Пристрій для витягування металу з розчину або пульп адсорбцією

1. Устройство для извлечения металла из растворов или пульп адсорбцией, содержа щее ряд адсорбционных ячеек, расположен, ных одна рядом с другой, каждая из которых включает контейнер, имеющий впускное отверстие для подачи содержащего металл раствора или пульпы и выпускное отверстие для выпуска содержащего металл раствора или пульпы и выпускное отверстие для выпуска раствора или пульпы с обедненным содержанием металла, фильтрующий экран между впускным и выпускным отверстиями, импеллер для принудительного пропускания текучей среды, поступающей в контейнер через впускное отверс тие фильтрующего экрана и далее на выпуск через выпускное отверстие и дренаж юе вылускное отверстие для удаления металлических частиц из ячейки, отличаю щ е е с я тем, что установка включает общий трубопровод, содержащий впускные и выпускные отверстия ячеек, а также вентили в трубопроводе между впускным и выпускным отверстиями каждой ячейки, подающий трубопровод с точками подачи в каждую ячейку обогащенного металлом раствора или пульпы в общий трубопровод, рас положенный рядом с впускным отверстием каждой ячейки по отдельности, и выпускной трубопровод для отвода раствора или пульпы с обедненным содержанием металлов из каждой ячейки таким образом, что обогащенный металлом раствор или пульпа может подаваться в любую выбранную адсорбционную ячейку и далее в остальные ячейки установки последовательно, а обедненный раствор или пульпа могут отводиться из последней ячейки в последовательности через отводящий трубопровод. 2, Устройство поп.1, о т п и ч а ю іце є с я тем, что общий трубопровод имеет ряд отводных точек, из которых обедненный раствор или пульпа могут подаваться в резервуар для отводимой текучей среды через сбрасывающий трубопровод, причем каждая дренажная точка расположена между впуском одной ячейки и выпуском смежной ячейки. 3. Устройство по п.1. отличающеес я тем, что адсорбционные ячейки располо жены в два параллельных ряда, а общий трубопровод образует замкнутую петлю между рядами. 4. Устройство по любому из пунктов 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что впускное и выпускное отверстия каждой ячейки снабжены соответствующими перекрыва ющими вентилями, что позволяет изоли ровать любую ячейку от остальных ячеек установки. 5. Устройство по п.4, отличающеес я тем, что оно снабжено клапаном, распо ложенным на выпуске ячейки для выведения углерода или смолы, содержащих металл, при изоляции ячейки от остальных ячеек ус тановки. С> со со О 13379 Изобретение относится if установкам извлекаемый металл, при этом пульпа или для упелрчения металлосодержащих частиц раствор циркулирует по адсорбенту, смешии** пульпы или раствора выщелачивания поваясь с частицами адсорбента и затем вывосредством адсорбции углем или синтетичедится из адсорбера через фильтр или сито, ской смолой непосредственно в пульпе или 5 которое препятствует выходу указанных чарастворе стиц Каждый адсорбционный аппарат-секТехнологическая установка, предназнация изолируется от всех других (без ченная для извлечения рудных металлочапрерывания всего процесса извлечения местиц из пульпы или раствора талла) для удаления металлообогащенных выщелачивания путем внутрирастворной 10 частиц угли или смолы адгезии на угле или смоле, содержит неВ предпочтительном варианте реализасколько адсорбционных рабочих секций-апции изобретения подача пульпы или раствопаратов, каждая из которых выполнена в ра выщелачивания от одного адсорбера к виде резервуара, имеющего впуск и выпуск другому осуществляется по общему труфильтр, находящийся между впуском и вы 15 бопроводу который связывает все адсорпуском, и импеллер предназначенный для беры принудительной подачи жидкости, входяНа фиг 1 показана предложенная в рамщей через указанный впуск в адсорбционках настоящего изобретения технологиченый резервуар через фильтр и далее наружу ская установка для гидрометаллургического через выпуск. При этом в установку, кроме 20 извлечения золота вид сверху; на фиг.2 - то того, входит средство для селективной подже, поперечный разрез: на фиг 3 - местный ачи металлосодержащей пульпы или раствовид в разрезе одного из адсорбционных апра выщелачивания в каждый адсорбер с паратов являющихся исполнительно-рабовозможностью прерывания такой подачи чей секцией рассматриваемой установки для удаления из последнего металлонасы- 25 Технологическая установка показанная щенного отработавшего угля или раствора. на фиг 1 состоит из двух параллельных ряа также средство для вывода обедненной дов адсорбционных рабочих секций или аппульпы или раствора из каждого адсорбента паратов 1. В каждом ряду - шесть таких и подачи его в следующий адсорбер. аппрпатов Адсорбционные аппараты 1 соеСредство, применяемое для подачи 30 динены центральной трубопроводной армапульпы или раствора выщелачивания в кажтурой в виде кольцеобразного лоткового дую адсорбционную секцию, может содерконвейера 2 Каждый аппарат 1 имеет впуск *жать трубопровод, связывающий впуск или 3 и выпуск 4 выходящие в лотковый конвейвходные отверстия этих секций, предназнаер 2 В последнем между каждым впуском 3 ченный д,пя раздачи пульпы или раствора из 35 и выпуском 4 установлены сьемные металлиодной или нескольких точек питания. ческие вентили или затворы 5, которые при Средство для вывода обедненной, часзакрывании обеспечивают надежную изолятично отработанной, пульпы или раствора цию впуска и выпуска каждого аппарата адвыщелачивания из каждой рабочей секции сорбера. В систему лоткового конвейера 2 адсорбера в следующую секцию может быть 40 входит питающая труба 6, по которой через выполнено в виде трубопровода, связываюмножество вентилей 7 к данной трубопрощего друг с другом выпуски, выходы таких водной арматуре поступает золотосодержасекций, и имеющего один или несколько щая пульпа или раствор выщелачивания. дренажных точек, из которых отработанная, Каждый из вентилей 7 располагается над лотобедненная металлочастицами, пульпа или 45 ковым конвейером 2 вблизи соответствующего раствор может отводиться в накопительный впуска З В лотковом конвейере 2 имеется резервуар. В предпочтительном варианте набор дренажных отверстий 8, которые расисполнения изобретения трубопровод, свяположены между впусками и выпусками зывающий выпускные каналы адсорбционсмежных адсорбционных секций-аппаратов ных сек ций- апп арат ов , сов м еще н с 50 1 и связаны с центрально расположенной трубопроводом, связывающим выпускные трубой 9 отвода отработанных веществ. Эта каналы указанной секции. отводная труба выходит в бак 10. содержиПри использовании предложенного устмое которого может выводиться в накопиройства осуществляется пропускание метельный резервуар - отстойник при помощи таллосодержащей пульпы или раствора 55 двух насосов 11 и 12 выщелачивания последовательно через кажВ донной части каждого адсорбционнодый из группы адсорбционных рабочих секго аппарата 1 имеется дренажное (сливное) ций или аппаратов, каждый из которых отверстие 13. проходное сечение которого содержит порошок угля или смолы, на котоконтролируется вентилем 14 (см. фиг.2). Отрый из пульпы или раствора адсорбируется верстие 13 связано при помощи патрубка 15 13379 с общими дренажными трубами 16,17, которые идут к дренажному насосу 18. Конструкция аппарата 1 показана более наглядно в обособленном виде на фиг.З. Аппарат 1 выполнен в виде резервуара 19, име- 5 ющего в плане квадратное поперечное сечение, но со скруї ленным днищем. Впуск 3 и выпуск 4 подключены к центральному фильтровальному устройству -4 ситу. Это устройство аналогично тому, что описано в 10 южно-африканском патенте № 8G/6324, который приведен в данной заявке в числе ссылочных материалов. Сверху на резервуаре 19 смонтирован электрический двигатель 20, который приводит во вращение верти- 15 кально расположенный вал 21, ил конце которого имеется импеллер (крыльчатка) 22. Вокруг этого вала располагается полый фильтровальный элемент - сито 23, который имеет мелкоячеистую цилиндрическую 20 внешнюю поверхность, проходное сечение ячеек подобрано таким образом, чтобы исключить прохождение через этот элемент частиц 24 используемого в качестве адсорбента угля. На валу 21 смонтирована 25 сборка мешалки 25, в состав которой входят перемешивающие элементы 26, которые при движении под действием электродвигателя 20 вблизи поверхности элемента - сита 23 турбулизуют жидкость в примыкающей к 30 нему зоне. Кроме того на валу 21 имеются дополнительные лопатки 27, которые могут перемещаться в объеме между этим валом и внутренней поверхностью фильтрующего экранного элемента 23. Резервуар 19 смон- 35 тирован на уголковых чугунных лапах 28, которые закреплены соответствующим образом на бетонном основании 29. В процессе работы рассматриваемой установки используемая пульпа или растлор 40 еыщелзчивания проходит от лоткового трубного конвейера 2 через впускной вентиль 30 и далее через впускной отвод 3 в направлении стрелки, входя внутрь адсорбционного аппарата 1. Импеллер 22 поддерживает цир- 45 куляцию раствора в адсорбере, крыльчатка 27 - подпор жидкости внутри него Пульпа или раствор выщечивания, совершая циркуляционное движение, проходит через экранный элемент сито 23, поступая далее в 50 кольцевой объем 31 над указанным элементом и соответственно в выпускной отвод 4, что показано стрелкой Далее пульпа или раствор проходит через выходной аентиль 32 и возвращается в кольцеобразный цент- 55 ральный трубопровод 2. Для наглядности условно впускной отвод 3 и выпускной отвод 4 показаны на фиг.З с разворотом на 180°С друг относительно Друга, выходя как бы в два раздельных конвейера 9 В действитель ности угол между ними может быть самым различным. В частности, в установке по прототипу впуск 3 и выпуск 4 образуют друг относительно друга угол порядка 20 или 30° (см. фиг.1) и связаны с общим трубопроводным лотковым конвейером. При использовании рассматриваемые адсорбционные секции-аппараты загружаются определенным количеством угольного пороша и в трубопроводный конвейер 2 через соответствующий вентиль 7 вводится обогащенная золотом пульпа или раствор выщелачивания. К примеру, в данном случае открытым может быть вентиль 7 аппарата 1, находящегося сверху слева (фиг.1) 7. Таким образом, пульпа или раствор выщелачивания проходит по впускному патрубку 3 в первый аппарат 1 и приводит в действие крыльчатку 27. которая создает внутри корпуса адсорбера подпор жидкости, под дей ствием которого пульпа или раствор проходит через указанный корпус и выходит через выпуск 4 обратно в конвейер 2. Далее частично обедненная пульпа или раствор выщелачивания поступает во впускной патрубок 3 следующего аппарата 1 и так последовательно проходит через все остальные аппараты, постепенно обедняясь извлекаемым металлом. Очевидно, что частицы угля в первом аппарате будут насыщаться золотом первыми. После того, как они адсорбируют достаточное количество золота, данный аппарат может быть заблокирован за счет перекрывания впускных и выпускных вентилей 30 и 32. Затем закрывается соответствующий веьтиль 7 и открывается аналогичный ьентилъ у впуска последующего аппарата Одновременно открывается дренажный вентиль 8 в кольцевом лотковом конвейере 2, соответствующий блокируемый (изолируемой) адсорбционный аппарат установки, чтобы дать возможность отработанной пульпе в конце адсорбционною каскада выйти из системы по трубному лотку-отводу 9 Таким образом, насыщенный золотом отработавший аппарат изолируется от остальных, но при этом работа установки в целом не нарушается, и золотосодержащая пульпа или раствор выщелачивания поступает на вход следующего по потоку аппарата (за изолированным аппаратом), что реализуется, как уже пояснялось, за счет приведения в действие соответствующего вентиля 7. При этом условии вентиль 14, в основании заблокированного аппарата может быть открыт, в результате чею насыщенный золотом (обогащенный) уголь откачивается на последующую обработку, Извлекаемый золотонасыщенный уголь за 13379 меняется регенерированным углем, после чего аппарат снова включается в работу без прерывания процесса извлечения золота. Получаемый в этом случае аппарат теперь будет последним в технологическом каскаде. 5 При необходимости перепускного, шунтирования какого-либо адсорбционного аппарата (рабочей секции) установки в целях обслуживания или по каким-то другим причинам такое шунтирование обеспечивается 10 простым перекрытием затворов впускного 3 и выпускного 4 патрубков и отведением в открытое положение вентиля 5 лоткового трубного конвейера на участке между упомянутыми затворами. В этом случае пульпа 15 или раствор выщелачивания будет проходить по упомянутому трубному конвейеру (кольцевой арматуре) от адсорбционной секции, предшествующей шунтируемому аппарату, к секции, находящейся за ним по 20 лотку. Преимуществом рассматриваемой технологической установки является ее относительная компактность, а также то, что она имеет горизонтальное размещение. Фильт- 25 ровальное устройство в каждом адсорбционном аппарате 1 выполняет двойную барьерно-помпажную функцию, что исключает необходимость применения дополнительных внешних насосов для перекачки 30 раствора из одного такого аппарата в другой, кроме того, отпадает необходимость •размещать аппараты наклонно. Это, естественно, снижает стоимость установки. Далее следует отметить, что хотя в дан- 35 ном описании рассматривается способ и технологическая установка, предназначенные для извлечения золота из пульпы метода адсорбции на углероде, в полной мере и установка, и такой способ применимы для 40 извлечения других металлов, таких как, к примеру, уран. При этом вместо внутрипульповой адсорбции на угле может быть реализован процесс адсорбции иа смоле. Нижеприведенный пример иллюстриру- 45 ет эксплуатационные показатели опытной установки, выполненной в соответствии с данным изобретением. Эта технологическая обогатительная установка состояла из двух адсорбционных аппаратов 1, подключенных 50 последовательно. Объем каждого такого аппарата составлял 1,8 м3. Установка использовалась для гидрометаллической обогатительной обработки пульпового потока измельченной цианид золотоносной ру- 55 ды. Адсорбционные аппараты располагались по горизонтали на одном и том же уровне. Подача пульпы в установке обеспечивались импеллерами аппаратов. . 8 Каждый из них содержал определенное количество порошкового активированного угля, использовавшегося для адсорбирования золота из руды. Данная установка использовалась о рабочем режиме для получения информации по кинетике адсорбционного процесса, на основе которой можно было бы сформировать динамическую модель адсорбционного процесса, необходимую для прогнозирования поведения промышленной установки с большим числом адсорбированных аппаратов. Сущность примененного экспериментального метода состояла в анализе условий функционирования двух адсорбционных аппаратов в стационарном режиме работы при различных параметрически задаваемых расходах подачи пульпы с регистрацией во времени изменения удельного содержания сепарируемого золота в активированном угле и остаточного золота в растворе в каждом аппарате. Испытания проводились при объемных расходах пульпы 31,5, 20,5 и 13,7 м3/ч, соответствующих экспозиции обрабатываемой "пульпы в каждом адсорбционном аппарате в течение 3,4; 5,3 и 7.9 мин. В качестве примера ниже приведены обобщенные данные по условиях технологического процесса в опыте (испытании) № 3, объем, расход пульпы, в котором составлял 13,7 м /ч, здесь же анализируются выходные данные по кинетике процесса, представленные в виде графика на фиг.4. Испытание № 3. Исходные данные: расход потока пульпы 13,7 м /ч, относительная плотность пульпы 1390, относительная плотность твердых включений 2700. объемный расход раствора 10,5 м3/ч, объем адсорбционного аппарата 1,8 м3, номинальное время экспозиции 7,9 мин, удельное содержание угольного адсорбента 100 м кг/м3, удельное содержание золота в исходном растворе порядка 5-6 г/м3. ~- Анализ показывает, что на протяжении всего времени адсорбционной сепарации (опыта), а именно 48 ч, происходило непрерывное увеличение удельного содержания золота в угле, причем в конечном итоге это содержание возросло до 12,35 и 3,57 кг/т соответственно в адсорберах №Мг 1 и 2. Показатели текущего состояния раствора изменялись более плавно, что свидетельствует о прогрессирующем влиянии насыщения золотом углерода на кинетику процесса адсорбции. При средних значениях удельного объемного содержания золота в растворе в течение 48-часового периода подачи, равного 6,7 г/м 3 для канала питания, 0,97 г/м в 10 13379 адсорбционном аппарате № 1 и 0.18 г/м в адсорбере Nfe 2, экстракционный выход золо та в расчете на одну технологическую сту пень составил 83 и 81 % соответственно для адсорберов N?№ 1 и 2. Очевидно, что такие 5 экстракционные показатели предельно вы соки, причем примечательно то, что времен ная рабочая экспозиция пульпы в каждом адсорбере составляла всего лишь 7,9 мин. Для сравнения следует указать, что относи- 10 тельный эстракционный выход при осущест влении типового "обычного" (известного) процесса извлечения золота составляет 6070% при времени выдержки пульпы 45-60 мин. 15 При работе по замкнутому циклу дости гается такое состояние, для которого обогащение угля экстрагируемым металлом может быть признано оптимальным. В этом случае подача пульпы переадресуется даль- 20 ше по технологическому каскаду (т.е. к следующему адсорбционному аппарату с выходом на новую совокупность кинетических условий в этом каскаде). В рассматриваемом упрощенном варианте, реализовано 25 на двухсекционной опытной установке , для которой оптимальным временным циклом обработки признано 35 ч предельное насыщение угольного адсорбента золотом в адсорбере № 1 составило 9 кг/т. Уголь с таким 30 относительным содержанием золота отво дился через дренажный канал и утилизиро вался в виде конечного адсорбционного продукта. Подача пульпы затем переориентировалась на адсорбционный аппарат 2, в кото- 35 ром угольный адсорбент насыщался золотом до 5 относительного содержания 2,1 кг/т. По результатам испытаний, проведенных на данной опытной установке при изме40 няемом расходе пульпы, получены выходные данные, которые позволяют рэсчетно оценивать коэффициенты адсорбционного массопереноса, которые в свою очередь, были использованы для построения аппроксимационной модели для прогнозирования эксплуатационных показателей (производительности) технологической обогатительной системы с различными адсорбционными ступенями. В нижеприводимой таблице содержатся расчетные данные по прогнозированию рабочих показателей технологической уста новки рассматриваемого типа при удельном расходе суспензии 30 м3/ч концентрации золота в исходном растворе 5,5 кг/т и остаточной концентрации 0,01 г/т. В заключении для специалистов в данной области преимущества рассматриваемой обогатительной технологической установки могут быть формулированы следующим образом: а) Сокращение времени сепарационной выдержки пульпы, а следовательно, умень шение размеров оборудования, б) повышение концентрации насыщения угольного адсорбента экстрагируемым ме таллом, а следовательно, уменьшение рас ходов, связанных с последующей обработкой по регенерации золота из угля, в) снижение расхода угольного адсор бента, а следовательно, снижение финансо вых затрат на материально-техническое обеспечение, г) отпадает необходимость в переносе (обмене) угля между технологическими пози циями, что исключает негативные последст вия обратного смешивания и упрощает функционирование установки. Число ступе Время выдер Содержание Концентра Расход угля, Суммарный ней жки, мин (сту угля, кг/л ция золота в т/сутки расход угля, т пень) угле, г/т 5 3,6 100 16900 0,180 0,90 6 3,6 80 21010 0,144 0,86 8 3,6 58 29100 0,104 0,83 13379 і ' (pi/P.Z v 13379 Упорядник Замовлення 4112 Техред М Моргентал Коректор Л. Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Київ-53 Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент" м Ужгород, ву/і.ГагарІна, 101