Способ фильтрования суспензий
Сущность изобретения: способ относится к технологии осветлительного фильтрования полидисперсных суспензий и применим преимущественно для фильтрования медноникелевых электролитов от суспензированных взвесей драгметаллов. Осветление осуществляют многоступенчатым фильтрованием при регулируемой скорости потока суспензии с введением флокулянта в каждую ступень и выделением в осадок фракций различного класса дисперсности при общем расходе флокулянта 2-55 г/т твердого в суспензии, причем на головных ступенях при расходе 2-20 г/т осаждают крупнодисперсные фракции и на последней ступени при расходе флокулянта 45-55 г/т нацело выделяют тонкую фракцию. 4 табл. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51)5 В 01 0 37/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР »-. (ГОСПАТЕНТ СССР) 6,. р
ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕтЕНЙЯ - -;,.
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805442/26 (22) 18.01,90 (46) 15.12.92. Бюл. ¹ 46 (71) Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт гидрометаллургии цветных металлов
"Гидроцветмет" и комбинат "Североникель" им. Ленина (72) А.И. Елесин, В,В. Хайдов, М.К, Алтыбаев, В,В, Мельников, С.Н. Зокоев, А,М. Кардонина, А.А. Пономарев, В.В, Сидоров, А.А,Стародубцев, И.В. Четверикова, P.Ã. Андрющенко, Б.В. Кениг и С. H. Абрамов (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1639719, кл. В 01 О 37/00, 1988. (54) СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ
Изобретение относится к технологии разделительного осветления полидисперсных суспензий и применимо преимущественно для фильтрования медно-никелевых электролитов от суспензированных взвесей драгметаллов, а также может быть использовано в гальванотехнике для тонког) осветления от взвесей ценных компонентов рабочих электролитов.
Целью изобретения является повышение степени осветления без снижения производительности процесса.
Поставленная цель достигается тем, что фильтрование ведут многоступенчато при регулируемой скорости потока суспензии с введением флокулянта в каждую ступень и выделении в осадок фракции частиц различного класса дисперсности, причем на головных ступенях при расходе флокулянта
2-20 г/т, осаждают крупнодисперсные фракции, а на последней ступени при расхо(57) Сущность изобретения: способ относится к технологии осветлительного фильтрования полидисперсных суспензий и применим преимущественно для фильтрования медноникелевых электролитов от суспензированных взвесей драгметаллов, Осветление осуществляют многоступенчатым фильтрованием при регулируемой скорости потока суспензии с введением флокулянта в каждую ступень и выделением в осадок фракций различного класса дисперсности при общем расходе флокулянта 2 — 55 г/т твердого в суспензии, причем на головных ступе"нях при расходе 2-20 г/т осаждают крупнодисперсные фракции и на последней ступени при расходе флокулянта 45 — 55 г/т нацело выделяют тонкую фракцию. 4 табл, де флокулянта 45 — 55 г/т нацело осаждают тонкую фракцию, Способ осуществляли на фильтровальной установке с одновременной подачей исходной суспензии в корпус свечевого фильтра электронасосным агрегатом. а флокулянт подают непрерывно и равномерно на поверхность патронов. Скорость потока фильтруемой суспензии определяли по времени заполнения фильтратом тарированной емкости и регулировали вручную путем установки вентиля на входе суспензии в корпус фильтра. Избыточную суспензию, нагнетаемую насосом, сбрасывали через байпасную линию в сборник исходной суспензии. Аналогично регулировали подачу в фильтр флокулянта.
Многоступенчатость фильтрования осуществляли путем последовательного перефильтровывания суспензии при различных количествах расходуемого флокулянта.
1780810
Тонкость осветления определяли перефильтровыванием фильтратов после эксперимента на эталонных фильтрах с фиксированными размерами пор. Электролит после фильтрования обрабатывался окислителем драгметаллов с целью перевода их из твердого в растворенное состояние. Прошедшие через эталонный фильтр твердые частицы определяли по увеличению в растворе концентрации контролируемого компонента, содержащегося во взвесях.
Пример 1 (по прототипу). Фильтрованию подвергали медно-никелевый электролит комбината "Североникель", прошедший промышленное контрольное фильтрование не фильтр-прессе содержание серной кислоты 350 г/дм, никеля
80 г/м, меди 12 г/дмз). Суспенэированные в электролите частицы драгметаллов в коли честве 50 мг/дм образуют следующие классы дисперсности в 7, : менее 1 мкм — 17 (в данной фракции выделены частицы размером менее 0,05 мкм); 1 — 4 мкм -38; 4-10 мкм — 40; 10-50 мкм — остальное. В качестве фильтрующих элементов использовали волоконные патроны с размером flop 5 мкм, а в качестве флокулянта — анионный полиакриламидный водорастворимый полимер с
М.В. 6 — 8 млн. в количестве 20 г/т твердого в суспенэии. Фильтрование осуществляли при давлении жидкости в корпусе фильтра
1,3 кг/см, а регенерацию проводили отдувкой воздухом, нагретым до 130 С в течение
30 с.
В процессе фильтрования определяли производительность (скорость потока электролита через фильтрующую йоверхность), тонкость и коэффициент осветления от продолжительности межрегенерационного цикла.
Результаты экспериментов приведены в табл. 1.
Анализ данных таблицы 1 показывает, что при фильтровании электролита по прототипу с регулируемым постоянным давлением с увеличением продолжительности межрегенерационного цикла уменьшается скорость потока электролита через фильтрующий слой, В свою очередь, различным значениям скорости прохождения электролита через фильтрующий слой соответствуют неодинаковые предельные значения тонкости осветления. С увеличением скорости потока электролита показатели тонкости осветления ухудшаются, что при высокопроизводительном фильтровании делает невозможным достижение высокой степени осветления электролитов. содержащих в
30 следует, что осветление нацело можно осуществить без снижения проиэводительно35
5
15 больших количествах дисперсную взвесь размером менее 1 мкм.
Пример 2. Фильтровали электролит, используемый в примере 1, через фильтрпатроны с размерами пор 10 мкм. Процесс вели периодически в две ступени. Режим фильтрования и регенерации на обеих ступенях такие же как и в примере 1. Продолжительность рабочего цикла 2 часа;
В примере 2 проводили 4 серии опытов, отличающихся расходом флокулянта на первой ступени и соответственно степенью полидисперсности суспензий подвергающихся перефильтрации на второй ступени, Результаты опытов ступени 1 приведены в таблице 2, а ступени 2 в табл, 3.
Результаты опыта 3 (табл. 2) и опытов 7, 10, 11, 13 (табл. 3) показывают, что суспенэиям различной полидисперсности, но содержащим в одинаковом количестве тонкий класс вэвесей соответствуют неодинаковые максимальные расходы флокулянта, при которых достигаются предельные значения тонкости осветления, В частности, чем меньше в суспензии доля крупнодисперсных взвесей, тем при больших расходах флокулянта достигается более полное осветление.
B свою очередь, из данных табл, 2 и 3 сти фильтрованием в несколько последовательных ступеней, выделяя на roловных ступенях при расходе флокулянта
2 — 20 г/т сначала крупнодисперсные взвеси, а на последней ступени при расходе флокулянта 45 — 55 г/т нацело осаждая тонкую взвесь.
Однако, если многоступенчатость не диктуется получением фракций осадка узкоro класса дисперсности, то процесс целесообразно осуществлять в две ступени. На первой ступени при максимальном расходе флокулянта 15 — 20 г/т осаждаетя вся крупнодисперсная взвесь (крупностью более 1 мкм). а на второй ступени оставшаяся тонкая взвесь. При этом, для суспензий, в которых прЕдельная тонкая взвесь представлена частицами 0,1 мкм, полное осветление достигается при расходе флокулянта на ступени 1 в количестве 15 г/т, а на ступени 11 в количестве 45 г/т. Для суспензий, в которых предельно тонкая взвесь представлена размером частиц менее 0,1 мкм, в том числе и коллоидами, полное осветление достигается при расходе флокулянта на ступени 1 и ступени 11 в количестве
20 г/т и 55 г/т соответственно.
Пример 3, Фильтрованию подвергали сульфат-хлоридный никелевый анолит
17В0810
Таблица 1
Продолжител ьность межрегенерационного цикла, Показатели ильт ования с е ние за 10 иклов
Скорость прохождения электролита через фильтрующую поверхность, мз/м2.
Тонкость осветления, мкм
Коэффициент осветления, $
72
89
91
93
2
12
24
36
1,5
0,7
0,6
0,5
0,4
0.3
4,7
4,0
3,0
2.1
1,4
0,7 (электролит, входящий из электролизера) со взвесями частиц драгметаллов в количестве
40 мг/дм распределенных по классам крупности, ф: менее 1 мкм — 6 (в этом классе выявлена предельная тонкость частиц на 5 уровне 0,1 мкм); .1-50 мкм — остальное.
Фильтрование вели в две ступени при постоянной скорости потока анолита
4 м /м .ч на установке и в режиме как и в примере 2. 10
Расход флокулянта на ступени 1 принят равным 15 г/т твердого класса 1-50 мкм, на ступени l l в количестве 50 г/т твердого тонкого класса. Получена тонкость осветления на уровне предельной тонкости взве- 15 сей, а степень осветления на уровйе 100 .
Пример 4. Осветлению фильтрованием подвергают сульфат хлоридный электролит(анолит), используемый в примере 3.
Фильтрование ведут через волоконные пат- 20 роны с размером пор 20 мкм многоступенчато с увеличивающимся по мере перехода к последующим ступеням расходом флокулянта, При одинаковых .рас.ходах флокулянта проведено 4 25 серии опытов, отличающихся скоростью потока суспензии через фильтрующую поверхность. После каждой ступени отбирали пробу суспензии и седиментаци-, онным анализом определяли крупность вы- 30 деляемых фракций по ступеням, Результаты в табл. 4.
Из анализа результатов следует:
- при фильтровании электролитов от полидисперсных частиц анодного шлама 35 полное выделение их особо тонких классов, вплоть до коллоидов, может быть достигнуто при многоступенчатом фильтровании только после выделения крупнодисперсных фракций при максимальном расходе флоку- 40 лянта 55 г/т выделяемого твердого и скорости потока суспензии чеоез фильтрующую площадь не более 4 м /м . ч;
-минимальный расход флокулянта при котором заметно его воздействие на выделение крупнодисперсных фракций составляет 2 г/т, Способ фильтрования обеспечивает практически полное выделение из электролитов самых тонких взвесей, в том числе и коллоидных, в полной мере исключает потери ценных компонентов с рабочими электролитами.
Осаждение тонких взвесей фильтрованием электролитов заявленным способом осуществляется без снижения производительности процесса, Существенным преимуществом способа является и то, что в процессе фильтрования возможно выделение однородных по крупности и составу неуплотняющихся осадков, что облегчает их отмывку от электролитов и упрощает дальнейшую переработку.
Формула изобретения
Способ фильтрования суспензий через пористые патроны при одновременной подаче флокулянта по асей фильтрующей поверхности с последующей ее регенерацией, отличающийся тем, что, с целью повышения степени осветления без снижения производительности процесса, фильтрование осуществляют многоступенчато при регулируемой скорости с введением флокулянта на каждой ступени при общем расходе флокулянта 2-55 г/т твердого в суспензии, причем на головных ступенях при расходе флокулянта 2-20 г/т выделяют крупнодисперсные фракции, а на последней ступени при расходе флокулянта
45-55 г/т выделяют тонкую фракцию.
1780810
Таблица 2
Таблица3
Номер опыта
Показатели фильтрования электролитов, содержащих взвеси азличного класса испе снасти, мкм
Расход флокулянта, г/т твердого в суспензии менее 9 менее 0,7 менее 1 менее 1,5
Тонкость Осветления, мкм
Тонкость осветлени, мкм
Тонкость осветления, мкм
Тонкость осветления, мкм
Таблица4
Расход флоку: лянта, г/т твердого в суспензии
Опыт
Дисперсный состав выделяемых фракций, мкм при различ ных ско остях потока ильт емой с спензии, м /м ч
4,0
3,0
5,0
4,5
6
8
Составитель Г. Лебедева
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Мотыль
Редактор
Заказ 4232 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r..Óærîðoä, ул,Гагарина, 101
3
5
7
9
11
12
13
0
5
0
5
8
4
0,8
0,7
0,6
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
20-50
10 — 20
6 — 10
2 — 6
1-2
0,5-2
0,3-0,5
0,2-0,3
0,1-0,2
1,5
1,3
1,3
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
20-50 .16 — 20
10-16
5 — 10
3-5
0,7 — 3
0,6-0,7
0,2 — 0,6
0,1-0,2 порядка 1
0,8
0,8
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
20 — 50
18-20 осадок н/об.
15-18
12-15
10-12
8-10
6-8 оса ок н/об. порядка 0,7 порядка 0,7 порядка 0,7
0,6
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,2
0,1
0,05
Менее 0,05
Менее 0,05
20-50 осадок н/об. осадок н/об, осадок н/об. осадок н/об.
18 — 20
16 — 18
14-18 оса ок н/об,
