УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области химии и металлургии, в частности к гидрометаллургии и может быть использовано при извлечении серы из сульфидных материалов.
Известен автоклав для проведения окислительного выщелачивания пирротинового концентрата, включающий корпус, снабженный перемешивающими устройствами, трубчатыми теплообменниками для отвода избыточного тепла, системой для подачи пульпы исходного материала, серной кислоты, кислорода, пара и системой для выпуска выщелоченной пульпы, которая направляется на дальнейшую переработку (Борбат В.Ф. Автоклавная технология переработки никель-пирротиновых концентратов, М., Металлургия, 1980, с.67-69).
Известен реактор для переработки выщелоченной пульпы, содержащий корпус с расположенными в нем теплообменниками и перемешивающим устройством в виде турбины открытого типа, систему подачи пульпы и острого пара (Борбат В.Ф. Автоклавная технология переработки никель-пирротиновых концентратов, М., Металлургия, 1980, с.103).
Недостатками известных устройств является сложность осуществления процесса переработки сульфидных материалов, обусловленная необходимостью осуществлять процесс в отдельных аппаратах и использовать дополнительное оборудование для транспортирования суспензий (трубопроводы, насосы).
Известен реэкстрактор для извлечения элементной серы из кеков автоклавного окислительного выщелачивания сульфидного материала, принятый за прототип, включающий обогреваемый вакуумный нутч-фильтр, расположенный на водоохлаждаемом сборнике со сферическим днищем для сбора суспензии, и запорное устройство для разгрузки охлажденной суспензии (патент на полезную модель РФ 103799, МПК С01В 17/033, oп. 27.04.2011 - прототип).
Недостатком прототипа является необходимость использования для процесса переработки сырья трех отдельных аппаратов (выщелачивание, экстрактор, реэкстрактор), работающих независимо друг от друга, а также дополнительного оборудования для транспортирования суспензий (трубопроводы, насосы), что приводит к усложнению технологического процесса и потерям серы при извлечении ее из сульфидных материалов.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение технологического процесса переработки и интенсификация процесса извлечения серы из сульфидных материалов за счет осуществления непрерывного процесса выщелачивания и последующего извлечения серы из материалов.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для гидрометаллургической переработки сульфидных материалов, включающее обогреваемый вакуумный нутч-фильтр с фильтрующей перегородкой, расположенный на водоохлаждаемом сборнике для сбора суспензии с запорным устройством для разгрузки охлажденной суспензии, согласно предлагаемой полезной модели снабжено реактором для выщелачивания материала, расположенным над вакуумным нутч-фильтром и соединенным с ним запорным устройством, при этом реактор для выщелачивания выполнен герметичным и снабжен рубашкой для нагрева, а внутри реактора для выщелачивания и вакуумного нутч-фильтра установлены перемешивающие устройства. При этом перемешивающие устройства выполнены в виде мешалок, а перемешивающее устройство в вакуумном нутч-фильтре установлено над фильтровальной перегородкой.
Предлагаемое выполнение устройства позволяет осуществлять непрерывный процесс переработки сульфидных материалов в одном аппарате с извлечением элементной серы в товарный продукт и получением кека, содержащего цветные и благородные металлы, которые могут быть извлечены при его дальнейшей переработке.
На рисунке представлено устройство для гидрометаллургической переработки сульфидных материалов. Устройство состоит из реактора для выщелачивания материалов 1, вакуумного нутч-фильтра 2 и сборника для сбора суспензии 3, соединенных между собой запорными устройствами 4. Реактор 1 снабжен рубашкой для нагрева 5, вакуумный нутч-фильтр 2 имеет рубашку для поддержания температуры 7, сборник для сбора суспензии 3 снабжен рубашкой охлаждения 6. В реакторе 1 и нутч-фильтре 2 установлены мешалки 8, при этом мешалка в нутч-фильтре установлена над фильтрующей перегородкой 9.
Устройство работает следующим образом: сульфидный материал выщелачивают в реакторе для выщелачивания 1 в автоклавных условиях при парциальном давлении кислорода 0,8 МПа, при перемешивании мешалкой 8 в присутствии растворителя (растворы серной, азотной, соляной кислот) и окислителя (воздух, кислородо-воздушная смесь, пероксид водорода) при температуре 60-150°С, поддерживаемых с помощью рубашки для подогрева 5 в течение 2 часов. После выщелачивания реактор охлаждают, а суспензия через запорное устройство 4 поступает в вакуумный нутч-фильтр 2, куда вводят промывную воду и экстрагент и осуществляют перемешивание мешалкой 8 при 65-70°С, поддерживаемой с помощью рубашки 7. Насыщенный серой экстрагент под действием разрежения поступает через фильтровальную перегородку 9 в сборник 3 для реэкстракции серы, где при снижении температуры суспензии за счет рубашки охлаждения 6 из экстрагента выделяются кристаллы элементной серы. Охлажденную суспензию через запорное устройство 4 направляют на фильтрование для отделения серы, а фильтрат на экстракционную обработку новых порций серусодержащих материалов. Кек с фильтровальной перегородки 9 нутч-фильтра 2 (выполнен разборным с целью очистки и замены фильтрующей перегородки) направляют на доизвлечение ценных компонентов (цветные и благородные металлы).
Устройство испытано в лабораторных условиях. Извлечение S° составило 31,1 г (99,7%).
Применение предлагаемого устройства позволяет интенсифицировать процесс извлечения серы из сульфидных материалов за счет осуществления непрерывного процесса выщелачивания и последующего извлечения серы в одном аппарате.