Установка для получения раствора цветных металлов выщелачиванием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5114 С 22 В 3/02//С 22 В 19 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ИОТНРТИй ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ,З ЙЦК;1 яд(46) 30,12,86. Бюл. У 48 (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (72) З.Г. Салихов, В.А. Иванов, В.Н. Ходов и К.М. Бимбасов (53) 669.536.22(088,8)(56) Авторсксе свидетельство СССР У 1075743, кл. С 22 В 3/02//19/22, 1981. 80, 1108765 А 2(54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯРАСТВОРА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ по авт. св, В 1075743,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения динамической точности регулирования рН за счет повышения оперативности подачи управляю"щего воздействия, она снабжена дополнительной гидромагистралью, соединяющей патрубок вывода растворас мелкими фракциями гидроклассификатора с патрубками ввода растворителя второго аппарата кипящего слоя,при этом гидромагистраль снабженазапорно-регулирующим органом.Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам для выщелачивания поли- дисперсных рудных материалов в кипящем слое.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для получения раствора цветных металлов по авт, св. В 105743, содержащая по меньшей мере два аппарата кипящего слоя, каждый из которых имеет последовательно установленные по вертикальной оси по направлению сверху 15 вниз сообщенные между собой царгу для мелких фракций с патрубком слива суспензии, царгу для средних фракций и царгу для крупных фракций с патрубком ввода растворителя и с 20 патрубком вывода крупных фракций в емкость для отстаивания суспензии, имеющую патрубок ввода суспенэии, сообщенный с патрубками слива суспензии первого и второго аппаратов ки пящего слоя и патрубки для вывода раствора цветных металлов и вывода нерастворенных веществ, дополнительый аппарат кипящего слоя, царга для мелких фракций которого имеет верх нюю стенку с отверстием, патрубок ввода исходного продукта и патрубок слива суспензии и соосно установленный с ним гидроклассификатор с пат" рубком ввода продуктов для классификации, патрубком вывода раствора с мелкими фракциями, основание которого примыкает к верхней стенке царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя и выполне но с отверстием, сообщенным с отверстием в верхней стенке царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя, при этом царги для мелких, средних и крупных фракций 45 первого аппарата кипящего слоя имеют форму конусов, большими основания,ми обращенных вверх, патрубок слива суспензии царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя сообщен с патрубком ввода раст" ворителя первого аппарата кипящего слоя, царга для крупных фракций первого аппарата кипящего слоя имеет смонтированные вблизи периферии большого основания конуса патрубок ввода раствора с мелкими фракциями, сообщенный с патрубком вывода раствора с мелкими фракциями гидроклассификатора, и патрубок вывода раствора с мелкими фракциями, который сообщен одной гидромагистралью с патрубком вывода крупных фракций этой же царги и далее с патрубком ввода продуктов классификации в гидроклассификаторе, причем в упомянутой ее гидромагистрали, между патрубком выводараствора с мелкими фракциями царгидля крупных фракций первого аппаратакипящего слоя и патрубком выводакрупных фракций этой же царги уста"новлено нагнетающее устройство, а кее царге для средних фракций первогоаппарата кипящего слоя вблизи пери- .ферии его большого основания установ. лен патрубок слива раствора с мелкими фракциями. Недостатки прототипа - необходимость использования отдельного технологического оборудования для окисления закисного железа в исходномрастворе пиролюэитом, а также трудность стабилизации значения, рН суспензии после нейтрального выщелачивания из-за значительной величины транспортного запаздывания растворителя через первый аппарат кипящего слоя. Последнее свойство прототипа приводит к снижению надежности работы установки иэ-за значительной динамической ошибки поддержания заданного значения рН суспензии, получаемой после выщелачивания.Целью изобретения является повышение динамической точности регулирования рН за счет повьппения оперативности подачи управляющего воздействия.Цель достигается тем, что установка для получения раствора цветных металлов вьпцелачиванием по авт, св. В 1075743 снабжена дополнительной гидромагистралью, соединяющей патрубок вывода раствора с мелкими фракциями гидроклассификатора с патрубками ввода растворителя второго аппарата кипящего слоя, при этом гидромагистраль снабжена запорнорегулирующим органом.На чертеже изображена схема установки для получения раствора выщелачиванием.Установка состоит нз первого 1, второго 11 и дополнительного 111 аппаратов кипящего слоя, каждый из которых имеет последовательно установленные по вертикальной осн по направ5 10 15 го 25 30 35 40 45 55 лению сверху вниз сообщенные междусобой царгу для мелких фракций 1 спатрубком слива суспензии 2, царгудля средних фракций 3 и царгу длякрупных фракций 4 с патрубком вводарастворителя 5 н с патрубком выводакрупных фракций 6, и гидроклассификатора 1 Ч с патрубками ввода продуктов для классификации 7, например,крупных фракций и вывода растворас мелкими фракциями 8, загрузочнойворонки Ч для ввода перерабатываемого твердого материала в первыйаппарат кипящего слоя 1 или в установку, например, в другой патрубокввода продуктов гидроклассификатора 1 Ч и емкости для отстаиваниясуспензии Ч 1, имеющую патрубок ввода суспензии, совмещенный (сообщенный) с патрубком слива суспензиивторого аппарата кипящего слоя 11 ипатрубок для вывода раствора цветных металлов 9 и вывода нерастворенных веществ (илов) 10,Царга для крупных фракций 4 первого аппарата кипящего слоя 1,имеетпатрубки для ввода и вывода растворов с мелкими фракциями 11 и 12,причем царга для средних фракций 3этого же аппарата кипящего слоя тожеимеет патрубок для вывода растворас .мелкими фракциями 13, а царга длямелких фракций 1 дополнительного аппарата кипящего слоя 111 имеет верхнюю стенку с отверстием, сообщающимся с отверстием (или патрубком длявывода крупных фракций) на основаниигидроклассификатора Ч. В данной установке для получения раствора цветных металлов выщелачиванием царгидля мелких, средних и крупных фракций 1, 3 и 4 первого аппарата кипящего слоя 1 имеют форму конусов, большими основаниями обращенныхвверх, патрубок слива суспензия 2царги для мелких фракций дополнительного аппарата кирящего слоя 111.сообщен с патрубком ввода растворителя5 в царгу 4 первого аппарата кипящего слоя 1, у которого патрубок 11этой же царги сообщен с патрубкомвывода раствора с меликми фракциями8 воронки Ч, а патрубок 12 сообщенодной гидромагистралью 14 с патрубкомвывода крупных фракций 6 этой же царги и далее с патрубком ввода продуктов для классификации 7 в воронке Ч.Кроме того, в гидромагистрали 14,между патрубком 12 вывода раствора с мелкими фракциями царги для крупных фракций 4 первого аппарата кипящего слоя 1 .и патрубком вывода крупных фракций этой же царги последовательно установлены нагнетающее устройство 15 и запорно-регулирующий .узел 16.Все патрубки или узлы для вывода нерастворенных или крупных фракций имеют широко известные в технике запорно-регулирующие устройства, а царги дополнительного аппарата кипящего слоя 111 охвачены кожухом для подачи теплоагента, например горячего пара.Через патрубок 13 отводится раст- вор для смыва перерабатываемого полидисперсного материала, например цинкового обожженного концентрата, в загрузочную воронку Ч, а через патрубок 5 подается растворитель с регламентной концентрацией. Описываемая установка содержит. также патрубок 17 для подачи пиролюзита и цеховых растворов с закисным железом, соединенным с верхней зоной царги для крупных фракций 4 первого аппарата кипящего слоя 1 и в ней патрубок вывода раствора с мелкими фракциями 8 гидроклассификатора 1 Ч одновременно соединен гидромагистралью 18 с патрубками 5 и ввода растворителя второго аппарата кипящего слоя 11 через дополнительный запорно-регулирующий орган 19 (управляемый от сигнала датчика рН суспензии во втором аппарате кипящего слоя 11). Установка работает следующим образом.Растворитель, например отработанный электролит с концентрацией серной кислоты 100-180 г/л,непрерывно поступает в патрубок 5 дополнительного аппарата кипящего слоя 111 и создает в нем восходящий поток и через патрубок 2 и натруб 5 царги для крупных фракций 4 первого аппарата 50 . кипящего слоя 1 поступает в последний и тоже создает в нем восходящий поток. Часть раствора из первого аппарата кипящего слоя 1 через патрубок 13 (совместно с остальнымиболее слабыми растворами) идет насмыв перерабатываемого полидисперсного твердого материала, напримеробожженных цинковых огарков. Огароксо смывом через загрузочную воронку1108765 35 40 45 55 7 поступает в царгу для мелкихфракций 1 аппарата кипящего слоя 1.Так как сечение этого аппарата повысоте неравномерно, то и скоростьвосходящего потока тоже неравномерна, что обуславливает классификациюи псевдоожиженное состояние полидисперсного цинкового огарка по фракциям, а именно в царге 1 - мелкие, вцарге 3 - средние и в царге 4 - крупные фракции. Это приводит к тому, чтокрупные фракции цинкового огарка выщелачиваются в растворе с высокойконцентрацией серной кислоты, а средние и мелкие фракции соответственнос более низкой концентрацией, чтоспособствует более полному переводуценных металлов иэ всех фракций огарка в раствор при минимальном переходев раствор вредных минералов. Из царги 1 аппарата кипящего слоя Е черезпатрубки 2 и 5 раствор (суспензия) свьпцелоченными минералами и частьюмелких фракций цинкового огарка инерастворенных взвесей переносится внижнппо зону второго аппарата кипящего слоя 11, где образует второйвосходящий поток суспензии. Перенесенная часть мелких фракций повторно подвергается классификации и выщелачиванию и тем самым одновременноучаствует в окончательной нейтрализации суспензии (или растворителя)до рН 4,9-5,4 и гидролитическойее очистке. Нейтрализованная суспензия через патрубок 2 второго аппарата кипящего слоя 11 поступает в емкость для отстаивания суспензии,откуда осветленный раствор цветныхметаллов отводится через патрубок 9,а осевшие нерастворенные вещества(ила) - через патрубок 10. Крупные фракции, в том чиСле и пески, по мере поступления цинкового огарка в аппарат кипящего слоя 1 будут накапливаться в царге 4.Железистые растворы совместно с пиролюэитом (в количестве, достаточном для полного окисления закисного железа в растворе) через патрубок 17 поступают в царгу для крупных фракций 4 первого аппарата кипящего слоя 1, В совершенствуемой установке основной поток железистых раст.воров в исходную точку линии вьшелачивания (царга для крупных фракций аппарата кипящего слоя 1) поступают после горячего вьпцелачиваниякрупных фракций полидисперсного материала, где одновременно с освобождением связанного в ферритах цинкапроисходит и освобождение - переходв раствор железа в трехвалентномсостоянии. Пиролюзит - материал полидисперсный, поэтому в восходящемпотоке в царге 4 происходит его классификация по фракциям. Мелкие и средние фракции пиролюзита выносятся впоследующие царги, а крупные псевдоожижаются в царге 4 первого аппарата.кипящего слоя 1. Таким образом, окисление закисного железа в растворах,участвующих в нейтральном выщелачивании, происходит в кипящих слоях, крупных, средних. и мелких фракций 20перерабатываемого основного (цинкового огарка) твердого материала иокислителя - пиролюзита. Часть пиролюзита циркулирует через гидроклассификатор УЧ и измельчается за счетистирающего эффекта песков и крупных фракций перерабатываемого материала. Это приводит к дополнительнойинтенсификации процесса окисленияГи црактически исключает вынос неиспользованного окислителя. Окисленные растворы из царги для крупныхФракций 4 первого аппарата кипящегослон 1 совместно с нерастворенными мелкими частицами окислителя выпосятся в последующие царги аппаратов кипящего слоя 1 и 11, где упомянутые частицы растворяются полностью при окислении дополнительногозакисного железа, переходящего враствор при вьпцелачивании перерабатываемого полидисперсного материала.Заданные значения рН суспензии в цар"ге 1 аппарата кипящего слоя 11 поддерживают за счет регулирования степени открытия запорно-регулирующего органа 19. Так как в этом случае регулирующее воздействие (расход растворителя) не проходит через первый аппарат кипящего слоя, инерционность которого с учетом транспортного запаздывания больше в 5-8 раз,чем инерционность второго аппарата кипящего слоя, то и время устраненияотклонения рН суспензии, получаемойпосле вьпцелачивания, сокращается востолько же раз. С другой стороны,соединение патрубка 8 гидроклассификатора УЧ снижает возможность залегания нерастворенных частиц в нижней1108765 Редактор 3. Ходакова Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай Заказ 7140/4 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зоне аппарата кипящего слоя 1 Т, так как возможность такого залегания изза снижения уровня суспензии в цар:гах 1 и 3 первого аппарата кипящего слоя 1 в данной установке демпфиру ется.циркуляционным потоком через упомянутый гидроклассификатор.Таким образом, введение дополни" тельного патрубка для подачи пиролюзита и цеховых железистых растворов, 10 соединенного с верхней зоной царги для крупных фракций первого аппарата кипящего слоя, и одновременное соединение патрубка вывода раствора с мелкими Фракциями из гидроклассифика тора с патрубками ввода растворителявторого аппарата кипящего слоя черездополнительный запорно-регулирующийорган, снижение количества технологического оборудования, динамическойошибки поддержания (стабилизации)заданной рН суспензии после выщелачивания и возможности залегания нерастворенных частиц в нижней зоневторого аппарата кипящего слоя повышают надежность работы и расширяютфункциональные возможности использования элементов установки для получения раствора цветных металловвыщелачиванием.