Автоклавная установка для переработки минерального сырья

 

Союз Соввтсиик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (Sl) Дополнительное.к авт. саид-ву(22) Заявлено 06. 06. 80 (21) 2937323122-02 с присоединением заявки,рет (51)М. Кл.

С 22 В 3/02

Веударетеедаб квинтет

СССР по делан изебретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано,07.05-82. Втоллетень М 17 (53) >3К 66. 046. .8 (088.8) Дата опубликования описания 07. 05 .82

S.Í.TðóôàíoB, Н .А .Тимченко, Н .С .Прокопов, .Н .fруфанов,-, )

С.А.Куршев,"Й .Г,Майский, В.A.Ñàìàðñêèé и Л:;Ушак . (72) Авторы изобретения

°

1, Ростовский ордена Трудового Красного ЗнаменЪ"..»., государственный университет (7! ) Заявитель (54) АВТОКЛАВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ

МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к технологии: автоклавного выщелачивания ценных компонентов из минерального сырья и может быть использовано в гидрометаллургии.

Известны автоклавные установки для переработки минерального сырья, работающие в стационарном режиме или в проточных динамических системах, в которых рабочее тело многократно rieтв регоняется между секциями с помощью диффузоров, снабженных патрубками.

Для интенсификации процесса переработки минерального сырья в автоклавы вводят катализаторы,окислители, поверхностно-активные вещества, а также узлы для перемешивания шихты и реагентов, охладительные и аэрирующие узлы (1J.

Недостатками этих установок являются. длительность, выщелачивания и необходимость проведения дополнительных к выщелачиванию операций для выделения целевого продукта, 2

Наиболее близким к изобретению Ilo, технической сущности и достигаемому эффекту является автоклавная установка, включающая автоклав, нагревательное устройство и контрольно-из" мерительную аппаратуру. Она предс.гавляет собой цилиндрический корпус, внутреннее пространство которого с целью повышения степени выщелачивания разделено на ряд самостоятельных реакционных камер горизонтальными решетками, работающими в, беспровальном режиме. Минеральное сырье предварительно измельчается обычными способами. Процесс выщелачивания в таком автоклава длится

3-7 ч. Затем автоклавную пульпу подвергают дополнительным операциям в других установках, где nðîèñõîäèò окончательное выделение полезных компонентов (2).

Недостатками этой установки являются длительность процесса автоклавного выщелачивания и сложность тех92604

Как и в известных установках,процесс выщелачивания, начавшийся в автоклавах 1-3, постепенно замедляется, так как поверхность частиц минерального сырья покрывается слоем продуктов выщелачивания. При вскрытии мембран 4 автоклавов 1-3 происходит дополнительное дробление частиц минерального сырья, чтЬ приводит к увеличению активной поверхности час" тиц и к интенсификации процесса выщелачивания. Дробление частиц в установке происходит, so-первых, за счет того, что выщелачивающий реагент, проникший вглубь частиц, создает в них определенное давление, равное внешнему давлению. При вскрытии мембран 4 автоклавов 1-3, создавшаяся разность внешнего и внутреннего давлений приводит к разрушению частиц; во-вторых, дробление частиц происходит в результате кавитационного эффекта, создающегося .за счет сопел 7

Лаваля, находящихся в переходнике автоклавов 1-3.

Содержимое автоклавов в виде газо-жидкостных потоков сталкивается при эвакуации из автоклавов в реакционной камере ° Условием этого является пересечение в реакционной камере продольных осей автоклавов и бароградиентного делителя. При попадании в реакционную камеру вся смесь дополнительно подвергается перепаду температуры и давления и интенсивно пере- мешивается.

Энергия взаимодействия частиц во встречных газо-жидкостных потоках зависит от скорости потока, Скорость потока и температура смеси при сталкивании резко повышается,так как повышается активация молекул, т,е. их кинетическая энергия за счет складывания кинетических энергий соударяющихся газо-жидкостных потоков.

3 нологии переработки минерального сырья. Особенно длительным процесс выщелачивания является в случае переработки упорных золотых и поли° металлических руд .(9-12 ч),в кото- 5 рых полезный компонент, например золото, находится в тонкодиспергированном состоянии, и измельчение такой руды обычными способами не позволяет достичь такой степени измель- 10 ченности, чтобы процесс выщелачивания был эффективным и интенсивным.

Цель изобретения - сокращение времени перерабОтки и упрощения процесса.

Поставленная цель достигается тем, 15 что автоклавная установка для переработки минерального сырья, включающая автоклав, нагревательное устройство и контрольно-измерительную аппаратуру, она содержит дополнительно один или более автрклавов, бароградиентный делитель, реакционную камеру и мембраны, внутренняя поверхность камеры выполнена сферической, бароградиентный делигель выполнен в виде цилиндра с соплами Лаваля, автоклавы и бароградиентный делитель соединены с реакционной камерой через мембраны с пересечением их продольных осей в реакционной камере, На фиг.1 и 2 изображена принципиальная схема установки.

Установка содержит автоклавы 1-3, разделительные мембраны 4, реакционную камеру 5, бароградиентный делигель 6 с соплами 7 Лаваля, сосуд низ35 кого давления — ресивер 8, переходники 9.

Установка работает следующим образом.

Исходное минеральное сырье измельчают и загружают одновременно с выще лачивающим реагентом в 2 или более автоклава 1-3 установки. Автоклавы герметизируют с помощью мембран 4 и вводят в оптимальный режим работы.

Параметры оптимального режима определяются технологическими условиями переработки и природой исходного минерального сырья. Одновременно в реакционной камере g для достижения необходимого перепада давления создают вакуум, По достижении заданных параметров мембраны 4 автоклавов при" нудигельно вскрывают,в результате чего их содержимое эвакуируется в виде встречных газо-жидкостных потоков в общую реакционную камеру. Отражаясь or сферической поверхности

6 реакционной камеры, смесь попадает в бароградиентный делитель 6, где происходит выделение и разделение полезных компонентов.

Интенсификация процессов выщелачивания минерального сырья в установке происходит за счет изменения кинетики химических реакций выщелачивания, что обуславливается возможностями установки дополнительно дробить частицы минерального сырья и создать в ней перейады температуры и давления.

5 9260

В соответствии с законами аэро- гидродинамики в образующихся при вскрытии автоклавов газо-жидкостных потоках возникают микрокавитационные неоднородности,. величина которых и скорость движения потока зависят от величины перепада давления.Поэтому для увеличения перепада давления в реакционной камере перед вскрытием автоклавов создается вакуум. Кроме 10 этого, вакуум препятствует процессу окисления продуктов выщелачивания, что дает возможность получать металлы> серу, мышьяк и др. вещества в элементарном виде. )S

Образующиеся в реакционной камере ударные волны интенсифицируют процесс выщелачивания, так как в передовом фронте ударных волн температура и давление увеличиваются. 20

Прореагировавшие вещества, отражаясь от сферической поверхности реакционной камеры, попадают в ба- роградиентный делитель, в котором опять подвергаются перепаду темпера" 2S туры и давления, создающихся за счет сопел 7 Лаваля. Перепад температуры и давления в делителе способствует фракционированию веществ в зависимости от их молекулярных весов, что зв дает воэможность получать полезные компоненты без проведения дополнительных операций по выделению и разделению компонентов.

Испытания установки, проведенные при переработке полиметаллическим свинцово-цинковых, арсенопиритовых золоторудных и кварц-пиротиповых руд, показали увеличение скорости выщелачивания в 2-3 раза с достижением тречб

6 буемого извлечения компонентов беэ проведения дополнительных операций.

Кроме того, установка дает возможность дополнительным дроблением измельчать упорные золотые и полиметаллические руды до такой степени,что извлечение полезных компонентов, на- пример золота, которые находягся в

1 этих рудах в тонкодиспергированном состоянии, становится эффективным и интенсивным.

Формула изобретения

Автоклавная установка для переработки минерального сырья, включающая автоклав, нагревательное устройство и контрольно"измерительную аппарату" ру, о т л и ч à о щ а я с я тем,что, с целью сокращения времени переработки минерального сырья и упрощения процесса, она содержит дополнительно один или более автоклавов, бароградиентный делитель, реакционную камеру и мембра ны, внутренняя поверхность камеры выполнена сферической, бароградиентный делитель выполнен в виде цилиндра с соплами Лаваля, автоклавы и баро" градиентный делитель соединены с реакционной камерой через мембраны с пересечением их продольных осей в реакционной камере.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 655738, кл. 8 01 J 1Л0, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 175042, кл. В 01 J 3/00, 1965.

926046

Составитель Н,Новиков

Редактор Н.ВоловикТехред Ж.Кастелевич Корректор M.Kocòà

Заказ 2893/11 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, N-35 Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекгная, 4