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Gosudarstvennyj Nautschno-Issledovatelskij i
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Proektnyj Institut po Obogaschtscheniju Rud Cvetnych Metallov "KAZMECHANOBR"
Alma-Ata/UdSSR VIBRATIONSZEMENTATOR ZUM AUSFÄLLEN VON METALLEN AUS WÄSSRIGEN LÖSUNGEN
Die vorliegende Erfindung betrifft Vibrationszementatoren zum Ausfällen von Metallen
aus wäßrigen Lösungen, die in der NE-Industrie in Prozessen der hydrometallurgischen
Extraktion von Nichteisenmetallen eingesetzt werden, beispiel.
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weise aus Lösungen nach der Auslaugung von an Nichteisenmetallen geringhaltigen
Erzen sowie aus abwässern von Metallindustriebetrieben und aus Schacht- und Grubenwassern.
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Besonders vorteilhaft kann die Erfindung zum Ausfällen von Kupfer
aus Lösungen durch Zementation an Eisenschrott (Metallspan, metallische Konservendosen
und andere Eisenabfälle) angewendet werden.
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Gegenwärtig finden zum Ausfällen von Metallen aus ihren weitgehend
wäßrigen Lösungen durch Zementation ZementierrinnenNV Ver wendung , in die Eisenschrott
eingebracht und Ausgangslö
sung geleitet wird.
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Die Zementierrinnen sind einfach in der Herstellu@ und haben niedrigen
Preis. Jedoch sind zur Aufstellung d@@ selben größere Produktionsflächen erforderlich,
und ihre Bedienung setzt beträchtlichen Aufwand an Handarbeit voraus.
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Außerdem ist das in diesen Rinnen gewonnene Zementkupfer durch Eisenschrottrückstände
verunreinigt und daher von niedriger Qualität, wobei sein Gehalt im Zementniederschlag
4 60% nicht übersteigt.
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Bekannt sind Einrichtungen zum Ausfällen von Metallen aus wäßrigen
Lösungen durch Zementation en Eisenschrott, die in Gestalt einer Wanne ausgeführt
sind, in der an Schwingen Gitterkörbe befestigt sind, die in regelmäßigen Zeitabständen
gerüttelt werden.
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Diese Einrichtungen nehmen im Vergleich zu den erwähnten Rinnen eine
geringere Produktionsfläche durch Vergrößerung der Höhe der Schicht des in der Lösung
befindlichen Eisenschrottes ein.
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Jedoch haben auch diese Einrichtungen niedrige spezifische Leistung,
erzeugen Zementkupfer niedriger Qualität, weshalb sich die kompliziertere Konstruktion
als ungerechtfertig zumal eine erweist, sie rhöhung der anahl der Bedienungskräfte
erfordert.
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In der letzten Zeit fanden Einrichtungen Anwendung, die einen Rahmen
mit einer an diesem befestigten Wanne darstelle@ in die Platten von Zementiermetall
getaucht sind, die an ein
Plattform starr befestigt sind, die mit
einem V@o@@ richteter Wirkung versehen ist.
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Das Anlegen der Vibrationsschwingungen metall läßt die Prozeßgeschwindigkeit
ums 10fache und @@hr steigern. Dies gewährleistet eine beträchtliche Verringerung
eine des Arbeitsvolumens des Apparates und Reduzierung der Prodt@-tionsflächen.
Diese Einrichtungen gewährleisten die Gewingung eines Zementniederschlags von einer
höheren Qualität.
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ens@hwent Jedoch das Vorhandensein von starr befestigten Platten,
die einer kontinuierlichen Auflösung ausgesetzt @@ die Bedienung des Apparates und
verleiht seiner Arbeit zyklischen Charakter, da Unterbrechungen zum Auswechse@ des
Zementiermetalls erforderlich sind.
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Auérdem besitzen diese Einrichtungen geringe Leistungsfähigkeit,
da die Anwendung von gerichteten Schwingungen aie Baumaße des Apparates auf geringe
Volumina der Arbeitszone beschränkt.
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Da nach dem hydrometallurgischen Verfahren immer gröSere Erzmengen
mit niedrigen Ketallgehalt verarbeitet werden, nimmt in der letzten Zeit die Menge
an Lösungen zu, aus Metalle auf maximal effektiven hochleistungsfähigen Einrichtungen
extrahiert werden müssen.
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Jedoch sind gegenwärtig solche Einrichtungen, die gleichzeitig hohe
Leistungsfähigkeit haben und hohe Qualität dr fertigen Produktion bei niedrigen
Selbstkosten und minimalem Aufwand an Handarbeit gewährleisten , nicht vorhaiiden.
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Außerdem sind Versuche zur Vervollkommung de bekannte Einrichtungen
auf eine Reihe Schwierigkeiten gesto@en. Eine der Hauptschwierigkeiten bestand darin,
daß das Anl@gen von Vibrationsschwingungen hoher Intensität an ein großes Volumen
der Arbeitszone unter gleichzeitiger Beseitigung der Übertragug der Schwingungen
auf den Rahmen der ganzen Einrichrung und deren Fundamente recht kompliziert ist.
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Eine weitere Schwierigkeit bestand darin, daß bei intensiver Prozeßführung
hohe galvanische Ströme entstehen, die vom Ausscheiden und Auflösen von Metallen
an unvorhergesehene Stellen der Einrichtung begleitet sind.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigrung der erwähnten
Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vibrationszementator
zum Ausfällen von Metallen aus ihren wäßrigen Lösungen mit einer solchen konstruktiven
Ausführung zu schaffen, die es gestatte t, Leistungsfähigkeit und Qualität des fertigen
Produktes sowie Betriebszuver lässigkeit und Bedienungskomfort zu erhöhen sowie
die Zahl der Bedienungskräfte zu vermindern.
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Diese Aufgabe wird bei einem Vibrationszementator zum Ausfällen von
Metallen aus ihren wäßrigen Lösungen der eine an einem Rahmen montierte Wanne enthält,
in der eine Vorrichtung zum Umrühren des aufzulösenden Zementoer mittels untergebracht
und die mit entsprechenden Stutzen zur
Zu- und Abführung der Lösung
sowie mit einem Ventil zum periodischen Austrag des Zementniedersthlag dadurch gelöst,
daß versehen ist, erfindungsgemäß/die Vorrichtung zum Umrühren des aufzulösenden
Zementiermittels in Gestalt einc£ perforierten Gehäuses ausgeführt ist, in dessen
Löchern retallkeramische Magnete befestigt sind, wobei deJ perforier te Gehäuse
mittels Dämpfern am Rahmen aufgehängt, mit einem Vibrator kinematisch verbunden
und mit einer ringförmigen Rinne mit einem Stutzen versehen ist, der mittels eines
bieg-amen Einsatzstückes mit einem in der Wannenwand befestigten Stutzen zur Entfernung
der verbrauchten Lösung in Verbindung steht; Die ausführung der Vorrichtung in Gestalt
eines perforierten Gehäuses, das mit einem Vibrator ausgestattet ist, gewährleistet
ein effektiveres Umrühren des Zementiermittels was die Leistungsfähigkeit des Apparates
erhöht.
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Die in den Löchern des perforierten Gehäuses vorhandeverhindern nen
metallkeramischen Magnete. das Gelangen eines Teiles des Zementiermittels in das
fertige Produkt und erhöhen die Qualität des Zementniederschlags.
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Die vorgeehene kinematische Verbindung des Gehäusesb mit dem Vibrator
und seine Aufhängung an Dämpfern erhöht die Betriebszuverlässigkeit des Apparates
durch Wahl des optimalsten Schwingungszustandes.
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einer Das Vorhandensein ringföraigen Rinne mit- einem Stutzen, der
mittels eines biegsamen Einsatzstückes mi';. dem wMantrotz nenstutzen in Verbindung
steht, ermöglicht es, Schwingungen des Gehäuses verbrauchte Lösung aus demselben
zu entfernen.
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Vorzugsweise wird der Vibrationszementator mit einer rinförmigen
Rinne mit einer Uberlaufschwelle versehen, dieim oberen Wannenabschnitt angeordnet
das perforierte Gehäuse an dessen Umfang umgibt und mit einem Stutzen zur Zuführung
der Ausgangslösung in Verbindung steht.
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Dies gewährleistet gleichmäßige erteilung der ankommenden Lösung
am gesamten Wannenumfang und gleichmäßiges Reagieren derselben im gesamten Volumen
des perforierten Gehäuses.
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Vorteilhaft wird das perforierte Gehäuse an dessen Aufhängungsstellen
an den Dämpfern mit Isolatoren versehen, die es von der spanne elektrisch isolieren.
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Das Vorhandensein der Isolatoren an den Aufhängungssteleine len gewährleistet
Unterbrechung der galvanischen Kette zwischen Gehäuse und Wanne, was eventuelle
elektrochemische Abscheidung des Metalls in den Löchern des perforierten Gehäuses
verhindert.
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Die Wanne kann mit einem Stutzen zur kontinuierlichen Entfernung
des Zementnitderschlags versehen und dieser über n dem Ventil zum periodischen Austrag
des Zementierderschlags angeordnet werden.
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Das Vorhandensein des erwähnten Stutzens gestattet es,
den
Zementniederschlag rechtzeitig aus der Wanne Zu dessen Ansammeln im perforierten
Gehäuse zu verhindern und eventuelle Verluste mit der verbrauchten Lösung zu vermindern
Außerdem gewährleistet dies bequeme Bedienung und ke@uzierung der Zahl der Bedienungskräfte.
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Zweckmäßigerweise werden die Vianne und das perforierte Gehäuse in
Gestalt von Halbkugeln ausgebildet aie konzentrisch eine in der anderen liegen.
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Dies erhöht die Funktionssicherheit des Apparates beim kontinuierlichen
Tag- und Nachtbetrieb während einer längeren Zeitperiode.
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Zur Erläuterung der erfindung ist nachstehend ein Ausführungsbe ispiel
des ibrationszementators unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen angeführt;
in den Zeichnungen zeigt teilweise mit Fig. 1 Vibrationszementator gebrochen Schnitt
in einer vertikalen Ebene; Fig. 2 Schnitt nach II-II in fig. 1.
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Der Vibrationszementtor zum Ausfällen von Metallen aus ihren wäßrigen
Lösungen besitzt einen Rahmen 1 (Fig. 1), an dem eine Wanne 2 montiert ist, in der
ein perforiertes Gehäuse 3 untergebracht ist. Die Wanne 2 ist mit einem Stutzen
4 zur Zufuhrung der Ausgangslösung, mit zwei Stufe zen 5 zur Entfernung der verbrauchten
Lösung aus dem perforierten Gehäuse 3 und mit einem in Bodenteil der Wanne 2 angebrachten
Ventil 6 zum Austrag des Zementniedersoblags versehen.
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Im oberen Abschnitt der Wanne 2 ist eine ringsförmige Rir-7 mit einer
Uberlaufschwelle 8 vorhanden, die mit dL Stutzen 4 zur Zuführung dor Ausgangslösung
zur Wanne 2 in Ver@@ung steht. Diese Rinne 7 umfaßt das perforierte Gehäuse 5 an
seir Umfang und ist zur gleichmäßigen verteilung der Lösung in gesamten Volumen
des Gehäuses 3 bestimmt.
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In den Löchern des perforterten Gehäuses 3 sind metallkeramische
Magneten 9 angebracht. Das Gehäuse 3 ist von der Wanne 2 durch Isolatoren 10 elektrisch
isoliert, die sich zwi schen dem Gehäuse 3 und Dämpfern 11 befinden, an denen das
perforierte Gehäuse 3 am Rahmen 1 aufgehängt ist.
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etwa Die Wanne g und das perforierte Gehäuse 3 sind in Gestalt von
Halbkugeln ausgebildet, die konzentrisch ineinander liegen.
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Das perforierte Gehäuse 3 ist mit einem Vibrator 12 kinematisch verbunden.
Die Wanne 2 ist mit einem Stutzen 13 (Fig. 2) zur kontinuierlichen Entfernung des
Zementniederschlags versehen, der tangential zur Wand der Wanne 2 über dem Bodenventil
6 zum periodischen Austrag des Zementniederschlags angeordnet ist. Das perforierte
Gehäuse 3 (Fig. 1) bsitzt eine ringförmige Rinne 14 mit einem Stutzen 15, der mittels
eines biegsamen Einsatzstückes 16 mit dem in der Wand dcr Wanne 2 befestigten Stutzen
5 zur Entfernung der verbrauchten Lösung in Verbindung gesetzt ist.
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Die biegsamen Einsatzstücke 16 aus elastischem Material verhindern
die Übertragung der Vibrationen vom perforierten Gehäuse 3 auf die Wanne 2. Am Rahmen
1 ist ein Elektromotor
17 angebracht, der die Arbeit des Vibrators
12 gewährleistet.
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Der ibrationszementator gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet
in folgender Weise.
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In das Gehäuse 3 wird das Zementiermetall (Schrett) a -gegeben. Die
Ausgangslösung wird über den Stutzen , der Ri@ 7 zugeleitet. Danach gelangt die
Lösung über die tDerlaufschwelle 8 gleichmäßig auf dem gesamten Umfang des Apparaten
in die Wanne 2. Dies verhindert das Aufschlämmen des Zementniederschlags und dessen
Austrag mit der verbrauchten Lösung.
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Dann wLrd der Elektromotor 17 eingeschaltet, und der Vibrator 12 bewirkt
ein Schwingen des perforierten Gehäuses 3. Dadurch, daß der Vibrator 12 in der zentralen
Achse des eine heomsphärischen perforierten Gehäuses 3 liegt, wird gleichmäßige
erteilung der Schwingungsintensität im gesamten Arbeitsvolumen erreicht, war zur
Erhöhung der spezifischen Leistung des Zementators führt.
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Die Lösung bewegt sich von unten nach oben und umspült hierbei das
Zementiermetall im perforierten Gehäuse 3. Hierbei erfolgt das Ausscheiden des zu
zementierenden Metalls, das unter der Einwirkung von Vibrationsschwingungen vom
Zementiermerall abgenommen und auf den Boden der Wanne 2 abße schieden wird. Die
verbrauchte Lösung wird aus dem perforicrten Gehäuse 3 in die ringförmige Rinne
14 und den Stutzen 15 kontinuierlich abgeführt, der über das biegsame Einsatzstück
16 aus elastischem Material mit dem Stutzen 5 verbunden ist, welcher in der Wand
der Wanne 2 befestigt ist. Die metallkeraeiner
Mischen Magneten
9 unterziehen Behandlung>die re@gierend <> Phasen und verhindern das Gelangen
von feineren Fraktionen v@ Zementiermetall (Eisen, Nickel) in den Zementniederschlag,
was die Qualität des fertigen Produktes erheblich verbessert.
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Prüfungen haben ergeben, daß bei einer spezifischen Leistung von
bis 150 Volumina von Ausgangslösung je Tag pro eine Einheit hrbeitsvolumen des perforierten
Gehäuses der Vibrationszementator das Ausfällen von Kupfer aus der Lösung durch
Zementation an Eisenschrott zu 96 bis 99°» bei einer Temperatur der Lösung von 40
bis 800C gewährleistet.
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Hierbei erreicht der Kupfergehalt im Zementniederschlag von 87 bis
90%.
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Das durch das Bodenventil periodisch ausgetragene Zementkupfer besitzt
eine Feuchtigkeit in der Größenordnung von 50% und erfordert keine weitere Verdickung.