Устройство для выщелачивания

Изобретение относится к химии и гидрометаллургии, в частности к устройству для выщелачивания металлов и их соединений. Устройство содержит конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси. В нем имеется узел принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб. При этом узел принудительной циркуляции включает внутренний и внешний контуры. Внутренний контур выполнен в виде трубы, которая расположена вертикально внутри реактора, при этом нижним концом труба обращена к патрубку ввода, а в верхней части труба выполнена в виде дуги, расположенной в горизонтальной плоскости и прилегающей к внутренней стенке реактора. Патрубок ввода снабжен соплом, образующим с нижним концом трубы внутреннего контура эжекционную систему, а патрубок вывода реакционной смеси расположен по центру крышки реактора и выполнен с возможностью погружения в реакционную смесь. Техническим результатом изобретения является интенсификация выщелачивания металлов и их соединений. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к химии и металлургии, в частности к гидрометаллургии, и может быть использовано при растворении различных веществ для окислительного выщелачивания металлов и соединений из руд, концентратов, промпродуктов обогащения, шламов и других материалов.

Для выщелачивания различного сырья традиционно используют агрегаты, представляющие собой резервуары, снабженные устройством для перемешивания - механическими мешалками, аэролифтами, импеллерами (1. Металлургия благородных металлов. (Зарубежный опыт). Меретуков М.А., Орлов A.M. - М.: Металлургия, 1990). Общим недостатком известных устройств для выщелачивания является невысокая скорость процесса и, как следствие, низкая производительность, что особенно существенно при переработке бедного сырья.

В частности, для цианистого выщелачивания золота из руд и концентратов используют реакторы, включающие емкость с патрубками ввода и выпуска пульпы и перемешиватель пульпы. Обычно перемешивание пульпы осуществляется посредством механических, пневматических или пневмомеханических мешалок. Интенсификация перемешивания и выщелачивания достигается при использовании систем внешней циркуляции реакционной смеси или нагнетания выщелачивающего раствора, осуществляемой центробежными насосами. Предложены варианты, в которых пульпа насосами откачивается из нижней или верхней части конусного реактора и насосом возвращается обратно в реактор (2. Патент РФ 2051982 от 10.01.1996, 3. РФ 2062806 от 27.06.1996, 4. РФ 2098503 от 10.12.1997, 5. Патент Японии, заявка №59-28 613, опубл. 14.07.84, 6. Патент РФ 2439174 от 10.11.11).

К недостаткам известных аппаратов с нагнетанием реакционной смеси или раствора в нижнюю зону реактора относится постепенное аккумулирование крупных частиц пульпы в нижней части аппарата, что приводит к снижению эффективности цианирования пульпы и увеличению продолжительности процесса выщелачивания благородных металлов в цианистый раствор.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является выбранная в качестве прототипа установка для выщелачивания благородных металлов из гравитационных концентратов, содержащая конический реактор с нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси, узел для принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб (7. Фролов Ю.И., Шарапова О.И., Чернов В.К., Хомутов В.В. Переработка гравитационных концентратов благородных металлов. Колыма, 1987, №3, с.40).

В известной установке гравитационный концентрат выщелачивается в режиме "кипящего слоя" цианистым раствором, непрерывно подаваемым в конусный реактор снизу вверх через нижний патрубок при вершине. Раствор, выводимый из реактора через сливной патрубок в верхней части, поступает в зумпф насоса и затем снова нагнетается насосом в реактор, циркулируя, таким образом, по замкнутому контуру между сливным патрубком, зумпфом и реактором.

К недостаткам прототипа относится то, что выщелачивание гравиоконцентратов в режиме «кипящего слоя» не обеспечивает полного разделения контактирующих фаз из-за уноса восходящим потоком раствора мелких фракций. При цианировании материалов с более тонким измельчением, например флотоконцентрата, пульпа, выводимая из реактора в контур внешней циркуляции, содержит большое количество твердых частиц. В этих условиях насос принудительной циркуляции подвергается интенсивному износу. Для снижения данного негативного явления интенсивность ввода циркулирующих продуктов и перемешивания в реакторе вынуждены ограничивать. Соответственно ограничивается скорость выщелачивания.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и имеет задачей увеличение скорости растворения. Технический результат выражается в повышении интенсивности перемешивания и уменьшении износа рабочего органа циркуляционного насоса.

Поставленная задача решается при использовании устройства для выщелачивания, включающего конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси, узел для принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб, отличающегося тем, что узел принудительной циркуляции включает внутренний и внешний контуры, при этом внутренний контур выполнен в виде трубы, которая расположена вертикально внутри реактора, причем нижним концом труба обращена к патрубку ввода, а в верхней части выполнена в виде дуги, расположенной в горизонтальной плоскости и прилегающей к внутренней стенке реактора, патрубок ввода снабжен соплом, при этом сопло и нижний конец трубы внутреннего контура образуют эжекционную систему, патрубок вывода реакционной смеси расположен по центру крышки реактора и погружен в реакционную смесь.

Вариант заявляемого устройства представлен на чертеже. Устройство включает конический реактор 1, циркуляционный насос 7, всасывающий реакционную смесь из выходного патрубка реактора 3, входной патрубок 6 реактора, снабженный соплом для нагнетания циркулирующей смеси, трубы внутреннего контура 2 и трубы внешнего контура 4. Для разгрузки реактора по окончании выщелачивания служит патрубок 5.

Устройство работает следующим образом. Исходный дисперсный материал (руда, концентрат, шлам и т.д.), содержащий ценный компонент, вместе с выщелачивающим реагентом в нужной пропорции в виде пульпы с помощью насоса 7 загружают в реактор до уровня, при котором выходной патрубок 3 оказывается погруженным в реакционную смесь. Жидкая часть (слив) реакционной смеси через выходной патрубок реактора выводится в контур внешней циркуляции и под давлением возвращается насосом 7 в нижнюю часть конуса реактора через сопло нагнетающего патрубка 6. Входной поток на высокой скорости, увеличенной при прохождении через сужающее сопло, устремляется в нижний расширенный торец (раструб) трубы, образующей внутренний контур циркуляции. При оптимальных расположении и диаметрах нагнетающего сопла и раструба возникает эффект эжекции, при котором в поток внутренней циркуляции вовлекается крупная песковая часть концентрата. В соответствии с контуром трубы реакционная смесь поднимается в верхнюю часть реактора и на высокой скорости «выстреливает» в горизонтальном направлении по касательной к внутренней стенке. Аналогичный характер ввода пульпы, только извне, реализуется в гидроциклоне. В результате в реакторе осуществляется разделение фаз. Твердая фаза по вращательной траектории опускается в нижнюю часть конуса и вновь увлекается в трубу внутренней циркуляции. Жидкая фаза реакционной смеси с тонкими частицами (слив) вытесняется в центр верхней части реактора и увлекается через выходной патрубок в контур внешней циркуляции. Таким образом, формируется два контура циркуляции. Внутри реактора циркулирует и перемешивается смесь твердого и раствора, а выщелачивающий раствор с минимумом твердых частиц циркулирует по внешнему контуру. Движущей силой перемешивания пульпы является насос, но при этом крупная абразивная часть концентрата в насос не попадает. Срок службы рабочего колеса насоса резко увеличивается. Без ущерба для насоса интенсивность циркуляции и скорость выщелачивания может быть также увеличена.

Дополнительное воздействие эжекционного узла, в котором возникают эффекты кавитации, приводит к более полному вскрытию тонковкрапленных в пустую породу ценных частиц и, как следствие, обуславливает повышенную степень выщелачивания.

С заявляемым устройством поставлен следующий эксперимент.

Реактор объемом 0,8 м3 имел форму конуса с диаметром в верхней части 0,7 м. Вход и выход циркуляционного насоса производительностью 12 м3/час и давлением на выходе 4 Атм присоединен к соответствующим патрубкам реактора трубой диаметром 57 мм. Внутри реактора в соответствие с формулой изобретения укреплена труба диаметром 70 мм с раструбом в нижней части.

В реактор загружали пульпу, состоящую из золотосодержащего концентрата крупностью 100% - 1 мм и цианистого щелочного раствора, включали циркуляционный насос. Через заданные промежутки времени отбирали пробы раствора и анализировали его на содержание золота, после чего рассчитывали скорость (прирост массы золота в растворе) и степень растворения золота.

Для сравнения был проведен опыт выщелачивания в том же реакторе, но работающем по принципу прототипа без трубы внутренней циркуляции, сопла в нагнетающем патрубке и эжектирующего узла.

Результаты опытов представлены в таблице.

Продолжительность выщелачивания, час Предлагаемое устройство Устройство-прототип
Скорость выщелачи-вания, г/час Степень выщелачивания, % Скорость выщелачивания, г/час Степень выщелачивания, %
0,5 77,6 24,0 58,3 18,0
1,0 64,8 62,0 51,8 37,0
1,5 51,4 77,0 43,9 58,0
2,0 40,5 91,1 36,2 63,0
3,0 9,2 95,5 10,5 72,0
10,0 10,5 96,2 17,2 90,2

После длительной эксплуатации установки в режиме предлагаемого в изобретении устройства (150 часов работы под нагрузкой) оценили состояние рабочего колеса насоса. Заметного износа не выявили.

Последующая эксплуатация установки по варианту прототипа привела к существенному износу через 100 часов.

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. устройства, выбранного в качестве прототипа, и предполагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Благодаря введению в устройство контура внутренней циркуляции пульпы скорость выщелачивания золота из концентрата в предлагаемом устройстве 1,3-1,5 раза, чем аналогичный показатель в устройстве прототипа. Срок службы рабочего колеса насоса в предлагаемом варианте устройства в зависимости от характера перерабатываемого материала увеличивается в несколько раз.

Устройство для выщелачивания металлов и их соединений, содержащее конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси, узел для принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб, отличающееся тем, что узел принудительной циркуляции включает внутренний и внешний контуры, при этом внутренний контур выполнен в виде трубы, которая расположена вертикально внутри реактора, причем нижним концом труба обращена к патрубку ввода, а в верхней части труба выполнена в виде дуги, расположенной в горизонтальной плоскости и прилегающей к внутренней стенке реактора, причем патрубок ввода снабжен соплом, образующим с нижним концом трубы внутреннего контура эжекционную систему, а патрубок вывода реакционной смеси расположен по центру крышки реактора и выполнен с возможностью погружения в реакционную смесь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидрометаллургии. Установка для выщелачивания золота из руд и концентратов, содержащая емкость с патрубками загрузки и выгрузки обрабатываемого материала и патрубком ввода раствора цианида и циркуляционный насос, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним двухлучевым гидроакустическим излучателем с фиксированной направленностью акустического поля, установленным в емкости на ее вертикальной оси и соединенным с входным отверстием циркуляционного насоса, и трубопроводом подачи воздуха, объединенным с патрубком подачи раствора цианида в общий коллектор, выходные отверстия которого расположены в зоне разрежения двухлучевого гидроакустического излучателя.

Изобретение относится к аппарату для гидрометаллургической обработки сырья. Он содержит корпус, эрлифт для перемешивания сырья в виде пульпы, трубопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы, подачи сжатого воздуха, пара, отвода газообразных продуктов и контактную камеру для смешения реагентов с обрабатываемой пульпой.

Изобретение относится к способам и устройствам извлечения свободного золота из россыпей и руд. Согласно настоящему изобретению, подготавливают золотоносную пульпу из россыпей и руд, используют абсорбент, подготовленный на основе жидких углеводородов.

Изобретение относится к способу нагревания рабочей массы в процессе получения соединений металлов, а также к устройству для его осуществления. .

Изобретение относится к способу выделения способных к поглощению водорода металлов из растворов, а также к установке для его осуществления. .

Изобретение относится к гидрометаллургии и может найти применение в технологии извлечения цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов из рудного сырья с использованием в качестве окислителя ионов трехвалентного железа, а также для очистки от железа кислых растворов гидрометаллургического производства.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при регенерации растворов, полученных после выщелачивания минерального сырья, в частности для окисления ионов железа.

Изобретение относится к выщелачиванию как методу комплексного извлечения ценных составляющих сырья, которое является одним из доминирующих процессов в металлургической промышленности.

Изобретение относится к химии и металлургии, в частности к гидрометаллургии, и может быть использовано при растворении различных веществ, для окислительного выщелачивания металлов и их соединений из руд, концентратов, промпродуктов и других материалов.

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки рудного сырья и может быть использовано, в частности, для переработки трудновскрываемых урановых, золотоносных, платиновых и иных руд в кучном, агитационном, чановом и подземном выщелачивании.
Изобретение относится к пирометаллургии. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает расплавление исходного сырья с флюсом, содержащим 3-15 мас.% обезвоженной буры, 0,5-3 мас.% оксида кальция и 0,4-3 мас.% кварцевого песка относительно суммы масс примесей в исходном продукте.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений. Способ включает приготовление суспензии из глинистых отложений, улавливание из суспензии тонкодисперсного золота сорбцией введением сорбента на основе растительного материала, предварительно измельченного до крупности 0,3 мм, в суспензию и перемешиванием.

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор.

Изобретение относится к способу извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов. Способ включает пропускание раствора через полимерное волокно для сорбции ионов серебра.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения серебра из щелочных цианистых растворов цементацией.
Изобретение относится к утилизации твердых бытовых отходов, содержащих благородные металлы. Электронный лом дробят на молотковой дробилке, добавляют измельченную медь, а затем плавят в присутствии флюса в течение 45-60 мин при температуре 1320-1350°C с продувкой воздухом при его расходе 3-4,5 л/ч и отделяют от шлака полученный сплав, содержащий не менее 2,6 мас.% благородных металлов.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы. Способ извлечения ионов тяжелых металлов железа, золота и серебра из сульфатного кека включает выщелачивание спека 3 н.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к аффинажу золота. Способ переработки сплава лигатурного золота, содержащего не более 13% серебра и не менее 85% золота, включает электролиз с растворимыми анодами из исходного сплава с использованием в качестве электролита солянокислого раствора золотохлористоводородной кислоты (HAuCl4) с избыточной кислотностью по НСl 70-150 г/л.
Изобретение относится к технологии получения наночастиц золота. Способ получения наночастиц золота из сырья, содержащего железо и цветные металлы, включает получение царсководочного раствора золота с использованием царской водки.

Способ может быть использован в гидрометаллургии для переработки золотосодержащих концентратов двойной упорности, т.е. сырья, содержащего тонко диспергированное в сульфидах золото и органическое углистое вещество.

Изобретение относится к разделению и концентрированию металлов и может быть использовано для разделения платины, родия и никеля. Способ отделения платины (II, IV) и родия (III) от никеля (II) в хлоридных растворах, включает сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию этих металлов. Сорбцию проводят из свежеприготовленных или выдержанных растворов в динамических условиях путем пропускания раствора через слой сильноосновного анионита Purolite А 500 или слабоосновного комплексообразующего анионита Purolite S 985, содержащего полиаминные функциональные группы. При этом происходит полный переход платины (II, IV) и родия (III) в анионит и оставление никеля (II) в выходящем растворе. Техническим результатом является сокращение времени процесса, отделение платиновых металлов от сопутствующих металлов, в частности от никеля, увеличение степени извлечения металлов, уменьшение трудоемкости процесса разделения. 2 ил., 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к химии и гидрометаллургии, в частности к устройству для выщелачивания металлов и их соединений. Устройство содержит конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси. В нем имеется узел принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб. При этом узел принудительной циркуляции включает внутренний и внешний контуры. Внутренний контур выполнен в виде трубы, которая расположена вертикально внутри реактора, при этом нижним концом труба обращена к патрубку ввода, а в верхней части труба выполнена в виде дуги, расположенной в горизонтальной плоскости и прилегающей к внутренней стенке реактора. Патрубок ввода снабжен соплом, образующим с нижним концом трубы внутреннего контура эжекционную систему, а патрубок вывода реакционной смеси расположен по центру крышки реактора и выполнен с возможностью погружения в реакционную смесь. Техническим результатом изобретения является интенсификация выщелачивания металлов и их соединений. 1 ил., 1 табл.

Наверх