Аппаратурное оформление и практика цианирования

Лекция 9. Аппаратурное оформление и практика цианирования

Цианированию подвергают руды, концентраты, промпродукты, хвосты обогащения при содержании золота в них бо­лее 0,50 г/т, свободное золото в основном мелкое, тонкое и тонко­дисперсное (-70 мкм + 20 мкм и -20 мкм соответственно) либо золо­то в сростках.

Свободное золото извлекают гравитационными методами. Для предотвращения расплющивания, деформации зерен золота и зати­рания поверхности свободных золотин рекомендуется раскрытое зо­лото выводить между циклами измельчения гравитационными мето­дами, если золото в сростках с сульфидами - то с применением меж­цикловой флотации.

Для снижения расхода цианистых растворов на выщелачивание сопутствующих примесей (сера, железо и др.), и для удаления при­месей, которые пассивируют процесс растворения золота (мышьяк, сурьма и др.) вводят дополнительные операции для предварительно­го удаления примесей перед цианированием: обжиг (сера), автоклав­ное и бактериальное выщелачивание (мышьяк, сурьма, сера, железо, цветные металлы). Применяют схемы обжиг - цианирование, авто­клавное выщелачивание - цианирование, бактериальное выщелачи­вание - цианирование.

 На предприятиях гидрометаллургические процессы выщелачива­ния осуществляются двумя способами: первый - перемешивание с раствором всей массы измельченной руды; второй - раздельная об­работка более крупных классов руды +0,1-0,5 мм (пески или эфели) в перколяционных чанах путем просачивания раствора через песок. Более мелкие классы -0,1 мм (шламы или илы) подвергают цианиро­ванию агитацией.

Перколяция применима для материалов, допускающих есте­ственную фильтрацию раствора — просачивание. Но в настоящее время превалирует агитационный (иловый) процесс, который легче автоматизируется и отличается большим извлечением золо­та. Агитационный процесс может применяться и для более круп­ного материала.

Существуют следующие разновидности процесса перколяции в зависимости от способа осуществления:

1) выщелачивание в чанах;

Рекомендуемые материалы

2)  кучное выщелачивание;

3)  подземное выщелачивание.

В металлургии благородных металлов применяются первые два  способа, подземное выщелачивание применения не нашло.

Выщелачиванию в чанах подвергается материал, для которого скорость просачивания растворов составляет не менее 1,8 см/ч. Материал, уровень раствора над которым понижается медленнее, на практике считают невыгодным для обработки перколяцией. В некоторых случаях для ускорения перколяции и улучшения аэра­ции применяют отстаивание растворов. Скорость перколяции 2,5 см/ч считают удовлетворительной, а 7,5 см/ч и более — хорошей. На скорость перколяции оказывает большое влияние содержание глинистого материала. При увеличении содержания илов в плохо классифицированных песках происходит замедление фильтрации растворов, увеличение времени выщелачивания, увеличение ко­личества влаги, задерживаемой материалом, и понижение степе­ни извлечения золота. Перколяция производится в деревянных или железных чанах с ложным (фильтрующим) днищем (рис 9.1). Вместимость чанов колеблется от десяти до нескольких тысяч тонн.

Чаны вместимостью до 500 т чаще всего изготавливают из де­ревянных клепок (брусов), до 1000 т - из железа или стальных листов, а свыше 1000 т - из железобетона. Чаны устанавливают на фундаменте. В днище чана имеются люки для разгрузки песков после выщелачивания. Ложное днище предназначено для того, чтобы на нем монтировать фильтр, на который насыпают матери­ал для выщелачивания. Для этого на дно чана кладут ряд брусьев на расстоянии 1 м один от другого, на первый ряд накладывают другой с промежуточным расстоянием 15 см. Сверху настилают круг из холста, диаметр которого больше диаметра чана, и на него помещают коксовые маты или циновки. Сверху матов поме­щают защитные деревянные рейки.

Большое внимание уделяется равномерности загрузки песков. Загрузка  может осуществляться:

1)  всухую (вагонетками, конвейерами);

2)  гидравлическим путем посредством вращающегося распре­делителя;

3)  гидравлическим путем с применением сливных желобов.

Рис.9.1 Перколяционный чан и конструкция днища:

1 — чан; 2 — фунда­мент; 3 — люк; 4 — стягивающие обручи; 5 — ложное днище; 6 — первый ряд брусьев; 7 — второй ряд брусьев; 8 — холст; 9 — защитные рейки

Растворы заливают перио­дически или непрерывно. Предпочитают периодическую заливку, так как в этом слу­чае во время дренирования песка достигается лучшая аэрация нагрузки, необходи­мая для растворения золота. В этом случае, пропитав нагруз­ку раствором, дренируют его в течение нескольких часов, после чего производят залив­ку следующей порции раство­ра.

Растворы заливают в следу­ющей последовательности:

1) крепкие растворы (кон­центрация цианида 0,1—0,2%, продолжительность контакта 12—24 ч, объем раствора 0,25— 0,5 м³/т песка);

2)  средние растворы (концентрация цианида 0,05-0,07%, про­должительность контакта 6-12 ч, объем раствора 0,25—0,4 м³/т песка);

3) слабые растворы (концентрация цианида 0,02—0,03%, объем раствора 0,25-1 м³/т песка);

4)  промывные воды (общий объем растворов составляет 0,8-1,5 м³/т песка).

Иногда одну из двух первых стадий опускают.

Растворы можно заливать и с низа чана. В этом случае достига­ются меньшее разбавление растворов, уменьшение продолжитель­ности дренирования и более равномерное просачивание раствора через нагрузку песка.

Агитационное цианирование пульп проводят в аппаратах сле­дующих типов:

-   чаны с механическим перемешиванием (лопастные,  пропел­лерные, турбинные);

-   чаны с пневмомеханическим перемешиванием;

- чаны с пневматическим перемешиванием (пачуки)  .

Первый тип - это чаны-сборники и чаны с импеллерной мешал­кой.  Чаны-сборники используются для накапливания и поддержания пульпы в взвешенном состоянии.

Чан с импеллерной мешалкой (рис. 1.4) - аппарат, в центре которого  диффузор с циркуляционными патрубками. Через диффузор проходит вертикально вал с импеллером, который приводится в движение двига­телем

Имеется защитный диск, предохраняющий импеллер от заилива­ния Питание пульпой- через лоток или через трубу. Выпуск пульпы производится через штуцер в сливной карман, пески разгружают через трубу. Циркуляцию пульпы регулируют воротником.

Рис. 1.4. Чан с импеллерной мешалкой: 1 - труба-диффузор; 2 - циркуляционный патрубок; 3 - вал; 4- труба питательная; 5 - импеллер; 6 - электродвигатель; 7 - штуцер для

выпуска пульпы; 8 - сливной карман; 9 - труба для разгрузки песковой фракции;

10 - подвижный воротник; 11 - защитный диск; 12 - лоток

Большее применение нашли чаны с пневматическим перемешива­нием и центральным аэрофлитом или чаны-пачуки (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Пачук:

1 - люк для ремонта; 2 - аэролифт; 3 - труба для подачи сжатого воздуха;

4 - воздушная рубашка; 5 - прорези; 6 - диспергатор; 7 - штуцер для

опоражнивания аппарата; 8 - патрубок для вытяжной вентиляции

Пачук представляет собой цилиндрический чан с коническим днищем.  Его высота в 3-4 раза больше диаметра. В центре чана рас­положен аэролифт-циркулятор с воздушной рубашкой, в которую через трубу с прорезями подают сжатый воздух. При смешении пульпы с воздухом образуется пульповоздушная смесь с плотностью меньшей, чем пульпа, которая поднимается в верхнюю часть аппара­та, создавая непрерывную циркуляцию.

Для предотвращения забива­ния песком нижней части аппарата установлен диспергатор, на кото­рый при необходимости подают сжатый воздух. Расход воздуха в пачуках 1...3 м³/мин на 100 м³ объема аппарата, давление воздуха 200...400 кПа, плотность пульпы может составлять до 50...60% твердого. Техническая характеристика пачуков приведена в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Техническая характеристика пачуков различного типа (1 - 7)

В пневмомеханических чанах перемешивание осуществляют с помощью центрального аэролифта и гребковой мешалки.

Пневмомеханический чан представляет собой цилиндрический сосуд с плоским дном. В центре чана - аэролифтная труба, на ниж­нем конце которой расположена гребковая мешалка. Труба имеет два распределительных желоба с отверстиями. Центральная труба вместе с гребковой мешалкой вращается со скоростью 3...6 об/мин рис…. Техни­ческая характеристика чанов приведена в табл.1.3.

Агитатор с центральным аэролифтом и гребковой мешалкой: 1 — аэролифтная труба; 2 — гребковая мешалка; 3 — распределительные желоба

Агитатор с периферическими аэролифтами и импеллерной мешал­кой: 1 — электропривод; 2 — корпус; 3 — боковые аэролифты; 4 — импеллерная мешалка; 5 — центральный аэролифт; 6 — желоб подачи пульпы

Рис. ..

Иногда выщелачивание проводят во флотационных машинах; в них обеспечивается интенсивное перемешивание и высокое извлече­ние золота.

Таблица 1.3

Техническая характеристика чанов с центральным аэролифтом и гребковой мешалкой

Перспективными аппаратами для цианирования являются пульса-ционные колонны. Такие колонны имеют высокий цилиндрический корпус с коническим дном и тарельчатой насадкой с набором дисков

с отверстиями. Пульсация создается с помощью пневматического пульсатора. Импульсы сжатого воздуха поступают в камеру, где они передаются в объем пульпы, которая приобретает вращательное движение с помощью отверстий в насадках и расположенных на них лопаток. По высоте это движение приобретает спиралевидный харак­тер. Аэрация пульпы создается воздухом, подаваемым через распре­делительное устройство. Разгрузка идет через нижнюю часть колон­ны с помощью аэролифта; уровень поддерживается регулятором. В этих аппаратах достигается высокая интенсивность перемешивания при сокращении числа и объема аппаратов с возможным ростом из­влечения золота.

Крупность материала при цианировании перемешиванием завист от крупности частиц золота в руде и она может быть в пределах 0,3…0,043 мм. Оптимальное соотношение Ж:Т = (1÷2):1.

При цианировании тонкодисперсных пульп, особенно сульфид­ных  большое значение имеет контроль в них концентрации кисло­рода который расходуется на окисление сульфидных минералов. Концентрация NaCN составляет 0,01...0,1 % (чаще 0,02...0,05 %), а концентрация СаО 0,01...0,03 % (рН 9...11). При слишком плотной пульпе цианирование идет медленно и неполно вследствие низкой скорости диффузии реагентов к поверхности частиц золота. Обычно цианирование кварцевых руд ведут при ж:т = 1,2:1,5÷1), а глини­стых руд ж:т = 2:(2,5 ÷ 1). Процесс ведут в периодическом или непре­рывном режиме.

В периодическом режиме пульпу закачивают порциями в параллельно работающие аппараты для выщелачивания. После растворе­ния золота пульпу перекачивают в чан-сборник, а в выщелачиваю­щие чаны закачивают новую порцию пульпы. При непрерывном процессе пульпа подвергается выщелачиванию в каскаде последова­тельно соединенных аппаратов. Число аппаратов в каскаде - не ме­нее 4-6 (лучше 8-12). Продолжительность пребывания пульпы в кас­каде чанов определяется уравнением

где  V - объем всех аппаратов в каскаде, м³ ; Q. - поток пульпы, м³/ч.

Непрерывная система выщелачивания имеет преимущества, так как позволяет сократить обслуживающий персонал, требует меньше насосов для перекачки, сокращает общее время цикла выщелачива­ния и повышает эффективность благодаря отсутствию операции за­качки и выпуска пульпы при порционной загрузке процесса.

         Схема цепи аппаратов выщелачивания в периодическом и непрерывном режиме показана на рис. 33.6

.

Вместе с этой лекцией читают "4.2 Первичные окна".

а)

б)

Рис. 33.6 . Схема цепи аппаратов выщелачивания (цианирования)

а – периодический режим выщелачивания: 1- чан для выщелачивания перемешиванием; 2- чан сборник; 3- фильтр.

б – непрерывный режим: 1- чан для выщелачивания перемешиванием; 2 - фильтр.