[科普中国]-湿法冶金反应器

湿法冶金反应器(Hydrometallurgical reactor)是指实现湿法冶金浸出、净化、金属或金属化合物提取过程的设备或容器。湿法冶金包括液-固，气-液、气-固-液、液-液等多相反应过程。反应一般在恒温条件下进行，根据反应过程豁要，操作温度从常温到高温(约573K)，相应的反应器压力可达8.6MPa，因此，用于湿法冶金反应过程的设备型式多样，分类方法也有多种，例如可以按操作方式、体系相态、作业温度等分类，但主要还是以设备类型进行分类。同类设备用于不同的反应过程，其内部结构也可能不一样。

简介湿法冶金反应器(Hydrometallurgical reactor)是指实现湿法冶金浸出、净化、金属或金属化合物提取过程的设备或容器。湿法冶金包括液-固，气-液、气-固-液、液-液等多相反应过程。反应一般在恒温条件下进行，根据反应过程豁要，操作温度从常温到高温(约573K)，相应的反应器压力可达8.6MPa，因此，用于湿法冶金反应过程的设备型式多样，分类方法也有多种，例如可以按操作方式、体系相态、作业温度等分类，但主要还是以设备类型进行分类。同类设备用于不同的反应过程，其内部结构也可能不一样。

按类型分类，有利于对其进行解析。例如通过对诸如搅拌检解析、液-固流态化反应器解析、管道浸出器解析等有助于新湿法冶金反应器的开发，或使已有的湿法冶金反应器不断完善1。

类型(1)槽式反应器：矩形结构，参加反应的固相置于槽内，液相自流通过固相，无需外加搅拌动力，常常能同时实现液固分离，适用于多孔及砂质矿物的漫出和盆换反应过程。

(2)釜式反应器：又称搅拌槽反应器，为圆筒形结构，高径比较小，有搅拌桨搅拌、气体搅拌、气体搅拌桨联合搅拌和喷射泵搅拌等多种搅拌形式，适应性广，易于组织生产，连续操作时釜内各处的成分、温度均匀，操作简便，用于高温高压过程时，设备投资较大。

(3)管式反应器：由长径比大的空管与压力泵构成，物料间的返混少(即不同时间进入反应器物料间的混合)，达到高反应率所需容积小，比传热面大;当管较长时，管内压力降较大，一旦内壁结垢清理较困难。

(4)塔式反应器：高径比较大的直立圆柱体结构，其内部结构与用途有关，主要有空塔型、填料型和机械搅拌装置型三种，特别适用于溶剂萃取和离子交换过程。

(5)流态化反应器：呈圈柱形或圆锥形结构，液相(或液、气相)从反应器下部向上运动产生的力，使固体顺粒处于悬浮状态或慢速下沉，在相对运动过程中进行反应，其内部结构简单，适用于强腐蚀性、高固液比的释出过程和需要使固相高度分散的置换过程，其操作条件较难控制。

(6)球磨机型反应器：电机驱动的钢制筒体，内有衬板和研磨球，垫板和研磨球的材质根据研磨物料的酸铁性，选取不同材料，物料在研磨球的撞击、研磨下，达到有价元素溶出目的。适用于矿粒表面固膜层扩散为反应控制环节的浸出过程。

(7)电解钳式反应器2。

操作方式根据湿法冶金过程需要和反应器特性，反应器可选择进行间歇式、连续式或半连续式操作。间歇操作是一次将反应原料按配比加入反应器，等反应达到要求后，将物料一次卸出。料物间不存在返混，反应率高。需要间断装卸料，辅助操作时间长。连续操作时原料加入与产物流出都是连续进行，对多个反应器组成的联合设备，原料与产物的流向有并流、逆流和错流等方式。连续反应器的产品质量稳定，产量大。反应器内不同程度地存在返混，对要求达到高反应率的过程不利。半连续(或半间歇)式反应器操作方式介于连续式与间歇式操作之间，常把固相一次加入反应器，而液相连续流经固相，达到反应要求后将固相一次卸出3。

操作条件主要包括反应器工作温度、压力和给料速度等。温度是影响化学反应过程的主要因素，由工艺要求确定。反应器的温度由换热器通过载热体供给(或带走)热量进行控制。换热方式分间接换热和直接换热。间接换热瓶物料与载热体通过间壁进行热交换。直接换热指物料与载热体直接接触进行热交换。压力的变化可改变化学反应的热力学和动力学条件，并且与温度有对应关系。根据工艺要求反应器可在常压、加。压(如加压氢还原)或负压(如蒸发结晶)条件下操作。给料速度决定物料在反应器内的浓度、反应时间和生产率。对于湿法冶金流程。各反应器间的物流平衡，是保证整体流程顺行的必要条件2。

选型与设计对于具体的湿法冶金过程，要从技术先进、经济合理及操作安全可书等诸方面综合考虑反应器的选型。湿法冶金过程绝大多数是多相反应过程，相间接触状态主要取决于反应器。因此，反应器工作性能的优劣将影响原材料消耗、能耗、产品质量和产量等各项生产指标。运用冶金反应工程学的理论与方法，将有助于对反应器进行最佳选型和设计，制定最佳操作工艺条件1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学