УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РУД

Полезная модель относится к области горного дела, в частности, добычи полезных ископаемых, для обработки руд цветных, драгоценных и редких металлов, а также для извлечения металлов из руд, особенно низкоконцентрированных, путем их перевода в специальные растворы. В качестве таких руд могут быть использованы техногенные отходы, содержащие низкие концентрации металлов.
Известно устройство для выщелачивания металлов из руд (патент РФ №2061066, С 22 В 3/00), которое содержит реактор с цилиндрическим корпусом, конусообразным днищем с патрубком, плоской крышкой с патрубками, а также бункер, два гидроциклона с установленными на их торцевых сторонах ультразвуковыми генераторами.
Обработку измельченной руды в этом устройстве осуществляют выщелачивающим реагентом в каскаде реакторов с образованием реакционной пульпы, которую отбирают из реактора насосом и часть ее под давлением подают двумя равными потоками в два гидроциклона для центробежного воздействия и подвергают в них воздействию ультразвуковых колебаний, из гидроциклонов потоки выводят навстречу друг другу с противоположным направлением вращения в бункер, расположенный над реактором, и возвращают их в реактор, другую часть пульпы под тем же давлением подают в следующий реактор.
В качестве прототипа нами выбрана установка для выщелачивания металлов из руд, хвостов обогащения и концентратов (патент РФ №2025512, С 22 В 3/00), содержащая основную загрузочно-обменную камеру с
патрубком в верхней части для загрузки дробленой руды, хвостов обогащения или концентрата и патрубком подачи раствора выщелачивающего реагента, и не менее одной дополнительной загрузочно-обменной камеры, при этом полости основной и дополнительной камер последовательно гидравлически связаны друг с другом, камеры выполнены герметичными, каждая дополнительная камера имеет патрубок подачи раствора выщелачивающего реагента, и все камеры в верхней своей части имеют патрубки слива раствора, а гидравлическая связь полостей двух соседних камер выполнена в виде циркуляционного трубопровода, соединяющего патрубок загрузки пульпы, закрепленный в нижней части корпуса предыдущей камеры, и патрубок загрузки пульпы, закрепленный в верхней части корпуса последующей камеры.
В этой установке смещение дробленой руды или концентрата с раствором выщелачиваемого реагента в первой загрузочно-обменной камере осуществляют путем предварительного ее заполнения раствором выщелачивающего реагента и последующей полной загрузкой дробленой рудой, хвостами обогащения или концентратом с вытеснением раствора реагента из камеры в емкость, содержащую запас этого раствора, а перемешивание твердой и жидкой фаз пульпы и перегрузку пульпы из камеры в камеру осуществляют путем подачи в заполненные пульпой или твердым материалом камеры из упомянутой емкости напорного нисходящего или восходящего потока раствора выщелачивающего реагента в виде спутной или закрученной жидкостной струи до полной загрузки камеры от выщелачиваемого материала в соседнюю камеру, которую предварительно заполняют раствором выщелачивающего реагента, вытесненную часть которого при загрузке материала, поступающего из предыдущей камеры, сливают в емкость с раствором, при этом перегрузку пульпы осуществляют из придонной части разгружаемой камеры в верхнюю часть загружаемой.
Многоступенчатая обработка руды в обоих указанных известных устройствах позволяет повысить эффективность процесса выщелачивания металлов, но при этом удлиняется время обработки, применяемые выщелачивающие реагенты экологически опасны и дорогостоящи, кроме того в обрабатываемой руде все еще остается достаточно высокая концентрация неизвлеченных металлов.
Техническим результатом предложенного технического решения является устранение указанных недостатков, а именно:
- снижение времени обработки,
- улучшение экологии процесса выщелачивания,
- увеличение степени извлечения металлов из руды,
- а также снижение стоимости технологии обработки.
Для достижения этого технического результата предложено усовершенствовать известную установку для выщелачивания металлов из руды, хвостов обогащения и концентратов, содержащую загрузочно-обменную камеру с патрубками в верхней части для загрузки измельченной руды, хвостов обогащения и концентратов и для подачи раствора выщелачивающего реагента, в нижней части корпус камеры снабжен патрубком слива продуктивного раствора, соединенным с последовательно установленными по ходу перемещения продуктивного раствора сборным резервуаром и устройством для извлечения конечного продукта.
Усовершенствование заключается в том, что в установку введен плазменный генератор структурированной воды, выполненный в виде электрогенератора, межэлектродная разрядная зона которого в верхней области соединена с устройством подачи воды, а в нижней - с загрузочно-обменной камерой посредством дополнительного патрубка, установленного в верхней части загрузочной камеры.
Существо полезной модели поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 изображена схема установки для выщелачивания металлов из
руд, хвостов обогащения и концентратов, а на фиг.2 показан продольный разрез плазменного генератора.
Установка для выщелачивания металлов состоит из загрузочно-обменной камеры 1, резервуара 2 с выщелачивающими растворами, плазменного генератора 3 структурированной активированной воды, сборного резервуара 4 для продуктивного раствора и устройства 5 для извлечения конечного продукта (фиг.1).
Камера 1 соединена в верхней части патрубком 6 и трубопроводом 7 с резервуаром 2, заполненным выщелачивающим раствором, и дополнительным патрубком 8 с разрядной зоной плазменного генератора 3. Для подачи обрабатываемого сырья (руды, хвостов обогащения, концентратов) на верху камеры 1 имеется патрубок 9. В нижней части корпуса камеры 1 (в днище) установлен патрубок 10 для слива продуктивного раствора (фиг.2).
В разрядную зону 11 плазменного генератора 3 через верхнее отверстие 12 (фиг.2) осуществляют подачу воды, а через нижнее отверстие 13 посредством трубопровода 14, соединенного с патрубком 8, в камеру 1 подают активированную воду.
-16
2
Работает установка следующим образом. После заполнения камеры 1 раздробленной (измельченной) рудой, ее заливают сверху через патрубок 6 выщелачивающим раствором (амино-комплексом или цианидом) и через патрубок 8 активированной водой. В реализованном примере активированную воду получали в разрядной зоне генератора 3 при напряжении электрического поля E/N=(5-8)10 В см при расстоянии 7 мм между электродами 15 и 16. Воду подавали на один из электродов (в частности на корпус генератора 3) в виде пленки толщиной (0,5-0,7) мм. Давление в разрядной камере составляло 15-20 мм рт ст.
Технология выщелачивания металлов из руд может включать следующие стадии:
Руду перемалывают до высокого уровня дисперсии.
Мелкодиспергированную руду заливают предварительно активированной плазмой водой в соотношении: 1 часть руды (по объему) на 2,5 части активированной воды на срок от 30 минут до 1 часа (или руду «промывают» под давлением активированной водой). Воду откачивают и фильтруют на гидроциклонах (на чертежах не показаны).
На основе ранее использованной активированной воды готовят выщелачивающий раствор в соотношении: 1-5 кг амино-комплекса (в зависимости от типа руды) на 1 тонну активированной воды. При необходимости в раствор добавляют стабилизатор (в зависимости от типа руды) и корректор рН.
Руду, уже предварительно обработанную активированной водой, заливают/промывают под давлением выщелачивающим раствором в течение 15-24 часов. По завершении реакции выщелачивания раствор откачивают/фильтруют. При высокой концентрации металлов в растворе их извлекают из него с помощью известных технологий (ионно-обменные смолы, электролитическое осаждение и др.)
Предложенное техническое решение сокращает общее время процесса выщелачивания (вдвое), повышает концентрацию продукта в продуктивном растворе (до 15 мг на литр), снижает остатки металла в руде.