АППАРАТ ДЛЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ
DEVICE FOR HYDROMETALLURGICAL PROCESSING OF RAW MATERIALS

Изобретение относится к устройствам для извлечения соединений металлов из руд и рудных концентратов мокрыми способами и может быть использовано в химической и гидрометаллургической отраслях промышленности. Известен аппарат для химической и гидрометаллургической обработки сырья, содержащий корпус, свободный эрлифт для перемешивания пульпы, трубопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки продуктов, подачи сжатого воздуха и пара SU 329233А (С22В 3/02, опубл. 1970 г.).
Недостатки подобных аппаратов - они не обеспечивают безопасных условий проведения в них физико-химических процессов обработки сырья, связанных, например, с реакциями окисления - восстановления при участии кислот - вследствие бурного протекания ряда реакций и выброса реакционной массы из аппарата при достижении в нем требуемых параметров по концентрации реагентов и температуре. Наиболее близким является аппарат для выщелачивания руд и концентратов SU 707985А (С22В 3/02, опубл. 05.01.80 г), содержащий корпус, эрлифт для перемешивания пульпы, трубопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы, подачи сжатого воздуха, пара, отвода газообразных продуктов, снабженный контактной камерой смешения реагентов с пульпой обрабатываемого сырья, выполненной с патрубками и установленной на концах трубопроводов для подачи реагентов в контактную камеру. Такая конструкция позволяет снизить расход реагентов и повысить безопасность аппарата. Недостатком прототипа является неполное использование реагентов, которые частично улетают с отходящими газами и не участвуют в технологическом процессе. Это является следствием двух причин: недостаточно эффективным смешением реагентов при параллельном расположении загрузочных трубопроводов, и наличием лишь одного выходного патрубка большого диаметра в камере контактирования, в результате чего оптимальная степень окисления не достигается. Задачей данного изобретения является дальнейшее снижение расхода реагентов в процессе.
Аппарат для гидрометаллургической обработки сырья содержит корпус 1, эрлифт для перемешивания пульпы 4, трубопроводы для подачи реагентов 6 и 7, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы 2 и 11, подачи сжатого воздуха, пара, отвода газообразных продуктов, снабжен контактной камерой 5 для смешения реагентов с обрабатываемой пульпой. Контактная камера 5 выполнена с заборным патрубком 10. Концы трубопроводов 6 и 7 направлены навстречу друг другу, сама камера снабжена крышкой 13. На боковой поверхности контактной камеры по верхнему краю выполнены отверстия 9, суммарная площадь которых равна площади крышки.
2
4
3
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сырье (пульпа) загружается в аппарат 1 через патрубок 2. Система нагревается до 60-80°С острым паром через трубопровод 3 при одновременном перемешивании пульпы сжатым воздухом посредством эрлифта 4. В контактную камеру 5 по трубопроводам 6 и 7 подают растворитель и окислитель (например, концентрированные HSO и HNO).
Поскольку объем контактной камеры 5 почти на два порядка меньше реакционного объема аппарата 1, в ней достигаются высокие концентрации реагирующих веществ в пульпе, а за счет тепла экзотермических реакций - высокая температура. В таких «жестких» условиях происходит интенсивное взаимодействие сырья и реагентов с образованием газообразных продуктов, большая часть которых (окислы азота) выполняет роль окислителей. Они поглощаются обрабатываемым сырьем, а за счет подачи воздуха через эрлифт 4 и острого пара через трубопровод 3, распределяются по всему реакционному объему корпуса 1 через систему отверстий 9 камеры 5, закрытой сверху крышкой 13. Одновременно с удалением газообразных продуктов в камеру 5 через нижний патрубок 10 за счет разной плотности пульпы и пульпогазовой смеси поступает новая порция сырья, по объему равная удаленным из камеры 5 продуктам. Необходимые значения окислительно-восстановительного потенциала в контактной камере 5 достигаются регулированием соотношения потоков реагентов через трубопроводы 6 и 7. Через патрубок 12 осуществляется отвод газообразных продуктов, через патрубок 11 сбрасывается выщелоченная пульпа.
В результате, по сравнению с прототипом, показатели которого приняты за единицу, предлагаемое решение позволяет снизить расходы азотной кислоты на 7-11%, серной - на 5-6%.