Способ извлечения рения и других элементов Российский патент 2017 года по МПК C22B61/00 C22B7/02 

Описание патента на изобретение RU2621516C1

Изобретение относится к области переработки вулканических газов и может быть использовано для выделения рассеянных, благородных, редких элементов и серы из природных вулканических газов, в том числе сильно обводненных.

Известен способ извлечения рения и других металлов, заключающийся в концентрировании рения и других металлов, содержащихся в вулканических газах, осаждением их сульфидов из газовой фазы в фильтрующем слое, состоящем из частиц носителя [Патент РФ №2159296, МПК С22В 61/00, В01D 7/02]. По этому способу вулканические газы, имеющие температуру 600°С и ниже (газы с температурой более 600°С предварительно охлаждают до 500-550°С), пропускают через фильтрующий слой в течение 1-30 суток с последующей заменой носителя, а отработанный носитель, содержащий сульфиды рения и других металлов, направляют на гидрометаллургическую переработку. В качестве носителя предложено использовать минеральную вату, активированный уголь, гранулированный оксид алюминия, углеткань или, предпочтительно, природный цеолит фракции 1-8 мм.

При его использовании происходит, в основном, селективное улавливание сульфида рения и, частично, соединений некоторых других элементов. В процессе улавливания происходит уменьшение порозности слоя носителя как за счет образующихся кристаллов, так и за счет механического улавливания пыли. Это ведет к повышению сопротивления слоя и, как следствие, снижению расхода газа, изменению температурного режима и необходимости частой замены слоя. Таким образом, недостатком существующего решения является то, что процесс практически неуправляем, а степень улавливания ценных элементов резко снижается из-за периодов замены носителя. При этом недостатком решения является также то, что агрессивная среда (вода в сочетании с кислотообразующими газами - HCl, HF, SO2) не позволяет рассчитывать на эффективную механизацию процесса при частой замене носителя вследствие сильной коррозии механизмов. Недостатком также является то, что использование носителя резко увеличивает объем транспортируемого и перерабатываемого материала.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ извлечения рения и других элементов [Патент РФ №2222626, МПК7 С22В 61/00, 7/02], заключающийся в сборе вулканического газа в сборнике, его охлаждении за счет испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход перед электрофильтром, до температуры 300-400°С с конденсацией в результате охлаждения газа соединений рения и других элементов и улавливании полученных твердых соединений в электрофильтре или системе электрофильтров при поддержании температуры газа на выходе из последнего электрофильтра на уровне 200-250°С.

Основной недостаток данного способа заключается в сложности и дороговизне используемого оборудования, большом расходе электроэнергии, а также сложности защиты узлов оборудования от их коррозии, что может привести к быстрому выходу электрофильтра из строя.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый в изобретении способ - извлечение ценных металлов из вулканического газа в максимально богатый ими коллективный концентрат, при использовании простого по конструкции и удобного в эксплуатации оборудования.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение высокой степени извлечения и концентрирования соединений рения и других элементов из вулканического газа, достигаемое за счет использования для их улавливания рукавного фильтра, при температурах вулканического газа на уровне ниже начала образования серы из содержащихся в газах диоксида серы и сероводорода.

Технический результат достигается тем, что способ извлечения рения и других элементов включает сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений, при этом сконденсированные соединения рения и других металлов улавливают из охлажденного до температуры в диапазоне 150-250°С вулканического газа, а улавливание коллективного концентрата осуществляют в рукавном фильтре, так как в результате испытаний опытного рукавного фильтра в полевых условиях установлено, что содержание элементной серы в концентрате, полученном при указанных выше температурах процесса улавливания, вследствие малой скорости образования серы составляет от 0,2 до 2,3%, что не мешает нормальной работе фильтра и способствует агломерации продукта.

Технический результат также достигается тем, что вулканический газ охлаждают в два этапа, при последовательном использовании охлаждения за счет естественной теплоотдачи и приведения температуры вулканического газа к контролируемой итоговой температуре в теплообменнике, что обеспечивает снижение энергопотребления при реализации способа ввиду снижения затрат на функционирование теплообменника при использовании естественного теплообмена.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Вулканический газ, собранный в сборнике (например, газоходе), охлаждается до температуры 150-250°С. При этом охлаждение вулканического газа может осуществляться как принудительно в теплообменнике, так и с использованием комбинированного варианта охлаждения: за счет использования естественного и принудительного теплообменных процессов. Тогда, вулканический газ охлаждается в сборнике за счет естественной теплоотдачи до температуры в диапазоне 250-300°С, и затем, непосредственно перед поступлением охлажденного вулканического газа в фильтр, производится точная регулировка его температуры до требуемого значения в диапазоне 150-250°С. Требуемое значение температуры определяется индивидуально как температура ниже температуры начала образования элементной серы, но выше температуры конденсации воды для вулканического газа заданного состава. Использование естественной теплоотдачи для охлаждения вулканического газа не влечет за собой энергозатрат на функционирование теплообменного оборудования, вследствие чего удается существенно снизить энергопотребление оборудования, используемого в процессе реализации способа.

Охлажденный газ направляется в рукавный фильтр, где происходит улавливание и последующая разгрузка коллективного концентрата сконденсированных соединений рения и других элементов. Рукавный фильтр предназначен для улавливания сконденсированных соединений рения и других элементов, присутствующих в вулканическом газе. В качестве материалов исполнения рукавного фильтра следует использовать коррозионно-стойкие материалы, например нержавеющую сталь с антикоррозионным покрытием. Регенерация рукавного фильтра может осуществляться простым механическим встряхиванием, что упрощает эксплуатационное обслуживание оборудования, предназначенного для реализации способа.

ПРИМЕР

Использован вулканический газ следующего состава, мол. %: Н2О 92-98; Н2 0,002-1,3; CO2 0,5-2,5; СО до 0,2; SO2 1,33; H2S 0,48; HCl 0,01-0,8; HF до 0,08; N2 0,06-0,6; O2 до 0,15; CH4 0,21; содержащий, г/т: Re 0,8; Ag 0,08; Au 0,2; In 0,8; Bi 0,5; Tl 0,12.

Вулканический газ указанного состава с исходной температурой 585°С охладили в газоходе до температуры 250°С за счет естественной теплоотдачи. После этого газ направили в рукавный фильтр, где осуществляли улавливание коллективного концентрата. При содержании в вулканическом газе сульфидов и других твердых соединений 0,9 кг/т в рукавном фильтре уловлен продукт, содержащий ~890 г/т Re и представляющий собой ценный концентрат редких металлов с высоким содержанием золота, серебра, индия и других ценных металлов, сопутствующих рению в вулканическом газе. Фотографическое изображение внешнего вида концентрата, полученного в рукавном фильтре при описанных условиях проведения эксперимента, приведено на фиг. 1.

Аналогичные испытания, проведенные в полном диапазоне заявляемых температур охлаждения (150-250°С), показали эффективность и результативность предлагаемого способа, его высокие технико-экономические показатели по сравнению с ближайшими аналогами.

Техническая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что его использование обеспечивает возможность и экономическую целесообразность высокоэффективного комплексного извлечения ценных компонентов из вулканического газа, нового сырьевого источника в первую очередь рассеянных элементов. В коллективный концентрат, пригодный для дальнейшей переработки, извлекаются рассеянные, благородные, редкие и цветные металлы. Для указанной цели используется простое в эксплуатации, энергоэффективное оборудование.

Похожие патенты RU2621516C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2002
  • Синегрибов В.А.
  • Бочкарев В.М.
  • Серегин О.Д.
  • Штейнберг Г.С.
RU2222626C1
Способ переработки вулканического газа с извлечением соединений рения 2019
  • Солдатов Константин Алексеевич
RU2701009C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2006
  • Синегрибов Виктор Андреевич
  • Сотсков Константин Вячеславович
  • Штейнберг Генрих Семенович
RU2312158C1
Способ переработки природных вулканических газов, включающий выделение рения и сопутствующих ценных элементов. 2016
  • Синегрибов Виктор Андреевич
  • Кольцов Василий Юрьевич
  • Калашников Алексей Владимирович
  • Захаров Андрей Александрович
RU2644717C1
Способ выделения соединений рения и сопутствующих элементов из вулканических газов 2016
  • Синегрибов Виктор Андреевич
  • Кольцов Василий Юрьевич
RU2644641C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ГАЗОВ (ВАРИАНТЫ) И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Ивандаев Сергей Иванович
RU2585145C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ГОРЯЧЕГО ГАЗА 2013
  • Перфилов Александр Александрович
RU2548540C1
Установка, перерабатывающая вулканический фумарольный газ, выделяющая редкометалльные концентраты 2019
  • Чистяков Савва Сергеевич
  • Коробов Максим Леонидович
RU2740192C1
СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ РЕНИЯ ИЗ ГАЗОВ 1992
  • Бутаков Л.Г.
  • Степанов А.В.
  • Казаков В.Н.
  • Шашмурин В.А.
  • Хрипин В.Д.
  • Дитятовский Л.И.
RU2034081C1
Способ комплексной переработки сульфидно-окисленных медно-порфировых руд 2018
  • Ларин Валерий Константинович
  • Бикбаев Леонид Шамильевич
  • Актемиров Асламбек Магомедович
  • Бибик Евгений Георгиевич
RU2685621C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 621 516 C1

Реферат патента 2017 года Способ извлечения рения и других элементов

Изобретение относится к способу извлечения рения и других ценных сопутствующих элементов из вулканических газов. Способ включает сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений. При этом сконденсированные соединения рения и других элементов улавливают из охлажденного до температуры в диапазоне 150-250°С вулканического газа. Улавливание коллективного концентрата осуществляют в рукавном фильтре. При этом охлаждение вулканического газа могут осуществлять в два этапа, при последовательном использовании охлаждения за счет естественной теплоотдачи и приведения температуры вулканического газа к контролируемой итоговой температуре в теплообменнике. Техническим результатом являются снижение энергопотребления и упрощение эксплуатации оборудования, а также повышение извлечения соединений рения и других элементов из вулканического газа.1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 621 516 C1

1. Способ переработки вулканического газа с извлечением рения и других ценных cопутствующих элементов, включающий сбор, его охлаждение с конденсацией соединений рений и сопутствующих элементов и улавливание полученных соединений, отличающийся тем, что охлаждение вулканического газа ведут до температуры в диапазоне 150-250°С, а улавливание полученных сконденсированных соединений осуществляют в виде коллективного концентрата в рукавном фильтре.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вулканический газ охлаждают в два этапа, включающих последовательное использование охлаждения путем естественной теплоотдачи и в теплообменнике путем приведения температуры вулканического газа к контролируемой итоговой температуре 150-250°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2621516C1

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2002
  • Синегрибов В.А.
  • Бочкарев В.М.
  • Серегин О.Д.
  • Штейнберг Г.С.
RU2222626C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ГОРЯЧЕГО ГАЗА 2003
  • Синегрибов В.А.
  • Штейнберг Г.С.
  • Сотсков К.В.
RU2244018C1
RU 2159296 С1, 20.11.2000
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ГОРЯЧЕГО ГАЗА 2013
  • Перфилов Александр Александрович
RU2548540C1
Способ моделирования вывиха шейных позвонков 1986
  • Цодыкс Владимир Моисеевич
  • Моисеенко Владимир Алексеевич
  • Фридман Рудольф Наумович
  • Фридман Юрий Рудольфович
SU1420608A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ КАЧКИ СУДНА 2003
  • Иванов Ю.В.
  • Алалуев Р.В.
  • Орлов В.А.
RU2234060C1
US 4604265 А, 05.08.1986.

RU 2 621 516 C1

Авторы

Синегрибов Виктор Андреевич

Кольцов Василий Юрьевич

Штейнберг Генрих Семенович

Даты

2017-06-06Публикация

2016-02-25Подача