EA030232B1

EA030232B1 - Способ и устройство для повышения использования объема реактора в гидрометаллургическом процессе на стадии выщелачивания

Info

Publication number: EA030232B1
Application number: EA201491092A
Authority: EA
Inventors: Тимо Хаакана; Бьёрн Саксен; Яри Тиихонен
Original assignee: Оутотек (Финлэнд) Ой
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2018-07-31
Also published as: BR112014015477A2; MX363795B; PE20141513A1; EP2794940A4; MX2014007502A; FI20116309A; CN104066860A; BR112014015477A8; EP2794940B1; IN2014CN04766A; EA201491092A1; ES2699654T3; EP2794940A1; FI126764B; WO2013093194A1

Abstract

Изобретение относится к способу повышения использования объема реактора на стадии выщелачивания гидрометаллургического процесса. В соответствии с этим способом стадию выщелачивания концентрата или продукта обжига проводят в основном с использованием множества реакторов, расположенных последовательно, при этом один или более чем один реактор обеспечивает возможность для разделения жидкости и твердого вещества, и отделенное твердое вещество перемещают в один из реакторов стадии выщелачивания.

Description

030232 Β1

030232

Область техники

Изобретение относится к способу и устройству для повышенного использования объема реактора, применяемого на стадии выщелачивания гидрометаллургических процессов.

Предпосылки создания изобретения

При переработке концентрата или продукта обжига, содержащего ценные металлы, в гидрометаллургическом процессе этот процесс обычно включает стадию выщелачивания, очистку раствора и извлечение с помощью электролиза. Выщелачивающий раствор, используемый на стадии выщелачивания, обычно представляет собой возвратную кислоту с процесса электролитического извлечения металлов и содержит кислоту и некоторое количество ценных металлов, извлекаемых при электролизе. На стадии выщелачивания в реакторы с перемешиванием подают также кислородсодержащий газ. Этот тип выщелачивания является особенно подходящим для никелевых и цинковых концентратов, а также для содержащего золото пирита. Реакция выщелачивания происходит на поверхности частиц, при этом реакция зависит от величины поверхности. Соответственно, большее количество частиц (на объем раствора) будет приводить к более быстрому выщелачиванию. Однако концентрация частиц часто бывает ограничена, поскольку для конкретной производительности необходимо конкретное количество выщелачивающего раствора. Большой поток выщелачивающего раствора требует больших объемов реактора, чтобы можно было получить достаточное время пребывания для частиц, которые должны быть растворены. Реакторы требуют значительных капиталовложений для процесса выщелачивания, и пространство, которое для них требуется, может вызвать трудности при проектировании схемы размещения оборудования.

Патентная публикация США 6929677 описывает выщелачивание медного концентрата в режиме противотока, в несколько стадий, в хлоридной среде, с целью выщелачивания меди, содержащейся в концентрате, таким образом, чтобы осадить железо и серу. Для обеспечения возможности осаждения железа в форме гематита между стадиями проводят разделение жидкости и твердого вещества и некоторое количество твердого вещества возвращают на предшествующую стадию или в реактор на той же стадии, но в режиме противотока по отношению к основному потоку твердого вещества.

Цель изобретения

Целью изобретения является обеспечить процесс гидрометаллургического выщелачивания, в котором эффективно используют объем реактора.

Сущность изобретения

Изобретение относится к способу повышения использования объема реактора на стадии выщелачивания гидрометаллургического процесса, в котором стадию выщелачивания твердого вещества, содержащего ценные металлы, проводят посредством выщелачивающего раствора в последовательности реакторов, состоящей из одного или более чем одного реактора. Разделение жидкости и твердого вещества из суспензии, образованной из твердого вещества и раствора, проводят применительно к одному или большему количеству реакторов, и отделенное твердое вещество перемещают в один из реакторов на стадии выщелачивания. Более конкретно, в данном способе разделение жидкости и твердого вещества из суспензии, образованной из твердого вещества и раствора, выполняют применительно к одному или большему количеству реакторов, при этом отделенное твердое вещество или часть этого твердого вещества возвращают в реактор, из которого удаляли суспензию, и/или переносят в реактор, который является следующим по направлению технологического потока твердого вещества и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор.

В соответствии с одним из примеров воплощения данного изобретения разделение жидкости и твердого вещества из суспензии можно осуществить путем использования любого подходящего способа разделения твердого вещества и жидкости.

В соответствии с одним из примеров воплощения данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край, из суспензии выделяют жидкость и твердое вещество и твердое вещество возвращают в реактор, из которого извлекали суспензию.

В соответствии с одним из примеров воплощения данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край и направляют в блок флотации для разделения жидкости и твердого вещества. Блок флотации может находиться внутри или вне реактора.

В соответствии со вторым примером воплощения данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край и направляют в циклон для разделения жидкости и твердого вещества.

В соответствии с третьим примером воплощения данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край и направляют в отстойник для разделения жидкости и твердого вещества.

В соответствии с еще одним примером воплощения данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край и направляют на фильтр для разделения жидкости и твердого вещества.

В соответствии с одним из примеров воплощения данного изобретения разделение жидкости и

- 1 030232

твердого вещества проводят применительно к каждому реактору в последовательности реакторов.

В соответствии со вторым примером воплощения изобретения разделение жидкости и твердого вещества проводят применительно к двум последним реакторам в последовательности реакторов.

В соответствии с третьим примером воплощения данного изобретения разделение жидкости и твердого вещества проводят применительно к последнему реактору в последовательности реакторов.

В соответствии с одним из примеров осуществления данного изобретения стадия выщелачивания происходит в соответствии с принципом прямотока (параллельного течения).

В соответствии с одним из примеров осуществления данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из реактора посредством перелива через край, суспензию подвергают разделению жидкости и твердого вещества и твердое вещество перемещают в реактор, следующий по направлению движения потока твердого вещества.

В соответствии с одним из примеров осуществления данного изобретения выщелачивающий раствор представляет собой сульфатный выщелачивающий раствор.

В соответствии с одним из примеров осуществления данного изобретения селективное отделение непрореагировавшего твердого вещества от суспензии, образованной из твердого вещества и раствора, проводят применительно к одному или большему количеству реакторов и отделенное непрореагировавшее твердое вещество или часть твердого вещества возвращают в реактор, из которого удаляли суспензию, или переносят в реактор, являющийся следующим в направлении движения потока твердого вещества, и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор. Если применяют селективное разделение, то фильтр можно исключить.

В соответствии с одним из примеров осуществления данного изобретения суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край.

В соответствии с одним из примеров воплощения твердым веществом, содержащим ценные металлы, является сульфид цинка и/или цинковый продукт обжига. Твердое вещество, содержащее ценные металлы, также может состоять из сульфида никеля, сульфида меди или содержащего золото пирита.

Данное изобретение относится также к устройству для повышенного использования объема реактора в блоке выщелачивания гидрометаллургического процесса, где устройство включает блок выщелачивания, содержащий

последовательность из одного или более чем одного реактора;

блок разделения жидкости и твердого вещества, приспособленный для выделения жидкости и твердого вещества из суспензии, и этот блок разделения организован применительно к одному или большему количеству реакторов;

оборудование для возврата отделенного твердого вещества или части этого твердого вещества в реактор, из которого была удалена суспензия; и/или

оборудование для переноса отделенного твердого вещества или части этого твердого вещества в реактор, который является следующим в направлении потока твердого вещества и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор.

Список чертежей

Фиг. 1 представляет схему последовательности реакторов существующего уровня техники в соответствии с примером 1;

фиг. 2 - схему последовательности реакторов по данному изобретению в соответствии с примером

2;

фиг. 3 - схему второй последовательности реакторов по данному изобретению в соответствии с примером 3;

фиг. 4 - схему еще одной последовательности реакторов по данному изобретению в соответствии с примером 4;

фиг. 5 - график, изображающий выход цинка в зависимости от удерживания твердого вещества; фиг. 6 - график, изображающий выход цинка в зависимости от объема удерживания.

Подробное описание изобретения

Изобретение относится к способу повышенного использования объема реактора в связи с гидрометаллургическим выщелачиванием сырья, содержащего ценные металлы. В соответствии с данным изобретением стадию выщелачивания концентрата или продукта обжига проводят в основном с использованием множества реакторов, расположенных последовательно, при этом один или большее количество реакторов обеспечивают возможность для разделения жидкости и твердого вещества, а отделенное твердое вещество перемещают в реактор на стадии выщелачивания. Обычно выщелачивание происходит в одну или большее количество стадий, и каждая стадия включает последовательность реакторов, состоящую по меньшей мере из одного реактора, хотя обычно более чем из одного реактора. Точное количество реакторов в последовательности реакторов зависит от различных причин, например от количества подаваемого материала сырья и от размера реакторов. Обычно последовательность реакторов содержит от 1 до 10 реакторов. Чаще применяют выщелачивающий раствор, содержащий кислоту, при этом этот раствор рециркулируют с другой стадии процесса. Раствор можно рециркулировать, например, со стадии

- 2 030232

электролитического получения ценных металлов, и в этом случае раствор содержит некоторое количество растворенного в нем такого же металла, который должен быть выщелочен на стадии выщелачивания. Металл, который должен быть выщелочен, и процесс определяют предпочтительную концентрацию ценных металлов в растворе, который должен быть получен при выщелачивании. Естественно, на стадию выщелачивания можно подавать также и дополнительные агенты; одним из агентов, который улучшает выщелачивание, является кислородсодержащий газ, который может представлять собой воздух, обогащенный кислородом воздух или кислород. Реакторы представляют собой реакторы смешения, т.е. они обеспечены эффективной мешалкой, которая поддерживает твердое вещество в суспензии. Хотя в описании в качестве примера используют цинковый процесс, следует отметить, что заявленный способ применим также к процессам выщелачивания других видов гидрометаллургического сырья, содержащего ценные металлы. Примеры других видов сырья, содержащего ценные металлы, включают сульфид никеля, сульфид меди и содержащий золото пирит.

Так как выщелачивание в последовательности реакторов происходит в соответствии с принципом прямотока, направление подачи как сырья, которое следует выщелочить, так и выщелачивающего раствора является одинаковым и, следовательно, они протекают в последовательности реакторов в одном направлении. И все сырье, и выщелачивающий раствор подают в первый реактор, или в некоторых случаях выщелачивающий раствор можно также подавать в несколько реакторов.

Концентрацию твердого вещества в суспензии, образованной из выщелачивающего раствора и твердого вещества, можно увеличить, отделяя частично выщелоченное твердое вещество от раствора, в котором накапливаются ценные металлы, возвращая твердое вещество в реактор, откуда оно было взято, и продолжая выщелачивание твердого вещества в том же самом реакторе. В соответствии со второй альтернативой твердое вещество, отделенное от суспензии, подают в свежий раствор, который содержит меньшее количество ценных металлов. В этом случае выщелачивающий раствор подают в несколько реакторов. Разделение твердых веществ и жидкости, которое происходит в пределах последовательности реакторов, можно проводить, например, путем флотации, разделения в циклоне или отстаивания. Флотацию можно проводить как внутри, так и вне реактора. Если блок флотации находится внутри реактора, нет необходимости в отдельной подаче газа, но кислородсодержащий газ, подаваемый в реактор, служит также в качестве диспергирующего воздуха для флотации. Если блок флотации находится вне реактора, диспергирующий воздух подают в блок флотации отдельно. В наилучшем случае флотация позволяет селективно отделить нерастворимую фракцию ценных металлов от фракции, не содержащей ценных металлов, так как они уже растворены, что дополнительно улучшает процесс. Однако с точки зрения данного изобретения это не является обязательным.

Очевидно, что суспензию, удаленную из последнего реактора на стадии выщелачивания, подают на стадию разделения жидкости и твердого вещества, откуда продукт - раствор, содержащий ценные металлы, направляют на очистку раствора, в то время как твердое вещество, после обычной обработки, становится отходами процесса. Разделение твердого вещества и жидкости, которое происходит после стадии выщелачивания, обычно представляет собой отстаивание.

При разработке способа согласно изобретению обнаружено, что улучшение выщелачивания сырья в реакторах стадии выщелачивания посредством разделения твердого вещества и жидкости, организованного в пределах этой стадии, и путем циркуляции твердого вещества, полученного при разделении, позволяет значительно уменьшить размер реакторов в последовательности реакторов. Объем реакторов можно уменьшить до столь малой величины, как четверть объема, необходимого для подачи в реактор такого же количества раствора и твердого вещества, если не использовать циркуляцию. Так как реактор составляет значительную часть капиталовложений для стадии выщелачивания, усовершенствованная переработка позволяет существенно снизить затраты.

Если сырьем, содержащим ценные металлы, является, например, цинковый концентрат, то содержание в нем цинка составляет порядка 50 мас.%. Выщелачивающим раствором, применяемым в цинковом процессе, является возвратная кислота процесса электролитического выделения металлов, в которой содержание цинка составляет около 50 г/л. Насыщенный раствор сульфата цинка содержит около 150 г/л цинка, что означает, что процесс выщелачивания увеличивает концентрацию цинка в растворе примерно на 100 г/л. Из этого можно сделать заключение, что если выщелачивающий раствор и твердое вещество переходят из одного реактора в следующий с одинаковой скоростью, то содержание твердых веществ в реакторе, который является первым в направлении движения потока, может составлять самое большее порядка 200 г/л.

Задачей способа по данному изобретению является повысить выщелачивание путем увеличения концентрации твердого вещества в суспензии в одном или большем количестве реакторов, позволяя в то же время существенно уменьшить размер реакторов, применяемых при выщелачивании. В цинковом процессе флотация обеспечивает очень быстрый и селективный способ отделения твердого вещества, позволяющий отделить от раствора инертный цинковый концентрат.

Скорость выщелачивания относительно медленно растворимого сырья, содержащего ценные металлы, можно проиллюстрировать, например, следующей формулой, которую в последующих примерах применяют к сульфидному цинковому концентрату:

- 3 030232

Γζηδ - к * 0ζη5 * С°’⁵ρθ3+ (1 )

где г - скорость реакции;

к - реакционный коэффициент;

с - концентрация реагирующего компонента.

Вышеприведенная формула позволяет представить степень протекания реакции, типичную для выщелачивания и производства, как функцию времени, при этом выщелачивание замедляется по мере того, как уменьшается количество нерастворимой фракции, содержащей ценные металлы.

Данное изобретение относится также к устройству для повышения использования объема реактора в блоке выщелачивания гидрометаллургического процесса, где устройство включает блок выщелачивания, содержащий

последовательность из одного или большего количества реакторов,

блок разделения жидкости и твердого вещества, приспособленный для выделения жидкости и твердого вещества из суспензии, при этом блок разделения организован применительно к одному или большему количеству реакторов,

оборудование для возвращения отделенного твердого вещества или части этого твердого вещества в реактор, из которого суспензия была удалена, и/или оборудование для переноса отделенного твердого вещества или части твердого вещества в реактор, который является следующим по направлению потока твердого вещества и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор.

Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения устройство содержит блок флотации внутри реактора.

Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения устройство содержит блок флотации вне реактора.

Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения блоком разделения жидкости и твердого вещества в устройстве является циклон.

Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения блок разделения жидкости и твердого вещества организован применительно к каждому реактору в последовательности реакторов.

Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения блок разделения жидкости и твердого вещества организован применительно к двум последним реакторам в последовательности реакторов.

Согласно одному из примеров воплощения данного изобретения блок разделения жидкости и твердого вещества организован применительно к последнему реактору в последовательности реакторов.

Примеры

Последующие примеры иллюстрируют повышенное использование объема реактора в цинковом процессе, при этом принято, что последовательность реакторов состоит из четырех реакторов. Первый пример иллюстрирует выщелачивание цинкового концентрата в последовательности существующего уровня техники, без циркуляции. Размер такой последовательности реакторов задан цифрой 100, и в примерах 2-4, иллюстрирующих данное изобретение, размер реактора сравнивают с этим размером реактора процесса существующего уровня техники. В свою очередь, внутренний объемный расход в других примерах и в других реакторах сравнивают с объемным расходом реактора 1 в примере 1. Содержание цинка в выщелачивающем растворе, который предназначен для подачи в реактор 1, составляет 50 г/л, при этом значения соотношения раствора и твердого вещества, выходящих из каждого реактора, приведены в таблицах. Во всех примерах количества и концентрации подаваемых как раствора, так и концентрата, являются одинаковыми.

Пример 1.

Пример 1 и фиг. 1 иллюстрируют последовательность реакторов существующего уровня техники, в которой все количество концентрата и выщелачивающего раствора, поступающего из процесса электролитического получения металла, подают в первый в последовательности реактор. Кислородсодержащий газ подают во все реакторы последовательности. Реакторы соединены последовательно, и получен выход по выщелоченному цинку 98,6%. Объемный расход определяют из расчета концентрации цинка, равной 150 г/л, в полученном растворе, выходящем из последнего реактора. Как показывает таблица, большая часть твердых веществ растворяется уже в первом реакторе, но остальные реакторы также необходимы, чтобы обеспечить достаточный выход.

- 4 030232

Таблица 1

		И1	И2	ИЗ	И4	Всего
Размер реактора	%	100	100	100	100	100
Отбор концентрата на флотацию	%	0	0	0	0
Объемный расход (внутренний)	%	100	94	92	91
Объемный расход (внешний)	%	100	94	92	91
Время пребывания (сток)	ч	6,4	6,8	7,0	7,1	27,3
Твердые вещества (внутри)	г/л	127,7	107,1	98,5	95,0
Твердые вещества (выпуск)	г/л	127,7	107,1	98,5	95,0
Ре²⁺	г/л	8,5	12,8	14,6	12,4
Ре³⁺	г/л	2,0	2,0	2,0	5,0
Н₂ЗО₄	г/л	84	45	29	20
Ζη	г/л	101	131	144	150
Выход Ζη	%	61,6	85,6	94,7	98,6
Подача О₂	%	61,7	24,1	9,2	5,1	100

Пример 2.

Пример 2 и соответствующий фиг. 2 представляют случай, в котором КЗ и К4 снабжены блоком флотации, в который направляют суспензию, поступающую из реакторов. Диспергирующий воздух, используемый при флотации, представляет собой сжатый воздух (подробно на чертеже не показано). Хотя на данной диаграмме блок флотации расположен вне реактора, он может быть помещен также внутри реактора. Блоки флотации и обеспечиваемая ими циркуляция позволяют выровнять выщелачивание в различных реакторах, что означает, что существенная часть реакции выщелачивания протекает также и в других реакторах, кроме первого. Подачу кислорода в различные реакторы регулировали таким образом, чтобы она соответствовала выщелачиванию, происходящему в каждом реакторе. Твердую фракцию, то есть серный концентрат, переходящий в пену в блоке флотации и содержащий главным образом нерастворимый сульфид и элементарную серу, полученную при реакции выщелачивания, направляют обратно в тот же реактор, откуда отбирали суспензию на флотацию. Фракция твердого вещества, которая не перешла в пену, в составе обогащенного цинком раствора переходит в следующий реактор и после последнего реактора на следующую стадию процесса. Реалистичное время флотации составляет около 6-9 мин.

В третьем и четвертом реакторах концентрацию твердого вещества в суспензии ограничивали путем регулирования количества твердого вещества, которое подвергают циркуляции, до величины 400 г/л, что приемлемо для концентрации твердого вещества в реакторе смешения. Следовательно, некоторое количество серного концентрата в блоках флотации, обеспеченных применительно к реакторам КЗ и К4, подают с раствором в следующий реактор или, если реактор является последним, выводят со стадии выщелачивания, чтобы предотвратить неконтролируемое возрастание концентрации твердого вещества в реакторе. С другой стороны, коэффициент циркуляции определяют так, чтобы гарантировать отсутствие потерь выхода. Результаты в табл. 2 показывают, что теперь возможно получить такое же количество цинка с последовательностью реакторов, размер которых составляет лишь 34% от размера реакторов примера 1. Объем блока флотации составляет от 6 до 12% от объема реактора.

Таблица 2

		И1	И2	ИЗ	И4	Всего
Размер реактора	%	34	34	34	34	34
Отбор концентрата на флотацию	%	0	0	89,95	91,85
Объемный расход (внутренний)	%	105	99	130	130
Объемный расход (внешний)	%	105	99	93	91
Время пребывания (сток)	ч	2,1	2,2	2,4	2,4	9,2
Твердые вещества (внутри)	г/л	150	132	400	400
Твердые вещества (выпуск)	г/л	150	132	104	96
	г/л	4,3	8,1	11,9	11,3
Ре³⁺	г/л	2,0	2,0	2,0	5,0
Н₂ЗО₄	г/л	122,1	87,8	38,6	20,0
Ζη	г/л	72	99	138	150
Выход Ζη	%	34,8	57,9	90,1	98,6
Подача О₂	%	35,2	24,3	30,2	10,3	100

- 5 030232

Пример 3.

В принципе решение в соответствии с примером 3 и фиг. 3 работает таким же образом, как описано в примере 2, за исключением того, что здесь блоком флотации снабжены реакторы К2, КЗ и К4. Табл. 3 показывает, что такой же процесс выщелачивания можно осуществить в еще меньших реакторах. При циркуляции твердого вещества плотность суспензии регулируют так, чтобы она составляла порядка 400 г/л в последних трех реакторах. Время флотации является таким же, как в примере 2, объем блока флотации составляет от 8 до 15% от объема реактора. Таблица показывает, что выход, соответствующий выходу в примере 1, теперь достигается при использовании реакторов, объем которых составляет лишь 24% от объемов реакторов в примере 1.

Таблица 3

		Р1	Р2	РЗ	Р4	Всего
Размер реактора	%	24	24	24	24	24
Отбор концентрата на флотацию	%	0	86,62	90,56	91,87
Объемный расход (внутренний)	%	108	131	131	130
Объемный расход (внешний)	%	108	97	93	91
Время пребывания (сток)	ч	1,5	1,6	1,7	1,7	6,5
Твердые вещества (внутри)	г/л	154	400	400	400
Твердые вещества (выпуск)	г/л	154	118	102	96
Ре²⁺	г/л	3,1	8,0	11,3	10,8
Ре³⁺	г/л	2,0	2,0	2,0	5,0
Н₂ЗО₄	г/л	130,1	64,3	35,0	20,0
Ζη	г/л	64	117	141	150
Выход Ζη	%	27,0	74,5	92,6	98,6
Подача О₂	%	27,5	46,4	17,8	8,3	100

Пример 4.

Пример 4 и фиг. 4 иллюстрируют другой путь повышения использования объема реактора. Концентрат полностью подают в первый реактор, но выщелачивающий раствор подают во все реакторы. За каждым реактором следует блок флотации, полученный в котором раствор направляют не в следующий реактор, но в блок разделения жидкости и твердого вещества, например, в отстойник, расположенный после стадии выщелачивания. Серный концентрат из блока флотации всегда направляют в реактор, следующий в направлении потока, а не возвращают в тот же самый реактор, из которого он был отобран, как в вышеприведенных примерах. Размер блока флотации составляет порядка от 0,4 до 8% от объема реактора. По сравнению с решением существующего уровня техники, решение по данному примеру обеспечивает в каждом реакторе более высокую концентрацию твердого вещества. Выщелачивание в каждом реакторе продолжают до тех пор, пока концентрация цинка в растворе не достигает концентрации цинка в насыщенном растворе сульфата цинка, или не становится близкой к ней. После стадии выщелачивания в последовательности из четырех реакторов разделение жидкости и твердого вещества происходит в отстойнике, и полученный из него раствор сульфата цинка отбирают для очистки раствора. Шлам из отстойника отбирают в дополнительный реактор К5, в котором выщелачивание твердого вещества выщелачивающим раствором продолжается до тех пор, пока не будет растворен оставшийся цинк. Полученный таким образом раствор объединяют с раствором, идущим на очистку раствора, а полученный осадок утилизируют в качестве отхода после необходимой переработки.

Таблица 4

		Р1	Р2	РЗ	Р4	Р5	Всего
Размер реактора	%	25	25	25	25	25	32
Объемный расход (внутренний)	%	46	37	24	12	12
Время пребывания (сток)	ч	3,5	4,4	6,7	13,3	13,5	41,5
Твердые вещества (внутри)	г/л	392	293	302	425	359
Твердые вещества (выпуск)	г/л	325	229	245	411	328
Ре²⁺	г/л	15,0	11,6	6,6	1,8	36,7
Ре³⁺	г/л	1,5	2,0	4,0	7,0	7,0
Н₂ЗО₄	г/л	20,0	20,0	20,1	19,7	19,9
Ζη	г/л	143	149	153	155	124
Выход Ζη	%	43,3	72,0	89,8	96,2	98,6
Подача О₂	%	43,7	27,7	16,5	5,9	6,2	100

- 6 030232

Пример 5.

Были проведены два эксперимента по прямому выщелачиванию и флотации сульфидного цинкового концентрата. Первый эксперимент заключается в стандартном периодическом выщелачивании, проводимом в одном реакторе и представляющем собой выщелачивание по примеру 1 без отделения жидкости от твердого вещества между реакторами. Во втором эксперименте тот же самый концентрат выщелачивали в четырех реакторах (К1-К4), как описано в примере 4. Эксперимент проводили в виде периодического процесса, при этом выщелачивающий раствор подавали в каждый реактор, а отделение жидкости от твердого вещества происходило после каждого реактора, и полученное таким образом после разделения твердое вещество переносили затем в следующий реактор, а обогащенный цинком раствор передавали непосредственно на отстаивание, которое следует за стадией выщелачивания, а не в следующий реактор. Температура на стадии выщелачивания составляла 95°С, и кислород подавали в каждый реактор.

Результаты экспериментов проиллюстрированы на фиг. 5 и 6 и в табл. 5. Фиг. 5 показывает выход цинка при прямом выщелачивании в зависимости от времени удерживания твердого вещества. Фиг. 6 изображает выход цинка при прямом выщелачивании в зависимости от объема удерживания (объем удерживания = время · объем). Объем удерживания пропорционален необходимому объему при масштабировании выщелачивания до крупносерийного процесса. Фиг. 6 также включает график, изображающий объем удерживания, необходимый в предположении проведения стандартного эксперимента по выщелачиванию, включающего один реактор, с использованием максимально возможной концентрации твердого вещества.

Фиг. 5 показывает, что выщелачивание, проводимое в нескольких реакторах, не было даже близким к оптимальному, но тем не менее позволяло, как показано на фиг. 6, получить 30% снижение объема удерживания по сравнению со стандартным выщелачиванием, проводимым в одном реакторе. При проведении флотации в процессе выщелачивания, включающем последовательность из четырех реакторов, флотация инертного цинкового концентрата занимает лишь несколько минут. Твердое вещество переносили в следующий реактор, а раствор направляли из контура выщелачивания в отстойник, расположенный после стадии выщелачивания. Фиг. 5 дополнительно показывает, что для получения такого же выхода цинка необходимое время пребывания твердого вещества является более длительным, если процесс включает несколько реакторов, чем в случае единственного реактора. Однако общий объем, необходимый при выщелачивании, включающем несколько реакторов, был меньше, чем в эксперименте по выщелачиванию, проведенному с одним реактором.

Таблица 5

	Стандартное выщелачивание	Выщелачивание при высоком содержании твердого вещества
	Эксп. 1	Макс, кол-во твердого вещества, Эксп. 1	Эксп. 2 К1	Эксп. 2 К2	Эксп. 2 КЗ	Эксп. 2 К4
Ζη, г/л в исходной концентрации	47	47	40	60	65	50
Ζη, г/л в конечной концентрации	124	150	80	106	140	90
Твердые вещества, г/л в исходной концентрации	150	200	330	310	480	250
Выход, %	99	99	20	45	77	99

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ осуществления стадии выщелачивания твердого вещества, содержащего ценные металлы и представляющего собой сульфид цинка и/или цинковый продукт обжига, являющейся стадией гидрометаллургического процесса, в котором для повышения использования объема реактора указанную стадию выщелачивания проводят посредством сульфатного выщелачивающего раствора в реакторе или последовательности реакторов, где суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или более чем одного реактора посредством перелива через край и направляют в блок флотации для разделения жидкости и твердого вещества, отделенное твердое вещество или часть этого твердого вещества возвращают в реактор, из которого удаляли суспензию, и/или перемещают в реактор, который является следующим в направлении потока твердого вещества и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор.

2. Способ по п.1, в котором суспензию, содержащую раствор и твердые вещества, удаляют из одного или более чем одного реактора посредством перелива через край, от этой суспензии отделяют жидкость и твердое вещество и твердое вещество возвращают в реактор, из которого была удалена суспензия.

3. Способ по п.1 или 2, в котором блок флотации находится внутри реактора.

4. Способ по п.1 или 2, в котором блок флотации находится вне реактора.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором разделение жидкости и твердого ве- 7 030232

щества осуществляют для каждой суспензии, полученной в каждом реакторе указанной последовательности реакторов.

6. Способ по любому из пп.1-4, в котором разделение жидкости и твердого вещества осуществляют для каждой суспензии, полученной только в двух последних реакторах указанной последовательности реакторов.

7. Способ по любому из пп.1-4, в котором разделение жидкости и твердого вещества осуществляют для суспензии, полученной в последнем реакторе указанной последовательности реакторов.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадию выщелачивания проводят в соответствии с принципом прямотока.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или более чем одного реактора посредством перелива через край, жидкость и твердое вещество отделяют от суспензии и твердое вещество переносят в реактор, который является следующим в направлении потока твердого вещества.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором селективное отделение непрореагировавшего твердого вещества от суспензии, образованной из твердого вещества и раствора, осуществляют для каждой суспензии, полученной в одном или более чем одном реакторе, и отделенное непрореагировавшее твердое вещество или часть твердого вещества возвращают в реактор, откуда была удалена суспензия, или перемещают в реактор, который является следующим в направлении потока твердого вещества и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором суспензию, содержащую раствор и твердое вещество, удаляют из одного или большего количества реакторов посредством перелива через край.

12. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-11, в котором стадию выщелачивания твердого вещества, содержащего ценные металлы и представляющего собой сульфид цинка и/или цинковый продукт обжига, проводят посредством сульфатного выщелачивающего раствора, где устройство содержит блок выщелачивания, включающий

реактор или последовательность реакторов,

блок флотации в качестве блока разделения жидкости и твердого вещества, предназначенный для отделения жидкости и твердого вещества от суспензии, содержащей раствор и твердое вещество, удаляемой из одного или более чем одного реактора посредством перелива через край, при этом блок флотации соединен с одним или более чем одним реактором,

оборудование для возврата отделенного твердого вещества или части твердого вещества в реактор, из которого была удалена суспензия, и/или оборудование для перемещения отделенного твердого вещества или части твердого вещества в реактор, который является следующим в направлении потока твердого вещества и в который подают свежий, не участвовавший в реакции раствор.

13. Устройство по п.12, в котором блок флотации расположен внутри реактора.

14. Устройство по п.12, в котором блок флотации расположен вне реактора.

15. Устройство по любому из пп.12-14, в котором отдельный блок разделения жидкости и твердого вещества находится в соединении с каждым реактором в указанной последовательности реакторов.

16. Устройство по любому из пп.12-14, в котором отдельный блок разделения жидкости и твердого вещества находится в соединении только с двумя последними реакторами в указанной последовательности реакторов.

17. Устройство по любому из пп.12-14, в котором блок разделения жидкости и твердого вещества находится в соединении с последним реактором в указанной последовательности реакторов.

Концентрат

Выщелачивающий раствор

Кислород

4 ' КЗ ⁴ . Р4 ч...........О ϊ Ϊ § 1.............

:с.......