Вилуговування з перемішуванням матеріалу з розчинником

Вилуговування з перемішуванням застосовується тільки для матеріалу крупністю менше 0,2 мм. Тривалість вилуговування при перемішуванні не перевищує декількох годин при високому витяганні металу в розчин. Цей процес отримав досить широке поширення для різних типів руд (окислених мідних, золотовмісних, сильвінітових і ін.) І важкозбагачуваних продуктів.
Для вилуговування з перемішуванням застосовують два типи апаратів:
– Чани, працюють без тиску, забезпечені спеціальними пристроями для перемішування пульпи;
– Автоклави, що працюють під тиском при підвищених температурах.
Пристрої для перемішування пульпи в чанах можуть бути механічні (вертикальні або горизонтальні), пневматичні і комбіновані (рис. 1.2). Всі чани мають футеровку від агресивного впливу розчинів. Останнім часом поширення набуло також вилуговування в апаратах з киплячим шаром.
У чанах з вертикальним перемішуючим пристроєм (а) гвинт піднімає пульпу в середній частині, по периферії спостерігаються низхідні потоки. Відбувається активне контактування частинок з розчином. Чан служить тільки для вилуговування. Поділ твердої і рідкої фаз, відмивання твердої фази виробляється в інших апаратах.
Чан з горизонтальним перемішуючим пристроєм (б) (шнековий розчинник) складається з корпусу (1) ночвоподібної форми, перемешивающего пристрої (2) (шнека з одно-, двухзаходной спіраллю) і зневоднює елеватора (4) для виведення вилуженої руди. Шнек (2) виконує дві функції: перемішує пульпу і транспортує руду до розвантаження. Довжина шнекового розчинника вибирається з урахуванням часу вилуговування руди. Витравлюють розчин можна подавати як прямоточним, так і протитечійним способом.
Чан з перемішуванням стисненим повітрям (в) (Пачукою) складається з циліндричного корпусу 1 діаметром 3-4,5 м і висотою 9-15 м. Усередині чана по його центру розташований циркулятор, діаметр якого в 5-10 разів менше діаметра Пачука. Нижній кінець циркулятора повинен бути розташований не далі 0,5 м від днища апарату, верхній кінець циркулятора знаходиться трохи нижче рівня дзеркала пульпи. Обидва кінці циркулятора повинні мати розтруби із загнутими кінцями – це скорочує витрату енергії на перемішування.

При подачі повітря під тиском 0,2-0,3 МПа в пустотілу трубу 3 пульпа аерується і її щільність зменшується. Внаслідок цього по трубі 3 пульпа рухається вгору, а поза нею – вниз. У результаті циркуляції відбувається інтенсивне перемішування пульпи і вилуговування компонентів. Регулярна циркуляція запобігає осіданню твердих частинок на днищі апарату.
Повітря не тільки перемішує пульпу, а й аерується її, сприяючи здійсненню в апараті окислювальних процесів. Для виведення пульпи з апарату Пачуки іноді постачають додатковим ерліфтом. При відсутності ерліфтного підйому для організації самопливу пульпи кожний наступний апарат каскаду розташовується на 0,1-0,2 м нижче попереднього. Витрата повітря на перемішування становить 1-1,2 м3 / год на 1м3 пульпи.
Витрата енергії на перемішування в Пачукою дещо більше, ніж
в чанах з механічним перемішуванням. Але Пачуки переважно, оскільки вони прості за конструкцією, економічніше в ремонті та обслуговуванні, можуть застосовуватися для вузьких і грубих пульп, забезпечують високу продуктивність і аерацію пульп.
Застосовують Пачуки при збагаченні цинку, золота, алюмінію, урану й ін. Процес вилуговування становить 0,5-2,0 ч.
Чани з комбінованим перемішуванням мають або центральний ерліфт і обертові гребки, або периферичний ерліфт і центральний импеллер.
Чани може працювати як в періодичному, так і в безперервному режимах. В останньому випадку пульпу направляють через каскад послідовно з’єднаних апаратів, поєднуючи зазвичай безперервне вилуговування за безперервно діючою системою зневоднення відвальних хвостів.
При періодичній роботі час, необхідний для заповнення апарату і його розвантаження, є непродуктивним. Для апарату ємністю 10-12 м3 воно становить приблизно 1:00, а при обсязі 40-50 м3 – 2,5 години. Непродуктивне час збільшує сумарний обсяг апаратів. Крім того, при періодичному процесі потрібен великий обслуговуючий персонал, так як утруднюється механізація і автоматизація процесу.
Тому воліють безперервне вилуговування руди в каскадах апаратів з прямоточним рухом витравлюють розчину і твердих частинок руди.
На рис. 1.3 зображені прямоточні каскади з трьох агітаторів. У головній Пачукою каскаду подається вихідна рудна пульпа і витравлюють реагент, окислювач подається в середину каскаду, щоб не витрачати його на окислення водню і сірководню, в хвостовій апарат каскаду можуть подаватися флокулянти, що сприяють укрупненню агрегатів твердих частинок, що покращує подальші процеси осадження та фільтрації.
Каскад апаратів безперервної прямоточного вилуговування легко
автоматизується. Швидкість подачі рудної пульпи контролюється за допомогою витратомірів і регулюється пов’язаними з ними виконавчими механізмами. Подача витравлюють розчину регулюється за величиною рН середовища.
При вилуговуванні в прямоточном каскаді концентрація витравлюють реагентів і рушійна сила процесу від апарату до апарату зменшується. У той же час в кінці процесу залишаються найбільш трудновищелачіваемие мінерали. На вилуговування останніх 5-10% видобутих компонентів витрачається половина від сумарного часу процесу.
Частинки твердого матеріалу на виході з каскаду містять у своїх порах продукційний розчин витягується компонента, тому для повного вилучення корисного компонента необхідна ретельна промивка твердого залишку після поділу фаз.

Збільшення середньої рушійної сили процесу поліпшення відмивання
твердої фази можна досягти при організації противоточного руху фаз в каскаді. При цьому режимі вихідний розчинник (вище концентрація і сильніше розкриває здатність) подається в останній апарат каскаду. Одержуваний після зневоднення кек вважають відвальним для даного процесу, а розчин повертають на першу стадію, тобто оброблюване сировину і розчинник переміщують по зустрічним маршрутами.
Це більш раціональна схема, при якій зменшується час вилуговування і витрата реагентів. Однак при цьому неминуче накопичення супутніх домішок в оборотному розчині, що погіршує показники вилуговування і сортність извлекаемого металу. Для підтримки оптимального складу розчину частина його виводять на окрему переробку (глибоке випарювання, нейтралізація, сорбційно-екстракційна очищення та ін.). Крім того, для здійснення такого процесу необхідно після кожного апарату розділяти тверду і рідку фазу. Витрати на операції поділу фаз і їх трудомісткість часто зводить нанівець всі переваги противоточного каскаду
вилуговування.
Автоклавное вилуговування знайшло широке застосування в урановій, нікелевої, алюмінієвої і вольфрамової промисловості.
Автоклави являють собою металеві вертикальні або горизонтальні посудини місткістю від 5 до 130 м3, що працюють під тиском від 1 до 5 МПа при нагріванні пульпи через зовнішні нагрівачі (парові сорочки, електронагрівачі) або шляхом продувки її в автоклаві гострою парою, що забезпечує також інтенсивне перемішування пульпи.
Підвищення температури і тиску в автоклаві збільшує розчинність кисню в пульпі, що прискорює окислення мінералів і істотно збільшує швидкості вилуговування. Це дозволяє здійснювати процеси, які в звичайних умовах протікають вкрай повільно і неповно. Крім того, герметичність апаратури зменшує втрату реагентів і виключає забруднення навколишнього середовища.

Посилання на основну публікацію