Устройство для электрохимического выщелачивания благородных металлов из шламов и концентратов

Устройство для электрохимического выщелачивания благородных металлов из шламов и концентратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургий благородных металлов, в частности к конструкциям устройств для выщелачивания золота и платиноидов из шламов и концентратов электрохлоринацией. Устройство содержит корпус 1, катодную камеру 5 с катодом 2 и анодную камеру с нерастворимым анодом 3, лопастную мешалку 9, источник 7 питания и полунепроницаемую диафрагму 6, разделяющую анодную и катодную камеры. Устройство снабжено контактным манометром 8, электрически включенным в цепь источника 7 питания устройства. Анод 3 выполнен в виде цилиндра с винтовыми каналами 4 на внутренней цилиндрической поверхности и установлен в корпусе 1 без зазора, катодная камера 5 размещена внутри анода 3 концентрично его поверхности и выполнена с осевым вертикальным каналом 10, в нижней части которого установлена лопастная мешалка 9. Производительность устройства увеличивается в 1,5- 2,0 раза за счет увеличения анодного выхода по току в 2,0 - 2,5 раза. 1 ил., 1 табл.LOG/-ю.|s^ы00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4765609/02 (22) 04.12.89 (46) 15.02.92; Бюл. N. 6 (71) Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова (72) В.Г.Лобанов, Д.А,Ламберов, С,М,.Кричунов, E.Ã.Êðåìêî, С.А.Мастюгин, К,А,Плеханов, Л.Д.Шевелева и С,С.Корепанов (53) 669.21,3 (088.8) (56) Патент США No 4342592, кл. С 25 С 7(00, С 22 В 11/06. опублик.1979, Патент США ЬВ 3957603, кл. С 25 С 1/20, опублик. 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ШЛАМОВ И

КОНЦЕНТРАТОВ (57) Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к конструкциям устройств для выщелачивания эоЯ2 1712438 А1 (s>>s С 22 В 11/02, С 25 С 7/00 лота и платиноидов иэ шламов и концентратов электрохлоринацией. Устройство содержит корпус 1, катодную камеру 5 с катодом

2 и анодную камеру с нерастворимым анодом 3, лопастную мешалку 9, источник 7 питания и полунепроницаемую диафрагму

6, разделяющую анодную и катодную камеpbl, Устройство снабжено контактным манометром 8, электрически включенным в цепь источника 7 питания устройства. Анод 3 выполнен в виде цилиндра с винтовыми каналами 4 на внутренней цилиндрической поверхности и установлен в корпусе 1 без зазора, катодная камера 5 размещена внутри анода 3 концентрично его поверхности и выполнена с осевым вертикальным каналом

10, в нижней части которого установлена ф лопастная мешалка 9. Производительность устройства увеличивается в 1,5- 2,0 раза за счет увеличения анодного выхода по току в

2,0 — 2,5 раза. 1 ил., 1 табл.

1712438

40

55

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к устройствам для выщелачивания золота и платиноидов из шламов и концентратов электрохлоринацией.

Выщелачивание благородных металлов проводят преимущественно в агитаторах с механическим или пневмомеханическим перемешиванием. В частности, выщелачивание золота из руды и концентратов цианированием проводят в агитаторах с пневматическим аэролифтным перемешиванием. Окислителем в этоМ случае служит кислород воздуха, реактор открыт, Недостаток такого метода — большая продолжительность выщелачивания золота, превышающая

20- 25ч.

Известны устройства для выщелачивания золота под воздействием другого окислителя — хлора. Хлор при этом может подаваться из специальных источников, а реактор представляет собой цилиндрическую емкость с мешалкой и диспергатором хлора. Хлор может генерировать на аноде электролизера, При этом реактор, в котором происходит выщелачивание, и электролизер аппаратурно могут быть выполнены раздельно, или могут совмещаться в одном аппарате. В этих вариантах нет необходимости в специальных емкостях с хлором и доз ирующих элементах,,п редставл я ющих известную экологическую опасность. Установка, кроме того, значительно упрощается, возможно совмещение чистого химического процесса с участием хлора.и электрохими-. ческого окисления ценных компонентов сырья.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее корпус (анодный контейнер), катодный контейнер, частично образованный пористым материалом, нерастворимый анод. катод, мешалку и источник постоянного тока. В анодный контейнер загружают залотосодержащий материал и хлоридный электролит. При прохождении тока на аноде выделяется хлор, на катоде образуется едкий натр. Пористая перегородка не позволяет смешиваться продуктам электродных реакций.

Под действием диспергированного в анодном шламе хлора происходит выщелачивание золота, платиноидов и других цветных металлов, содержащихся в сырье.

Поскольку окисление металлов реализуется преимущественно под действием хлора, а,электрод (анод) служит для генерации последнего, то форма реактора, расположение электродов и мешалки не влияют на кинетику процесса. Эффективность использования тока (выход по току на аноде ценных компонентов) адекватна степени использования хлора. Даже при герметизации реактора или его анодной камеры обеспечить близкое к 1007ь использование хлора невозможно, поскольку он расходуется на взаимодействие с неблагородными металлами, что неизбежно во всех случаях. а также при избыточном его выделении по сравнению с количеством, расходуемым на выщелачивание, он выбрасывается из реактора, Если: генерация хлора недостаточна, то скорость процесса уменьшается в срав нении с оптимальной. 8 результате нестабильности. большинства параметров системы стабилизация выделения хлора на уровне, оптимальном для начала выщелачивания, неоправдана. /

Цель изобретения — повышение скорости и анодного выхода по току при выщелачивании благородных металлов из концентратов и шламов.

Поставленная цель достигается тем, что, анодная камера герметизирована и снабжена контактным манометром, коммутирую; щим цепь питания электролизера, а на внутренней, обращенной к катоду поверхности цилиндрического анода, совпадающего с вертикальными стенками корпуса, выполнены непрерывные винтообразные .канавки, в центре цилиндрической катодной камеры, центрично расположенной в корпусе, имеется вертикальный канал, в нижней части которого установлена турбинная мешалка, Устройство содержит корпус 1, выполненный из диэлектрика, кольцевой катод 2, кольцевой нерастворимый, к примеру графитовый анод 3 с вибрационными канавками 4, причем анод 3 совпадает с вертикальными стенками корпуса 1, цилиндрическую катодную камеру 5, центрично расположенную внутри корпуса и имеющую полупроницаемые стенки 6, а в центре— вертикальный канал 10, источник 7 постоянного тока, контактный манометр 8 и мешалку 9.

Устройство работает следующим обра,зом, 8 анодную камеру корпуса 1 загружают

: золотосодержащий материал и заливают солянокислый электролит. 8 катодную камеру

5 заливают раствор щелочи или соли. В качестве полупроницаемой перегородки 6 целесообразно использовать в этом случае ионообменную мембрану, Анодную камеру или реактор в целом герметизируют, включают источник 7 тока и привод мешалки 9.

Вращение мешалки должно обеспечивать циркуляцию пульпы по центральному каналу 10 вниз и вдоль анода 3 по винтообраз. 1712438 в молекулярной форме. Поскольку выщелачивание благородных металлов протекает в . диффузионном. режиме, то для интенсификации окислительного растворения целесообразно сочетать перемешивание пульпы и 45 максимально возможный контакт частиц сырья с атомарным хлором, что реализуется у поверхности анода.

Частицы выщелачиваемого металла вместе с потоком пульпы турбинной мешалкой прокачиваются через центральное отверстие и во вращательном движейии отбрасываются к поверхности анода. Поскольку в центральной части реактора (центральном.канале} создается разрежение, на периферии вдоль вертикальных стенок реактора (поверхности анод) возникает восходящий поток. Сочетание вращательного движения и поступательного вверх приводит к движению частиц по винтообразным . ным канавкам 4 вверх. Под действием выделяющегося на аноде 3 хлора и при непосредственном контакте твердых частиц с анодом происходит окислительное выщепачивание сырья. На катоде 2 выделяется водород.

Плотность тока на анонсе — достаточно большая (1000 — 1500 А/м ), чтобы уже в начале процесса насытить пульпу хлором.

Избыток.его выделяется в газовую фазу реактора. Давление повышается, что фиксируетсяя конта ктн ы м ман омет ром 8. При достижении заранее заданного избыточного давления (0,1,— 0,05 атм) в реакторе контакты манометра непосредственно или через силовое реле размыкают цепь питания электролизера. Хлор на аноде перестает выделяться. По мере расхода его избытка на взаимодействие с компонентами сырья давление падает, Как только давление достигает нижнего заданного значения, коммутирующие контакты вновь замыкаются.

Генерация хлора возобновляется. Такимобразом, хлора выделяется ровно столько, сколько расходуется на выщелачивание. Соответственно этому расходуется и ток.

Анодный выход по току в результате возрастает, Установлено, что материал, находящийся в приэлектродном слое, даже не контактирует с анодом, выщелачивается хлором интенсивнее, чем в объеме пульпы. Это связано с повЫшенной окислительной активностью атомарного хлора, существующего очень непродолжительное время, только в непосредственной близости к аноду, где он образуется. Уже через тысячные доли секунды на расстоянии 10 — 10 см от поверхности анода атомы хлора рекомбинируют и в дальнейшем в электролите хлор находится

40 каналам вверх(винтовое направление кана-, вок должно быть соответствующее). Наличие канавок обусловливает сопротивление движению частиц вверх, уменьшает вертикальную скорость и увеличивает время контакта частиц с поверхностью анода и атомарным хлором.

Пример. Корпус реактора выполнен иэ винипласта имеет диаметр 20 см и высоту

10 см, Вдоль образующихся стенок реактора изнутри укреплен анод — графитовое кольцо толщиной 15 мм, снабженное винтообразными канавками в соответствии с чертежом. В корпусе центрично укреплена цилиндрическая катодная камера диаметром 12 см, образующая стенка которой выполнена из катионообменной мембраны. B. центре катодной камеры имеется канал диаметром 2 см, через который проходит вап мешалки. Турбина мешалки установлена, в нижней части электролизера. Скорость ее вращения 800 об/мин. Ввод вала мешалки в крышке уплотнен сальниковым устройством. Корпус устройства герметично закрываетсяя кр ы ш кой. Катод из г ото вле н из нержавеющей стали. Питание электролизера осуществляется выпрямителем ВСА — 5К.

Анодная камера соединена силиконовой трубкой с мембранным манометром "Сапфир — 22". Репейный преобразователь манометра коммутирует цепь питания электролизера.

В электролизер загружают 300 г золотосодержащего шлама(1800 г/т Au) и 1,5 и солянокислого электролита. В катодную камеру заливают раствор хлористого натрия. После герметизации реактора включают привод мешалки и г1итание электролизера; Силу тока стабилизируют на уоовне 7,5 А. Выщелачивание проводят в течение 3 - 4 ч. После этого анализируют остаточное содержание золота в твердом остатке и с учетом исходного содержания и навески материала рассчитывают скорость выщелачивания (г/ч).

Кроме того, с учетом зафиксированного ðàñхода электричества и количества растворившегося золота рассчитывают анодный выход по току.

В опытах применяли аноды с разной глубиной канавок. Проведены также опыты в устройстве, соответствующем прототипу.

Электролизер в этом случае лишен системы управления током в зависимости от давления хлора. Анод, кроме того. — гладкий, без каналов.

Результаты опытов на выщелачивание (1 ч) приведены s таблице.

Невысокий выход по току, характерный для всех опытов и особенно для прототипа связан с протеканием наряду с растворени1712438

Глубина канавок, ми

Прототип

Показатель

0 !, 5 10

0,28

18 скорость, г/ч 0,35 0,49 0,53 0,55

Выход по току, 31 41 47 44

Редактор Л,Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 613 Тираж Подписное

8НИИПИ Госуд.арствен ого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ем золота побочных процессов: растворением некоторых сульфидных минералов и других компонентов, Как следует из результатов в оптимальных условиях в предлагаемом устройстве 5 скорость растворения золота в 1,5-.2,0 раза. а выход по току в 2 — 2 5 раза выше, чем в известном случае.

Скорость выщелачивания при цианировании в агитаторах с пневматическим пере- 10 мешиванием в адекватных условиях не превышает 0,17 г/ч.

Формула изобретения

Устройство для электрохимического вы- 15 щелачивания благородных металлов из шламов и концентратов, содержащее корпус, катодную камеру с катодом и анодную камеру с нерастворимым анодом, лопастную мешалку, источник питания и полупроницаемую диафрагму, разделяющую анодную и катодную камеры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности эа счет увеличения анодно,го выхода по току, оно снабжено контактным манометром. электрически включенным в цепь источника питания, анод выполнен в виде цилиндра с винтовыми канавками на внутренней цилиндрической поверхности и установлен в корпусе без зазора, а катодная камера установлена внутри анода концентрично его поверхности.и выполнена с осевым вертикальным каналом, в нижней части которого установлена лопастная мешалка.