DE2825336A1

DE2825336A1 - Two=stage hydrometallurgical process - where leaching and cementation is effected in vibrating reactor which feeds a flotation chamber

Info

Publication number: DE2825336A1
Application number: DE19782825336
Authority: DE
Inventors: Mohammed Dipl Ing Esna-Ashari; Reinhard Dipl Ing Dr Nissen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-06-09
Filing date: 1978-06-09
Publication date: 1979-12-20

Abstract

The plant includes a vibrating reactor used for the first process stage, and a stationary reactor for the second stage. The drain region of reactor is provided with a mixing chamber contg. mixing bodies, e.g. rubber balls and sepd. from reactor by a partition permeable for a liq. medium. Chamber has an inlet for reagents, and an outlet leading to reactor. Chamber is pref. filled between 5-80%, esp. 40-60% with the balls, which are pref. made of material inert to the reagents used in the process, esp. using an elastomer, i.e. rubber balls. Partition is pref. a removable overflow weir; reactor is pref. used for leaching and/or cementation, whereas reactor is used for flotation. A simple and inexpensive plant eliminates the need for a mechanical stirrer.

Description

Anlage zum Patentgesuch derAnnex to the patent application by

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Durchführung eines insbesondere hydrometallurgi schen Verfahrens in mindestens zwei Stufen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines insbesondere hydrometallurgischen Verfahrens in mindestens zwei Stufen, sowie ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Implementation device a particular hydrometallurgical process in at least two stages The invention relates to a device for carrying out a particularly hydrometallurgical Method in at least two stages, as well as a method for operating the device.

Es ist seit Jahrzehnten Stand der Technik, beispielsweise den hydrometallurgischen Aufschluß von metallhaltigem Feststoff in einer Folge von Prozeßschritten wie folgt ablaufen zu lassen; - Zerkleinern des Aufgabegutes durch Trocken- und/oder Naßmahlung, - Laugen unter Zugabe von Lösungsmitteln, - Zementieren des Metalls durch Ausfällung aus der Lösung unter Zugabe eines Zementationsmittels, - Flotieren des gewonnenen Zement-Metalles zur Scheidung von Metall, Trübstoffen und Laugeflüssigkeit, Es ist weiterhin bekannt, bei Durchführung dieser Prozeßschritte in hintereinandergeschalteten Reaktoren für den Laugungs- und/oder Fällungsprozeß ein schwingendes Reaktions- gefäß und beispielsweise fürQFlotationsprozeß ein ruhendes Reaktionsgefäß zu verwenden, gemäß DAS 26 02 849.For decades it has been the state of the art, for example, to allow the hydrometallurgical digestion of metal-containing solids to proceed in a sequence of process steps as follows; - Comminution of the feed material by dry and / or wet grinding, - alkalis with the addition of solvents, - cementing of the metal by precipitation from the solution with the addition of a cementing agent, - floating of the cement metal obtained to separate metal, turbid matter and caustic liquid, Es it is also known that when these process steps are carried out in series-connected reactors for the leaching and / or precipitation process, an oscillating reaction vessel and, for example, a stationary reaction vessel for the Q flotation process, in accordance with DAS 26 02 849.

Dabei werden beispielsweise Flotations-Zusätze zum Schwimmen oder Drücken der behandelten Gutsorten vorwiegend unmittelbar der Flotationszelle zugegeben.For example, flotation additives for swimming or Pressing the treated types of goods predominantly added directly to the flotation cell.

Als Nachteil wird jedoch dabei in Kauf genommen, daß innerhalb der Flotationszelle ein Konzentrationsgefälle entsteht.As a disadvantage, however, it is accepted that within the Flotation cell creates a concentration gradient.

Entsprechend ähnliche Verhältnisse gelten auch für die Zugabe von anderen Additivs, wie beispielsweise von Sedimentationshilfsmitteln1 pH-Regulativs und anderen.Correspondingly similar proportions also apply to the addition of other additives, such as sedimentation aids1 pH regulators and others.

Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, die Zugabe solcher Additivs in eigens zwischen den Reaktoren eingeschalteten Homogenisier- oder Rührwerksbehältern vorzunehmen, um eine völlig homogene Mischung aus Trübe und Additiv herbeizuführen.It has therefore already been proposed to add such an additive in homogenizing or agitator vessels that are placed between the reactors to create a completely homogeneous mixture of slurry and additive.

Diese in der Betriebspraxis vielfach angewandte und vom Ergebnis her bewährte Anordnung hat jedoch den Nachteil einer Vielzahl von notwendigen Behältern sowie der sie verbindenden Rohrleitungen, womit außer den Kosten für die entsprechende Investition auch der Aufwand zur Überwachung der Gesamtanlage um Jeweils mindestens einen Betriebspunkt erweitert wird.This is widely used in operational practice and its result However, the proven arrangement has the disadvantage of a large number of necessary containers as well as the pipelines connecting them, with which apart from the costs for the corresponding Investment also the effort to monitor the entire system by at least an operating point is extended.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannten Vorrichtungen zur Durchführung eines insbesondere hydrometallurgischen Verfahrens in mindestens zwei Stufen auf einfache und unkomplizierte Weise derart zu verbessern, daß bei Zuführung eines Mediums zwischen den Stufen die Nachteile ungleicher Konzentrationsverteilungen im ruhenden Reaktor überwunden werden, ohne daß zur Erreichung dieses Zieles eine aufwendige Einrichtung wie insbesondere ein Rührwerksbehälter nötig wäre.The object of the invention is the known devices to carry out a particularly hydrometallurgical process in at least two levels to simple and uncomplicated way to improve in such a way, that when a medium is supplied between the stages, the disadvantages of unequal concentration distributions be overcome in the dormant reactor without a complex equipment such as in particular an agitator tank would be necessary.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt dadurch, daß der in Schwingungen erregte Reaktor im Ablaufbereich eine Mischkörper enthaltende Mischkammer aufweist, welche vom Reaktionsraum durch eine für ein flüssiges Medium mindestens zum Teil durchlässige Wand getrennt ist, und daß die Mischkammer - in Strömungsrichtung gesehen - vorzugsweise im Einlaufbereich mindestens eine Einfüllöffnung und im Ablaufbereich mindestens eine Auslaßöffnung aufweist, wobei die Auslaßöffnung der Mischkammer mit dem ruhenden Behälter in Verbindung steht.The solution to this problem is achieved in that the vibrations excited reactor has a mixing chamber containing mixing bodies in the discharge area, which from the reaction space through a for a liquid medium at least partially permeable wall is separated, and that the mixing chamber - seen in the direction of flow - Preferably at least one filling opening in the inlet area and in the outlet area has at least one outlet opening, the outlet opening of the mixing chamber is in communication with the container at rest.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß ein zur Zugabe und Wirkung in dem ruhenden Reaktor der zweiten Stufe vorgesehenes Medium durch die intensive Rüttelbewegung des in Schwingungen erregten Reaktors, sowie durch die in der Mischkammer enthaltenen Mischkörper, welche - entsprechend der Kreisschwingung einer Schwingmühle - eine Sekundärrotation in der Mischkammer vollführen, eine höchst intensive Durchmischungsströmung erfährt, welche eine optimale Homogenisierung der Trübe mit den hinzugefügten Reagenzien bewirkt. Im Strom der ablaufenden Trübe mit dem Zusatzmittel ist damit die Konzentrationsverteilung absolut gleichmäßig.This device has the advantage that one for addition and effect in the dormant reactor of the second stage provided by the intensive medium Shaking movement of the vibrating reactor, as well as by the one in the mixing chamber contained mixing body, which - corresponding to the circular oscillation of a vibrating mill - perform a secondary rotation in the mixing chamber, a highly intensive mixing flow learns what an optimal homogenization of the pulp with the added Reagents causes. In the stream of the running off pulp with the additive is thus the concentration distribution is absolutely even.

In Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Mischkörperfüllung in der Mischkammer zwischen 5 96 und 80 5', vorzugsweise zwischen 40 96 und Ç0 96 beträgt.In an embodiment of the device it is provided that the mixed body filling in the mixing chamber between 5 96 and 80 5 ', preferably between 40 96 and Ç0 96 amounts to.

Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser vorzugsweisen Füllung zwischen 40 % und 60 % die MischungsÆualität optimal ist.It has been found that with this preferred filling between 40% and 60% the mix quality is optimal.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Mischkörper aus einem gegenüber Reagenzien des hydrometallurgischen Verfahrens inerten Material bestehen.In a further embodiment it is provided that the mixing body consists of a material inert to reagents of the hydrometallurgical process exist.

Dabei ist es von Vorteil, daß die Mischkörper auM einem Elastromer, vorzugsweise aus Gummi bestehen.It is advantageous that the mixing body is made of an elastomer, preferably made of rubber.

Hierdurch wird nämlich in zweckmäßiger Weise erreicht, daß diese Mischkörper sich praktisch nicht abnützen, auch nicht den Innenraum des Reaktors abrasiv beanspruchen, und den Reaktionsprozeß als solchen in keiner Weise beeinflussen.In this way it is achieved in an expedient manner that these mixing bodies practically do not wear out, and do not put abrasive stress on the interior of the reactor, and in no way affect the reaction process as such.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß die Trennwand eine vorzugsweise lösbar eingespannte, vorzugsweise ein Uberlaufwehr bildende Querwand ist.Furthermore, it is advantageous that the partition is preferably one is releasably clamped, preferably an overflow weir forming transverse wall.

Diese Maßnahme trägt in zweckmäßiger Weise dazu bei, in eine handelsübliche Schwingmühle ohne konstruktive Änderung, lediglich durch Einspannen eines die Trennwand bildenden Bicheswdie Mischkammer nach der Erfindung einzusetzen.This measure contributes in an expedient manner to a commercially available Vibrating mill without structural change, just by clamping one of the dividing wall forming Bichesw use the mixing chamber according to the invention.

Um dieses auf unkomplizierte Weise zu erreichen, ist weiterhin vorgesehen, daß die Trennwand vorzugsweise mit Gewinde ausgestattete Klemmelemente aufweist.In order to achieve this in an uncomplicated way, it is also provided that that the partition preferably has threaded clamping elements.

Schließlich kann die Trennwand auch durch ein mehrfach perforiertes, vorzugsweise durch ein Lochblech gebildet sein.Finally, the partition can also be provided with a multi-perforated, preferably be formed by a perforated plate.

Ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung, wobei ein Laugungs-und/oder Zementationsprozeß im schwingenden Reaktor und ein Flotationsprozeß im ruhenden Reaktor miteinander gekoppelt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß Flotationshilfsmittel und/oder Schäumer in der Mischkammer des schwingenden Reaktors zugesetzt werden.A method of operating the device, wherein a leaching and / or Cementation process in a vibrating reactor and a flotation process in a stationary one Reactors are coupled to one another, is characterized in that flotation aids and / or foaming agents are added in the mixing chamber of the oscillating reactor.

Dieses Verfahren hat, wie bereits erwähnt, den Vorteil, daß in der Flotationszelle Uberall gleiche Konzentrationen von Flotationshilfsmitteln und/oder Schäumer vorliegentund eine besondere Einrichtung zur Homogenisierung der Trübe mit den Flotationshilfsmitteln nicht erforderlich ist.As already mentioned, this method has the advantage that in the Flotation cell Everywhere the same concentrations of flotation aids and / or Foamer present and a special device for homogenizing the pulp with the flotation aids is not required.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben und dabei näher erläutert.In the following the invention is illustrated with reference to one in the drawing Embodiment described and in more detail explained.

Die Fig. zeigt in rein schematischer Darstellung und im Schnitt eine Vorrichtung zur Durchführung eines hydrometallurgischen Verfahrens. Diese besteht aus dem Schwingreaktor 1, welcher ein oberes, horizontal angeordnetes Rohr 2 und ein darunterliegendes ebenfalls horizontal angeordnetes Rohr 3 aufweist.The figure shows a purely schematic representation and in section Device for carrying out a hydrometallurgical process. This exists from the vibrating reactor 1, which is an upper, horizontally arranged tube 2 and has an underlying tube 3 which is also arranged horizontally.

Diese sind starr miteinander verbunden und werden durch den rein schematisch angedeuteten Schwingantrieb 4 in eine Kreisschwingung versetzt, welche beispielsweise einen Schwingkreis von 10 mm und eine Amplitude von 15 Hz aufweist. Das ganze System ist mit Hilfe einer vertikalen Federanordnung 5 schwingfähig gelagert. Das obere Rohr 2 des Schwingreaktors 1 weist eine Einfüllöffnung 6 zur Aufgabe von Einsatzgut und Laugungsmittel auf. Dabei wird das Einsatzgut aus dem Vorratsbehälter 7 mit Hilfe eines dosierend abziehenden Förderorganes 8 in gleichmäßigem Memgenstrom zugegeben, und das Laugungsmittel fließt aus dem Behälter 9 huber das regelbare Drosselventil 10 in ebenfalls geregelter Menge in das obere Rohr 2 ein. In diesem findet im wesentlichen ein Laugungsvorgang statt, wobei das Einsatzgut durch die Schwingungsbewegungen des Reaktors im Zusammenwirken mit dem Laugungsmittel einen mechanochemischen Aufschluß erfährt. In Durchsatzrichtung von Gut und Laugungsmittel, angedeutet durch den Pfeil 11, gelangt die Metallionen enthaltende Lösung an ein Überlaufwehr 12.These are rigidly connected to one another and are purely schematic through the indicated vibratory drive 4 in a circular oscillation, which for example has an oscillating circuit of 10 mm and an amplitude of 15 Hz. The whole system is mounted so that it can vibrate with the aid of a vertical spring arrangement 5. The top The tube 2 of the vibrating reactor 1 has a filling opening 6 for feeding charge material and leaching agents. In doing so, the material to be used is from the storage container 7 with With the help of a metering withdrawal conveyor 8 added in a uniform stream of meme, and the leaching agent flows out of the container 9 via the adjustable throttle valve 10 into the upper tube 2 in a regulated amount as well. In this takes place essentially a leaching process takes place, whereby the charge is caused by the vibratory movements of the reactor in cooperation with the leaching agent a mechanochemical digestion learns. In the direction of throughput of material and leaching agent, indicated by the arrow 11, arrives the solution containing metal ions to an overflow weir 12th

Dieses reguliert einerseits den Flüssigkeits- und Materialstand im oberen Rohr 2, und verhindert ein Übertreten nicht gelöster Feststoffteile in die Ablaufkammer 13. Diese ist mit einem Einlaufstutzen 14 versehen, durch welchen aus einem Vorratsbehälter 15 mittels eines dosierenden Förderorganes 16 der Lösung ein Fällmittel zugesetzt wird. Lösung und Fällmittel werden zusammen durch die Verbindung 17 in das untere Rohr 3 des Schwingreaktors 1 eingeleitet. Dort wird aus der Lösung Zementmetall ausgefällt und mit dem Trübe strom in Richtung des Pfeiles 18 zum ablaufseitigen Ende des unteren Rohres 3 gefördert. Dort befindet sich, von dem übrigen Raum des Reaktors 1 durch eine Querwand 19 getrennt, die Mischkammer 20.On the one hand, this regulates the liquid and material level in the upper tube 2, and prevents undissolved solids from entering the Drainage chamber 13. This is provided with an inlet connection 14 through which from a storage container 15 by means of a metering conveyor element 16 of the solution Precipitant is added. Solution and precipitant are brought together by the compound 17 introduced into the lower tube 3 of the oscillating reactor 1. That is where the solution becomes Cement metal precipitated and with the slurry stream in the direction of arrow 18 to the outlet side End of the lower tube 3 promoted. There is, from the rest of the room, the Reactor 1 separated by a transverse wall 19, the mixing chamber 20.

Diese Querwand 19 kann sowohl als Uberlaufwehr ausgebildet sein, es kann sich aber auch um ein an vielen Stellen für die Trübe durchlässiges Lochblech handeln.This transverse wall 19 can be designed as an overflow weir, it but it can also be a perforated plate that is permeable to the pulp in many places Act.

Diese Wand ist vorzugsweise von innen her auf Klemmelementen in das Rohr 3 eingespannt, was den Vorteil des unkomplizierten Einbaues ebenso wie die Vermeidung einer das Gefüge des Reaktormateriales beeinträchtigenden Schweißverbindung hat.This wall is preferably from the inside on clamping elements in the Tube 3 clamped, which has the advantage of uncomplicated installation as well as the Avoidance of a welded joint that would impair the structure of the reactor material Has.

Dies sind Jedoch rein konstruktive Möglichkeiten, die im Ermessen des Durchschnittsfachmannes liegen.However, these are purely constructive options at the discretion of the average person skilled in the art.

Die Mischkammer 20 enthält eine Füllung von Mischkörpern 21, welche im vorliegenden Beispiel Gummikugeln sind. Die Mischkammer weist eine Aufgabevorrichtung 22 auf, durch welche beispielsweise ein Flotationsmittel, angedeutet durch den Pfeil 23, der ablaufenden Trübe zugefügt wird. Weiterhin weist die Mischkammer 20 einen Auslaufstutzen 24 auf, durch welchen das gewonnene Gut, die Trübe mit dem Zementmetall sowie dem darin homogen verteilten Flotationsmittel gemeinsam durch die Leitung 25 in die Flotationszelle 26 der nachgeschalteten Flotationsstufe ausgetragen werden. Diese Flotationsstufe, welche als Flotationszelle lediglich schematisch angedeutet ist, kann für den Fachmann als bekannt vorausgesetzt werden und bedarf daher an dieser Stelle keiner weiteren Beschreibung.The mixing chamber 20 contains a filling of mixing bodies 21, which in the present example are rubber balls. The mixing chamber shows a feed device 22 through which, for example, a flotation agent, indicated by the arrow 23, which is added to the sludge running off. Furthermore has the mixing chamber 20 has an outlet nozzle 24 through which the recovered material, the sludge with the cement metal and the homogeneously distributed flotation agent together through the line 25 into the flotation cell 26 of the downstream flotation stage be carried out. This flotation stage, which is only used as a flotation cell is indicated schematically, can be assumed to be known to the person skilled in the art and therefore does not need any further description at this point.

Anstelle einer nachgeschalteten Flotationsstufe ist auch die Nachschaltung einer Entwässerungsstufe, bestehend beispielsweise aus Eindicker und Filtereinheit denkbar, wobei anstelle eines Flotationsmittels beispielsweise ein Sedimentationsmittel in die Mischkammer 20 eingegeben werden kann. Alle solche Additivs werden der in die Mischkammer 20 eintretenden Trübe durch die intensive Schwing- und Miachbewegung der Kammer selbst und der Mischkörper 21 intensiv und homogen zugemischt und verlassen die Mischkammer 20 am Auslauf 24 jeweils als völlig homogene Mischung, ohne daß die Nachschaltung einer Rohr oder Homogenisierzelle nötig wäre.Instead of a downstream flotation stage, there is also a downstream connection a dewatering stage, consisting for example of a thickener and filter unit conceivable, with a sedimentation agent, for example, instead of a flotation agent can be entered into the mixing chamber 20. All such additives are the in the turbidity entering the mixing chamber 20 due to the intense oscillating and agitating motion the chamber itself and the mixing body 21 are mixed in intensively and homogeneously and left the mixing chamber 20 at the outlet 24 in each case as a completely homogeneous mixture without the downstream connection of a pipe or homogenizing cell would be necessary.

Grundsätzlich eignet sich die Einrichtung für die Zumischung einer beliebigen Auswahl von festen, flüssigen oder sogar gasförmigen Medien zu einer beliebigen Trübe im Auslauf eines Schwingreaktors, wobei jeweils der Auslauf 24 der Mischkammer mit einem nachgeschalteten ruhenden Reaktor in Verbindung steht.In principle, the device is suitable for adding a any choice of solid, liquid or even gaseous media to one any desired pulp in the outlet of a vibrating reactor, the outlet 24 the mixing chamber is connected to a downstream dormant reactor.

Das gezeigte und beschriebene Beispiel ist lediglich als eine der möglichen Ausführungsformen einer Vorrichtung nach der Erfindung aufzufassen. Weitere konstruktive Ausgestaltungen, welche im Ermessen des Fachmannes liegen, fallen ebenfalls unter die Erfindung.The example shown and described is merely one of the to understand possible embodiments of a device according to the invention. Further Constructive configurations that are at the discretion of the person skilled in the art are also covered under the invention.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Device for carrying out a particular hydrometallurgical process in at least two stages, being for the first stage a vibrating reactor and a stationary reactor for the second stage it is intended that the in vibrations excited reactor has a mixing chamber containing mixing bodies in the discharge area, which from the reaction space through a for a liquid medium at least partially permeable wall is separated, and that the mixing chamber - seen in the direction of flow - Preferably at least one filling opening in the inlet area and in the outlet area has at least one outlet opening, the outlet opening of the mixing chamber is in communication with the container at rest.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mixing body filling in the mixing chamber between 5% and 80 5 ', preferably between 40% and 60%.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the mixing body is made of a reaction against reagents of the hydrometallurgical process inert material.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the mixing body made of an elastomer, preferably made of rubber.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the partition wall is a preferably releasably clamped, preferably an overflow weir forming transverse wall is.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the partition preferably has threaded clamping elements.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the partition is a multi-perforated, preferably perforated plate.

8. A method for operating the device according to any one of the claims 1 to 7, with a leaching and / or cementation process in the vibrating reactor and a flotation process in the dormant reactor are coupled to one another, thereby characterized in that flotation aids and / or frothers in the mixing chamber of the vibrating reactor are added.