Способ сорбции металлов из пульп

 

Использование: извлечение металлов из пульп сорбцией. Сущность: часть сорбента для противоточной передачи на предыдущие ступени контакта выделяют из равной объемной доли пульпы, выводимой с каждой ступени контакта, и противоточное количество сорбента регулируют долей времени передачи сорбента по ступеням контакта в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта. Причем, противоточное количество сорбента, передаваемого по ступеням контакта, определяют по формуле где - противоточное количество сорбента за данный период времени, м³/ч; - средняя объемная доля сорбента в пульпе в процессе сорбции; a - объемная доля пульпы , направляемая на выделение сорбента для противоточной передачи; b - доля времени передачи сорбента; Q - количество обработанной пульпы за данный период времени, м³/ч. 3 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к извлечению металлов из пульп адсорбцией на твердые зернистые сорбенты, и может быть использовано для извлечения благородных металлов. Известен способ непрерывной ступенчато-противоточной сорбции металлов из пульп и растворов с разделением твердого зернистого сорбента и пульпы после каждой ступени контакта, в котором отношение объема пульпы к объему сорбента на каждой ступени контакта устанавливают равным отношению их противоточных объемов, причем весь объем пульпы и сорбента, необходимый для осуществления противотока, подают из предыдущей ступени контакта на разделительное устройство следующей ступени по ходу движения сорбента, а пульпу после разделения направляют в обратном направлении от ступени к ступени с чередованием через одну по ходу движения пульпы. В известном способе равенство отношения объемов пульпы и сорбента на ступенях контакта отношению их противоточных объемов, являющееся частным случаем ступенчато-противоточного сорбционного процесса, обуславливает передачу всего сорбента, выделенного из пульпы на каждой ступени контакта, на следующую по ходу движения сорбента ступень контакта, и следовательно, предусматривает одинаковую продолжительность контакта сорбента с пульпой и пульпы с сорбентом в процессе сорбции. В связи с этим эффективность сорбции металлов при продолжительности насыщения сорбента, превышающей продолжительность обработки пульпы, снижается, т. к. противоточное количество сорбента значительно превышает необходимое, что приводит к недостаточному насыщению сорбента извлекаемым металлом, и, как следствие, к увеличению затрат на регенерацию сорбента. Наиболее близким по технической сущности является принятый за прототип способ сорбции металлов из рудных пульп, включающий последовательное непрерывное ступенчато-противоточное контактирование пульпы с сорбентом, отделение сорбента от пульпы на каждой ступени контакта с передачей части выделенного сорбента на предыдущую ступень контакта и регулирование противоточного количества сорбента, передаваемого по ступеням контакта в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта. К недостаткам прототипа относятся значительные отклонения величин объемной доли сорбента в пульпе различных ступеней контакта от средней величины, вследствие ручного управления передачей смолы при отсутствии оперативного контроля скорости передачи сорбента, а также вследствие запаздывания корректировки объемной доли сорбента в пульпе каждой ступени контакта и количества переданного сорбента, т. к. она (корректировка) выполняется по результатам измерения объемной доли сорбента в пульпе после очередной операции передачи сорбента. При этом в результате повышения концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы на ступенях контакта с меньшей (пониженной) объемной долей сорбента, в том числе и на последней ступени, увеличиваются потери извлекаемого металла с пульпой, выводимой из процесса (хвостами сорбции) и, следовательно, уменьшается извлечение металла из пульпы. Целью изобретения является повышение степени извлечения металла. Поставленная цель достигается тем, что в способе сорбции металлов из пульп, включающем последовательное непрерывное ступенчато-противоточное контактирование пульпы с сорбентом, отделение сорбента от пульпы на каждой ступени контакта с передачей части выделенного сорбента на предыдущую ступень контакта и регулирование противоточного количества сорбента, передаваемого по ступеням контакта в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта, согласно изобретению, выделение части сорбента для подачи на предыдущую ступень контакта проводят из равной объемной доли пульпы, выводимой с каждой ступени контакта, а регулирование противоточного количества сорбента осуществляют долей времени его передачи. Причем противоточное количество сорбента, передаваемого по ступеням контакта, рассчитывают по формуле Qa·b, где противоточное количество сорбента, м³/ч; Q количество обработанной пульпы, м³/ч; средняя объемная доля сорбента в пульпе в процессе сорбции; а объемная доля пульпы, направляемая на выделение сорбента для противоточной передачи; b доля времени противоточной передачи сорбента. Кроме того, долю времени передачи сорбента рассчитывают по уравнению b d· , где d коэффициент, постоянный для конкретного сорбционного процесса; С₁ концентрация извлекаемого металла в жидкой фазе исходной пульпы, г/м³; К₁ объемная доля жидкой фазы в пульпе;
С₂ содержание извлекаемого металла в насыщенном сорбенте, выводимом из процесса, г/т;
С₃ содержание извлекаемого металла в сорбенте, вводимом в процесс, г/т;
К₂ отношение массы сухого сорбента к его объему во влажном состоянии, т/м³. Способ осуществляется следующим образом. При сорбции металлов из пульп в процессе ступенчато-противоточного контактирования пульпы с сорбентом часть сорбента для противоточной передачи на предыдущие ступени выделяют из равной объемной доли пульпы, выводимой с каждой ступени контакта. При этом регулирование противоточного количества сорбента, передаваемого со всех ступеней контакта на предыдущие, осуществляют долей времени его передачи в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта. Противоточное количество сорбента, передаваемого по ступеням контакта, рассчитывают по формуле:
Qa·b, где противоточное количество сорбента, м³/ч;
Q количество обработанной пульпы, м³/ч;
средняя объемная доля сорбента в пульпе в процессе сорбции;
а объемная доля пульпы, направляемая на выделение сорбента для противоточной передачи;
b доля времени противоточной передачи сорбента,
а долю времени передачи сорбента рассчитывают по уравнению
b d· где d коэффициент, постоянный для конкретного сорбционного процесса;
С₁ концентрация извлекаемого металла в жидкой фазе исходной пульпы, г/м³;
К₁ объемная доля жидкой фазы в пульпе;
С₂ содержание извлекаемого металла в насыщенном сорбенте, выводимом из процесса, г/т;
С₃ содержание извлекаемого металла в сорбенте, вводимом в процесс, г/т;
К₂ отношение массы сухого сорбента к его объему во влажном состоянии, т/м³. Выделение части сорбента для противоточной передачи на предыдущую ступень контакта из равной объемной доли пульпы (а), выводимой с каждой ступени контакта, позволяет передавать с каждой ступени контакта на предыдущую количество сорбента, пропорциональное количеству обработанной пульпы и величине объемной доли сорбента в пульпе на каждой ступени контакта. При этом пропорциональность противоточного количества сорбента количеству обработанной пульпы предотвращает повышение концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени, что уменьшает его потери, а противоточная передача сорбента с каждой ступени контакта на предыдущую пропорционально объемной доле сорбента в пульпе самостабилизирует величину объемной доли сорбента в пульпе на всех ступенях контакта, уменьшая отклонение ее от величины, средней по процессу. В свою очередь, самостабилизация величины объемной доли сорбента в пульпе на ступенях контакта снижает концентрацию извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы на всех ступенях контакта, в том числе и пульпы, выводимой из процесса (хвостах сорбции), что снижает потери растворенного металла с пульпой и, следовательно, повышает извлечение металла. Изменение доли времени передачи сорбента (b) позволяет регулировать количество передаваемого сорбента на 1 м³ обработанной пульпы по величине концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе последней ступени контакта, предотвратить ее повышение, а следовательно, уменьшить потери извлекаемого металла. Предлагаемый способ опробован при сорбции золота анионитом АМ-2Б из щелочно-цианистой пульпы с массовой долей твердой фазы в пульпе 0,4 и концентрацией золота в жидкой фазе пульпы 3,8 г/м³. Исходную пульпу пропускали последовательно через 10 ступеней контакта с сорбентом (10 пачуков вместимостью по 0,10 м³) при его объемной доле в пульпе на ступенях контакта 0,03 со скоростью подачи пульпы 0,10 м³/ч. Согласно изобретению при отделении сорбента от обработанной пульпы на каждой ступени контакта сорбент для противоточной передачи на предыдущие ступени постоянно выделяли из одинаковой доли (а) обработанной пульпы (в данном случае из одной шестой части пульпы, а=0,17), а противоточную передачу сорбента, выделенного из доли пульпы (а), на предыдущие ступени осуществляли дискретно 6 раз в сутки с периодичностью 4 ч при продолжительности 0,9 ч (b=0,225). Сорбент, выделенный из доли пульпы (1-а), постоянно возвращали в эти же ступени контакта, а всю освобожденную от сорбента пульпу направляли на следующие ступени контакта. Объемную долю пульпы (а) определяли как отношение части пульпы с сорбентом, направляемой на выделение сорбента, к количеству обработанной пульпы. Долю времени передачи сорбента (b) определяли как отношение суммарной продолжительности передачи сорбента к продолжительности обработки пульпы и варьировали изменением продолжительности каждой передачи сорбента. При каждой передаче сорбента из первой ступени контакта выводили сорбент, насыщенный извлекаемым металлом, а в десятую последнюю ступень вводили регенерированный сорбент в количестве, равном количеству выведенного сорбента. Противоточное количество сорбента, передаваемое по ступеням контакта в расчетный период времени, рассчитывали по формуле Qa·b. Противоточное количество сорбента в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта регулировали изменением доли времени передачи (b). Процесс вели при значении (b), соответствующем условию соблюдения материального баланса извлекаемого металла. В случае нарушения материального баланса извлекаемого металла вследствие изменения концентрации извлекаемого металла С₁ в подаваемой в процесс пульпе или его содержания С₂ в выводимом из процесса насыщенном сорбенте рассчитывают противоточное количество сорбента из уравнения материального баланса Q˙C₁˙K₁= (C₂-C₃)K₂ при фактических значениях С₁ и (С₂-С₃), процесс ведут при расчетной величине b и регулируют изменением b в зависимости от фактической С_ф концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта. В табл.1 приведены расчетные величины количества передаваемого сорбента при вышеописанных параметрах , а, b, Q (пример 1), а также при изменении параметров b (пример 2, 3), а (пример 4) и с (пример 5). Примеры 1, 6, 7 иллюстрируют пропорциональность противоточного количества сорбента количеству обработанной пульпы. В конкретном сорбционном процессе величина параметра а обуславливается конструкцией дренажного устройства, параметра условиями технологии, а величину параметра b изменяют при оперативном управлении процессом сорбции в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени. В зависимости от величин параметров , а, b может быть обеспечена передача количества сорбента, необходимого для осуществления сорбции любого металла. В табл.2 приведены данные, иллюстрирующие самостабилизацию величины объемной доли сорбента в пульпе на ступенях контакта при передвижках одинакового количества сорбента на предыдущие ступени контакта (пример 1), а также при нарушениях (отсутствии) передачи сорбента с одной ступени контакта на другую (пример 2). Нарушение состояло в том, что при первой передаче сорбента отсутствовала передача сорбента из седьмой ступени контакта в шестую. По этой причине объемная доля сорбента в пульпе седьмой ступени увеличилась до 3,50% а в шестой уменьшилась до 2,55% После возобновления передачи сорбента из седьмой ступени при последующих передачах сорбента без изменения режима передачи его объемные доли в шестой ступени увеличиваются, в седьмой уменьшаются и после четвертой передачи сорбента его объемные доли в этих ступенях становятся близкими к заданной 3,0%
В табл. 3 приведены результаты сорбции золота из рудной пульпы согласно предлагаемому способу и прототипу при одинаковых противоточных количествах сорбента и пульпы. Из табл. 3 видно, что при осуществлении сорбции золота по предлагаемому способу, по сравнению с прототипом, за счет уменьшения отклонения объемной доли сорбента в пульпе от средней значительно снижается концентрация золота в жидкой фазе обработанной пульпы (хвостах сорбции) и потери растворенного золота. При этом извлечение золота повышается по сравнению с прототипом на 0,46%
Таким образом, предлагаемый способ за счет передачи противоточного количества сорбента пропорционально количеству обработанной пульпы и величине объемной доли сорбента на ступенях контакта позволяет уменьшить потери извлекаемого растворенного металла с жидкой фазы обработанной пульпы. Использование предлагаемого способа в непрерывном ступенчато-противоточном процессе сорбции золота снижает потери растворенного золота на 0,45% от содержания его в руде и позволит получить на одном предприятии (при условной производительности 500 тыс. т руды в год и содержании золота в руде 5 г/т) дополнительно 11,25 кг золота в год.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПУЛЬП, включающий последовательное непрерывное ступенчато-противоточное контактирование пульпы с сорбентом, отделение сорбента от пульпы на каждой стадии контакта с передачей части выделенного сорбента на предыдущую ступень контакта и регулирование противоточного количества сорбента, передаваемого по ступеням контакта в зависимости от концентрации извлекаемого металла в жидкой фазе пульпы последней ступени контакта, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения металла, выделение части сорбента для подачи на предыдущую ступень контакта проводят из равной объемной доли пульпы, выводимой с каждой ступени контакта, а регулирование противоточного количества сорбента осуществляют временем его передачи. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что противоточное количество сорбента, передаваемого по ступеням контакта, рассчитывают по формуле

где противоточное количество сорбента, м³/ч;
средняя объемная доля сорбента в пульпе в процессе сорбции;
a объемная доля пульпы, направляемой на выделение сорбента для противоточной передачи;
b доля времени противоточной передачи сорбента;
Q количество обработанной пульпы, м³/ч. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что долю времени передачи сорбента рассчитывают по уравнению

где коэффициент, постоянный для конкретного сорбционного процесса;
C₁ концентрация извлекаемого металла в жидкой фазе исходной пульпы, г/м³,
K₁ объемная доля жидкой фазы в пульпе;
C₂ содержание извлекаемого металла в насыщенном сорбенте, выводимом из процесса, г/т;
C₃ содержание извлекаемого металла в сорбенте, вводимом в процесс, г/т;
K₂ отношение массы сухого сорбента к его объему во влажном состоянии, т/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---