Установка для получения раствора цветных металлов выщелачиванием
Иллюстрации
Реферат
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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,, К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч
Ю
CA
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3226136/22-02 (22) 19. 01. 81 (46) 30.07.86. Бюл. - 28 (71) Московский институт стали и сплавов (72) З.Г.Салихов (53) 669.536.22(088.8) (56) Научные труды Ф 75 МИСИС "Гидрометаллургические и хлорные процессы в производстве редких металлов", 1972, с. 21, рис. 7.
Авторское свидетельство СССР по заявке М- 2672563/22-02, кл. С 22 В 3/02, 1979. (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
РАСТВОРА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВЬПЦЕЛАЧИВАНИЕМ, содержащая по меньшей мере два аппарата кипящего слоя, каждый из которых имеет последовательно установленные по вертикальной осн по нап. равлению 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 вывода крупных фракций и емкость для отстаивания суспензии, имеющую патрубок ввода суспензии, соединенный с патрубком слива суспензии первого и второго ап.паратов кипящего слоя и патрубки для вывода раствора цветных металлов и вывода нерастворенных веществ, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения надежности установки и исключения потерь цветных металлов с крупными фракциями, она снабжена дополнительно аппаратом кипящего слоя, царга для мелких фракций которого
„„SU„„1075743 A (5D 4 С 22 В 3/02 // С 22 В 19/22 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 основании 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 кипящего слоя выполнены в виде .-.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, соединенным с патрубком вывода раствора с мелкими фракциями гидроклассификатора, и патрубком вывода раствора с мелкими фракциями, соединенным одной гидромагистралью с патрубком вывода крупных фракций этой же царги и с патрубком ввода продуктов для классификации в гидроклассификатор.
2. Установка .по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что гидромагистраль снабжена нагнетающим устройством, расположенным между патрубком вывода раствора с мелкими фракциями царги для крупных фракций первого аппарата кипящего слоя н пятрубком фрякций этой же цяргH
3. Установка по п.1, о щ я я с я тем, что цяргя
1OnVi > выводя круп- фракций первого аппарата кипящего слоя снабжена пятрубком и ч я ю- слива раствора с мелкими фракдля средних циями.
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам для вьпцелачивания полидисперсных рудных материалов в кипящем
40 слое.
Известна установка для получения растворов цветных металлов вьпцелячиванием, включающая не менее двух аппаратов кипящего слоя, в нижнюю часть (в царги для крупных фракций) которых насо- 1б сами 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 выполнение регламентных тре-, бований на :.ячество получаемых растворов цветных металлов. Этот недостаток объясняется циклическими изменениями скорости восходящего потока суспензии в аппаратах кипящего слоя, возникающими, в основном, при разгрузке крупных фракций из аппаратов кипящего слоя. 25
Наиболее близкой по техническому решению и принятой за грототип является установка для получения раствора цветных металлов вьпцелачивянием, содержащая, по меньшей мере„ два аппарата кипящего слоя, каждый из которых имеет последовательно у становленные по вертикальной оси по направлению сверху вниз сообщенные между собой царгу для мепких фракций с патрубком
35 слива суспензии, царгу для средних фракций и царгу для крупных фракций с патрубком ввода растворителя и с патрубком вывода 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. лов и выводя нерастворенны: веществ.
Недостатки этой установки: высокое содержание цветных металлов в крупных фракциях, выводимых иэ первого аппарата кипящего слоя (аппарата, куда загружается перерабатываемый рудный материал), иэ-за нарушения стабильности величины восходящего потока в царгах для средних и мелких фракций при выводе крупных фракций с заданным соотношением Ж:Т, т.е. вывода средних и мелких фракций совместно с крупными; — необходимость наличия дополнительного оборудования (мешалок, насосов и т,д,) для дальнейшей переработки крупных фракций; сложность одновременного поддеря<ания заданного соотношения Ж:Т выгружаемых крупных фракций и исключения возможных забиваний узла из выгрузки и попадания средних фракций в аппаратуру для высококислотного выщелачивания крупных фракций; — низкая стабильность поддержания псевдоожиженного состояния перерабатываемого 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 вьпцелачиванием снабжена дополнительно аппаратом кипящего слоя, цярга для мелких фракций которого снабжена патрубком ввода исходного продукта, пятрубком слива суспенэии и в верхней стенке которой выполнено отверстие, гидроклассификатором, з 1075743 ф установленным соосно с дополнитель- вора с мелкими фракциями, загрузочной ным аппаратом кипящего слоя и снаб- воронки 13 для ввода перерабатьлвае,женным патрубком ввода нродуктов для мого твердого материала в первый апклассификации и патрубком вывода рас- парат 1 кипящего слоя или в установтвора с мелкими фракциями, в основа- 5 ку, например, в другой патрубок ввонии классификатора выполнено отвер- да продуктов гидроклассификатора 10 стие, соединенное с отверстием в и емкости 14 для отстаивания суспенверхней стенке.царги для мелких фрак- зии, имеющую патрубок 5 ввода суспенций дополнительного аппарата кипя- зии, совмещенный с патрубком слива щего слоя, при этом царги для мелких, io суспензии второго аппарата 2 кипящесредних и крупных фракций первого an-., го слоя и патрубка 15 для вывода распарата кипящего слоя выполнены в виде твора цветных металлов и патрубка (форме) конусов, обращенных больши- для вывода нерастворенных веществ ми основаниями вверх, патрубок слива (илов) t6. суспензии царги для мелких фракций g Царга 7 для крупных фракций перводополнительного аппарата кипящего го аппарата 1 кипящего слоя имеет слоя соединен с патрубком ввода раст- патрубки для ввода и вывода растворов ворителя первого аппарата кипящего . с мелкими фракциями 17 и 18, причем слоя, царга для крупных фракций пер- царга 6 для средних фракций этого же ного аппарата кипящего слоя снабжена 2О аппарата кипящего слоя тоже имеет патрубком ввода раствора с мелкими патрубок 19 для вывода раствора с фракциями, соединенным с патрубком мелкими фракциями, а царга 4 для мел-. вывода раствора с мелкими фракциями ких фракций дополнительного аппарата гидроклассификатора, и патрубком вы- 3 кипящего слоя имеет верхнюю стенку вода раствора с мелкими фракциями,, 25 с отверстием, сообщающимся с отверсоединенным одной гидромагистралью стием (или патрубком для вывода круп- с патрубком вывода крупных фракцл и ных фРакций) на основании гидроклас- этой же царги и с патрубком ввода сификатора 10. В описываемой устапродуктов для классификации в гидро- новке для получения раствора цветньпс классификатор, а также тем, что гид- металлов выщелачиванием, царги дпя ромагистраль снабжена нагнетающим устройством, расположенным между пат- 4,6 и 7 первого аппарата 1 кипящего рубком вывода раствора с мелкими слоЯ имеют фоРмУ конУсов, большими фракциями царги д я крупных фракций пер- основаниЯми обращенных вверх, 1ат У в ого аппарата кипящего слоя и па труб ком вывода крупных фракций этой же царги ких фракций дополнительного аппара35 и царга для средних фракций первого та 3 кипящего слоя ообщен с патрубаппарата кипящего слоя снабжена пат- ком 8 ввода pacTBopHTeJIR в царгу 7 рубком слива раствора с м к фрак- пеРвого аппаРата 1 кипЯщего слоЯ, У циямие которого патрубок 17 этой же царги
На чертеже дана схема установки
40 соединен с патрубком вывода раствора для получения растворов выщелачиванием. катора 10, а патрубок 18 соединен од« ной гидромагистралью 20 с патрубком
Установка состоит из первого 1, 6 вывода крупных фракций этой же второго 2 и дополнительного 3 аппара-<5 царги и далее с патрубком 11 ввода тов кипящего слоя, каждый из которых продуктов для классификации в гидроимеет последовательно установленные классификаторе. по вертикальнои оси по направлению Кроме того, в гидромагистрали 20, сверху вниз соединенные между собой,между патрубком 18 вывода раствора царгу 4 для мелких фракций с патруб- 5О с мелкими фракциями царги 7 для крупком.5 слива суспенэии у енэии, царгу 6 для ных фракций первого аппарата 1 кипясредних фракций и царгу 7 для круп- щего слоя и патрубком вывода крупных ных фракций с патрубком 8 ввода раст-, .фракций этой же царги последовательворителя и с патрубком 9 вывода круп- :,но установлены нагнетающее устройных фракций, и гидроклассификатора 55 ство 21 и запорно-регулирующий
10 с патрубком 11 ввода продуктов для узел 22. классификации, например, крупных . Все патрубки или узлы для вывода фракций, и патрубком 12 вывода раст- нерастворенных или крупных фракций
" 0 75 - 1 кипящеl" а :;;...:, I>:I и »бразует это>э;>й Boca О>1п, >,,> -, >o а" (;,"., oa из ии „- Iере имеют ширака известные в технике запорно-регулирующие устройства, а царги дополнительного аппарата 3 кипя—
;;.-::-.-сипая ч=...;, >- ..:>к«1>:. ".>рак:. Ий повторщего слоя охвачены кожухом дг>я >1ад..— чи теплоа ента, например горячего пара.
Через патрубак 12 отводится раствор для смыва перерабатыьаемого полидисперсного материала, например цинкового обожженного >концентрата, в загрузочную во.>анку 13, а через патрубак О ПОДа - > н ра> тваритель с регламентной концентрапие:, Установка рабста-:".- л=..i ющим обГо слоя -;!OcTyliaaT в емкОсть для оТстаивания суспензии. Откуда Осветлен— нььй раствор цветных металлов отводится через I!aTpубок 9 а осевшие нерастворенные Вещества (цпы) — через патрубок 1б. разом.
Растваритель„ например, отработанный электролит с концентрацией серной кислоьы 100-180 г/л непрерывно
НОступает В патруаок 8 дапалпитель ного аппарата 3 кипящего слоя и создает в нем восходящий псток и через патрубок 5 и патрубок б царги 7 для крупных фракций первого апгарата 1 кипящего слоя поступае-, -в п;оследний .. тоже создает,в нем восхсдяший поток. Часть раствора 1«.=;-;.ервого аппарата 1 кипящего слоя через патрубок .и,сс>г 1естно с остальными более
Крупные фракции> В там числе >1 пески, по мере поступления цинкавогс огарка В ап .Врат 1 кипящего слоя бу20 дут пакагливаться в царге 7 и со:läa,ат †. опасность паруше>1ия в ней к;;пяп::ега состояния частиц., Поэтому и"..:
11... с задапным састнашени«м жи кое:твердсе (в извес-;I ой установке Ж:Т
4;11 Выводят через патрубок 9. Равномернь и >.о соотношению вывод круп— ных фракций из аппарата 1 кипя>це> о слоя практически не у,1ается осущестВить из-.за существенна нелинейной хаслааь:;-: pacт>орь11>I) кд>ет на смыв перерабаты>ь-="-. o.-о полидисперсного твер3 рактеристики описываемого узла вывода. Па.-.тому пр. ВыводF кр, г>ньх фракlри1«1еВ, с>бажженнь>х дога матери,.-ций из существующих типов а-..паратов к>1пяше го лая с со атнО>12 "1ием Е; Т
7>::1 -:.еличина восходящего патака суспензии в аппарате, кипящего слоя колеблется в значительных пределах
ЧTo прилоди" к попаданию cp>sу1них фрс1КД11й В "Japгу I a ВЫВСДу hX ООВ
>" естна с круп;1ь>ми фракциями и песка; >и.
«
I>liHcь Ваемай установке раствор, Выво—,->l->ый из па Tруока I 8,-1ерез запарн:3
>е>;;и рующий у.- ел 22 и нагнета>сщее
-с ройс-;н-> :>о,.: а:::арам подается
1 ид1>o> >а i: c "ра:i i - 0 и па 11 II ."Iас ." jiia ет к пат >-бк" ; 1идраклассидзи11атr«>а 10. цинковых огарков Огарок ." : смывам через загрузочную вара.->ку 1 - . пас.тупае- в царгу 4 дл"-. мелк -.: фракций аппарата 1 кипящего слоя. Так как сечение
ЭТОГО аППаРата ПО ВЫСОТЕ НЕРа.--.,::,O rPI то и скорость восходящего пот.->к= тоже неравномерна, что обусловливает. кла"сификацию и псевдоожи>кен>1ае "Остал.>-е полидисперсного цинкового огарка па фРаКЦИЯМ, а ЧМЕННО, В ЦаРГЕ >> — Ме.
КИЕ, В царГЕ б — СрЕдНИЕ II O r,.-:Orå
7 — крупные фракции. Эта привс>п>." таму что кр »пные фгa !":-I ;>--;:-,s:IОогарка вьг;елачиваются В раствор с эы сокой концентрацией серной кислоты, а средние и мелкие фракции соответСтВЕННО С бОЛЕЕ НИЗКОЙ КОНцЕНTpalraÅ×. что способствует более полном;> пере— воду ценных металлов из всех фракций огарка в раствор при минимальном переходе в раствор вредных минералов, ИЗ царги 4 аппарата > к:-..;.:-;.;1его слоя через патп" . и 1- .acтВар (c спея зия) 1 . > . « -Н 1ь>ми мине)«а ло-.".;3 И ,."Ких фрак vN ци -.К-..-ваго агар:> нераствc - - . -. —:,, неаено-с ся в чч-. н ;.« ; -я," I si>,; "о апп->а"«3
8 I"!4Ilpc (JI оси»>яка т>эре 1 L! проис > Од >т разделени=. слу-:айна попавш«х мел :.H». средних фракций огарка и раствора î-. и"="ка . и самь>х крупных фрак,.;ий цинковагс огарка, которые пад Воздействием гравитационных и центробежных сил падают Вниз. Раствор совместна с мелкими н средними фракц11ями через патрубки !2 и 17 подается в царгу 7 первого аппарата 1 кипящего слоя. В такай установке не требуется паддержанке соат. †.:ашен.:я Б:Т с ограничением, " к
Ъ.« на подлi > а > ся к;>ассификации и Выщелачиванию и «I > са;- 1ь>м одновременно участвует в окончательной нейтрализации суспензии (или растворителя,> до рН 4>.9-5,4 и гидролитическай ее очистке. >1ей>трализаванная суспензия через
10 патрубок "> В "араго аппарата 2 кипяще7 1075743 8 так как можно вести режим вывола круп- упомянутого гидроклассификатора. Приных фракций иэ первого аппарата 1 ки- чем> изменяя гидросопротивление упопящего слоя с практически любым соот- мянутых сообщенных отверстий, можно ношением, например, в пределах 10:1 изменять время циркуляции крупных и более, конкретное значение которого фракций через царгу 7 первого аппараустанавливают в зависимости от плот- та 1 кипящего слоя, что исключает ности крупных фракций или отсутствия - возможность циркуляции средних и мелвозможности забивания патрубка 9 при ких фракций через дополнительные апмаксимально расчетной по цинковому параты для повторного выщелачивания огарку нагрузке (производительности) ц крупных фракций полидисперсного матепервого аппарата 1 кипящего слоя. Это риала. объясняется новым свойством установки, а именно. — сколько бы раствора (сус- В данной установке значение рН пензии) с растворенными цветными ме" суспензии и псевдоожиженное состояние таллами не выводилось из царги 7 пер- 1g материалов в первом и втором. аппаравого аппарата кипящего слоя, практи- тах кипящего слоя может регулирочески все это количество возвращается ваться (как и в прототипе) за счет обратно в нее же, т.е. баланс между непрерывного изменения расхода расстоком и притоком в царгу 7 в данной творителя>поступающего в патрубок 8 установке при любых нагрузках по пере-gp царги 7. рабатываемому твердому материалу не нарушается. Очевидно, что это позво- В данной установке над патрубком ляет исключить корреляцию между вели- 5 дополнительного аппарата 3 кипящечиной восходящего потока в первом ап- го слоя установлен гидроклассификатор парате кипящего слоя и режимом вывода 25 10, сообщенный с последним через огкрупных фракций иэ него. Во-вторых, верстие в нижней его части, выполмелкие и средние фракции цинкового няющий одновременно и роль демпфера. огарка, выведенные совместно с круп- Это позволяет сглаживать колебания ными фракциями, возвращаются обратно расхода раствора через патрубок 8 в первый аппарат кипящего слоя I или gp царги 7 первого аппарата 1 кипящего циркулируют до полного их выщелачи- слоя при вынужденных изменениях, обусловленных перебоями в подаче расРазделенные в гидроклассификаторе . творителя в патрубок 8 дополнитель10 крупные фракции и пески через от- ного аппарата 3 кипящего слоя чт слоя, что верстие в его выходной стенке самоте- тоже направлено на сохранение псев
Р5 ие псевдоком поступают в дополнительный аппа- ожиженного состояния полидисперсного рат 3 кипящего слоя. материала в первом и втором аппаратах кипящего слоя. Отметим также
Здесь происходит дополнительное
Ф что если средние и мелкие фрак и онному составу H выщ елачива ие из аппарате 3 кипящего слоя, то из-за них цветных металлов в более высокоразличных скоростей восход erо поконцентрированном растворителе, чем дящ о потока по высоте последнего они о нов царге 7 первого аппарата 1 кипящего в еменн ед Они Одно" ного аппарата кипящего слоя установу ок в зоне верх;лен по уровню выше, чем патрубок 5 самым возв ены в ней стенки аппарата 3 и б т уду тем первого аппарата 1 кипящего слоя, то раствор после выщелачивания в дополнительном аппарате 3 самотеком. пасту- Так как а ги я ак как царги для мелких, средних атру ок в царгу 7 Пер- и крупных фракций первого аппарата щение отверстия на верхней стенке б оя имеют орму конусов
Э дополнительного аппарата 3 кипящего ольшимн основаниями об еннь ращ нных вверх, циркуляция любого количества раствослоя с отверстием для вывода крупных ров через патрубки на упомянутых царфракц и и песков из гидроклассифика- 5 гах, не приводит к изменению величитора 10 позволяет также снять огранины скорости псевдоожижения всех ф акчения на соотношение Ж:Т выводимой и ци полидисперсного материала а такпродукции с крупными фракциями после
Ф же исключает возможность вывода круп1075743
Редактор А.Письман Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман
Заказ 4149/3 Тираж 567 Подписное
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ных и средних фракций через боковые патрубки (5,18 и 19) для вывода растворов. Заметим также, что патрубок
2 дополнительного аппарата 3 кипящего слоя и патрубок 12 гидроклассификатора 10 расположены (смонтированы) выше относительно патрубка 5 первого аппарата 1 кипящего слоя таким обраsoM, чтобы установившийся перепад давления при этом был больше, чем возможное максимальное гидравлическое сопротивление первого аппарата
1 кипящего слоя.
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 матери10 ала, отсутствие отказов в работе установки за счет нарушения псевдоожиженного состояния средних и крупных фракций и т.д.) ее эксплуатации.