Технологии переработки растворов

Технологии переработки растворов позволяют сконцентри­ровать металлы в осадках и затем извлечь их в товарную форму.

При гидрометаллургическом переделе растворов процесс сорбции ведется в каскаде противоточных сорбционных колонн типа СНК. По завершении процесса сорбции осуществляется ре­генерация смолы, насыщенной золотоцианистым комплексом. Де­сорбция — это удаление сорбируемого ценного компонента из ионита. Регенерация — это восстановление сорбционных свойств ионита. Данные процессы можно совмещать (рис.15.3).

Рис.15.3. Сорбционно-десорбционная колонна

В процессе десорбции содержание ценного компонента в ио-ните постепенно уменьшается до некоторого предельно допу­стимого значения, обеспечивающего получение сбросных по со­держанию ценного компонента растворов. Эта емкость регене­рируемого компонента называется остаточной, и она не должна превышать 10 — 20 % равновесной емкости сорбента в «хвосто­вом» сорбционном аппарате, а содержание элюирующего иона в регенерируемом ионите должно исключать попадание этих ве­ществ в перерабатываемые продуктивные растворы в количе­ствах, вызывающих депрессию поглощения ценного компонента.

Процесс регенерации ионита в гидрометаллургии золота со­стоит из стадий: отмывка от илов; цианистая обработка; отмыв­ка от цианидов; кислотная обработка; сорбция тиомочевины; де­сорбция металла; отмывка от тиомочевины; щелочная обработ­ка. Отмывка от илов осуществляется технической водой, циани­стая обработка предназначена для очистки смолы от цианистых комплексов железа и меди.

Выделение чистых металловв виде порошков, кристаллов или компактной формы из растворов производится электроли­зом или химическим восстановлением. Электрические методы ин­тенсификации процессов в области добычи редких и благород­ных металлов направлены на интенсификацию процессов сорб­ции и десорбции металлов при переделе растворов выщелачива­ния. Электрический ток может быть эффективен при сорбционном выщелачивании в технологии «смола в пульпе», в частности при извлечении золота из хвостов флотационного обогащения руд.

Использование переменного электрического тока позволяет осуществлять глубокую очистку ионитовой смолы от примесей, повышать ее сорбционную емкость по золоту и интенсифициро­вать процесс десорбции на 20 — 30 %. Электрическое воздейст­вие на процесс десорбции в сравнении с традиционной техноло­гией позволяет очищать ионитовую смолу АМ-2Б от железа, цин­ка, никеля, кобальта, меди эффективнее в 2,5 — 3,0 раза.

Сорбционное выщелачивание золота было применено в сис­теме бывш. Минсредмаша СССР благодаря созданию уникаль­ного по сочетанию механических и сорбционных свойств сор­бента в ВНИИХТ и ВНИПИПТ.

Комбинирование гидрометаллургических процессов

Комбинирование гидрометаллургических технологических про­цессов позволяет эффективно отрабатывать недоступные для тра­диционных технологий месторождения (рис.15.4).

Рис.15.4. Технологическая схема гидрометаллургической добычи металлов

Гидрометаллургия по сравнению с пирометаллургией обес­печивает возможность полного и комплексного извлечения по­лезных компонентов, экологическую безопасность, меньшую сто­имость, но требует повышенных затрат на обессоливание обо­ротных и сбросных вод.

Контрольная работа

Задача № 1. Определить превышение f_n удельной магнитной силы f_м над удельной силой тяжести g, действующей на частицу магнетита, и расстояние S, которое пролетит частица за 0,1с без учета сопротивления воздуха.

Сила притяжения определяется по формуле

μ₀ – магнитная проницаемость среды (Гн/м);

- удельная магнитная восприимчивость частицы (м³/кг);

Н – напряженность магнитного поля на поверхности полюсов (кА/м);

gradH – градиент поля (кА/м²).

Сила тяжести частицы в воздухе

((кг∙м)/с²)

Превышение

.

Задача № 2. Определить коэффициент равнопритягиваемости при сухой магнитной сепарации с верхней подачей руды крупностью до 100 мм. При расчете воспользоваться формулой, связывающей верхний и нижний размеры частиц: , м.

при будем иметь

где S – шаг полюсов.

Задача № 4. Определить скорость V и расстояние S, которое пройдут частицы сростков магнетита, притягиваемые к барабану сепаратора при мокром магнитном обогащении руды с удельной магнитной силой f_м, равной 100 H/кг.

При определении удельной силы сопротивления среды: f_С по Стоксу принять динамический коэффициент вязкости μ воды, равным 1,06∙10^-3 Па∙с (μ = (а - Вt)∙10^-3, где а и В - коэффициенты, равные в случае воды соответственно 1,399 и 0,0186; t - температура воды, ⁰С. μ = (1,399 - 0,0186∙18)∙10'³ = 1,0642∙10° Па∙с или ≈ 1,06∙10^-3 Па∙с ).

Сила динамического сопротивления среды по закону Стокса определяется по формуле

где v – линейная скорость частицы;

μ - вязкость среды;

d – диаметр частицы;

δ – плотность частицы.

Для определения скорости равномерного движения частиц необходимо составить равенство разделяющей силы и силы сопротивления воды

а путь, который пройдут частицы, определяется по известной формуле

S = vt.

Задача № 6. Определить скорость V частицы в начале зоны притяжения электромагнитного валкового сепаратора при сухой сепарации и нижней подаче материала самотеком.

Схема сил, действующих на частицу в сепараторе с нижней подачей руды

Пусть в начальный момент движения по наклонному лотку скорость частицы равна нулю. Тогда скорость частицы в начале зоны притяжения можно определить как

,

где g_о - ускорение частицы при ее движении по лотку; t - время прохождения частицей лотка.

Угол трения ср равен 40°. g_о определяется как разность тангенциальной составляющей удельной силы тяжести и удельной силы трения, приведенных на рисунке.

L – Длина зоны сепарации определяется по формуле

t₁ – время за которое частица проходит расстояние L;

g₀ – ускорение с которым движется частица по наклонной плоскости определяется по формуле

где φ – угол трения.

Длина лотка при начальной скорости равной нулю равна

Тогда скорость частицы можно определить по формуле

.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Кармазин, В.И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых: учебник. В 2 т. / В.И. Кармазин, В.В. Кармазин. - Т.1. - Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых. - М.: Изд-во МГГУ, 2005. - 370 с.

2. Кармазин, В.И. Магнитные и электрические методы обогащения. / В.И Кармазин, В.В. Кармазин. - М. : Недра, 1988. - 305 с.

3. Физические основы электрической сепарации / под ред. В.И. Ревнивцева. - М.: Недра, 1983. - 271 с.

4. Месеняшин, А.И. Электрическая сепарация в сильных полях / А.И. Месеняшин. - М.: Недра, 1978. -175 с.

5. Кравец, Б.Н. Специальные и комбинированные методы обогащения / Б.Н Кравец - М. : Недра, 1986. - 233 с.

Дополнительная

1. Справочник по обогащению руд: 2-е изд. / под ред. О.С. Богданова. -М. : Недра, 1983. Т. 2.-381 с.; Т. 3.-376 с.

2. 3амыцкий, В.С. Эксплуатация и ремонт магнитных сепараторов / В.С. Замыцкий, И.И. Великий. - М. : Недра, 1983. - 205 с.

Вопросы к экзамену

1. Классификация минералов и руд по магнитным и электрическим свойствам.

2. Влияние магнитного поля на находящиеся в нем минералы.

3. Классификация минералов по их магнитным свойствам.

4. Магнитные сепараторы в зависимости от характера прохождения руды или пульпы через рабочую зону сепаратора.

5. Связь электрических и магнитных свойств со структурой минералов.

6. Влияние магнитного структурирования ферромагнитных порошков и суспензий на их магнитные свойства.

7. Способы повышения контрастности свойств минералов.

8. Классификация магнитных и электрических методов обогащения.

9. Механизм коронного разряда.

10. Способы электризации минералов при электрической сепарации по проводимости.

11. Действие сил, разделяющих частицы при магнитных и электрических методах обогащения.

12. Классификация режимов сепарации.

13. Электромагнитное поле и его статические составляющие, используемые при магнитном и электрическом обогащении.

14. Равнопритягиваемость частиц разных размеров и свойств, способы ее устранения.

15. Силы, конкурирующие с электромагнитными активными силами и определяющие направление и скорость движения частиц при сепарации.

16. Основные силы, действующие на частицы различной проводимости, находящиеся на осадительном электроде в электрическом поле коронного разряда и в коронно-электростатическом поле.

17. Подготовка материала к электрической сепарации. Обоснование используемых способов.

18. Коэффициент сепарации и его определение на основе закона действующих масс.

19. Прогноз показателей сепарации.

20. Факторы, определяющие применение сухой или мокрой магнитной сепарации.

21. Оптимизация показателей при магнитном и электрическом методах обогащения.

22. Устройство и технические характеристики магнитных сепараторов.

23. Устройства магнитных сепараторов для мокрого обогащения магнетитовых руд

24. Устройство и технические характеристики электрических сепараторов.

25. Наладка электрических сепараторов.

26. Наладка электромагнитных сепараторов.

27. Уход за сепараторами при их эксплуатации.

28. Особенности разделения минералов по трению, по форме частиц и кусков. Обогащение по твердости и упругости.

29. Виды выщелачивания.

30. Бактериологическое выщелачивание металлов.

31. Гидрометаллургические процессы при обогащении полезных ископаемых.

* Работа выхода электрона – наименьшая энергия, которую нужно затратить для удаления электрона из твердого тела в вакуум

* F_лор – сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле

* 3,5 = χ∙10³; χ ⁼ 3,5∙10³м³/кг; аналогично определяются значения параметров (характеристик) минералов и поля в остальных таблицах

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: