Установка для получения раствора цветных металлов выщелачиванием

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ СИС "Гидро- процессыллов",2. Установка .ию щ а я с я тем,снабжена нагнетаюрасположенным междраствора с мелкимидля крупных фракци п.1, отличачто гидромагистрал щим устройством,у патрубком выводафракциями царгий первого аппарата АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Научные труды й МИметаллургические и хлорныв производстве редких мет1972, с. 21, рис. 7.Авторское свидетельствпо заявке В 2672563/22-02кл. С 22 В 3/02, 1979,(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯРАСТВОРА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ, содержащая по меньшей мере двааппарата кипящего слоя, каждый изкоторых имеет последовательно установленные по вертикальной осн по направлению сверху вниз соединенныемежду собой царгу для мелких фракцийс патрубком слива суспензии, царгудля средних фракций и царгу для крупных фракций с патрубком ввода растворителя и с патрубком вывода крупныхфракций и емкость для отстаиваниясуспензии, имеющую патрубок вводасуспензии, соединенный с патрубкомслива суспензии первого и второго аппаратов кипящего слоя и патрубки длявывода раствора цветных металлов ивывода нерастворенных веществ, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения надежности установки иисключения потерь цветных металлов скрупными фракциями, она снабжена дополнительно аппаратом кипящего слоя,царга для мелких фракций которого 801075743(5 И 4 С 22 В 3/02 // С 22 В 19/22 снабжена патрубком ввода исходногопродукта, патрубком слива суспензиии в верхней стенке которой выполненоотверстие, гидроклассификатором, установленным соосно с дополнительнымаппаратом кипящего слоя и снабженнымпатрубком ввода продуктов для классификации и патрубком вывода растворас мелкими фракциями, воснованииклассификатора выполнено отверстие,соединенное с отверстием в верхнейстенке царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя,при этом царги для мелких, среднихи крупных фракций первого аппаратакипящего слоя выполнены в виде .-.онусов, обращенных большими основаниямивверх, патрубок слива суспензии царгидля мелких фракций дополнительногоаппарата кипящего слоя соединен с пат- .рубком ввода растворителя первогоаппарата кипящего слоя, царга длякрупных фракций первого аппарата кипящего слоя снабжена патрубком вводараствора с мелкими фракциями, соединенным с патрубком вывода раствора с.мелкими фракциями гидроклассификатора,и патрубком вывода раствора с мелкимифракциями, соединенным одной гидромагистралью с патрубком вывода крупныхфракций этой же царги и с патрубкомввода продуктов для классификации вгидроклассификатор.кипящего слоя н патрубком ных фракций этой же царги3, Установка по п.1, о щ а я с я тем, что царга 1 ИИвывода круп- фракций первого аппарата кипящего слоя снабжена патрубком т и ч а ю- слива раствора с мелкими фракдля средних циями,Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам для выщелачивания полидисперсных рудных материалов в кипящем 40 слое,5Известна установка для получениярастворов цветных металлов выщЕелчиваанием, включающая не менее двух аппаратовкипящего слоя, в нижнюю часть (в царги для крупных фракций) которых насо Осами подается растворитель, а в верхнюю - перерабатываемые полидисперсныематериалы (огарок, пески, илы), причем верхние их сливы по трубам поступают в обычные емкости, Однако такаяустановка не может обеспечить бесперебойное выполнение регламентных тре-,бований на ;.ачество получаемых растворов цветных металлов. Этот недостаток объясняется циклическими изменениями скорости восходящего потока суспензии в аппаратах кипящего слоя, возникающими, в основном, при разгрузкекрупных фракций из аппаратов кипящегослоя. 25Наиболее близкой по техническомурешению и принятой за грототип является установка для получения растворацветных металлов выщелачиванием, содержащая, по меньшей мере два аппарата кипящего слоя, каждый из которыхимеет последовательно установленныепо вертикальной оси по направлениюсверху вниз сообщенные между собойцаргу для мепких фракций с патрубком35слива суспензии, царгу для среднихфракций и царгу для крупных фракцийс патрубком ввода растворителя и спатрубком вывода крупных фракций иемкость для отстаивания суспензии;имеющую патрубок ввода суспензии,сообщенный с патрубками слива суспензии первого и второго аппаратов кипящего слоя и патрубки для выводараствора цветных мета, лов и выводанерастворенных веществ. Недостатки этой установки:высокое содержание цветных металлов в крупных фракциях, выводимыхиэ первого аппарата кипящего слоя(аппарата, куда загружается перерабатываемый рудный материал), иэ-за нарушения стабильности величины восходящего потока в царгах для среднихи мелких фракций при выводе крупныхфракций с заданным соотношением Ж:Т,т,е. вывода средних и мелких фракцийсовместно с крупными;- необходимость наличиядополнительного оборудования (мешалок, насосов и т,д,) для дальнейшей переработки крупных фракций;сложность одновременного поддеряания заданного соотношения Ж;Т выгружаемых крупных фракций и исключениявозможных забиваний узла из выгрузкии попадания средних фракций в аппаратуру для высококислотного выщелачивания крупных фракций;- низкая стабильность поддержанияпсевдоожиженного состояния перерабатываемого материала всех фракций,при переменных значениях концентрации или количества растворителя, поступающего в кипящий слой, что приводит к нарушению технологических режимов работы и надежности (переход кипящего слоя в лежащий и т.д.) эксплуатации установки,Целью изобретения является повышение надежности установки и исключение потерь ценных металлов с крупными фракциями.Цель достигается тем, что установка для получения раствора цветных металлов выщелачиванием снабжена дополнительно аппаратом кипящего слоя,царга для мелких фракций которогоснабжена патрубком ввода исходногопродукта, патрубком слива суспенэиии в верхней стенке которой выполнено отверстие, гидроклассификатором,3 1075743установленным соосно с дополнитель- вора с мелкими фракциями, загрузочной ным аппаратом кипящего слоя и снаб- воронки 13 для ввода перерабатьвае,женным патрубком ввода нродуктов для мого твердого материала в первый апклассификации и патрубком вывода рас- парат 1 кипящего слоя или в установтвора с мелкими фракциями, в основа ку, например, в другой патрубок ввонии классификатора выполнено отвер- да продуктов гидроклассификатора 10 стие, соединенное с отверстием в и емкости 14 для отстаивания суспевверхней стенке,царги для мелких фрак- зии, имеющую патрубок 5 ввода суспенций дополнительного аппарата кипя- зии, совмещенный с патрубком слива щего слоя, при этом царги для мелких, 10 суспензии второго аппарата 2 кипяще- средних и крупных фракций первого ап-., го слоя и патрубка 15 для вывода распарата кипящего слоя выполнены в виде твора цветных металлов и патрубка (Форме) конусов, обращенных больши- для вывода нерастворенных веществ ми основаниями вверх, патрубок слива (илов) 16.суспензии царги для мелких фракций 1 Царга 7 для крупных фракций перво- дополнительного аппарата кипящего го аппарата 1 кипящего слоя имеет слоя соединен с патрубком ввода раст- патрубки для ввода и вьвода растворов ворителя первого аппарата кипящего . с мелкими фракциями 17 и 18, причем слоя, царга для крупных фракций пер- царга 6 для средних фракций этого же ного аппарата кипящего слоя снабжена 2 О аппарата кипящего слоя тоже имеет патрубком ввода раствора с мелкими патрубок 19 для вьвода раствора с фракциями, соединенным с патрубком мелкими фракциями, а царга 4 для мел-, вывода раствора с мелкими фракциями ких фракций дополнительного аппарата гидроклассификатора, и патрубком вы кипящего слоя имеет верхнюю стенку вода раствора с мелкими фракциями,25 с отверстием, сообщающимся с отверсоединенным одной гидромагистралью стием (или патрубком для вывода круп- с патрубком вывода крупных фракцлй ных фракций) на основании гидроклас-этой же царги и с патрубком ввода сификатора 10. В описьваемой устал одуктов д я классификации в гидро- вовке для получения раствора цветньпс классификатор, а также тем, что гид- металлов выщелачиванием, царги дпя Ромагистраль снабжена нагнетающим мелких, средних и крупных фракций устройством, расположенным между пат,6 и 7 первого аппарата 1 кипящего рубком вывода раствора с мелкимислоя имеют Форму конусов, большими фракциями царги для крупных фракций пер основаниями обращенных вверх, латру-, вого аппарата кипящего слоя и патрубком бок 5 слива суспензии царги для мелвывода крупных фракций этой же царги ких Фракций дополнительного аппара-35и царга для средних фракций первого та 3 кипящего слоя ообщен с патрубаппарата кипящего слоя снабжена пат- ком 8 ввода растворителя в царгу 7 рубком слива раствора с мелкими фра первого аппарата 1 кипящего слоя, у циямие которого патрубок 1 этой же царгиНа чертеже дана схема установки40соединен с патрубком вывода раствора для получения растворов выщелачива мелкими фракциями гидроклассифи нием. катора 10, а патрубок 18 соединен одной гидромагистралью 20 с патрубкомУстановка состоит из первого 1, 6 вывода крупных фракций этой жевторого 2 и дополнительного 3 аппарацарги и далее с патрубком 11 вводатов кипящего слоя, каждый из которых продуктов для классификации в гидроимеет последовательно установленные классификаторе. по вертикальнои оси по направлению Кроме того, в гидромагистрали 20,сверху вниз соединенные между собой ,между патрубком 18вывода растворацаргу 4 для мелких фракций с патруб О с мелкими фракциями царги 7 для крупком.5 слива суспенэииу енэии, царгу 6 для ных фракций первого аппарата 1 кипясредних Фракций и царгу 7 для круп- щего слоя и патрубком вывода крупныхных Фракций с патрубком 8 ввода раст-, .фракций этой же царги последовательворителя и с патрубком 9 вывода круп- ;но установлены нагнетающее устройных фракций, и гидроклассификатора 55 ство . 21 и запорно-регулирующий10 с патрубком 11 ввода продуктов для узел 22.классификации, например, крупных . Все патрубки или узлы для вьвода фракций, и патрубком 12 вывода раст- нерастворенных или крупных Фракций075, тг 1 2 кцпЯЩе 1 а; .тг г . 1 . - ц бРаз Ует Втор ггй ВОСХО т т г,Кг гго г)г(,( гЕ НЗИИ ТЕПЕ имеют ширака известные В технике зяпорно-регулирующие устройства, а царги дополнительного аппарата т кипяПЕС( ЦЦЯЯ ЧЯ,.;, М.(т(кт(Х "ЭРЯК 11 цй ПОВтаащего слоя охвачены кожухом дт(я .1 О 1.;: - чи теплоа ецта, например Горячего пара.Через патрубак 12 отводится раствор для смыва перерабятыьяемого полидисперсцого мятериапя, например цинкового обожженного концентрата, в загрузочную ва,панку 13, а через пятрубак 8 падве("я рагтворит(ль с РЕГЛЯМЕНтпай КОНЦЕНТРЯП 1"ЕйгУстановка рябстяс.- лед,кшИм обГо спая .1 оступяет в емкОсть для От( т Я ИБ а Н И Я С тг С Гг Е Н 3 И И, а Т К Ъ Д Я а С В Е тл Е Н цььй раствор цветных металлов Отводится через патрубок 9. Я осеьшие церас- ТВОРЕНЦЫЕ ВЕШЕСТВЯ ,(1 ПЫ) - ЧЕРЕЗ Патрубок 1 б,пазом. Растваритель например, отработанный электролит с концентрацией сер- НОЙ киСлаЬЫ 100-180 Гтгл НЕПРЕРЫВНОПЯТРУООК 8 ДОПОП,ИТЕЛЬ- ного аппарата 3 кипящего слоя и создает в цем восходящий псток и через патрубок 5 и патрубок б царги 7 для крупных фракций первого апгарата 1 кипящего слоя поступает в последнийтоже создает,в нем Восхсдяший поток, Часть раствора 1. 11 ервога аппарата 1 кипящего слоя через патрубок (,г ,саг (естцо с остальньпни более КРУПНЫЕ ФРЯКЦИИ( В таМ ЧИСЛЕ П ПЕСки, по мере поступления цицкавогсогарка В аппарат 1 кипящего слоя бу дут пакагливгться в царге 7 и создавать опасность нарушения в ней к;",пяшега состояния частиц., Поэтому и":г,с заданным соотношением х(идкое;тверДС" (В ИЗВЕСОй тте-ЧОВКЕ г(Т 5 = г;1 г Выводят через патрубок 9. Равцомернь;й по соотношению вывод крупных Фракций из аппарата 1 кипя(цето СЛОЯ ПРаКТИЧЕСКИ НЕ Ут(ЯЕТСЯ ОСУЩЕСтВить из-зя существенна нелинейной хаслааььп. растворам,1) идс.т на смыв пеРЕРабатшгь -:. О.-О ПОЛИДИСПЕРСНОГО тВЕР 30 ряктеристики описываемого узла вывода, Поэтому при выводе кр,пць;х фрактрт;тиев, абахгженцых дога материе ций из существующих типов аппаратов К 11 П я 1(.т, Е Г О СЛ О я С С О а та Ш Е 1" И Е М гт 1 Т1:.1 ВЕЛИЧИЦЯ ВОСХОДЯШЕГО ПОтОКа суспензии в яппяратс , кипящего слоя колеблется В значитсльцых пределах ЧТО ПРИВОД"тт К ПОПЯДЯЦИЮ СРЕУ 1 ЦИХ (11 р(п(ц 11 й ц 1(арГ у I и ВЫВсд их (" ОВ МЕСТНО С КРУП;1 ЫМИ фРаКЦИЯМИ И ПЕСКа ти. ц (ПИСЫВЯЕ(ай уетаНОВКЕ раСтВОр, . - ,ЫВО-тя(Ы 1. ИЗ Пятруа 1(а (1 т(ЕрЕЗ Зяпар 1 ПЭ- т,ег.тг п(рующий у( ел 22 и цагцета(сщее 1.с рсйст 1;а :(од напорам подаетсяо т(тат(тття тг(С "ОЯЛ г0 т( по П "1 Па(. (Упа"Е т (г г ттг;гящ тг1 НгРСКЛЕ С(нг 1 И 1 а г а -тя 10. ЦИНКОВЫХ ОГЯРКОВ ОГЯРат( гг: Сттт(ВОМ через загрузочную воронку 1", паступае- в царгу 4 для мелкт- фракций аппарата 1 кипящего слоя, Так как сечение этого аппарата по Высоте нерав:;амерцо та И СКОРОСТЬ ВОСХОДЯЩЕГО ПОТОКга "ажЕ неравномерна, что обусловливает классификацию и псевдоожижеццае "астаяц-е ПОЛИДИСПЕРСНОГО ЦИНКОВОГО ОГЯРКЯ тта фРаКЦИЯМ, а ЧМЕННО В ЦЯРГЕ 4 - МЕ КИЕ, В царГЕ б - СрЕдНИЕ и В т.рГЕ 7 - крупные фракции. Зт(т привогп." ТОму что крптные фряк("и ;т ".,:.;Ваг ОГаРКа ВЫ(т:ЕЛЯЧИВЯЮТСЯ В РаСТВОРЕ С ЭЫ сокой концентрацией сеонай кислоты, а средние и мелкие фракции соответственно с более низкой концентрапиеи, что способстт(ует более полном т пере - воду ценных металлов из всех фракций огарка в раствор при минимальном переходе в раствор вредных ь 1 инералов, ИЗ царги 4 аппарата 1 кит(я.;,его слоя ЧЕрЕЭ ПЯТГ" . И т даСТВат г,суСПЕЯ Зия) ". ,г.:-.Н 11 ЫМИ:д 4 НЕрЯЛт.(И И,.КИХ фРЯК 1 цг 1 й ЦЦ;КОВОГО СГаРцвттяст т "-;,с.т .: . е ( . - ттЕНг.- ,ГтгСя В цгт-"цгтг.гг "г .г В - г - т,г,го яппяття",Б Гидре (тта( сигтзика таре 10 проис (О- д:".,т разделение случай.-а попавг-х н(едких средних фракций огарка и раствора от песка . и самых крупных Фряк(гий цинковогс агяркя, которые под Воздействием Гравитационных и центробежных сил падают ьпиз, Раствор совместна с мелкими ц средними фракциями через патрубки 12 и 17 подается в царгу 7 первого аппарата 1 кипящего слоя. В такай установке це требуется паддер- жЯНИЕ СООТЦОШЕНЬ:Я ттт(Т С ОГРЯНИЧЕНИЕМт 50 на падвез я (ся классификации и вьпцелячивяцио и тем са;-(ым одновременноучаствует в окончательной нейтрапизаЦНИ СУСПЕЦЗИИ (гИЛ(1 РЯСТВОРИТЕЛЯ) ДОР 4(9-5,( и ГНДРолитическай ее очистке, Нейтрализованная суспензия через 1 О патрубок 5 В "араго аппарата 2 кипяще7 1075743 8так как можно вести режим вывода круп- упомянутого гидроклассификатора. Приных фракций иэ первого аппарата 1 ки- чем изменяя гидросопротивление упопящего слоя с практически любым соот- мянутых сообщенных отверстий, можноношением, например, в пределах 10;1 изменять время циркуляции крупныхи более конкретное значение которого фракций через царгу 7 первого аппараустанавливают в зависимости от плот- та 1 кипящего слоя, что исключаетности крупных фракций или отсутствия - возможность циркуляции средних и мелвозможности забивания патрубка 9 при ких фракций через дополнительные апмаксймально расчетной по цинковому параты для повторного выщелачиванияогарку нагрузке (производительности) 10 крупных фракций полидисперсного матепервого аппарата 1 кипящего слоя. Это риала.объясняется новым свойством установки,а именно. - сколько бы раствора (сус- В данной установке значение рНпензии) с растворенными цветными ме" суспензии и псевдоожиженное состояниеталлами не выводилось из царги 7 пер материалов в первом и втором. аппаравого аппарата кипящего слоя, практи- тах кипящего слоя может регулирочески все это количество возвращается ваться (как и в прототипе) за счетобратно в нее же, т.е. баланс между непрерывного изменения расхода расстоком и притоком в царгу 7 в данной творителяпоступающего в патрубок 8установке при любых нагрузках по перецарги 7.рабатываемому твердому материалу ненарушается. Очевидно, что это позво- В данной установке над патрубкомляет исключить корреляцию между вели дополнительного аппарата 3 кипящечиной восходящего потока в первом ап- го слоя установлен гидроклассификаторпарате кипящего слоя и режимом вывода 25 10, сообщенный с последним через открупных фракций иэ него. Во-вторых, верстие в нижней его части, выполмелкие и средние фракции цинкового няющий одновременно и роль демпфера.огарка выведенные совместно с круп- Это позволяет сглаживать колебанияными фракциями, возвращаются обратно расхода раствора через патрубок 8в первый аппарат кипящего слоя 1 или З 0 царги 7 первого аппарата 1 кипящегоциркулируют до полного их выщелачи- слоя при вынужденных изменениях,обусловленных перебоями в подаче расРазделенные в гидроклассификаторе . творителя в патрубок 8 дополнитель 10 крупные фракции и пески через от- ного аппарата 3 кипящего слоя чтслоя, чтоверстиев его выходной стенке самоте- тоже направлено на сохранение псевД 5ие псевдоком поступают в дополнительный аппа- ожиженного состояния полидисперсногорат 3 кипящего слоя. материала в первом и втором аппаратах кипящего слоя. Отметим такжеЗдесь происходит дополнительноечто если средние и мелкие фрак иОнному сстану и выщ елачивание из аппарате 3 киПящего слоя, то из-заних цветных металлов в более высокоразличных скоростей восход его поконцентрированном растворителе, чемдящтока по высоте последнего они о но"в царге 7 первого аппарата 1 кипящего в еменнЕД ОНИ ОДНОного аппарата кипящего слоя установу ок в зоне верх;лен по уровню вышее, чем патрубок 5 самым возв ены вней стенки аппарата 3 и б туду темпе ного аппа ата 1 кип его слояраствор после выщелачивания в дополнительном аппарате 3 самотеком. пасту- Так как а ги яак как царги для мелких, среднихатру ок в царгу 7 Пер- и крупных фракций первого аппаратащение отверстия на верхней стенке боя имеют орму конусовЭдополнительного аппарата 3 кипящегоольшимн основаниями об енньращ нных вверх,циркуляция любого количества раствослоя с отверстием для вывода крупных ров через патрубки на упомянутых царфракцЮ и песков из гидроклассификагах, не приводит к изменению величитора 10 позволяет также снять огранины скорости псевдоожижения всех ф акчения на соотношение Ж:Т выводимой йци полидисперсного материала а такпродукции с крупными фракциями послеФже исключает возможность вывода круп1075743 Редактор А.Письман Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман Заказ 4149 аж 56 Т ВНИИПИ Госу по делам 113035, МосПодписитета СССР арственног иэобретенива, Ж,ытий наб., д,и шск оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,ных и средних фракций через боковые патрубки (5,18 и 19) для вывода расФ творов. Заметим также, что патрубок 2 дополнительного аппарата 3 кипящего слоя и патрубок 12 гидроклассификатора 10 расположены (смонтированы) выше относительно патрубка 5 первого аппарата 1 кипящего слоя таким образом, чтобы установившийся перепад давления при этом был больше, чем возможное максимальное гидравлическое сопротивление первого аппарата 1 кипящего слоя. Таким образом, введение дополнительных элементов и их соединения,компоновка как между собой, так и сизвестными элементами, т.е. все всовокупности, обеспечивают повышениенадежности работы установки с заданными показателями качества (расчетная степень извлечения ценных компонентов из перерабатываемого матери 1 б ала, отсутствие отказов в работе установки за счет нарушения псевдоожиженного состояния средних и крупныхфракций и т,д,) ее эксплуатации.