RU2439174C2

RU2439174C2 - Leaching device

Info

Publication number: RU2439174C2
Application number: RU2010108196/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Геннадьевич Лобанов (RU); Владимир Геннадьевич Лобанов; Василий Иович Викулов (RU); Василий Иович Викулов; Фарит Минниахметович Набиуллин (RU); Фарит Минниахметович Набиуллин; Владимир Борисович Начаров (RU); Владимир Борисович Начаров; Николай Александрович Филонов (RU); Николай Александрович Филонов
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2012-01-10
Also published as: RU2010108196A

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: device includes reactor and external assembly for forced circulation of reaction mixture. External assembly consists of circulation pump, connection pipe and mixing chamber located in the direction of mixture after circulation pump and equipped at least with two ejecting nozzles connected to the pump and outlet holes directed towards each other. At that, mixing chamber in lower part has the discharge tube submersed into the reactor. ^ EFFECT: increasing dissolution speed owing to increasing the mixing intensity; increasing the solution saturation with gaseous oxidiser at pressure increase in reaction chamber. ^ 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к химии и металлургии, в частности к гидрометаллургии, и может быть использовано при растворении различных веществ, для окислительного выщелачивания металлов и соединений из руд, концентратов, промпродуктов обогащения, шламов и других материалов.The invention relates to chemistry and metallurgy, in particular to hydrometallurgy, and can be used to dissolve various substances, for the oxidative leaching of metals and compounds from ores, concentrates, industrial products of enrichment, sludge and other materials.

Для выщелачивания различного сырья традиционно используют агрегаты, представляющие собой резервуары, снабженные устройством для перемешивания механическими мешалками, аэролифтами, импеллерами /Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. Меретуков М.А., Орлов А.М. - М.: Металлургия, 1990/. Общими недостатками известных устройств для выщелачивания являются невысокая скорость процесса и, как следствие, низкая производительность, что особенно существенно при переработке бедного сырья.For leaching various raw materials, aggregates are traditionally used, which are tanks equipped with a device for mixing with mechanical stirrers, aerial lifts, impellers / Metallurgy of precious metals. Foreign experience. Meretukov M.A., Orlov A.M. - M.: Metallurgy, 1990 /. The common disadvantages of the known devices for leaching are the low speed of the process and, as a consequence, low productivity, which is especially important when processing lean materials.

Наиболее близким к заявленному является устройство для выщелачивания металлов и соединений, включающее реактор, снабженный узлами верхнего и нижнего слива, сообщающимися между собой посредством внешнего трубопровода с установленным на нем циркуляционным насосом и смесительной камерой, расположенной по ходу смеси за циркуляционным насосом, причем устройство ввода реакционной смеси в смесительную камеру выполнено в виде встречно расположенных сопел, снабженных эжекторами газообразного окислителя, а на выходе смесительной камеры установлена подпружиненная заглушка (RU 971030505 А, МПК C22B 9/22 от 10.03.1999).Closest to the claimed is a device for leaching metals and compounds, including a reactor equipped with nodes of the upper and lower discharge, communicating with each other through an external pipeline with a circulation pump and a mixing chamber located along the mixture behind the circulation pump, the reaction input device the mixture into the mixing chamber is made in the form of opposing nozzles equipped with ejectors of a gaseous oxidizer, and at the outlet of the mixing chamber Credited spring loaded plug (RU 971 030 505 A, IPC C22B 9/22 from 10.03.1999).

В реактор помещают выщелачиваемое сырье и подают выщелачивающий агент. С помощью циркуляционного насоса реакционную смесь откачивают из нижней части реактора, насыщают при помощи эжектора воздухом и подают в смесительную камеру. Перемещение выщелачивающего агента относительно сырья, достигаемое при взаимодействии встречных струй, обеспечивает высокую скорость процесса. Вместе с тем нестабильная система поддержания избыточного давления в смесительной камере при помощи подпружиненной заглушки не позволяет эффективно насыщать смесь и использовать газообразный окислитель. При выходе из смесительной камеры неиспользованный окислитель улетучивался из реакционной смеси.The leachable feed is placed in the reactor and the leach agent is fed. Using a circulation pump, the reaction mixture is pumped out from the bottom of the reactor, saturated with air through an ejector, and fed into the mixing chamber. The movement of the leaching agent relative to the raw material, achieved by the interaction of the opposing jets, provides a high speed process. However, the unstable system for maintaining excess pressure in the mixing chamber with the help of a spring-loaded plug does not allow to saturate the mixture effectively and to use a gaseous oxidizing agent. Upon exiting the mixing chamber, the unused oxidizer escaped from the reaction mixture.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка и имеет задачей увеличение скорости растворения за счет повышения интенсивности перемешивания, увеличения насыщения раствора газообразным окислителем при повышении давления в реакционной смеси.The present invention is aimed at eliminating this drawback and has the objective of increasing the dissolution rate by increasing the mixing intensity, increasing the saturation of the solution with a gaseous oxidizing agent with increasing pressure in the reaction mixture.

Поставленная задача решается за счет того, что смесительная камера в нижней части имеет разгрузочную трубу, погруженную в реактор.The problem is solved due to the fact that the mixing chamber in the lower part has a discharge pipe immersed in the reactor.

Вариант заявляемого устройства представлен на чертеже. Устройство включает реактор 1, снабженный механической мешалкой 2, циркуляционный насос 8, всасывающий выщелачиваемую смесь из нижней части реактора, смесительную камеру 3, снабженную соплами 4 для нагнетания в камеру циркулирующей смеси и эжекторами 5 для нагнетания газообразного окислителя, трубопровод 6, соединяющий насос 8 и смесительную камеру 3, разгрузочную трубу 7.A variant of the claimed device is presented in the drawing. The device includes a reactor 1 equipped with a mechanical stirrer 2, a circulation pump 8, a suction leach mixture from the bottom of the reactor, a mixing chamber 3, equipped with nozzles 4 for pumping a circulating mixture into the chamber and ejectors 5 for pumping a gaseous oxidizer, a pipe 6 connecting the pump 8 and mixing chamber 3, discharge pipe 7.

Устройство работает следующим образом. Исходный дисперсный материал (руда, концентрат, шлам и т.д.), содержащий ценный компонент, вместе с выщелачивающим реагентом в нужной пропорции в виде пульпы загружают в реактор 1 при включенной мешалке 2. По мере необходимости или на постоянно включают циркуляционный насос 8, нагнетающий пульпу из нижней части реактора 1 в сопла 4 смесительной камеры 3. Через эжекторы 5 в сопла нагнетают газообразный окислитель (воздух или кислород). При непрерывно работающем насосе циркуляция смеси через смесительную камеру 3 и реактор 1 также происходит непрерывно. Мешалка необходима для постоянного перемешивания пульпы в реакторе и поддержания ее во взвешенном усредненном состоянии, что требуется для стабильной работы насоса.The device operates as follows. The source dispersed material (ore, concentrate, sludge, etc.) containing a valuable component, together with the leaching reagent in the desired proportion in the form of pulp, is loaded into the reactor 1 with the stirrer 2 on. As necessary or continuously turn on the circulation pump 8, an injection pulp from the bottom of the reactor 1 into the nozzles 4 of the mixing chamber 3. Through the ejectors 5, a gaseous oxidizer (air or oxygen) is injected into the nozzles. With a continuously operating pump, the circulation of the mixture through the mixing chamber 3 and the reactor 1 also occurs continuously. A mixer is necessary for continuous mixing of the pulp in the reactor and maintaining it in a suspended averaged state, which is required for stable operation of the pump.

Указанная конструкция устройства обеспечивает следующие технологические преимущества. Как и в известном устройстве (прототип), в смесительной камере в зоне столкновения струй, исходящих из сопел, происходит не только чрезвычайно интенсивное перемешивание частиц обрабатываемого материала, выщелачивающего реагента и окислителя, но и дополнительное механическое истирание частиц, удаление труднорастворимых продуктов реакции и других пассивирующих пленок с поверхности твердых частиц. Кроме того, погружение разгрузочной трубы в реактор обуславливает избыточное давление в камере и приближает режим работы реактора к автоклавному. В отличие от прототипа, в котором избыточное давление обеспечивается клапаном, в предлагаемом устройстве режим давления более спокойный, без скачков давления, неизбежных при срабатывании клапана. Выход пульпы, насыщенной окислителем, в глубину пульпы в реакторе, обеспечивает интенсивную аэрацию и повышает скорость выщелачивания в целом. Избыточное давление в камере соответствует глубине погружения разгрузочной трубы, поэтому ее заглубляют максимально возможно.The specified device design provides the following technological advantages. As in the known device (prototype), in the mixing chamber in the collision zone of the jets emanating from the nozzles, not only extremely intensive mixing of the particles of the processed material, leaching reagent and oxidizing agent occurs, but also additional mechanical abrasion of the particles, the removal of sparingly soluble reaction products and other passivating films from the surface of solid particles. In addition, the immersion of the discharge pipe in the reactor causes excessive pressure in the chamber and brings the reactor to an autoclave mode of operation. Unlike the prototype, in which the overpressure is provided by the valve, in the proposed device, the pressure mode is more calm, without pressure surges that are inevitable when the valve is activated. The output of the pulp saturated with oxidizing agent into the depth of the pulp in the reactor provides intensive aeration and increases the leaching rate as a whole. The overpressure in the chamber corresponds to the immersion depth of the discharge pipe, so it is buried as much as possible.

При использовании в качестве окислителя кислорода увеличивается степень его использования.When using oxygen as an oxidizing agent, the degree of its use increases.

С заявляемым устройством поставлен следующий эксперимент.With the inventive device, the following experiment.

Реактор объемом 1,5 м³ снабжен механической мешалкой, вращающейся со скоростью 200 об/мин. Под реактором расположен циркуляционный насос производительностью 20 м³/час и создающий давление 4 Атм. На высоте 1 м от верхнего края реактора находится смесительная камера, имеющая в нижней части разгрузочную трубу диаметром 110 мм, погруженную в реактор. Нижний конец разгрузочной трубы находился на расстоянии 50 см от дна реактора. На противоположных вертикальных сторонах смесительной камеры установлены сужающие сопла, направленные навстречу друг другу. На входе сопел установлены эжекторы, к которым под давлением 5 атм подведен сжатый воздух. Реактор, циркуляционный насос и смесительная камера соединены внешним трубопроводом диаметром 57 мм.The reactor with a volume of 1.5 m ³ is equipped with a mechanical stirrer rotating at a speed of 200 rpm. A circulation pump with a capacity of 20 m ³ / h and a pressure of 4 bar is located under the reactor. At a height of 1 m from the upper edge of the reactor there is a mixing chamber having a discharge pipe with a diameter of 110 mm in the lower part immersed in the reactor. The lower end of the discharge pipe was 50 cm from the bottom of the reactor. Narrowing nozzles are installed on opposite vertical sides of the mixing chamber, directed towards each other. At the inlet of the nozzles, ejectors are installed, to which compressed air is supplied under a pressure of 5 atm. The reactor, circulation pump and mixing chamber are connected by an external pipe with a diameter of 57 mm.

В реактор загружали 1 м³ пульпы, состоящей из золотосодержащего концентрата крупностью 100% - 1 мм и цианистого щелочного раствора, включали механическую мешалку и циркуляционный насос. Через заданные промежутки времени отбирали пробы раствора и анализировали его на содержание золота, после чего рассчитывали скорость (увеличение количества в растворе) и степень растворения золота.A 1 m ³ pulp consisting of a gold-containing concentrate with a particle size of 100% - 1 mm and a cyanide alkaline solution was loaded into the reactor, a mechanical stirrer and a circulation pump were turned on. At specified intervals, samples of the solution were taken and analyzed for gold content, after which the rate (increase in the amount in the solution) and the degree of dissolution of gold were calculated.

Для сравнения был проведен опыт выщелачивания в том же реакторе, но работающем по принципу прототипа. Разгрузка смесительной камеры осуществлялась через клапан, сбрасывающий избыточное давление. По анализам проб раствора рассчитывали степень выщелачивания золота.For comparison, the leaching experiment was carried out in the same reactor, but working on the principle of a prototype. The unloading of the mixing chamber was carried out through a valve that relieves excess pressure. According to the analysis of samples of the solution, the degree of leaching of gold was calculated.

Результаты опытов представлены в таблице.The results of the experiments are presented in the table.

Продолжительность выщелачивания, часLeaching time, hour Устройство-прототипPrototype device Предлагаемое устройствоProposed device степень выщелачивания, %leaching rate,% степень выщелачивания, %leaching rate,% 0,50.5 32,032,0 36,036.0 1,01,0 54,054.0 59,059.0 1,51,5 81,081.0 86,086.0 2,02.0 88,188.1 92,092.0 3,03.0 92,592.5 96,096.0

Приведенные данные свидетельствуют, что степень растворения золота за сравнимые отрезки времени на 5-10% выше, чем аналогичные показатели в устройстве прототипа. Аналогично выше и скорость процесса.The data show that the degree of dissolution of gold for comparable periods of time is 5-10% higher than similar parameters in the prototype device. The process speed is similarly higher.

Заявляемое устройство пригодно для выщелачивания рудного сырья и промпродуктов любого состава. Извлекаемыми металлами могут быть черные и цветные, в т.ч. благородные и редкие металлы. Для насыщения реакционной смеси окислителем могут быть использованы эжекторы, сообщающиеся с атмосферой.The inventive device is suitable for leaching ore raw materials and industrial products of any composition. Recoverable metals can be ferrous and non-ferrous, incl. noble and rare metals. To saturate the reaction mixture with an oxidizing agent, ejectors communicating with the atmosphere can be used.

Claims

A device for leaching metals and their compounds, including a reactor and an external unit for forced circulation of the reaction mixture, consisting of a circulation pump, a connecting pipe and a mixing chamber located along the mixture behind the circulation pump and equipped with at least two ejection nozzles connected to pump and outlet openings directed towards each other, characterized in that the mixing chamber in the lower part has a discharge pipe immersed in the reactor.