만듭니다. 물리적 벽 역할을 하여 신선한 염산이 아래의 나머지 scheelite로 침투하는 것을 방지합니다.
기계적 개입 없이는 시약이 더 이상 서로 접촉할 수 없기 때문에 반응이 중단됩니다.
볼 밀 반응기가 해결하는 방법
기계적 활성화
가열 볼 밀 반응기는 화학 공정에 운동 에너지를 도입합니다. 반응기가 회전함에 따라 분쇄 매체(볼)가 광물 입자와 충돌합니다.
이 과정은 기계적 활성화라고 합니다. 단순히 입자 크기를 줄이는 것만이 아니라 반응 중 표면 조건을 변경하는 것입니다.
지속적인 표면 제거
이 맥락에서 밀의 주요 기능은 생성물 층의 지속적인 제거입니다.
텅스텐산 코팅이 형성되면 분쇄 작용이 즉시 제거합니다. 이렇게 하면 신선하고 반응하지 않은 scheelite 코어가 노출됩니다.
동시 분쇄 및 침출
단일 용기에서 화학 반응(침출)과 물리적 분쇄를 결합함으로써 시스템은 "부동화 저항"을 제거합니다.
이렇게 하면 반응 속도가 고체 층을 통한 산의 확산이 아닌 화학적 동역학에 의해 결정됩니다. 결과적으로 침출 효율이 크게 향상되고 반응 시간이 단축됩니다.
공정 역학 이해
정적 방법의 비용
표준 교반이 불충분한 이유를 이해하는 것이 중요합니다. 표준 교반 탱크에서 교반은 일반적으로 밀집된 텅스텐산 층을 광물에서 벗겨내기에는 너무 약합니다.
단순 교반에 의존하면 산은 입자의 외부 껍질과만 반응합니다. 반응하지 않은 scheelite의 코어가 남아 회수율이 낮을 가능성이 높습니다.
열과 기계의 역할
반응기의 "가열" 측면은 화학 반응 속도를 구동하고 "볼 밀" 측면은 표면 접근성을 유지합니다.
두 가지가 함께 작동합니다. 열은 화학적 공격을 가속화하고, 밀링은 그 공격을 위한 물리적 경로를 열린 상태로 유지합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
이 장비가 처리 요구 사항에 맞는지 확인하려면 효율성과 수율에 대한 특정 목표를 고려하십시오.
- 주요 초점이 최대 회수율이라면: 볼 밀 반응기는 반응하지 않은 코어를 방지하고 scheelite를 텅스텐산으로 거의 완전히 전환시키는 데 필수적입니다.
- 주요 초점이 공정 속도라면: 이 방법은 일반적으로 정적 침출을 늦추는 확산 장벽을 제거하여 반응 시간을 크게 단축합니다.
가열 볼 밀 반응기는 단순한 분쇄기가 아니라 자연적으로 자체를 차단하려는 시스템에서 화학적 활성을 유지하기 위한 메커니즘입니다.
요약 표:
| 특징 | 정적 교반 침출 | 가열 볼 밀 반응기 |
|---|---|---|
| 메커니즘 | 단순 교반 | 기계적 활성화 및 분쇄 |
| 표면 상태 | 부동화 층이 반응을 차단함 | 생성물 층의 지속적인 제거 |
| 반응 속도 | 고체 상태 확산에 의해 제한됨 | 화학적 동역학에 의해 구동됨 |
| 회수율 | 낮음 (반응하지 않은 코어가 남아 있음) | 높음 (거의 완전한 전환) |
| 효율성 | 느리고 일관성이 없음 | 빠르고 균일함 |
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참고문헌
- Xinran Li, Zexi Gong. Leaching of Scheelite Concentrate for Tungsten Extraction. DOI: 10.3390/min15050475
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