EA024374B1 - Способ и устройство для гомогенизации и стабилизации железосодержащего остатка - Google Patents

Способ и устройство для гомогенизации и стабилизации железосодержащего остатка Download PDF

Info

Publication number
EA024374B1
EA024374B1 EA201291251A EA201291251A EA024374B1 EA 024374 B1 EA024374 B1 EA 024374B1 EA 201291251 A EA201291251 A EA 201291251A EA 201291251 A EA201291251 A EA 201291251A EA 024374 B1 EA024374 B1 EA 024374B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reactor
mixer
residue
diameter
stabilization
Prior art date
Application number
EA201291251A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201291251A1 (ru
Inventor
Лена Лехтинен
Марко Лахтинен
Брор Нюман
Тимо Хаакана
Яри Тиихонен
Original Assignee
Ототек Оюй
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ототек Оюй filed Critical Ототек Оюй
Publication of EA201291251A1 publication Critical patent/EA201291251A1/ru
Publication of EA024374B1 publication Critical patent/EA024374B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B01F27/921—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with helices centrally mounted in the receptacle
    • B01F27/9213—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with helices centrally mounted in the receptacle the helices having a diameter only slightly less than the diameter of the receptacle
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/09—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle
    • B01F27/092—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle occupying substantially the whole interior space of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1145—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis
    • B01F27/11451—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis forming open frameworks or cages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/191—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with similar elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B01F27/921—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with helices centrally mounted in the receptacle
    • B01F27/9212—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with helices centrally mounted in the receptacle with conical helices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006—Wet processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C22B19/22—Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Способ и устройство преобразования железосодержащего остатка, образовавшегося в гидрометаллургическом процессе, включающего небольшое количество растворимых тяжелых металлов, в стабильную форму с помощью нейтрализующего агента. Остаток отмучивают и отмученный остаток подают по меньшей мере в один реактор (3) стабилизации или гомогенизации, в который также направляют нейтрализующий агент, и осуществляют однородное перемешивание остатка и нейтрализующего агента с помощью спиральной мешалки (8), причем отношение диаметра мешалки к диаметру реактора составляет 0,75-0,99.

Description

(57) Способ и устройство преобразования железосодержащего остатка, образовавшегося в гидрометаллургическом процессе, включающего небольшое количество растворимых тяжелых металлов, в стабильную форму с помощью нейтрализующего агента. Остаток отмучивают и отмученный остаток подают по меньшей мере в один реактор (3) стабилизации или гомогенизации, в который также направляют нейтрализующий агент, и осуществляют однородное перемешивание остатка и нейтрализующего агента с помощью спиральной мешалки (8), причем отношение диаметра мешалки к диаметру реактора составляет 0,75-0,99.
024374 Β1
Область техники
Изобретение относится к способу и устройству преобразования железосодержащего остатка, образовавшегося в гидрометаллургическом процессе, включающего небольшое количество растворимых тяжелых металлов, в стабильную форму с помощью нейтрализующего агента. Остаток отмучивают и отмученный остаток подают по меньшей мере в один реактор стабилизации и гомогенизации, в который также направляют нейтрализующий агент. Однородное перемешивание остатка и нейтрализующего агента осуществляют с помощью спиральной мешалки, причем отношение диаметра мешалки к диаметру реактора составляет 0,75-0,99.
Уровень техники
Твердые отходы гидрометаллургических процессов, такие как различные виды железистых осадков и остатки от выщелачивания, обычно содержат небольшое количество растворимых тяжелых металлов, таких как цинк, кадмий, кобальт, никель, мышьяк и сурьма. Эти виды отходов требуют предварительной обработки, при которой их стабилизируют перед хранением в месте сброса отходов, чтобы тяжелые металлы не растворялись из отходов. Известные способы предварительной обработки, осуществляемые либо по отдельности, либо совместно, включают, например, промывку отходов, нейтрализацию и осаждение металлов в виде гидроксидов, осаждение металлов в виде сульфидов, изоляцию места сброса отходов от грунтовых вод и связывание растворимых соединений, например, с помощью цемента, фосфата или извести.
Сульфидное осаждение является одним из эффективных способов связывания тяжелых металлов, но дополнительные расходы, которые влечет за собой способ, а также большое количество воды, мигрирующей к месту сброса отходов могут рассматриваться как недостатки этого способа. Из-за большого количества вовлекаемой воды, необходимо обеспечивать многослойные стенки и систему водосбора в месте сброса отходов для предотвращения утечки воды из места сброса в грунтовые воды.
Процесс производства цинка является одним из типичных процессов, при котором образуются железосодержащие отходы. Процесс производства из сульфидного цинкового концентрата, в соответствии с одним из подходов, включает обжиг концентрата, выщелачивание продукта обжига, т.е. полученного оксида цинка, где оксид цинка выщелачивают раствором, содержащим серную кислоту, с получением раствора сульфата цинка при так называемом нейтральном выщелачивании. Раствор сульфата цинка обычно направляют, через стадию очистки раствора, на электролитическое извлечение. Нерастворимый остаток от нейтрального выщелачивания состоит из феррита цинка и серы, полученных при обжиге, и остаток обрабатывают на стадии выщелачивания сильной кислотой для выщелачивания феррита, чтобы обеспечить извлечение связанного с ним цинка. Железо осаждают в виде ярозита, гетита и гематита, чаще всего в виде ярозита. Часто остаток подвергают флотации для отделения серы от осажденного железа. Сульфидный цинковый концентрат также можно направлять, например, на стадию выщелачивания сильной кислотой, минуя стадию обжига, или весь процесс выщелачивания концентрата можно выполнять без обжига, и тогда образующийся отработанный остаток содержит как железо, так и серу из концентрата.
Утилизацию железистого остатка, образующегося в процессе выщелачивания концентрата цинка и других равноценных металлов следует проводить с обеспечением насколько возможно низкой растворимости конечного остатка или отходов, чтобы какое-либо небольшое количество тяжелых металлов, которое может присутствовать в этом остатке, не вызывало проблем. Гематит обладает очень низкой растворимостью, но его получение обычно требует условий автоклава, что увеличивает стоимость процесса.
Были предприняты попытки решения проблемы хранения железистого остатка, например, как представлено в СА 1079496 и Ек С. 'Чатокйе 1гса1тсп1 апй Й18ро8а1 Ьу ТагосЬаих' ргосекк Ιηΐ. §утро8шт оп 1гоп Соп1го1 ίη Нуйтоте1а11шду, Оск 19-22, 1986, Тогойо, Рай. VII, радек 719-729, где описан процесс .ТагосЬаих. В соответствии с этим способом железистый остаток, который может представлять собой ярозит или другие возможные соединения железа, смешивают с соединением кальция. Соединение кальция может представлять собой, например, негашеную известь, гашеную известь или известковое молоко. В результате физико-химических реакций получают сферические образования диаметром 1-20 см. Сульфат в железистом остатке вступает в реакцию с кальцием и образует гипс, который, в свою очередь, образует каркас внутри образования ярозита и оболочку вокруг образования. Способ состоит из следующих стадий: первая стадия представляет собой фильтрацию, за которое следует отмучивание до содержания твердых веществ приблизительно 50 г/л, после этого проводят сгущение и фильтрацию нижнего потока сгустителя (содержание твердых веществ приблизительно 200 г/л), сушку воздухом остатка на фильтре, после которой влагосодержание составляет приблизительно 35%. С фильтра остаток направляют с помощью ленточного конвейера в шнековый смеситель, в который также подают известковую пыль. Когда железистый остаток представляет собой в основном ярозит, количество добавляемой извести (СаО) составляет 6-16% от количества сухих твердых веществ отработанного остатка. Когда отработанный остаток представляет собой гетит, требуемое количество извести меньше. В соответствии с примерами, приведенными в патентной публикации, реактор для смешивания остатка и извести представляет собой реактор в форме лотка, снабженный двумя лопастными мешалками, вращающимися противоположно друг другу.
- 1 024374
В соответствии со способом, описанным в ΙΤ 1290886, содержащие тяжелые металлы отходы стабилизируют путем добавления гидроксида кальция, ортофосфорной кислоты или ее солей в отходы в виде водного раствора, и при необходимости, воды, чтобы получить пастообразную массу однородной консистенции. Недостаток этого способа состоит в том, что отходы необходимо высушить перед хранением в месте сброса отходов.
Нейтрализация известью подходит почти для всех видов отходов, и даже старые места для сброса отходов можно обрабатывать добавлением извести. Однако способ имеет недостаток в том, что образующиеся отходы не имеют однородного качества. В результате неоднородной нейтрализации, часть материала не подвергается нейтрализации и в части материала рН может возрасти настолько высоко, что это приведет к разложению ярозита.
Еще одним способом, предназначенным для утилизации железистого остатка, в особенности ярозита, является процесс 1атойх, который описан, например, в 8еуег 8. с1 а1. .Тагойх: Аббгеккшд Ιτοη Όίφοδαί ίη (Не Ζίηε ΙηύιΐδίΓγ. ίΘΜ, НесетЬег 2001, радек 32-35. В начальной части способ подобен процессу ЕиосНаих, описанному выше, т.е. остаток ярозита отмучивают, сгущают и известь смешивают с остатком, но после этого к остатку дополнительно добавляют цемент для связывания остатка. Цемент обеспечивает длительную физическую и химическую стабилизацию железистого остатка. Конечно, применение цемента в качестве связующего вещества хорошо стабилизирует ярозит, но также приводит к существенному увеличению стоимости способа.
В ΡΙ 84787 описан смесительный реактор и мешалка, установленная в нем, и аппарат предназначен для перемешивания двух жидкостей или жидкости и твердого вещества и одновременного отделения жидкости либо от другой жидкости, либо от твердого вещества. Аппарат представляет собой трехсекционный реактор, верхняя секция которого имеет цилиндрическую форму, секция, расположенная ниже, имеет коническую форму, а самая нижняя секция представляет собой трубчатую коллекторную часть. На краях реактора расположены перегородки. Мешалка состоит из двух трубчатых змеевиков, окружающих вал, и защитного конуса, закрепленного в нижней части мешалки, который предназначен для предотвращения поступления потока в реакционную зону и засасывания капель жидкости вверх. Диаметр мешалки составляет 0,5-0,75 от диаметра реактора, и это означает, что на практике зона перемешивания составляет только половину объема реактора. Мешалка также проходит в коническую секцию реактора и расстояние от трубчатых змеевиков до вала мешалки соответственно снижается так, что отношение диаметра мешалки к диаметру реактора остается на прежнем уровне. Реактор и мешалка предназначены для перемешивания либо двух жидкостей, либо жидкости и твердого вещества, и из описание оборудования понятно, что содержание твердого вещества в какой-либо суспензии, которая может быть получена, не очень высоко. Перемешивание в нижней секции смесителя менее интенсивное, так что фазы разделяются после реакций, протекающих в ходе перемешивания. Назначением нижней секции реактора является предотвращения миграции твердого вещества в верхнюю секцию реактора.
Целью настоящего изобретения является устранение недостатков вышеописанных способов и обеспечение способа и устройства, позволяющих получить из железистого остатка пастообразную массу отходов однородного качества с очень высоким содержанием твердых веществ, которую легко хранить, с помощью нейтрализующего агента. Если в отходах не содержится вредных соединений, их можно использовать в качестве улучшителей почвы. После обработки, гомогенную пастообразную массу отходов транспортируют непосредственно к месту сброса отходов, где она затвердевает с образованием твердой массы без выделения раствора из массы на месте. В соответствии со способом, дополнительное преимущество стабилизированного материала состоит в том, что поверхность контакта дождевой воды и стабилизированной пастообразной массы отходов значительно меньше, чем в случае порошкообразных или пылевидных отходов.
Краткое описание изобретения
Изобретение относится к способу преобразования железосодержащего остатка, образовавшегося в гидрометаллургическом процессе, включающего небольшое количество тяжелых металлов, в стабильную форму с помощью нейтрализующего агента, в котором сначала осуществляют отмучивание остатка. Отмученный остаток подают по меньшей мере в один реактор для стабилизации или гомогенизации, в который также направляют нейтрализующий агент, и осуществляют однородное перемешивание остатка и нейтрализующего агента с помощью спиральной мешалки, причем отношение диаметра мешалки к диаметру реактора составляет 0,75-0,99.
В соответствии с одним из воплощений изобретения нейтрализующий агент подают в реактор для стабилизации в порошкообразной форме.
В соответствии с другим воплощением изобретения нейтрализующий агент подают в реактор для стабилизации в форме суспензии.
Обычно в способе в соответствии с изобретением нейтрализующий агент является соединением кальция и/или магния.
Изобретение также относится к устройству для преобразования железосодержащего остатка, образовавшегося в гидрометаллургическом процессе, включающего небольшое количество тяжелых металлов, в стабильную форму с помощью нейтрализующего агента, где сначала осуществляют отмучивание
- 2 024374 остатка в реакторе отмучивания. Отмученный остаток подают по меньшей мере в один реактор стабилизации или гомогенизации, верхняя секция которого имеет цилиндрическую форму, а нижняя секция имеет форму сужающегося книзу конуса, и остаток и нейтрализующий агент подают в верхнюю секцию реактора, а гомогенную пастообразную массу извлекают из нижней секции реактора; реактор снабжен мешалкой, содержащей по меньшей мере два спиральных стержня, выполненных с возможностью вращения вокруг вала, закрепленных на валу с помощью кронштейнов и размещенных симметрично друг относительно друга, причем отношение диаметр мешалки к диаметру реактора составляет 0,75-0,99.
В соответствии с одним воплощением изобретения мешалка выполнена из двух секций, где верхняя секция, в которой расстояние от спиральных стержней до вала является одинаковым по всей высоте секции мешалки, расположена в цилиндрической секции реактора, а нижняя секция, в которой расстояние от спиральных стержней до вала уменьшается конусообразно к низу мешалки, расположена в сужающейся книзу конусообразной секции реактора.
В соответствии с одним воплощением изобретения число кронштейнов, удерживающих спиральные стержни на различных уровнях высоты, составляет 4-8. Обычно кронштейны мешалки расположены под углом 0-65° относительно горизонтали, в зависимости от местоположения кронштейнов в мешалке или секции мешалки.
Когда мешалка в соответствии с изобретением выполнена из двух секций, спиральные стержни верхней и нижней секций мешалки предпочтительно смещены друг относительно друга.
Обычно в устройстве по изобретению спиральные стержни реактора проходят вокруг вала на 0,5-2 оборота и угловой шаг спиральных стержней составляет 15-45° относительно горизонтали, предпочтительно 25-35°.
В соответствии с одним воплощением изобретения отношение диаметра мешалки к диаметру реактора составляет 0,85-0,95.
В соответствии с одним исполнением устройства по изобретению направляющие пластины, направленные наклонно внутрь от края реактора, размещены в верхней секции реактора нейтрализации, чтобы направлять поток суспензии, и они проходят внутрь на расстояние, которое составляет 3-8% от диаметра реактора.
Перечень чертежей
На фиг. 1 представлена технологическая схема способа, и на фиг. 2 представлено вертикальное сечение реактора с перемешиванием и мешалки согласно изобретению.
Подробное описание изобретения
Изобретение относится к способу и устройству для нейтрализации и стабилизации отработанного остатка, содержащего железо и небольшое количество тяжелых металлов. В соответствии с изобретением стабилизацию осуществляют посредством способа, в котором отработанный остаток стабилизируют с получением гомогенной пастообразной массы отходов так, что вся полученная масса имеет однородный размер и содержит не только каркас, но и оболочку из извести. Отработанный остаток может содержать, помимо ярозитового железистого остатка, например, содержащий серу остаток, образовавшийся при прямом выщелачивании цинка. Помимо ярозита, железистый остаток также может быть сформирован из других соединений железа, таких как гетит или гидроксиды. Железосодержащий отработанный остаток также может иметь свое происхождение из других процессов, отличных от производства цинка, хотя было обнаружено что он особенно подходит для данного способа. Поскольку пастообразная масса отходов не содержит каких-либо вредных соединений, она может быть использована, например, в качестве улучшителя почвы.
Термины реактор нейтрализации и реактор стабилизации, используемые в тексте описания, подразумевают один и тот же реактор и, подобным образом, термины нейтрализующий агент и стабилизирующий агент относятся к одному и тому же веществу.
Упрощенная технологическая схема способа представлена на фиг. 1. На первой стадии способа фильтрационный осадок отработанного остатка 1 отмучивают в реакторе 2 отмучивания с получением гомогенной суспензии. В зависимости от влагосодержания остатка отмучивание можно выполнять в воде, содержащейся в фильтруемом остатке, или путем добавления дополнительного количества воды. Отмученный остаток подают, например, с помощью шлангового насоса, в реактор 3 стабилизации или гомогенизации, в котором осуществляют нейтрализацию с использованием подходящего нейтрализующего или стабилизирующего агента 4, например, подходящего соединения кальция и/или магния. Стабилизирующий агент зависит от состава обрабатываемых отходов. Стабилизирующий агент можно подавать либо в сухом виде, либо в виде водной суспензии, и его предпочтительно подают внутрь суспензии. Помимо сухого стабилизирующего агента, также в реактор можно подавать воду, если требуется. Может быть обеспечен один или несколько реакторов стабилизации. Стабилизированную и гомогенную пастообразную массу 6 отходов извлекают из нижней секции реактора с использованием, например, шлангового насоса.
На первой стадии способа по изобретению остаток, поступающий с фильтра, отмучивают в реакторе 2 отмучивания с получением гомогенной смеси. На этой стадии не добавляют стабилизирующего
- 3 024374 агента. Таким образом обеспечивают то, что стабилизируемый отработанный остаток всегда имеет однородное качество перед приведением его в контакт со стабилизирующим агентом. По этой причине, реакции между отработанным остатком и стабилизирующими химическими веществами в реакторе стабилизации протекают контролируемым образом. Способ по изобретению позволяет устранить недостатки вышеописанных способов, такие как колебание рН, вызываемое неравномерной нейтрализацией. Слишком высокое значение рН может приводить к разложению стабилизируемого материала, например, ярозита.
Контролируемые реакции стабилизации приводят к получению гомогенной пастообразной массы отходов, которую перемещают непосредственно к месту сброса отходов, где она затвердевает с образованием твердой массы, без выделения раствора из массы в месте отходов. В вышеописанных способах плохо контролируемые реакции приводят к образованию неоднородных фрагментов, которые могут иметь диаметр до 20 см, но, с другой стороны, и к образованию пылевидного материала. Согласно способу, дополнительное преимущество стабилизированного, гомогенного материала состоит в обеспечении значительно меньшей поверхности контакта между дождевой водой и стабилизированными отходами, по сравнению с порошкообразными или пылевидными отходами.
Как представлено на фиг. 2 более подробно, верхняя секция 5 реактора 3 стабилизации предпочтительно выполнена в виде вертикального цилиндра, а нижняя секция 6 выполнена в виде сужающегося к низу конуса. Угол конуса предпочтительно составляет 45-75°. Суспензию, предназначенную для стабилизации, подают в верхнюю секцию реактора, где предпочтительно размещены направляющие пластины 7 для направления потока к центру. Пластины проходят от края реактора наклонно внутрь на расстояние, которое составляет приблизительно 3-8% от диаметра реактора. Нейтрализованную и стабилизированную пастообразную массу отходов извлекают со дна конической нижней секции либо под действием силы тяжести, либо принудительно. Реактор нейтрализации снабжен мешалкой 8, которая в воплощении, представленном на фиг. 2, выполнена из двух секций, верхней секции 9 перемешивания и нижней секции 10 перемешивания. Обе секции мешалки прикреплены к одному вертикальному валу 11. В соответствии со второй альтернативой, мешалка выполнена как единое целое.
(Обе) секции мешалки содержат по меньшей мере два спиральных стержня 12 и 13, охватывающих вал и закрепленных на нем. Спиральные стержни размещены симметрично относительно друг друга, так что расстояние от вала одинаковое на одной высоте. Угол шага спиральных стержней составляет 15-45° относительно горизонтали, предпочтительно 25-35°. Спиральные стержни закреплены на валу 11 с помощью кронштейнов 14, которые расположены на 2-6 различных уровнях высоты в каждой секции мешалки, в зависимости от высоты секции мешалки. В частности, количество кронштейнов в верхней секции приблизительно составляет 3-6. Когда мешалка является односекционной, кронштейны расположены на 4-8 различных уровнях высоты. В каждой секции мешалки кронштейны расположены под углом 065° относительно горизонтали, в зависимости от местоположения кронштейна в мешалке. Кронштейны действуют не только как удерживающие элементы для спиральных стержней, но и как смесительные элементы в центральной секции реактора, и они способствуют достижению гомогенного перемешивания.
В верхней секции мешалки расстояние от спиральных стержней до вала одинаковое по всей секции мешалки, а в нижней секции мешалки расстояние от спиральных стержней до вала конусообразно уменьшается к низу мешалки. Мешалка 8 размещена в реакторе 3 так, что нижняя коническая секция 10 перемешивания расположена в конической секции 6 реактора. Когда мешалка выполнена как единое целое, спиральные стержни расположены проходят непрерывно от дна до верха. Когда мешалка выполнена из двух секций перемешивания, спиральные стержни в нижней секции мешалки предпочтительно смещены относительно спиральных стержней верхней секции мешалки. Отношение диаметра мешалки или секций мешалки к диаметру реактора составляет приблизительно 0,75-0,99, предпочтительно 0,85-0,95, так что весь материал в реакторе перемешивается равномерно.
В реакторе стабилизации отсутствуют перегородки или защитные конусы, поскольку либо перемешиваемые материалы являются пастообразными, либо нейтрализующий агент представляет собой порошкообразное твердое вещество и получаемый продукт является пастообразным. В зависимости от высоты реактора, спиральные стержни проходят вокруг вала на 0,5-2 оборота. Мешалка предпочтительно покрыта подходящим материалом, препятствующим прилипанию, таким как тефлон.
Выполненные испытания показали, что мешалка, содержащая спиральные стержни и кронштейны для них, позволяет перемешивать обрабатываемый железистый остаток и нейтрализующий агент очень однородно с получением пастообразной массы, в которой нельзя провести различие между отдельными частицами железистого остатка и нейтрализующего агента. Также установлено, что образуемые отходы очень стабильны, так что количество тяжелых металлов, преходящих из них в раствор, ниже установленных нормативами величин.
Примеры
Пример 1
Фильтрационный осадок отработанного остатка, содержащий как ярозит, так и элементарную серу, отмучивали в реакторе отмучивания с получением гомогенной суспензии. Влагосодержание отработанного остатка составляло 39%. Суспензию перекачивали с расходом 120 л/ч из реактора отмучивания в
- 4 024374 реактор стабилизации, в который с расходом 29 кг/ч подавали сухой гидроксид кальция. В ходе подачи гидроксида кальция в реактор стабилизации добавляли воду с расходом 8 л/ч. Полезный объем реактора стабилизации составлял 30 дм3. Стабилизацию осуществляли при комнатной температуре. Непрерывный процесс проводили в течение 5 ч. В ходе проведения процесса 200 л полученных стабилизированных отходов собирали в бочки. В ходе проведения процесса из стабилизированных отходов отбирали образцы. Стабилизированный материал выливали на плоское основание, на котором отслеживали поведение материала. Материал оставляли затвердевать в течении ночи. Материал затвердевал и из него не выступала вода. Невозможно было различить отдельные частицы железистого остатка и нейтрализующего агента в расколотых и затвердевших кусках. Затвердевшую, стабилизированную пастообразную массу отходов подвергали испытанию на растворимость в соответствии со стандартом ΕΝ-12457-3 Европейского Союза. Результаты испытаний были ниже пределов, установленных в директиве Европейского союза для опасных отходов.
Пример 2
В примере одну из описанных схем испытаний повторяли с тем отличием, что реактор стабилизации по изобретению заменяли шнековым смесителем. В результате получали комковатые неоднородные отходы, в которых можно было отчетливо различить непрореагировавшую известь.

Claims (13)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство преобразования железосодержащего остатка, включающего небольшое количество растворимых тяжелых металлов, который образуется в гидрометаллургическом процессе, в стабильную гомогенизированную пастообразную массу с помощью нейтрализующего агента, содержащее реактор стабилизации, у которого верхняя секция (5) имеет цилиндрическую форму, а нижняя секция (6) имеет форму сужающегося книзу конуса; реактор снабжен мешалкой (8), содержащей по меньшей мере два спиральных стержня (12, 13), охватывающих вал (11) и закрепленных на нем с помощью кронштейнов (14), причем спиральные стержни расположены симметрично относительно друг друга и отношение диаметра мешалки к диаметру реактора стабилизации составляет 0,75-0,99, а реактор стабилизации выполнен с возможностью беспрепятственного прохождения среды через него.
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мешалка (8) выполнена из двух секций (9, 10), при этом верхняя секция (9) мешалки, в которой расстояние от спиральных стержней (12, 13) до вала (11) одинаковое по всей высоте секции мешалки, размещена в цилиндрической секции (5) реактора стабилизации, а нижняя секция (10) мешалки, в которой расстояние от спиральных стержней (12, 13) до вала (11) конусообразно уменьшается к низу мешалки, расположена в секции реактора, имеющей форму сужающегося книзу конуса.
  3. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что количество кронштейнов (14), удерживающих спиральные стержни (12, 13) на различных уровнях высоты, составляет 4-8.
  4. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что спиральные стержни верхней и нижней секций мешалки смещены относительно друг друга.
  5. 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что спиральные стержни (12, 13) проходят вокруг вала (11) на 0,5-2 оборота.
  6. 6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что угол шага спиральных стержней относительно горизонтали составляет 15-45°, предпочтительно 25-35°.
  7. 7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что кронштейны (14) в мешалке (9, 10) расположены под углом 0-65° относительно горизонтали в зависимости от местоположения кронштейна в мешалке или секции мешалки.
  8. 8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что отношение диаметра мешалки к диаметру реактора стабилизации составляет 0,85-0,95.
  9. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхней секции реактора (3) стабилизации размещены направляющие пластины, которые направлены наклонно внутрь от краев реактора, чтобы направлять поток суспензии, и проходят внутрь на расстоянии, которое составляет 3-8% от диаметра реактора.
  10. 10. Способ преобразования железосодержащего остатка, образовавшегося в гидрометаллургическом процессе, включающего небольшое количество растворимых тяжелых металлов, в стабильную форму с помощью нейтрализующего агента и с использованием устройства по п.1, включающий следующие стадии:
    первоначального отмучивания (2) остатка;
    загрузки отмученного остатка по меньшей мере в один реактор (3) стабилизации или гомогенизации, направления в реактор (3) стабилизации или гомогенизации нейтрализующего агента (4) и однородного перемешивания остатка и нейтрализующего агента с помощью спиральной мешалки (8), где отношение диаметра мешалки (8) к диаметру реактора (3) составляет 0,75-0,99.
  11. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что нейтрализующий агент подают в реактор стабилизации в порошкообразной форме.
    - 5 024374
  12. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что нейтрализующий агент подают в реактор стабилизации в форме суспензии.
  13. 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что нейтрализующий агент является соединением кальция и/или магния.
EA201291251A 2010-06-04 2011-05-31 Способ и устройство для гомогенизации и стабилизации железосодержащего остатка EA024374B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20100237A FI123266B (fi) 2010-06-04 2010-06-04 Menetelmä ja laitteisto rautapitoisen sakan homogenoimiseksi ja stabiloimiseksi
PCT/FI2011/050508 WO2011151521A1 (en) 2010-06-04 2011-05-31 Method and apparatus for homogenising and stabilising an iron-bearing residue

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201291251A1 EA201291251A1 (ru) 2013-06-28
EA024374B1 true EA024374B1 (ru) 2016-09-30

Family

ID=42308046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201291251A EA024374B1 (ru) 2010-06-04 2011-05-31 Способ и устройство для гомогенизации и стабилизации железосодержащего остатка

Country Status (17)

Country Link
US (1) US9085020B2 (ru)
EP (1) EP2576039B1 (ru)
JP (1) JP5588063B2 (ru)
KR (1) KR101473595B1 (ru)
CN (1) CN102939148B (ru)
AU (1) AU2011260149B2 (ru)
BR (1) BR112012030918B1 (ru)
CA (1) CA2799447C (ru)
EA (1) EA024374B1 (ru)
ES (1) ES2629350T3 (ru)
FI (1) FI123266B (ru)
HU (1) HUE033624T2 (ru)
MX (1) MX344135B (ru)
PE (1) PE20130964A1 (ru)
PT (1) PT2576039T (ru)
WO (1) WO2011151521A1 (ru)
ZA (1) ZA201208771B (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10478791B2 (en) * 2015-07-01 2019-11-19 Sumitomo Heavy Industries Process Equipment Co., Ltd. Stirring device
CN107875893A (zh) * 2017-11-24 2018-04-06 洛阳新远大冶金成套设备有限公司 搅拌装置及铝灰处置系统
MX2022013154A (es) * 2020-04-20 2023-02-09 Metso Outotec Finland Oy Disposicion de mezcla, unidad mezcladora sedimentadora y uso.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1569694A (en) * 1975-11-20 1980-06-18 Prayon Process for stabilizing and consolidating residues comprising metal compounds
EP0301261A2 (de) * 1987-07-25 1989-02-01 KRONOS TITAN-Gesellschaft mbH Verfahren zur Aufarbeitung von eisen (II)-sulfathaltigen Metallsulfatgemischen
WO2003056042A1 (en) * 2001-12-13 2003-07-10 Outokumpu Oyj A method for precipitating iron from a zinc sulphate solution as hematite
WO2004091797A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-28 Outokumpu Oyj Method and apparatus for separation in froth and use of a helical rotor mixer
US20050014922A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Degussa Ag Apparatus and process for batchwise polycondensation
WO2006024691A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Outokumpu Technology Oy Method for treating iron residue

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2080779A (en) * 1937-05-18 Purification of combustion gases
US2120634A (en) * 1933-01-11 1938-06-14 Great Western Electro Chemical Co Process for treating sewage
US2294697A (en) * 1938-05-13 1942-09-01 John J Seip Clarification and decoloration of liquids
US3105041A (en) * 1960-09-09 1963-09-24 Albert L Genter Sewage sludge digestion process
US3875046A (en) * 1974-04-09 1975-04-01 William J Rosenbloom Recovery of oil from tar sand by an improved extraction process
JPS5529725B2 (ru) 1974-05-13 1980-08-06
JPS51136556U (ru) * 1975-04-17 1976-11-04
IT1123931B (it) 1975-11-20 1986-04-30 Prayon Procedimento per trattare residui contenenti almeno 3% di zolfo sotto forma di solfati basici di ferro
JPS5437068A (en) * 1977-08-30 1979-03-19 Ogasawara Tetsunori Method of treating industrial wastes
US4424126A (en) * 1978-09-08 1984-01-03 Arthur D. Little, Inc. Apparatus for removing heavy metals from aqueous liquids
JPS6054118B2 (ja) * 1979-04-07 1985-11-28 荏原インフイルコ株式会社 微粉状廃棄物の処理方法
JPS5920825U (ja) * 1983-05-30 1984-02-08 ヤマトボ−リング株式会社 粉体と液体の連続式ミキサ−
DE3327770A1 (de) 1983-08-02 1985-02-14 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur aufarbeitung metallsulfathaltiger schwefelsaeuren
JPH0344254Y2 (ru) * 1987-09-10 1991-09-18
JPH0763603B2 (ja) 1990-03-16 1995-07-12 株式会社日立製作所 立形撹拌機
FI84787C (fi) * 1990-04-04 1992-01-27 Outokumpu Oy Saett att blanda ihop tvao vaetskor eller en vaetska och ett fastaemne, samt att samtidigt avskilja ur vaetskan en annan vaetska eller ett annat fastaemne.
IT1290886B1 (it) 1997-01-08 1998-12-14 Ecotec Srl Metodo per l'inertizzazione di rifiuti contaminati da metalli pesanti
JPH11138135A (ja) * 1997-11-13 1999-05-25 Chiyoda Corp 重金属を含む飛灰の処理方法
JPH11151432A (ja) * 1997-11-19 1999-06-08 Asahi Glass Co Ltd 撹拌装置
US6214237B1 (en) * 1999-06-29 2001-04-10 Allegheny Energy Supply Company Process for treating solid waste slurry
CN100393896C (zh) 2007-01-22 2008-06-11 中国科学院过程工程研究所 一种高铟高铁高硫锌精矿的浸出新方法
CN101555551B (zh) 2009-05-22 2011-05-18 昆明理工大学 从铜冶炼渣中综合回收Fe、Cu、Si的方法
CN101596440B (zh) 2009-06-30 2011-09-21 四川晨光科新塑胶有限责任公司 一种高分子材料聚合反应釜

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1569694A (en) * 1975-11-20 1980-06-18 Prayon Process for stabilizing and consolidating residues comprising metal compounds
EP0301261A2 (de) * 1987-07-25 1989-02-01 KRONOS TITAN-Gesellschaft mbH Verfahren zur Aufarbeitung von eisen (II)-sulfathaltigen Metallsulfatgemischen
WO2003056042A1 (en) * 2001-12-13 2003-07-10 Outokumpu Oyj A method for precipitating iron from a zinc sulphate solution as hematite
WO2004091797A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-28 Outokumpu Oyj Method and apparatus for separation in froth and use of a helical rotor mixer
US20050014922A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Degussa Ag Apparatus and process for batchwise polycondensation
WO2006024691A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Outokumpu Technology Oy Method for treating iron residue

Also Published As

Publication number Publication date
FI20100237L (fi) 2011-12-05
WO2011151521A1 (en) 2011-12-08
HUE033624T2 (en) 2017-12-28
BR112012030918A2 (pt) 2016-11-08
US20130060075A1 (en) 2013-03-07
FI20100237A0 (fi) 2010-06-04
KR101473595B1 (ko) 2014-12-16
EA201291251A1 (ru) 2013-06-28
ES2629350T3 (es) 2017-08-08
MX344135B (es) 2016-12-06
US9085020B2 (en) 2015-07-21
PE20130964A1 (es) 2013-09-19
CN102939148B (zh) 2015-11-25
JP5588063B2 (ja) 2014-09-10
MX2012014036A (es) 2013-02-07
KR20130020913A (ko) 2013-03-04
PT2576039T (pt) 2017-06-29
EP2576039A4 (en) 2014-06-04
ZA201208771B (en) 2013-07-31
CA2799447A1 (en) 2011-12-08
EP2576039A1 (en) 2013-04-10
CN102939148A (zh) 2013-02-20
EP2576039B1 (en) 2017-05-24
AU2011260149B2 (en) 2014-06-12
BR112012030918B1 (pt) 2020-09-29
FI123266B (fi) 2013-01-15
CA2799447C (en) 2014-10-21
AU2011260149A1 (en) 2013-01-10
JP2013533106A (ja) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110252662A1 (en) Mineral slurry drying method and system
RU2618884C2 (ru) Способ и устройство для извлечения ценных материалов из отходов переработки боксита
WO2014076928A1 (ja) 土壌の除染用分級装置及び土壌の除染システム
EA024374B1 (ru) Способ и устройство для гомогенизации и стабилизации железосодержащего остатка
US11459637B2 (en) System and method for processing of minerals containing the lanthanide series and production of rare earth oxides
JP6296640B2 (ja) 生コン残渣の処理方法
WO2015042715A1 (en) Method and apparatus for liquid/solid separation such as dewatering particulate solids and agitation leaching
CN209333513U (zh) 一种飞灰多级脱氯系统
CN107697890A (zh) 一种改进的粗钡、锶的浸取装置及其浸取工艺
US11512005B2 (en) System and method for processing of minerals containing the lanthanide series and production of rare earth oxides
CN216149689U (zh) 一种用钼铁冶炼灰尘制得钼酸钠的系统
EA014877B1 (ru) Способ переработки фосфогипса и устройство для его осуществления
CN105621372A (zh) 一种改进的粗锶浸取装置及其浸取工艺
EP3909914B1 (en) Process and plant for the production of copper oxychloride
EP3337761A1 (en) Method and apparatus for separation of aluminum from aluminum-containing source materials
AU766903B2 (en) Leach reactor
RU28685U1 (ru) Механизированный комплекс по переработке нефтешламов
RU82217U1 (ru) Аппаратурно-технологическая линия для получения пентаоксида ванадия из окситрихлорида ванадия
Davidson et al. Reverse Leaching of Zinc Calcine
JPS6240391B2 (ru)
JPS6225759B2 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ