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 fn удельной магнитной силы fм 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
.
№ варианта
| Масса частицы, г
| Удельная магнитная восприимчивость магнетита, χ∙103,м3/кг
| Напряженность поля на поверхности полюсов, кА/м
| Градиент поля,
кА/м2
|
|
| 3,5*
|
|
|
|
| 0,5
|
|
|
|
| 2,0
|
|
|
|
| 0,8
|
|
|
|
| 0,2
|
|
|
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.
№ варианта
| Удельная магнитная восприимчивость кусков магнитной руды, χ∙104, м3/кг
| Шаг полюсов S,
м
|
| крупных
| мелких
|
|
| 7,0
| 0,9
| 0,11
|
| 9,2
| 1,1
| 0,12
|
| 5,0
| 0,5
| 0,12
|
| 2,0
| 0,2
| 0,125
|
| 9,5
| 1,0
| 0,115
|
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 fм, равной 100 H/кг.
При определении удельной силы сопротивления среды: fС 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.
№ варианта
| Плотность сростков магнетита, δс-10-3кг/м3
| Размер сростка, d∙103 м
| Время извлечения сростка, с
|
| 4,0
| 0,08
| 1,2
|
| 3,8
| 0,1
| 1,0
|
| 4,2
| 0,09
| 1,1
|
| 3.5
| 0,07
| 1,4
|
| 4,4
| 0,09
| 1,0
|
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 gо - ускорение частицы при ее движении по лотку; t - время прохождения частицей лотка.
Угол трения ср равен 40°. gо 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
* Fлор – 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:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|