Устройство для извлечения металла из растворов или пульп адсорбцией

(56) А,Н.Зеликман.лургических процес1975, с. 264-265. порейшн Эф САУТ Уайт Теория гидрометалсов, ММеталлургия,ЛЕЧЕНИЯМ И ПУЛЬП А СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВ ЕА.ИЗ РАСТВОРОВ ИЛ ДБЦИЕЙспольэование; касается установки для чения металлосодержащих частиц руредставляющих промышленную цен. ь, иэ пульпы или раствора лачивания посредством внутрирасой адсорбцией углем или смолой, Преднная установка состоитиэ нескольких 54АЛ(57) И извле ды, и ност орн оже ситсяосодержа выщелуглем итвенно установкам ащих частиц ачивания пои синтетичев пульпе или станов я руднили м внут смоле.х рабо оторых щего в между редназ и жи пуск ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ Изобретение отнодля извлечения металлиэ пульпы или растворсредством адсорбциисмой смолой непосредсрастворе,Технологическая учЕнная для иэвлеченистиц из пульпывыщелачивания путеадгезии на угле илисколько адсорбционныпаратов, каждая из квиде резервуара, имеюфильтр, находящийсяпуском, и импеллер, ипринудительной подащей через указанный ка, предназнаых металлочарастворарирастворной содержит нечих секций-апвыполнена впуск и выпуск, впуском и еыначенный для дкости. входя- в адсорбционЫХ 1838439 АЗ, адсорбционных секций или аппаратов. В свою очередь, каждый такой адсорбер состоит иэ резервуара, имеющего впуск и выпуск фильтра, расположенного между впуском и выпуском, и импеллера - крыльчатки, предназначенного для нагнетания и подачи жидкости, поступающей в упомянутый резервуар через впуск, фильтр и далее с выходом через выпуск наружу. Данная установка включает в себя трубопровод для контролируемой, селективной подачи металлосодержащей пульпы или раствора выщелачивания в каждую иэ адсорбционныхсекций, Подача пульпы или раствора в необходимую секцию может прерываться для удаления из нее металлообогащенного угля или смолы, Этот же трубопровод используется для возврата, обедненной пульпы или раствора выщелачивания из одной адсорбционной секции в другую. ныи резервуар через фильтр и далее наружу через выпуск. При этом в установку, кроме того, входит средство для селективной подачи металлосодержащей пульпы или раствора выщелачивания е каждый адсорбер с возможностью прерывания такой подачи для удаления из последнего металлонасыщенного отработавшего угля или раствора, а также средство для вывода обедненной пульпы или раствора из каждого адсорбента и подачи его в следующий адсорбер.Средство, применяемое для подачи пульпы или раствора выщелачивания в каждую адсорбционную секцию, может содержать трубопровод, связывающий впуск или входные отверстия этих секций, предназначенный для раздачи пульпы или раствора из одной или нескольких точек питания, 1838439Средство для вывода обедненной, частична отработанной, пульпы или растворавыщелачивания из каждой рабочей секции - вдсорбера в следующую секцию может быть выполнено в виде трубопровода, связывающего друг с другом выпуски, выходы таких секций, и имеющего один или несколько дренажных точек, из которых отработанная, обедненная металлочастицами, пульпа или раствор может отводиться внакопительный резервуар. В предпочтительном варианте исполнения изобретения трубопровод, связывающий выпускные каналы адсорбционных секций-аппаратов, совмещен с трубопроводом, связывающим выпускные каналы указанной секции.При осуществлении способа и использованием предложенного устройства осуществляется пропусканиеметаллосодержащей пульпы или раствора выщелачивания последовательно через каждый из группы адсорбционных рабочихсекций или аппаратов, каждый из которых содержит порошок угля или смолы, на который из пульпы или раствора адсорбируется извлекаемый металл, при этом пульпа илираствор циркулирует по адсорбенту, смешиваясь с частицами адсорбента и затем выводится из адсорбера через фильтр или сито, которое препятствует выходу указанных частиц, Каждый адсорбционный аппарат-секция изолируется от всех других (без прерывания всего процесса извлечения металла) для удаления металлообогащенныхчастиц угля или смолы.В предпочтительном варианте реализации изобретения подача пульпы или раствора выщелачивания от одного адсорбера к другому осуществляется по общему трубопроводу, который связывает все адсорберы.На фиг. 1 показана предложенная в рамках настоящего изобретения технологическая установка для гидрометаллургическогоизвлечения золота, вид сверху; на фиг 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - местныйвид в разрезе одного из адсорбционных аппаратов, являющихся исполнительно-рабочей секцией рассматриваемой установки,Технологическая установка, показанная на фиг, 1, состоит из двух параллельныхрядов адсорбционных рабочих секций или аппаратов 1, В каждом ряду - шесть таких аппаратов. Адсорбционнре аппараты 1 соединены центральной трубопроводной арматурой в виде кольцеобразного лотковогоконвейера 2. Каждый аппарат 1 имеет впуск3 и выпуск 4, выходящие в лотковый конвейер 2. В последнем между каждым впуском 3и выпуском 4 установлены съемные металлические вентили или затворы 5, которые55 теля 20 вблизи поверхности элемента - сита 23 турбулизуют жидкость в примыкающей к нему зоне. Кроме того на валу 21 иМеютсядополнительные лопатки 27, которые могутперемещаться в объеме между этим валом и внутренней поверхностью фильтрующегоэкранного элемента 23. Резервуар 19 смонпри закрывании обеспечивают надежнуюизоляцию впуска и выпуска каждого аппарата адсорбера, В систему лоткового конвейера 2 входит питающая труба 6, по которой5 через множество вентилей 7 к данной трубопроводной арматуре поступает золотосодержащая пульпа или растворвыщелачивания. Каждый из вентилей 7 располагается над лотковым конвейером 210 вблизи соответствующего впуска 3. В лотковом конвейере 2 имеется набор дренажныхотверстий 8, которые расположены междувпусками и выпусками смежных адсорбционных секций-аппаратов 1 и связаны с цен 15 трально расположенной трубой 9 отводаотработанных веществ. Эта отводная трубавыходит в бак 10,.содержимое которого может выводиться в накопительный резервуар- отстойник при помощи двух насосов 11 и20 12,В донной части каждого адсорбционного аппарата 1 имеется дренажное (сливное)отверстие 13, проходное сечение которогоконтролируется вентилем 14 (см, фиг. 2). От 25 верстие 13 связано при помощью патрубка15 с общими дренажными трубами 16, 17,которые идут к дренажному насосу 18,Конструкция аппарата 1 показана болеенаглядно в обособленном виде на фиг. 3,30 Аппарат 1 выполнен в виде резервуара 19,имеющего в плане квадратное поперечноесечение, но со скругленным днищем. Впуск3 и выпуск 4 подключены к центральномуфильтровальному устройству - ситу. Это ус 35 тройство аналогично тому, что. описано вюжно-африканском патенте М 86/6324, который приведен в данной заявке в числессылочных материалов, Сверху на резервуаре 19 смонтирован электрический двига 40 тель 20, который приводит во вращениевертикально расположенный вал 21, на конце которого имеется импеллер (крыльчатка)22. Вокруг этого вала располагается полыйфильтровальный элемент- сито 23, который45 имеет мелкоячеистую цилиндрическуювнешнюю поверхность, проходное сечениеячеек подобрано таким образом, чтобы исключить прохождение через этот элемент частиц 24 используемого в качестве50адсорбента угля. На валу 21 смонтированасборка мешалки 25, в состав которой входятоперемешивающие элементы 26, которыепри движении под действием электродвига 1838439тирован на уголковых чугунных лапах 28, которые закреплены соответствующим образом на бетонном основании 29,В процессе работы рассматриваемой установки используемая пульпа или раствор выщелачивания проходит от лоткового трубного конвейера 2 через опускной вентиль 30 и далее через впускной отвод 3 в направлении стрелки, входя внутрь адсорбционного аппарата 1, И 1 лг 1 еллер 22 поддерживает циркуляцию раствора в адсорбере, крыльчатка 27 подпор жидкости внутри него, Пульпа или раствор выщелачивания, совершая циакуляционнае движение, проходит через экранный элемент - сито 23, поступая далее в кольцеоа. Обьема 31 над указанным зле 1 лсн 1 ол 1; ,ответственно в выпускной огоад 4. -показана стрелкой, Далее пульпа 1 ли рдстоар проходит через выходной г;к: 2 и ооэвращается в кальцеабряэны, ентральный трубопровод 2, Для нагл асти условна впуСкной Отвод 3 и оыпу( озд 4 показаны на фиг. 3 с ряэоа 1; .: 80 С друг относительна д(5 уга, о ., ",з 1 бы в доа раздегьныюх конвейера 9, Е йст оительнасти угол между ними может быть самым разллчным, В частнас Ги, о уста топа про. татипу СпуСк 3 и выпуск 4 аб; азуОт, ротносительно друга угол порядка ".Г ис 3 Ь (см,фиг, ,)с, язаы с( .и ;5;хзпраоъ ным лоткаоы, с ЯоП р и и сОл 1: з с." ,1 л Г.:.1 ся т р 11 о я с 1" ы с адсорбционн 1, с:,.",1 :,и:.раты зяг 1 уж, - ются опрэделе ":,: л кли ес" оам у альт а а порошка и в 1 ру: из, оад. н к(;венер ЧЕРЕЗ СОО 1 ВЕтству 5 ац 5 О; ТИЛ 7 Овод(П Ся обогащенная зал; тсл ул.я пл 1; рдс;оар ВЫщЕЛЯЧИОЗНИ 5. Е Прх; лру, . доНОСЛ. чае открь Гым мах;ет быть о", 51 ль 7 Ягтара тэ 1, находящегося со р; у с;е:. д (с Иг, 1) 7. Таким Образам, пуль я 1;ли рсоар выщелачивания проходит па впус (л, у .Ятрубку 3 в первыи аппдрэт 11 ппиозд,т о;1 е 3 сто 11 е крыльча тку 27, котааая создает оутри;Оапусэ ядсарбера подпар жи.,каст. Пад ДЕйствием катороги пульп- или раствор проходитчерез указан 1,й кОпус и выходит через выпу;к 4 ибрд Г; О о конвейер 2, Далее частично ооедОП 1 ая гульпяги растооо ВЫЩЕЛЯЧИВЯНИЯ ПОСТУ(ДСТ ОЗ ПУСК Ной Г 1 Я Г- рубок 3 следугоще о дЯрд : 1; 1 эк последовательна прохадиг черсз осе остальные аппараты, постепенно обедняясь извлекаемым металлом.Очев 11 дна, чта частицы угля з перваи аппаратс будут насыщдться за отам первыми. После того, как они ддсарбируат достаточное количества золота, данный аппарат может быть заблокирован за счет перекры 101520 приведения в действие соответствующего вентиля 7, При этом условии вентиль 14, в основании заблокированного аппарата может быть О-крыт, о результате чего насыщеннь 1 й золотом (обогащенный) уголь откачивдется нэ паследующуо обработку.Извлекяел 1 ыз золатондсышенньй уголь зал няо 1 сл р Г.с Оаянн.51 л Гло.1, после чс-а аппарат (1-а: Я 1:1,п:.ОЧЯЕ-Ся;.- рдбату бЕЗ прог. одн 1- 1,( 1зо,е ння золота.перь будс 1 па(ле ., о .ехнслаги оском кзска "ПриОб,сд" а,п езсп,скО 1 О шун Ирдания 5;Якагп- ба здса(5 б;1 сннОГО ЯпПРД: Я 5 ОЯ ч:"й Са. 1) УС 1 Этао В ЦЕЛЯХ (зс 11:к 11 я ч 1. а кя,им-та дру 1 им прич.,1 ндл така: и.,н; раваНе абсспа л 1 оается. 3 . т;г з е кь";: .; 1 э я т о О и О о о и у с к н О г а 3п,(1,ОГО 4 пд ,"као и Ото.:дением оОГ; рыОе пол ".сн е вентиля 5 латкооОГО тру аьОГО катоеи(-;рд 1 д у 1 дстке между утО- л 1 яГп ыми затвора ,. В этол случдс пульпа 1 и ОдстоОр:1 "Яоэ 11,я б// е Ирака"ча утОК 1;,: 5."Т Оубнс 1 у кс 1 е 1 еру(кс 1;(; г Лт.п(1 ат Ядсарбцианнай секцк" и;, . стоуОщей шунтирусмому апа д , . екци 1 н, хацч 1,ейс 5 зэ ним Г 10 лотку.Р 11;,1 УШССТОСМ РЯСС ЛЯГР,1 ВЭ(ЛОИ ТЕХ.нолагл 1; ;Ой уста,авк является ее Относктельяя "( "1 ягность, д так.,ОО, чта Он.2 имеет Га; и; нтдльное рдзмещенпе. Э 1 льтрооальна. устройство в кажд(1 л адсорбциОн нам яппзряте 1 оьполн,ет двайнуабэаьеонаО 1 лпэжнуО Функцию, чта исклю" О 5ф 13540455055 чдет необходимость 1-1 зил 1 с 1 ения датОл и тельных внешних 1 ясосов для Сре 1.раствора из ОднОГО такс ГО ЯГ 1 паяя о дггай, кроме того, Оподаст необхад 1 л",а(.вания впускных и выпускных вентилей 30 и 32. Затем закрывается соответствующий вентиль 7 и открывается аналогичный вентиль у впуска последующего аппарата. Одновременно открывается дренажный вентиль 8 в кольцевом трубопроводном конвейере 2, соответствующий блокируемый (иэолируемой) адсорбционный аппарат установки, чтобы дать возможность отработанной пульпе в конце адсорбционного каскада выйти из системы по трубному лотку-отводу 9,Таким образом, насыщенный золотом отработавший аппарат изолируется от остальных, но при этом работа установки в целом не нарушается. и золотосадержащая пульпа или раствор вь 5 щелачиояния поступает на вход следу ащега па потоку аппарата (за изолированным аппаратом), чтореализустся, как уже пояснялось, эа счет51015 20 25 30 35 40 45 50 55 размещать аппараты наклонно. Это, естественно, снихкает стоимость установки,Далее следует отметить, что хотя в данном описании рассматривается способ и технологическая установка, предназначенные для извлечения золота.из пульпы метода адсорбции нэ углероде, в полной мере и установка, и такой способ применимы для извлечения других металлов, таких как, к примеру, уран. При этом вместо внутрипульпавой адсорбции на угле может быть реализован процесс адсорбции на смоле,Нижеприведенный пример иллюстрирует эксплуатационные показатели опытной установки, выполненной в соответствии с данным изобретением, Эта технологическая обогатительная установка состояла из двух адсорбцианных аппаратов 1, подключенных последовательно. Объем каждого такого аппарата составлял 1,8 м, Установка использовалась для гидрометаллической обогатительной обработки пульпового потока измельченной цианид золотоносной руды,Адсорбционные аппараты располагались па горизонтали на одном и там же уровне, Подача пульпы в установке обеспечивались импеллерами аппаратов. Каждый из них содержал определенное количество порошкового активированного угля, использовавшегося для адсорбирования золота из руды,Данная установка использовалась в рабочем режиме для получения информации по кинетике эдсорбционного процесса, на основе которой можно было бы сформировать динамическую модель адсорбционного процесса, необходимую для прогнозирования поведения промышленной установки с большим числом адсорбираванных аппаратов, Сушнасть примененного экспериментэльнага метода состояла в анализе условий функционирования двух адсорбцианных аппаратов в стационарном режиме работы при различных парэметрически задаваемых расходах подачи пульпы с регистрацией во времени изменения удельного содержания сепарируемого золота в активированном угле и остаточного золота в растворе в каждом аппарате,Испытания проводились при объемных расходах пульпы 31,5, 20,5 и 13,7 м/ч, соответствующих экспозиции обрабатываемой пульпы в каждом адсорбционном аппарате в течение 3,4; 5,3 и 7,9 мин.В качестве примера ниже. приведены обобщенные данные па условиям технологического процесса в опыте (испытании) М 3., абьем, расход пульпы, в котором составлял .37 мз/ч, здесь же анализируются выходные данные по кинетике процесса, представленные в виде графика нэ фиг, 4,Испытание М 3. Исхоздные данные: расход потока пульпы 13,7 м /ч, относительная плотность пульпы 1390, относительная плотность твердых включений 2700, обьемный расход раствора 10,5 м (ч, обьем адсорбционного аппарата 1,8 м, номинальное время экспозиции 7,9 мин, удельное содержание угольного адсорбента 100 м кг/м, удельное содержание золота в исходном растворе - порядка 5-6 г/м,зАнализ показывает, что на протяжении всего времени адсарбционной сепарации (опыта), а именно 48 ч, происходило непрерывное увеличение удельного содержания золота в угле, причем в конечном итоге это содержание возросло до 12,35 и 3,57 кг/т соответственно в адсорберах ЬМ 1 и 2. Показатели текущего состояния раствора изменялись более плавно, что свидетельствует о прогрессирующем влиянии насыщения золотом углерода на кинетикч процесса адсорбции.При передних значениях удельного объемного содержания золота в растворе в течение 48-часового периода подачи, равного 6,7 г/м для канала питания, 0,97 г/м в3адсорбционном аппарате М 1 и 0,18 г/м в эдсорбере М 2, экстракционный выход золота в расчете нэ одну технологическую ступень составил 83 и 81% соответственно для адсорберов М.М 1 и 2. Очевидно, что такие экстракционные показатели предельно высоки, причем примечательно то, что временная рабочая экспозиция пульпы в каждом адсорбере составляла всего лишь 7,9 мин. Для сравнения следует указать, что относительный экстракционный выход при осуществлении типового "обычного" (известного) процесса извлечения золота составляет 60- 70 при времени выдержки пульпы 45-60 мин.При работе по замкнутому циклу достигается такое состояние, для которого обогащение угля экстрагируемым металлом может быть признано оптимальным. В этом случае подача пульпы переадресуется дальше по технологическому каскаду (т.е, к следующему адсорбционному аппарату с выходом на новую совокупность кинетических условий в этом каскаде, В рассматриоваемом упрощенном варианте, реализованном на двухсекционной опытной установке, для которой оптимальным временным циклом обработки признано 35 ч предельное насыщение угольного адсорбентэ золотом в адсорбере М 1 составило 9 кг/т. Уголь с таким относительным содержанием золота отводился через дренажный ка 1838439 10нзл и утилизировался в виде конечного адссрбционного продукта. Подача пульпы затем переориентировалась наадсорбционный аппарат М 2, в которомугольный адсорбент насыщался золотом доотносительного содержания 2,1 кг/т,По результатам испытаний, проведенных на данной опытной установке при изменяемом расходе пульпы, полученывыходные данные, которые позволяют расчетно оценивать коэффициенты адсорбционного массопереноса, которые в своюочередь, были использованы для построения аппроксимационной модели для прогнозирования эксплуатационныхпоказателей (производительности) технологической обогатительной системеззличными адсорбционными ступенями,В нижеприводимой таблице содержатся расчетные данные по прогнозированиюрабочих показателей технологической установки рассматриваемого типа при удельномрасходе суспензии 30 м / концентрацииз,золота в исходном растворе 5,5 кг/т и остаточной концентрации 0,01 г/т,В заключении для специэлистов в данной области преимущества рассматриваемой обогатительной технологическойустановки могут быть сформулированы следующим образом:а). Сокп.дщене 1 е времени сепзрзцио, -ной выдержки пульг,ь. д следовательноуменьшение рззмерг,; оборудования,б) повышение концентрации ндсьщения угольного ддсорбентд экстрагируемымметаллом, а следовательно, уменьшениерасходов, связанных с последующей обработкой по регенерации золота из угля,в) снижение расхода угольного здсоофбента, а следовательно, снижение финансовых затрат на 1 дтеридльно.техеическоеобеспечение,г) отпадает необходимость в переносеобмене) угля между технологическими позициями, что исключает негативные последствия обратного смеше 1 вдне 1 я и упрощаефункционирование установки.Формула изобретения1, Устройство для извлечения металлаиз растворов или пульп адсорбцией, содержащее ряд адсорбционных ячеек, расположенных одна рядом с другой, каждая изкоторой включает контейнер, имеющий впускное отверстие для подачи содержащегометалл раствора или пульпы и выпускноеотверстие для выпуска содеркдщего металлраствора или пульпы и оыпускное отверстие 5 10 15 20 25 30 г 40 45 50 55 для выпуска раствора или пульпь с обедненным содержанием металла, фильтрующий экран между впускным и выпускным отверстиями, импеллер для принудительного пропускания текучей среды, постугающей в контейнер через впускное отверстие фильтрующего экрана и далее на выпуск через выпускное отверстие и дренажное выпускное отверстие для удаления металлических частиц из ячейки, о т л и ч а а щ е ес я тем, что установка включающа общий трубопровод, соединяющий впускные и выпускные отверстия ячеек а также вентили в .,г.трубопооводе между впускным и выпускным отверстиями каждой ячейки, подающий тоубопровод с точками подачи в каждую ячейку обогащенного металлом раствора или пульпы в общий трубопрозод, расположенный рядом с впускными отверстием каждой ячейки по отдельности, и выпускной трубопровод для отвода оаствора или пульпы с обедненным содержанием металлов из каждой ячейки таким Образом. что обогащенный металлом раствор или пульпа может подаваться в любую выбранную адсообционную ячейку и далее в остальные ячейки установки последовательНо, а обедненный раствор или пульпа мсут Отводится из последней я ейк: г пос еддвз 1 ельности через твОД " ь 1; бопрс ЗОД.2 Устогйс;оо по -л и ч д ю щ е ес я;ем 1 то обш. ; г; бо -оовод имеет ояд Отводн ых очек :отогых Обедн ен ныи рдСТООЗ лЛ ГуЛЬГ д г,ОГут ПОДЗВЗТЬСя 6 рЕ ЗЕРО, дг для Отвод .1 ой тЕкучЕ 1 СРедь ЧЕРЕЗ сбрд ывдю., 1 йр, ;,.,ровод лр 1 чем каждая дрензжндяОч" : Распел ЖСЗ 1 Д г 1 Ежду опуском Одной очей ги и выпуском смежной ЯЧЕй К 1:3.устройствопоп ,Отлича .цеес я те 1, что здсорбц Оннье ячейки рзсположень: в двд парзллс:ле-,ых оядд д общий трубопровод Образует Здмкутук г 1 етлю между рядами,4 Ус; ройлт 1 О по любОм 1 из пп, -,5. О Т Л; Ч Д О Щ Е,С Я ТЕМ что ОГУСКНОЕ И выпус; ное О:=рсгия каждой ячейки снабжене,:,Оотоетствующими перекрывающи; вентилями, что позволяет изолировать любую ячейку от остдльньх ячеек усанооки.5. Уст;ойство по и, 1, о т л и ч д ю щ е ес я тем, чтс онс снабжено клдг;дном расположенным нз выпуске я 1 ейки для еы. едеН тГЛЕРОДЗ ИЛИ со СОДЕРКДЩИХ металл, при изоляции ячейки от остальных ячеек установки.1838439 Составитель Родней ф 1 урисон УайтТехред М.Моргентал Корректор Л. Филь едактор С, Кулаков но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Произво аказ 2907 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5