Устройство для выщелачивания концентратов цветных, редких и редкоземельных металлов

Изобретение относится к выщелачиванию металлов из руд и концентратов. Устройство содержит реактор из кислотостойкого и термостойкого материала, выполненный со штуцером для загрузки в него исходного сырья в виде пульпы, напорный бак для подачи в реактор реагента в виде раствора кислоты или раствора хлорида натрия и размещенные в реакторе ультразвуковой диспергатор и подключенный к источнику постоянного тока электродный блок. При этом устройство снабжено системой продувки реактора воздухом для отведения газообразных продуктов и электролизных газов, электродный блок содержит в качестве электродов сетчатый анод из титана с активным покрытием на основе смешанных оксидов иридия, рутения и титана и титановый катод, а реактор снабжен перемешивающим устройством, трубчатым термонагревателем со встроенной термопарой и штуцером выхода пульпы, размещенным выше верхнего уровня электродов электродного блока. Обеспечивается повышение эффективности выщелачивания концентратов цветных и редких металлов. 2 ил.

 

Изобретение относится к области переработки концентратов цветных и редких металлов, содержащих тонкую вкрапленность ценных минералов, а именно к конструкциям устройств для выщелачивания концентратов цветных и редких металлов.

Известно устройство для извлечения золота из руд и концентратов. Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности, для извлечения золота из руд и концентратов выщелачиванием в цианидных растворах содержит устройство, которое позволяет повысить степень диспергирования воздуха, сократить время выщелачивания и увеличить извлечение золота, содержит емкость с патрубками загрузки и выгрузки обрабатываемого материала, патрубком ввода раствора цианида и циркуляционный насос. При этом устройство снабжено, по меньшей мере, одним двухлучевым гидроакустическим излучателем с фиксированной направленностью акустического поля, установленным в емкости на ее вертикальной оси и соединенным с входным отверстием циркуляционного насоса, и трубопроводом подачи воздуха, объединенным с патрубком подачи раствора цианида в общий коллектор, выходные отверстия которого расположены в зоне разрежения двухлучевого гидроакустического излучателя [Патент RU №2522873 М. Кл. С22В 3/02 от 14.03.2013 г.].

Недостатком устройства является низкая степень извлечения золота при цианировании и невозможность работы установки в кислотах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для выщелачивания золота и платиновых металлов из шламов и концентратов, относящееся к металлургии благородных металлов, в частности, к конструкциям устройств для выщелачивания золота и платиновых металлов из шламов и концентратов электрохлоринацией, оно снабжено переливными патрубками, расположенными в анодной и катодной камерах, катодная камера выполнена с каркасом, диафрагма выполнена из ткани с протекаемостью 4-8 дм32⋅ч, натянутой на каркас, при этом переливной патрубок катодной камеры расположен выше переливного патрубка анодной камеры на расстояние, равное 0,1-0,2 от высоты анодной камеры. [Патент RU №2187567 М. Кл. С22В 11/00; 3/02; 7/00; С25С 7/00 (прототип)].

Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции из-за наличия диафрагмы и необходимости герметизации катодной и анодной камер, повышенный расход электроэнергии при электролизе в сравнении с бездиафрагменной электрохимической обработкой, возможность образования газообразного хлора в анодной камере, невозможностью работы с кислотами и кремнийсодержащим минеральным сырьем, при выщелачивании которого образуется гель, которые разрушают и забивают диафрагму, соответственно.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности выщелачивания концентратов цветных и редких металлов, содержащих тонкую вкрапленность ценных минералов.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве за счет одновременного использования электрохимических, ультразвуковых и тепловых воздействий в процессе выщелачивания обеспечивается высокая концентрация кислорода в растворах (пульпах), быстрое отведение с поверхности минеральных частиц продуктов реакции, интенсивное перемешивание и диспергирование минеральной суспензии, высокие скорости реакций окисления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема устройства выщелачивания концентратов цветных и редких металлов на фиг. 2 представлены фотографии устройства.

Устройство для выщелачивания концентратов цветных и редких металлов включает: реактор - 1, ультразвуковой диспергатор - 2, сердечник ультразвукового диспергатора - 3, трубчатый термонагреватель с встроенной термопарой - 4, сетчатый анод - 5, выполненный из просечно-вытяжного листа с шагом просечки не более 26 мм, и раскрытием не более 14 мм, катод - 6, источник постоянного тока - 7, перемешивающее устройство - 8 (мешалка), вал мешалки - 9, штуцер подачи материала (пульпы) - 10, штуцер подачи раствора реагента - 11, штуцер подачи воздуха - 12, штуцер выхода воздуха - 13 (золотник), напорный бак реагента (кислоты или раствор хлорида натрия) - 14, компрессор - 15, расходомер - 16, ротаметр - 17, штуцер выхода пульпы (перелив) - 18, дренажный штуцер - 19. При этом анод выполнен из титана, с покрытием «ОРТА-И1» (активное покрытие на основе тройной системы смешанных оксидов иридия, рутения и титана), а катод выполнен из титана без покрытия.

Устройство для выщелачивания концентратов цветных, редких и редкоземельных металлов работает следующим образом.

В реактор - 1, выполненный из кислотостойкого и термостойкого материала, из напорного бака раствора реагента (кислоты или раствор хлорида натрия) - 14, через расходомер - 16 и штуцер подачи раствора реагента - 11 заливается раствор кислоты или хлорида натрия до штуцера выхода пульпы - 18 (перелив), уровень которого выполнен на 1-2 см выше верхнего уровня электродов. Затем включается перемешивающее устройство - 8 (мешалка) и через штуцер подачи материала (пульпы) - 10 производится загрузка исходного материала.

Для отведения газообразных продуктов растворения минерального сырья, а также образующихся электролизных газов включается компрессор - 15 и осуществляется подача воздуха в реактор через ротаметр - 17 и патрубок - 12, отвод воздуха производят через штуцер выхода воздуха - 13 (золотник).

Далее подается напряжение на анод - 5 и катод - 6 от источника постоянного тока - 7, и устанавливается заданная величина анодной плотности тока. При этом на аноде - 5 происходит генерация атомарного кислорода, интенсифицирующего процесс выщелачивания концентратов цветных и редких металлов. На катоде - 6 идет процесс восстановления ионов водорода с образованием газообразного водорода, который, также как остатки кислорода и газообразных продуктов выщелачивания удаляется из реактора - 1 через штуцер выхода воздуха - 13 (золотник).

Для обеспечения акустических воздействий включается ультразвуковой диспергатор - 2, обеспечивающий интенсификацию процесса выщелачивания концентратов цветных и редких металлов за счет возбуждения во всем объеме частот, создаваемых с помощью сердечника ультразвукового диспергатора - 3 и возникающих в обрабатываемой среде вторичных эффектов (кавитация, пульсации, микро- и макропотоки).

Заданная температура процесса выщелачивания поддерживается с помощью трубчатого термонагревателя с встроенной термопарой - 4.

Пульпа после выщелачивания сливается через штуцер выхода пульпы (перелив) - 18 с последующей фильтрацией.

По окончании процесса выщелачивания остатки пульпы реактора - 1 через дренажный штуцер - 19 сливаются для последующей фильтрации.

Высокая эффективность процесса выщелачивания достигается благодаря одновременного наложения электрохимического и акустического воздействий.

Ниже приведены примеры работы установки. Для проведения опытов по выщелачиванию золота и редкоземельных элементов из концентратов использовали конструкцию установки, приведенной на фиг. 2.

1. Процесс выщелачивания упорного сульфидного золотосодержащего концентрата (60-65% арсенопирита) с содержанием золота 52,5 г/т, в котором более 80% составляют частицы менее 74 мкм, проводят следующим образом. Приготовленное исходное сырье в виде пульпы, жидкой фазой которой является раствор NaCl (250 г/дм3), при соотношении Т:Ж=1:10, загружается в реактор - 1 выше на 1-2 см верхней границы электродов. Далее подается напряжение постоянного тока на электроды, обеспечивающее анодную плотность тока на электродах 150 А/м2, включается ультразвуковой диспергатор - 2. Температура пульпы составляет 25°С. Время выщелачивания составляет 20 часов. Электрохимическая обработка пульпы обеспечивает постоянную концентрацию активного хлора в пульпе 1,5-2 г/дм3. Извлечение золота в раствор составляет 92-94%. При этом извлечение золота за 20 часов из указанного концентрата в растворе NaCl с аналогичной концентрацией активного хлора, полученной химическим способом составило 38%; извлечение золота методом цианирования (по стандартной методике) составило 50%.

2. Процесс выщелачивания эвдиалитового концентрата с содержанием оксида циркония 9-12%, 0,2-0,24% гафния, с содержанием частиц крупностью -315 +63 мкм 97,7%, проводят следующим образом. Приготовленное исходное сырье в виде пульпы, жидкой фазой которой является раствор азотной кислоты (450 г/дм3), при соотношении Т:Ж=1:10, загружается в реактор - 1 выше на 1-2 см верхней границы электродов. Далее подается напряжение постоянного тока на электроды, обеспечивающее анодную плотность тока на электродах 200 А/м2, включается ультразвуковой диспергатор - 2. Температура пульпы составляет 95°С. Время выщелачивания составляет 3 часа. Извлечение циркония и гафния в раствор составляет 90-95%. При этом извлечение циркония и гафния за 3 часа из указанного концентрата в растворе азотной кислоты без электрохимической и акустической обработки составляет 80-86%).

Устройство для выщелачивания металлов из руд и концентратов, содержащее реактор из кислотостойкого и термостойкого материала, выполненный со штуцером для загрузки в него исходного сырья в виде пульпы, напорный бак для подачи в реактор реагента в виде раствора кислоты или раствора хлорида натрия и размещенные в реакторе ультразвуковой диспергатор и подключенный к источнику постоянного тока электродный блок, отличающееся тем, что оно снабжено системой продувки реактора воздухом для отведения газообразных продуктов и электролизных газов, при этом электродный блок содержит в качестве электродов сетчатый анод из титана с активным покрытием на основе смешанных оксидов иридия, рутения и титана и титановый катод, а реактор снабжен перемешивающим устройством, трубчатым термонагревателем со встроенной термопарой и штуцером выхода пульпы, размещенным выше верхнего уровня электродов электродного блока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, преимущественно колумбитового или колумбито-танталитового концентрата. Способ разделения соединений ниобия и тантала включает коллективную экстракцию октанолом-1 ниобия и тантала из кислых сульфатно-фторидных растворов и добавку в полученный после экстракции раствор серной и плавиковой кислот.
Изобретение относится к получению окислителя сульфидов из сернокислых растворов железа (II) с использованием микроорганизмов и может быть использовано для растворения сульфидов меди, никеля, цинка, кобальта, мышьяка и железа и выщелачивания металлов из сульфидного минерального сырья, в частности из руд, продуктов и отходов горно-обогатительных и металлургических производств.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к переработке сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы. Проводят гидрохимическую доводку сульфидного концентрата в растворе азотной кислоты с отделением раствора-маточника.

Изобретение относится к выделению РЗМ из производственных растворов, полученных при переработке апатитового концентрата серной кислотой. Может быть использовано на предприятиях горно-перерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к переработке золотосодержащей руды с примесями ртути. Измельченный исходный материал нагревают до температуры плавления золота, в емкость с нагретой до 92-98°C водой выливают расплавленный материал и после осаждения золота на дне емкости в виде твердой фракции, а ртути - на слое золота в виде жидкой фракции, отделяют ртуть от золота удалением жидкой ртути выливанием из упомянутой емкости в отдельную емкость.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности, к способам извлечения солей металлов из водных растворов без органического растворителя с помощью расслаивающейся системы антипирин (АП)-вода-сульфат натрия.
Изобретение относится к технологии переработки алюмокремниевого сырья. Нефелиновое сырье измельчают, спекают при температуре 400-1000°C с карбонатом натрия, или дисульфатом калия, или гидросульфатом калия.

Группа изобретений относится к переработке использованных электронных плат. Осуществляют механическое удаление навесных деталей с использованных электронных плат, получая первый промежуточный продукт из удаленных навесных деталей и облегченных плат с деталями монтажа и микромонтажа, выделяют в первом троммеле из упомянутого первого промежуточного продукта упомянутые облегченные платы с деталями монтажа и микромонтажа, выполняют в активаторе химическое растворение припоя с упомянутых облегченных плат, получая суспензию растворенного припоя и твердую фазу из деталей монтажа и микромонтажа и пластмассовых основ плат, отделяют во втором троммеле суспензию растворенного припоя от упомянутой твердой фазы, разделяют упомянутую твердую фазу на упомянутые пластмассовые основы плат и на элементы, содержащие благородные металлы, и направляют разделенные элементы на извлечение из них соответствующих благородных металлов и передают пластмассовые основы плат на утилизацию.

Изобретение относится к способу извлечения лантана (III) из растворов солей. Способ включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы, в качестве которой используют изооктиловый спирт, и собирателя, в качестве которого используют ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии: La+3+3NaDS=La(DS)3+3Na+, где La+3 - катион лантана (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Изобретение может быть использовано при переработке и утилизации облученного ядерного топлива. Способ включает экстрагирование америция из азотнокислой водной фазы посредством циркуляции ее в первом экстракторе, промывание полученной органической фазы во втором экстракторе и селективную реэкстракцию америция в третьем экстракторе.

Изобретение относится к получению концентрата драгоценных металлов из продуктов переработки руды. Продукты переработки измельчают.

Изобретение относится к устройству и способу отделения жидкости от твердых частиц и может быть использовано для обезвоживания твердых частиц и извлечения драгоценных металлов из руды в процессе выщелачивания.

Изобретение относится к переработке металлизированных упаковочных материалов, в частности - картонных коробок для напитков или блистерных упаковок. Металлизированный упаковочный материал подают в сепарационную систему, в которой удаляют растворимые в соляной кислоте и отличающиеся от алюминия металлы, представляющие собой железо или медь.
Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита.

Способ получения меди высокой чистоты включает сульфатизирующий обжиг исходного медного концентрата и выщелачивание огарка с выделением меди электролизом. Сульфатизирующий обжиг проводят на воздухе, спек охлаждают до комнатной температуры и проводят ситование до фракции менее 1,0 мм.

Изобретение относится к области переработки пиритных огарков. Огарки подвергают пеллетированию, с использованием серной кислоты в качестве связующего.
Изобретение относится к получению окислителя сульфидов из сернокислых растворов железа (II) с использованием микроорганизмов и может быть использовано для растворения сульфидов меди, никеля, цинка, кобальта, мышьяка и железа и выщелачивания металлов из сульфидного минерального сырья, в частности из руд, продуктов и отходов горно-обогатительных и металлургических производств.

Изобретение относится к переработке сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы, с использованием микроорганизмов. Технологическая линия содержит узел приготовления пульпы, состоящий из разгрузочного лотка и контактного чана, емкость технологической воды и агитационный чан приготовления питательных веществ для бактериальной культуры, основной ферментер и каскад дополнительных ферментеров, систему аэрации пульпы, приемный чан выщелоченных продуктов.

Способ управления процессом окисления сульфидов окислительным выщелачиванием сульфидсодержащей руды или концентрата в водной пульпе в многосекционном автоклаве кислородсодержащим газом при постоянной температуре, поддерживаемой путем отвода охлаждающей водой тепла, выделившегося при окислении, предусматривает измерение и регулирование технологических параметров, оценку степени окисления сульфидов в автоклаве и ее корректировку по количеству тепла, выделенного в процессе окисления и переданного охлаждающей воде в секциях автоклава.

Изобретение относится к технологиям переработки рудного сырья и может быть использовано для переработки титаномагнетитового рудного сырья. Способ переработки титаномагнетитового рудного сырья включает дробление исходной руды с последующим выделением ванадийсодержащего концентрата.

Изобретение относится к мокрому гравитационному обогащению тонкозернистых песков. Устройство содержит корпус с узлами подачи воды, загрузки исходных песков, разгрузки легкой фракции в виде хвостов и разгрузки тяжелой фракции в виде концентрата, а также оно снабжено установленными в корпусе одна в другую внутренней и внешней чашами, жестко связанными между собой и выполненными с возможностью орбитального и колебательного движения, и узлом разгрузки промежуточной по плотности фракции.

Изобретение относится к выщелачиванию металлов из руд и концентратов. Устройство содержит реактор из кислотостойкого и термостойкого материала, выполненный со штуцером для загрузки в него исходного сырья в виде пульпы, напорный бак для подачи в реактор реагента в виде раствора кислоты или раствора хлорида натрия и размещенные в реакторе ультразвуковой диспергатор и подключенный к источнику постоянного тока электродный блок. При этом устройство снабжено системой продувки реактора воздухом для отведения газообразных продуктов и электролизных газов, электродный блок содержит в качестве электродов сетчатый анод из титана с активным покрытием на основе смешанных оксидов иридия, рутения и титана и титановый катод, а реактор снабжен перемешивающим устройством, трубчатым термонагревателем со встроенной термопарой и штуцером выхода пульпы, размещенным выше верхнего уровня электродов электродного блока. Обеспечивается повышение эффективности выщелачивания концентратов цветных и редких металлов. 2 ил.

Наверх