选择性浸取，selective leaching，使用不同的溶剂从固体混合物，提取所需要的不同组分。

定义选择性浸取即控制适当的浸出条件，使主金属与伴生金属分别进入溶液或渣相，以达到初步分离的目的。

其目的为：1.可对固体物料中某些相似元素进行选择性分离。2.初步分离元素。1

实验举例下面以碳酸铜矿中铜、钴浸出过程的反应及行为为例进行实验分析。

实验材料及方法1 实验原料

实验采用的原料为从非洲进口的碱式碳酸铜矿。

将原料在100℃烘干24h，冷却后经制样粉碎机粉碎后，用尼龙筛筛分预处理使粒度小于150μm，采用原子吸收分光光度法和X射线光谱分析仪对矿样进行化学组成及微观结构分析，采用X射线光谱分析仪对矿样分析表明，碳酸铜矿样中的铜主要以碱式碳酸铜的形式存在，有少量的四氧化三铜及氧化铜存在；钴主要以碱式碳酸钴的形式存在，有少量的四氧化三钴和氧化钴存在。

2实验方法

将预处理后的碳酸铜矿加入250mL锥形瓶中，将锥形瓶置于磁力加热搅拌器之上组成浸出装置，以自制温控装置控制温度恒定，连续加入硫酸，以pHS-3GpH计指示浸出液pH；浸出结束后，采用真空过滤装置过滤，测定滤液中的钴及铜离子浓度来测定钴和铜的浸出率。浸出液中Co2+采用原子吸收分光光度法测定，Cu2+采用原子吸收分光光度法或碘量法测定。

3主要仪器及试剂

PANalyticalAxios型X射线光谱分析仪，361MC型原子吸收分光光度计，pHS-3GpH计，电热鼓风恒温干燥箱，磁力加热搅拌器，电子天平，密闭式制样粉碎机，真空过滤器。98%（质量分数）硫酸，浓盐酸，浓硝酸，冰乙酸，碘化钾，无水亚硫酸钠，氟化氢铵，硫代硫酸钠。

钴选择性浸出的原理钴选择性浸出的原理主要是将碱式碳酸铜矿用硫酸进行浆化酸溶，温度保持在60到80℃，使钴、铜等碳酸盐及氧化态尽可能全部溶解。

2CoCO3·3Co(OH)2·H2O+5H2SO4=5CoSO4+2CO2↑+9H2O状态，因此，浸出时间选择3h左右比较合适。

Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O

CoO+H2SO4=CoSO4+H2O

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

随着浸出过程不断进行，溶液中酸量不断降低，pH不断上升，CuSO4、CoSO4发生水解：

2CuSO4+2H2O=CuSO4·Cu(OH)2↓+H2SO4

2CoSO4+2H2O=CoSO4·Co(OH)2↓+H2SO4

根据金属氢氧化物沉淀的pH的差别[Co(OH)2为7.5，Cu(OH)2为5.0]，溶液中金属呈现不同的形态，从而钴能选择性的浸出。当pH≥5时，浸出液中的铜含量下降到很低值(0.002%左右)，铜主要呈碱式硫酸铜存在于一段浸出渣中，与此同时，CuSO4与钴沉淀发生大量的交互反应，使钴沉淀被迅速置换出来，而Cu以沉淀形式存于渣中。2

影响因素影响浸出速度的因素有：矿块的大小，过程的温度，矿浆的浓度和熔剂的浓度。而选择性的浸出可以通过控制这些条件而获得。一般的研究方法有：控制浓度、PH、温度等。一般以浸出平衡时浸出溶液中两元素浓度之比作为浸出效果的标志。用（摩尔比）来研究考察不同条件下影响选择性浸出的因素。需要注意的是：①为确保让易浸组分进入溶液，应保证较高的温度和小粒度。（原因：浸出时，组分是通过矿物内部固相扩散被浸出，应保证有良好的内扩散条件）②充分应用各元素的性质特点，利用物理化学方法，改变其形态，扩大各化合物的在性质上的差异。（如：用HCl浸出钨钼矿分离时，钨成为H2WO4进入固相，钼以H2MoO4形态可部分进入液相，但分离效果有限。为提高分离效力，同时加入硅铁使H2MoO4还原成更易溶于HCl的MoOCl3而溶解，而H2WO4保留在固相中）。

1浸出率的时间效应

准确称量矿样10g，在pH为4.5、温度为30℃、液固体积比（以下简称液固比）为5∶1条件下，分别考察不同浸出时间下钴及铜的浸出率。钴及铜的浸出率随浸出时间增加而不断提高。当浸出时间为1h时，钴浸出率只有29%左右，随着浸出时间的增加，当浸出时间达到3h时，钴浸出率达到33.5%左右，再提高浸出时间，浸出率曲线只是平缓上升，上升幅度不大。主要原因可能是随着浸出时间的增加，碳酸铜矿中的钴与浸出剂在该环境条件下达到反应的临界点，溶液中各离子浓度处于一种相对平衡的状态，因此，浸出时间选择3h左右比较合适。

2 温度对浸出率的影响

准确称量矿样10g，在pH为4.5、浸出时间为3h、液固比为5∶1条件下，分别考察不同浸出温度条件下钴及铜的浸出率。钴的浸出率随着温度的升高而增加，温度升高对钴的浸出有利，在45℃时浸出率只有30%左右，到75℃时浸出率已接近70%左右，温度升高到90℃时浸出率达到70%以上；而铜的浸出率则和钴的浸出率恰好相反，铜的浸出率随着温度升高而降低。其中原因主要是由于随着温度的升高，硫酸钴的溶解度增加，另外在弱酸体系中，Cu2+与Co2+存在置换关系，随着温度升高，铜的浸出率升高，但是浸出液中铜离子立即与Co(OH)2反应，所以，温度越高，越有利于钴的选择性浸出。

3 pH对浸出率的影响

准确称量矿样10g，在温度为70~90℃、浸出时间为3h、液固比为5∶1条件下，分别考察不同pH条件下钴及铜的浸出率。随着pH的增大，浸出率减小。在pH为3.5时，钴的浸出率为50.34%，而铜的浸出率亦达到了31.82%，钴的浸出选择性很差；当pH增大到5时，钴的浸出率减小到33%左右，而铜的浸出率则降到了8%左右，钴的浸出选择性提高；继续增大pH，钴的浸出率减小，而钴的浸出选择性没有增加。

4 液固比对浸出率的影响

准确称量矿样10g，在温度为70~90℃、浸出时间为3h、pH为5条件下，分别考察不同液固比条件下钴及铜的浸出率。随着液固比的增加，钴的浸出率增大，但是在液固比增大到5∶1时，钴的浸出率增加趋势趋于平缓；但是随着液固比的增大，铜的浸出率也随着增大，为了更利于钴的选择性浸出，选择液固比为5∶1。

5 浸出液中CuSO4添加量对浸出率的影响

准确称量矿样10g，在温度为70~90℃、液固比为5∶1、pH为5、浸出时间为3h条件下，分别在浸出液中添加配制好的27.11g/L的硫酸铜标液0.1，0.5，1.0，1.5，2.0mL，以考察Cu2+用量对浸出率的影响。随着CuSO4用量的增加，钴的浸出率增大，并且铜的浸出率减小。CuSO4用量为1.5mL时有利于钴的选择性浸出，继续增加CuSO4的用量，钴的选择性浸出增加不明显。在浸出液中加入硫酸铜溶液，一方面抑制了碳酸铜矿中铜的浸出，另一方面Cu2+在弱酸条件下，将碱式硫酸钴中的钴离子置换出来，提高了钴浸出的选择性。

选择性浸出的一般性总结选择性浸出的解决方法总结为：

1）首先得知道矿石里面的含有哪些成分。这可以用原子吸收分光光度法和X射线光谱分析仪对矿样进行化学组成及微观结构分析；

2）选择合适的溶剂。这得结合无机化学里面的知识加以判断，对这些矿石里面的成分进行全部溶解或部分溶解，使其进入液相中，方便下一步的操作；

3）选择性的提取目标金属。这得通过改变溶液中的某些离子的稳定性获得的，用的最多的是根据各离子稳定存在的pH值的不同而逐步分离，或是通过前期分析里面各离子的关系，使得上步分离出的物质刚好能把目标金属从其盐中置换出来，杂质离子又进入液相，而目标金属变为固相，直接过滤获得。如果几种金属的离子型状态的性质区分度不大，可以进行转化，比如说发生螯合或配合反应或控制温度，再对此物质进行分离。总的来说，就是拉大目标金属和杂质金属的区分度。3

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学