УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к области физико-химической геотехнологии и может быть использована на предприятиях металлургической и горной промышленности для перколяционного выщелачивания руд, концентратов, огарков, а также минеральных отходов обогатительных фабрик.
Известен аппарат для перколяционного выщелачивания, состоящий из корпуса, на дне которого располагается ложное днище с уложенной на него фильтрующей перегородкой (см. авт.св. СССР №382714, С22В 3/02).
Недостатком известного аппарата является низкая интенсивность переработки сырья из-за невысокой скорости просачивания раствора при выщелачивании неклассифицированного материала и недостаточной степени извлечения ценных компонентов, зависящей от полноты контакта растворителя с твердой частицей. Еще одним недостатком устройства является невозможность его применения для переработки материалов, склонных к слеживанию и образованию непроницаемых для растворов слоев.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для перколяционного выщелачивания ценных компонентов из минерального сырья, содержащее корпус с крышкой, снабженной патрубком для загрузки материала, при этом в корпусе расположена рабочая камера с перфорированным днищем и коаксиально установленной в ней центральной нагнетательной трубой, внутри которой размещен приводной вал, в основании корпуса выполнено центральное выходное отверстие, в котором размещен разгрузочный узел, соединенный на выходе с емкостью выщелоченного продукта, при этом в нижней части корпус соединен посредством отводящего патрубка с последовательно установленными по ходу перемещения продуктивного раствора насосом, накопительной емкостью и распределителем продуктивного раствора (Аксельруд Г.А. «Экстрагирование. Система твердое тело-жидкость» 1974 г. стр.191).
Недостатком известного устройства является низкая интенсивность переработки сырья вследствие длительного перемешивания материала, что значительно влияет на показатели извлечения ценных компонентов, а также периодический характер работы устройства, обусловленный трудоемкостью процесса разгрузки отработанного сырья.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в интенсификации процесса перколяционного выщелачивания за счет увеличения скорости и степени извлечения ценных компонентов из минерального сырья.
,
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для перколяционного выщелачивания ценных компонентов из минерального сырья, содержащем корпус с крышкой, снабженной патрубком для загрузки материала, при этом в корпусе расположена рабочая камера с перфорированным днищем и коаксиально установленной в ней центральной нагнетательной трубой, внутри которой размещен приводной вал, в основании корпуса выполнено центральное выходное отверстие, в котором размещен разгрузочный узел, соединенный на выходе с емкостью выщелоченного продукта, при этом в нижней части корпус соединен посредством отводящего патрубка с последовательно установленными по ходу перемещения продуктивного раствора насосом, накопительной емкостью и распределителем продуктивного раствора, согласно изменениюоно снабжено, по меньшей мере, двумя вибраторами, установленными с наружной стороны основания корпуса, гидромонитором, закрепленным на приводном валу с возможностью вращения и отделенным от пространства рабочей камеры вертикальными шарнирными перегородками, закрепленными по краям центральной нагнетательной трубы, сифоном, подогревателем продуктивного раствора, соединенным с накопительной емкостью и распределителем продуктивного раствора, при этом перфорированное днище рабочей камеры выполнено с уклоном в сторону оси корпуса, а ее стенки - перфорированы. Кроме того основание корпуса выполнено наклонным, а перфорированное днище рабочей камеры имеет форму усеченной пирамиды.
Технический результат заключается в обеспечении возможности вовлечения в переработку неклассифицированного и склонного к слеживанию тонкодисперсного минерального сырья.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для перколяционного выщелачивания ценных компонентов из минерального сырья.
Устройство для перколяционного выщелачивания ценных компонентов из минерального сырья состоит из корпуса 1 и крышки 2, снабженной патрубком для загрузки материала 3. При этом основание корпуса 1 выполнено наклонным, а внутренняя поверхность корпуса футерована кислотостойким материалом. Внутри корпуса размещена рабочая камера 4, состоящая из перфорированного днища 5, выполненного с уклоном в сторону оси корпуса 1, и равномерно перфорированных стенок 6. Причем перфорированное днище 5 может иметь форму усеченной пирамиды и представляет собой решетку из взаимно перпендикулярных брусков, образующих отверстия размером от 5 до 50 мм. Сверху на перфорированное днище уложена фильтрующая перегородка. В качестве фильтрующего материала при кислотном выщелачивании используют синтетические ткани, а при щелочном выщелачивании - хлопчатобумажные фильтровальные ткани. В рабочей камере 4 коаксиально установлена центральная нагнетательная труба 7, внутри которой размещен приводной вал 8 с гидромонитором 9, выполненным с возможностью вращения вокруг оси. Последний отделен от рабочей камеры 4 вертикальными шарнирными перегородками 10, закрепленными по краям центральной нагнетательной трубы 7. Корпус 1 в основании имеет центральное выходное отверстие, в котором установлен разгрузочный узел 11. На выходе из корпуса 1 разгрузочный узел 11 соединен с емкостью выщелоченного продукта 12. В нижней части корпус 1 соединен посредством отводящего патрубка 13 с последовательно установленными по ходу перемещения продуктивного раствора регулируемым сифоном 14, насосом 15, накопительной емкостью 16, подогревателем продуктивного раствора 17 и распределителем продуктивного раствора 18. С наружной стороны основания корпуса 1 установлено, по меньшей мере, два вибратора 19, которые позволяют создавать колебательные движения с целью более интенсивного перемешивания раствора. Кроме того на крышке корпуса 1 смонтирован привод для вращения гидромонитора 20.
Работает заявляемое устройство следующим образом. Первоначально корпус 1 устанавливают на пружины 21 (фиг.1), что позволяет придать конструкции колебательные движения, благодаря чему достигается более полный контакт частиц твердого с раствором. Затем через патрубок для загрузки материала 3 в рабочую камеру 4 подается минеральное сырье, в качестве которого могут быть использованы отходы добычи и обогащения руд, металлургические шлаки или огарки. Далее через распределитель продуктивного раствора 18 в рабочую камеру 4 подается выщелачивающий раствор, в качестве которого, как правило, используют серную, соляную кислоту, или цианиды. Указанный раствор поступает через пространство между стенкой корпуса 1 и перфорированными стенками рабочей камеры 6, что способствует созданию горизонтального потока продуктивного раствора и благоприятным гидродинамическим условиям для взаимодействия фаз. Подача раствора в рабочую камеру 4 осуществляется периодически, причем периоды подачи подбираются в зависимости от фазового, гранулометрического состава минерального сырья и его текстурных особенностей.
Одновременно с подачей раствора начинают работать вибраторы 19. Рабочий раствор, контактируя с минеральным сырьем, растворяет ценные компоненты, содержащиеся в нем, и за счет конструктивных особенностей заявляемого устройства по наклонному основанию корпуса 1 поступает через отводящий патрубок 13 к регулируемому сифону 14. У сифона один конец опущен в камеру 1, другой - в зумпф насоса 15. Сифон 14 используется для создания затопляемых зон в рабочем пространстве камеры 1 и поддержания необходимого уровня раствора для его автоматической разгрузки в зумпф насоса 15. Насос перекачивает продуктивный раствор в накопительную емкость 16, в случае необходимости раствор подается в подогреватель, продуктивного раствора 17, использование которого позволяет значительно интенсифицировать процесс выщелачивания, за счет увеличения коэффициента молекулярной диффузии, т.е. увеличения скорости растворения ценных компонентов из минерального сырья. Затем раствор поступает в распределитель продуктивного раствора 18, обеспечивая тем самым замкнутый цикл циркуляции раствора. Количество циклов при перколяционном выщелачивании будет зависеть от типа сырья и концентрации используемых растворителей. Кондиционные, по содержанию ценных компонентов, растворы направляются на дальнейшую переработку известными методами.
Для разгрузки выщелоченного минерального сырья приводится во вращение приводной вал 8 с закрепленным на нем гидромонитором 9 с частотой 150-200 об/мин от электродвигателя 20. Во время работы гидромонитора 9 вертикальные шарнирные перегородки 10 поднимаются, в результате чего выщелоченное сырье поступает из рабочей камеры 4 в разгрузочный узел 11, а затем в емкость выщелоченного продукта 12. Такое конструктивное выполнение устройства позволит значительно облегчить и ускорить процесс разгрузки отработанного материала.
Таким образом, заявляемое устройство для перколяционного выщелачивания ценных компонентов из минерального сырья позволяет вовлекать в переработку неклассифицированное сырье, значительно сократить время процесса выщелачивания и повысить качество продуктивных растворов.