Установка для получения раствора цветных металлов выщелачиванием Советский патент 1986 года по МПК C22B3/02 C22B19/22 

кипящего слоя н патрубком вывода крупных фракций этой же царги.

3. Установка по п.1, о т и ч а юIU а я с я тем, что царга для средних

фракций первого аппарата кипяп(его слоя снабжена Латрубком слива раствора с мелкими фракциями.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВЩЕЛАЧИВАНИЕМ, содержащая по меньшей мере два аппарата кипящего слоя, каждьй из которых имеет последовательно установленные по вертикальной оси по направлению сверху вниз соединенные между собой царгу для мелких фракций с патрубком слива суспензии, царгу для средних фракций и царгу для крупных фракций с патрубком ввода растворителя и с патрубком вьшода крупных фракций и емкость для отстаиваьля суспензии, имеющую патрубок ввода суспензии, соединенный с патрубком слива суспензии первого и второго аппаратов кипящего слоя и патрубки для вьшода раствора цветных металлов и вывода нерастворенных веществ, отличающаяся тем, что, с целью повьшения надежности установки и исключения потерь цветных металлов с крупными фракциями, она снабжена дополнительно аппаратом кипящего слоя, царга для мелких фракций которого снабжена патрубком ввода исходного продукта, патрубком слива суспензии и в верхней стенке которой выполнено отверстие, гидроклассификатором, установленным соосно с дополнительным аппаратом кипящего слоя и снабженным патрубком ввода продуктов для классификации и патрубком вывода раствора с мелкими фракциями, в осковании классификатора выполнено отверстие, соединенное с отверстием в верхней стенке царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя, при этом царги для мелких, средних и крупных фракций первого аппарата г кипящего слоя выйолнены в виде г.онусов, обращенных большими основаниями вверх, патрубок слива суспензии царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя соединен с пат- , рубком ввода растворителя первого аппарата кипящего слоя, царга для крупных фракций первого аппарата кипящего слоя снабжена патрубком ввода .раствора с мелкими фракциями, соеди4J ненным с патрубком вьшода раствора с О1 мелкими фракциями гидроклассификатора, 2 и патрубком вьюода раствора с мелкими фракциями, соединенным одной гидрома 9 гистралью с патрубком вывода крупных фракций этой же царги и с патрубком ввода продуктов для классификации в гидроклассификатор. 2. Установка .по п.1, отличающая с я тем, что гидромагистраль снабжена нагнетающим устройством расположенным между патрубком вывода раствора с мелкими фракциями царги дпя крупных фракций первого аппарата

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам для вьщелачивания полидисперсных рудных материалов в кипящем слое.

Известна установка для получения растворов цветных металлов вьпцелачиванием,включающая не менее двух аппаратов кипящего слоя, в нижнюю часть (в царги для крупных фракций) которых насосами подается растворитель, а в верхнюю - перерабатываемые полидисперсные материалы (огарок, пески, илы), причем верхние их сливы по трубам поступают в обычные емкости. Однако такая установка не может обеспечить бесперебойное вг:толнение регламентных требований на качество получаемых растворов цветных металлов. Этот недостаток объясняется циклическими изменениями скорости восходящето потока суспензии в аппаратах кипящего слоя, возникающими, в основном, при разгрузке крупных фракций из аппаратов кипящего слоя.

Наиболее близкой по техническому решению и принятой за прототип является установка для получения раствора цветных металлов выщелачиванием, содержащая, по меньшей мере, два аппарата кипящего слоя, каждьй из которых ртмеет последовательно установленные по вертикальной оси по направлению сверху вниз сообщенные между собой царгу для мелких фракций с патрубком слива суспензии, царгу для средних фракций и царгу для крупных фракций с патрубком ввода растворителя и с патрубком вьгаода крупных фракций и емкость для отстаивания суспензии, имеющую патрубок ввода суспензии, сообщенный с патрубками слива суспензии первого и второго аппаратов кипящего слоя и патрубки для вывода раствора цветных мета.плов и вывода нерастворенньо; веществ.

Недостатки этой установки:

-высокое содержание цветных металлов в крупных фракциях, вьгеодимых из первого аппарата кипящего слоя

(аппарата, куда загружается перерабатываемый рудный материал), из-за нарушения стабильности величины восходящего потока в царгах для средних и мелких фракций при вьгооде крупных

фракций с заданным соотношением Ж:Т, т.е. вывода средних и мелких фракций совместно с крупными;

-необходимость наличиядополнительного оборудования (мешалок, насосов и т.д.) для дальнейшей переработки крупных фракций;

-сложность одновременного поддержания заданного соотношения Ж:Т выгружаемых крупных фракций и исключения

возможных забиваний узла из выгрузки и попадания средних фракций в аппаратуру для высококислотного вьш елачивания крупных фракций;

-низкая стабильность поддержания псевдоожиженного состояния перерабатьгоаемого 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 вьшчелачиванием снабжена дополнительно аппаратом кипящего слоя, царга для мелких фракций которого снабжена патрубком ввода исходного продукта, патрубком слива.суспензии

ИВ верхней стенке которой вьтолнено отверстие, гидроклассификатором, установленным соосно с дополнительным аппаратом кипящего слоя и снаб,женным патрубком ввода продуктов дл классификации и патрубком вывода рас твора с мелкими фракциями, в основаНИИ классификатора выполнено отверстие, соединенное с отверстием в верхней стенке.царги для мелкиз фрак ций дополнительного аппарата кипящего слоя, при этом царги для мелких средних и крупных фракций первого ап парата кипящего слоя вьшолнены в вид (форме) конусов, обращенных большими основаниями вверх, патрубок слива суспензии царги для мелких фракций дополнительного аппарата кипящего слоя соединен с патрубком ввода раст ворителя первого аппарата кипящего слоя, царга для крупных фракций первого аппарата кипящего слоя снабжена патрубком ввода раствора с мелкими фракциями, соединенным с патрубком вывода раствора с мелкими фракциями гидроклассификатора, и патрубком вывода раствора с мелкими фракциями, соединенным одной гидромагистралью с патрубком вьгоода крупных фракций этой же царги и с патрубком ввода продуктов для классификации в гидроклйссификатор, а также тем, что гидромагистраль снабжена нагнетающим устройством, расположенным между пат j y6KOM вьшода раствора с мелкими фракциями царги для крупных фракций пе вого аппарата кипящего слоя и патрубко вывода крупных фракций этой же царги и царга для средних фракций первого аппарата кипящего слоя снабжена патрубком слива раствора с мелкими фрак циями. На чертеже дана схема установки для получения растворов вьщелачива- нием. Установка состоит из первого 1, второго 2 и дополнительного 3 аппара тов кипящего слоя, каждый из которых имеет последовательно установленные по вертикальной оси по направлению сверху вниз соединенные между собой царгу 4 для мелких фракций с патрубком 5 слива суспензии, царгу б для средних фракций и царгу 7 для крупных фракций с патрубком 8 ввода даст ворителя и с патрубком 9 вывода круп ных фракций, и гидроклассификатора 10 с патрубком 11 ввода продуктов дл классификации, например, крупных фракций, и патрубком 12 вьгоода раст- 7434 вора с мелкими фракциями, загрузочной воронки 13 для ввода перерабатываемого твердого материала в первый аппарат 1 кипящего, слоя или в установку, например, в другой патрубок ввода продуктов гидроклассификатора 10 и ёмкости 14 для отстаивания суспензии, имеющую патрубок 5 ввода суспензии, совмещенный с патрубком слива суспензии второго (аппарата 2 кипящего слоя и патрубка 15 для вывода раствора цветных металлов и патрубка , для вьгоода нерастворенных веществ (илов) 16. Царга 7 для крупных фракций перво-го аппарата 1 кипящего слоя имеет патрубки для ввода и вьшода растворов с мелкими фракциями 17 и 18, причем царга 6 для средних фракций этого же аппарата кипящего слоя тоже имеет патрубок 19 для вывода раствора с : мелкими фракциями, а царга 4 для мел-, ких фракций дополнительного аппарата 3 кипящего слоя имеет верхнюю стенку с отверстием, сообщающимся с отверстием (или патрубком для вывода круп ных фракций) на основании гидроклассификатора 10. В описываемой установке для получения раствора цветных металлов выщелачиванием, царги для мелких, средних и крупных фракций 4,6 и 7 первого аппарата 1 кипящего слоя имеют форму конусов, большими основаниями обращенных вверх, laTpyj;;;, бок 5 слива суспензии царги для мелких фракций дополнительного аппарата 3 кипящего слоя :ообщен с патрубком 8 ввода растворителя в царгу 7 первого аппарата 1 кипящего слоя, у которого патрубок 17 этой же царги . соединен с патрубком вывода раствора 12 с мелкими фракциями гидроклассификатора 10, а патрубок 18 соединен одной гидромагистралью 20 с патрубком 6 вывода крупных фракций этой же царги и далее с патрубком 11 ввода продуктов для классификации в гидроклассификаторе . Кроме того, в гидромагистрали 20, между патрубком 18 вьшода раствора с мелкими фракциями царги 7 для крупных фракций первого аппарата 1 кипяего слоя и патрубком вывода крупных ракций этой же царги последовательо установлены нагнетающее устройтво 21 и запорно-регулируннций зел 22. Все патрубки или узлы для вьтода ерастворенных или крупных фракций имеют ишрокэ известные в технике запорно-регулирующие устройства, а цар ги дополнитель 1ого аппарата 3 кипящего слоя охвачены кожухом для , чи теплоа еята, например горячего пара. Через патрубок 12 отводится раствор для смыва перерабатываемого полидисперского материа-па, например цинкового обожженного концентрата, в загрузочную 13, а через патрубок 8 подает-::я растворитель с регламентно концентрацией, Установка работает следхпацнм образом. Растворитель, например,, отработан ный электролит с концентрацией серной кислоьы 10.0-180 г/л непрерьшно поступает в патрубок 8 дополнительного аппарата 3 кипяа5е;го слоя и создает в нем восходящий поток и через патрубок 5 и патрубок b царгн 7 для крупных фракций первого аппарата 1 кипящего слоя поступает в последний и тоже создает, в нем восходягфий поток. Часть раствора из первого аппарата 1 кипящего слоя через патрубок ;У (согместно с остальньп-ш более слаоы.г;-; растБорамл) идет па смыв перерабатыь : :ого иолидисперского твер дого матерн..н -, ;- гример,, обожженных цинковых orapKOR. Огарок через загрузочную воронку ;; поступа е в царгу 4 для мелк- ;: фракций аппа рата 1 кипящего слоя„ Так как сечени этого аппарата по высоте неракномерн то и скорость восходящего потока тож неравномерна5 что обусловливает клас сификацию и псевдоожиженное состояни полидисперсного цинкового огарка по фракциям, а т-шенно; в царге 4 - ме.. кие, в царге 6 - средние и в царг,2 7 - крупные фракции. Это привопт; тому, что KpvnHbie фракг и ;и:-ксвог . огарка вьпт,;елачиваются в растворе с сокой концентрацией серной кислоты, а средние и мелкие фрактщи соответственно с более низкой концентрацией что способствует более полному переводу ценных металлов из всех фракций огарка в раствор при минимальном переходе в раствор вредных минералов, Из царги 4 аппарата I Ki-niKiirero слоя через . к В раствор (суспен зия) -: s, .- :гнкьЕМИ мньералаки и .;.лхих фракций ц чкозого огар и HepacT3C VJ., ::.:--;й перено-f-nrcfi в на-;нк; о -ffrv БТОього аппарата i3 образует вто2 кипящего рс;й восходяRi: ;й (тоток с.усаеязии, Тереиесенная ча.;-гу, ь.-:, фракций повторно подперлае ся классификации и выщелачиванию и тем самьи-.-; одновременно участвует в окончательной нейтрализации суспензии (или растворителя) до рН 4; 9-5,is и гидролитической ее очистке. Нейтрализованная суспензия через патрубок 5 ВТОРОГО аппарата 2 кипящего слоя поступает в емкость для отстаивания суспензии,, откуда осветленньш раствор цветных металлов отводится через патрубок 9. а осевшие нерастворенные вещества (чпы) - через патрубок 16, Крупные фракции, в том числе ; пески, по мере поступления цинкового огарка Б аппарат 1 кипящего слоя будут накапливаться в царге 7 и создавать опасность паруше ия в ней кипящего состояния частиц. Поэтому шс с заданньпч соотношением л идкое; твердое (в известной установке Ж:Т 4:1) выводят через патрубок 9. Равномерный по соотношению вывод крупных фракций из аппарата 1 кипящего слоя практически не удается осуще ствить из-за существенно нелинейной характеристики описываемого узла вывода. Посзтому при выводе крупных фракций из существующих типов аппаратов к:1пящего слоя с сооткоп1е:{ием Ж;Т 4 ; 1. величина восходящего потока суспензии в аппарате 1 кипящего слоя колеблется в значительньк пределах что приводит к попаданию средних фракций Б царгу 7 и выводу их совместно с кру) фракцияьш и песка.ги, Я описываемой установке раствор, выводинь Й из патрубка 18,через запорнорегулирующий узел 22 и нагнетающее устройство 21 под папором подается к гид|)омагистра|.ь 20 м по поступает к патрубку i 1 гидроклассифи сатора 10. В гидроклассификаторе 10 происходит разделение случайно попавших |1елKHXj среднрх фракций огарка и раствора от пескол и самых крупных фракид й цинкового огарка, которые под воздействием гравитационных и центробежных сил падают вниз. Раствор совместно с мелкими к средними фракциями через патрубки 12 и 17 подается в царгу 7 первого аппарата 1 кипящего слоя. В такой установке не требуется по.гщержанке соотношения Ж: Т с ограг-щчением. 71 так как можно вести режим вывода кру ных фракций из первого аппарата 1 ки пящего слоя с практически любым соот ношением, например, в пределах 10:1 и более, конкретное значение которог устанавливают в зависимости от плотности крупных фракций или отсутствия возможности забивания патрубка 9 при максимально расчетной по цинковому огарку нагрузке (производительности) первого аппарата 1 кипящего слоя. Эт объясняется новым свойством установк а именно - сколько бы раствора (суспензии) с растворенными цветными ме-таллами не вьшодилось из царги 7 пер вого аппарата кипящего слоя, практически все это количество возвращаетс обратно в нее же, т.е. баланс между стоком и притоком в царгу 7 в данной установке при любых нагрузках по пер рабатываемому твердому материалу не нарушается. Очевидно, что это позволяет исключить корреляцию между величиной восходящего потока в первом ап парате кипящего слоя и режимом вывода крупных фракций из него. Во-вторых, мелкие и средние фракции цинкового огарка, выведенные совместно с крупными фракциями, возвращаются обратно в первый аппарат кипящего слоя 1 или циркулируют до полного их выщелачивания . Разделенные в гидроклассификаторе 10 крупные фракции и пески через отверстие в его выходной стенке самотеком поступают в дополнительный аппарат 3 кипящего слоя. Здесь происходит дополнительное разделение этих продуктов по фракционному составу и выщелачивание из них цветных металлов в более высококонцентрированном растворителе, чем в царге 7 первого аппарата 1 кипящего слоя. Так как патрубок 5 дополнительного аппарата кипящего слоя установ, лен по зфовню выше, чем патрубок 5 первого аппарата 1 кипящего слоя, то раствор после вьш елачивания в дополнительном аппарате 3 самотеком.поступает через патрубок 8 в царгу 7 йервого аппарата 1 кипящего слоя. Сообщение отверстия на верхней стенке дополнительного аппарата 3 кипящего слоя с отверстием для вывода крупных фракций и песков из гидроклассификатора 10 позволяет также снять ограничения на соотношение Ж:Т вьтодимой продукции с крупными фракциями после 43 упомянутого гидроклассификатора. Причем, изменяя гидросопротивление упомянутых сообщенных отверстий, можно изменять время циркуляции крупных фракций через царгу 7 первого аппарата 1 кипящего слоя, что исключает возможность циркуляции средних и мелких фракций через дополнительные аппараты для повторного вьш1елачивания крупных фракций полидисперсного мате-. риала. В данной установке значение рН суспензии и псевдоожиженное состояние материалов в первом и втором.аппара- . тах кипящего слоя может регулироваться (как и в прототипе) за счет непрерьгоного изменения расхода растворителя, поступающего в патрубок 8 царги 7. В данной установке над патрубком 5 дополнительного аппарата 3 кипящего слоя установлен гидроклассификатор 10, сообщенньш с последним через отверстие в нижней его части, выполняющий одновременно и роль демпфера. Это позволяет сглаживать колаба ння расхода раствора через патрубок 8 царги 7 первого аппарата 1 кипящего слоя при вынужденных изменениях, обусловленных перебоями в подаче растворителя в патрубок 8 дополнительного аппарата 3 кипящего слоя, что тоже направлено на сохранение псевдоожиженного состояния полидисперсного материала в первом и втором аппаратах кипящего слоя. Отметим также, что если средние и мелкие фракции все же окажутся в дополнительном аппарате 3 кипящего слоя, то из-за различных скоростей восходящего потока по высоте последнего они одновременно будут вынесены потоком раствора через патрубок 5 в зоне верхней стенки аппарата 3 и будут тем самым возвращены в аппарат 1 кипящего слоя. Так как царги для мелких, средних и крупных фракций первого аппарата 1 ипящего - слоя имеют форму конусов, большими основаниями обращенных вверх, циркуляция любого количества раствоов через патрубки на упомянутых царах, не приводит к изменению величиы скорости псевдоожижения всех фракий полидисперсного материала, а таке исключает возможность вывода круп91Hbtx и средних фракций через боковые патрубки (5,18 и 19) для вывода растворов. Заметим также, что патрубок 2 дополнительного аппарата 3 кипящег 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. 4310 Таким образом,введение дополнительных элементов и их соединения, компоновка как между собой, так и с известными элементами, т.е. все в совокупности, обеспечивают повышение надежности работы установки с заданными показателями качества (расчетная степень извлечения ценных компонентов из перерабатываемого материала, отсутствие отказов в работе установки за счет нарушения псевдоожиженного состояния средних и крупных фракций и т.д.) ее эксплуатации.