способ и устройство цианистого выщелачивания благородных металлов из руд, концентратов, техногенных и минеральных отходов

Формула изобретения

1. Способ цианистого выщелачивания благородных металлов из руд, концентратов и отходов, включающий загрузку руды, концентратов или отходов и выщелачивающего раствора в камеру, слив выщелачивающего раствора из камеры в емкость, перекачивание пульпы из камеры в другую, перемешивание твердой и жидкой фаз пульпы подачей из емкости в донную часть камеры потока выщелачивающего раствора, слив последнего из другой камеры в емкость, перекачивание пульпы из другой камеры в первую подачей потока раствора, аэрацию выщелачивающего раствора и циркуляцию пульпы из одной камеры в другую до заданного извлечения металла, отличающийся тем, что перекачивание пульпы из камер осуществляют напорной струей гидроэлеватора и/или эжектора, а аэрацию осуществляют эжектированием и растворением воздуха или кислорода в напорной струе гидроэлеватора, работающего после откачки пульпы в режиме перекачки выщелачивающего раствора.

2. Устройство для цианистого выщелачивания, содержащее две или более гидравлически сообщенных друг с другом посредством циркуляционных трубопроводов камеры с патрубками для загрузки и сброса материала, трубопроводы с патрубками для подачи раствора, сообщенные с емкостью для сбора растворов, и трубопроводы для слива растворов из камер в емкость для сбора, отличающееся тем, что одни концы циркуляционных трубопроводов для сообщения камер друг с другом расположены внутри камер в их верхней части, а другие концы имеют камеры смешения и расположены в нижней части камер, а патрубки трубопроводов для подачи раствора снабжены насадками гидроэлеваторов и расположены соосно камерам смешения под ними.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для улучшения доставки выщелачиваемого материала к всасу гидроэлеватора, улучшения перемешивания жидкой и воздушной фаз и растворения воздуха в растворе в насадках гидроэлеватора сделаны дополнительные отверстия перпендикулярно к его внешней конической поверхности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике выщелачивания металлов из руд, концентратов, техногенных и минеральных отходов и может быть использовано при переработке цветных, редких и других металлов.

Известны способы выщелачивания металлов, основанные на взаимодействии твердой, жидкой и газовой фаз при их перемешивании, которая осуществляется путем аэрирования пульпы, содержащей жидкий выщелачивающий реагент [1,2,3]

Соответствующие этим способам устройства содержат негерметизированную камеру или автоклав с загрузочными разгрузочными приспособлениями и механизм, выполненный в виде аэролифта или механической мешалки, для перемешивания и циркуляции пульпы, содержащей частицы руды и жидкий реагент.

Недостаток данных способов и устройств заключается в необходимости дополнительного оборудования в виде компрессоров, диспергаторов, аэролифтов, механических мешалок, а в случае использования автоклава повышенные давление и температура. Кроме того, скорость выщелачивания невысока, и в зависимости от выщелачиваемого материала колеблется от 20 до 30 ч.

Известен способ выщелачивания металлов из руд, концентратов и отходов, являющийся наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению, также заключающийся в выщелачивании в двух герметичных загрузочно-обменных камерах [4] Сущность данных способа и устройства заключается в том, что смешение в первой загрузочной камере осуществляется путем предварительного ее заполнения выщелачиваемым раствором и последующей полной загрузкой рудой, концентратом, отходами с вытеснением раствора реагента из камеры в емкость, содержащую запас этого раствора. Перемешивание твердой и жидкой фаз пульпы и перегрузку пульпы из камеры в камеру осуществляют путем подачи в заполненные пульпой камеры из упомянутой емкости напорного нисходящего или восходящего потока выщелачивающего реагента в виде спутной или закрученной струи до полной разгрузки камеры от выщелачиваемого материала в соседнюю камеру, которую предварительно заполняют раствором выщелачивающего реагента, вытесненную часть которого при загрузке материала, поступающего из предыдущей камеры, сливают в емкость с растворами.

Недостатками данных способа и устройства являются необходимость герметизировать камеры, т.к. транспортировка материала их камеры в камеру осуществляется за счет избыточного давления, создаваемого в камере, заполненной пульпой, и самое главное, отсутствует аэрация выщелачивающих растворов, что в значительной степени снижает эффективность извлечения ценных компонентов и увеличивает расход цианидов.

Известно, что в процессе выщелачивания непосредственно к поверхности минеральной частицы (твердого тела) прилегает слой выщелачивающего раствора толщиной около 2 нм, который состоит из ориентированных молекул и имеет четко выраженную границу, отделяющею его от следующего слоя. Этот слой называют прочносвязанным, т. к. удаление его возможно только при высоких давлениях и температуре. К прочносвязанному слою выщелачивающей жидкости прилегает диффузионный (рыхлосвязанный ) слой толщиной около 8 нм. Внешняя граница этого слоя размыта и постепенно переходит в свободный (гравитационный) раствор. Структурные особенности этих слоев определяют кинетику выщелачивания полезного компонента. Таким образом, на границе раздела твердое тело жидкость формируется раствор с максимальной концентрацией полезного компонента.

Целью изобретения, является создание условий, обеспечивающих ускоренный процесс отрыва прочно- и рыхлосвязанных слоев, максимально насыщенных полезным компонентом, растворение их в общем объеме выщелачивающей жидкости и создание на их месте новых слоев при контакте минеральной частицы с выщелачивающим раствором, насыщенным достаточным количеством кислорода (окислителя).

Это достигается тем, что ускоренный процесс отрыва двойного слоя от минеральной частицы (твердого тела), максимально насыщенного полезным компонентом, и его растворение в общем объеме выщелачивающего раствора осуществляются напорной струей гидроэлеватора (эжектора) при перекачивании пульпы из одной емкости в другую, а необходимая аэрация кислорода осуществляется эжектированием и растворением воздуха в напорной струе гидроэлеватора, работающего в холостом режиме, которая, активно перемешивая пульпу во второй емкости, создает условия для контакта минеральной частицы с ионами CN^- и молекулами растворенного кислорода, что в значительной степени ускоряет процесс выщелачивания, снижает расход цианидов и увеличивает извлечение полезного компонента. Отсутствие трущихся, вращающихся деталей, допонительного оборудования в виде компрессоров, диспергаторов, аэролифтов, механических мешалок, сосудов, работающих под давление и с высокой температурой выщелачиваемого реагента, делают предлагаемые способ и устройство надежными и безопасными в эксплуатации.

На чертеже представлена принципиальная схема установки выщелачивания. Пульпа с соотношением Ж:Т в пределах от 1:1 до 3:1 и необходимой концентрации по цианидам для конкретного обрабатываемого материала поступает из распульповочной (на чертеже не показано) в емкость А, при этом краны 4,5,7,8 и задвижка 10 закрыты, задвижка 9 открыта. После осаждения твердого материала на днище камеры кран 4 открывается, и выщелачивающий раствор самотеком сливается в емкость рабочих растворов 12. Кран 4 закрывается.

Насосом 11, создающим давление в зависимости от свойств обрабатываемого материала от 2 до 5 ати, при открытом кране 7, через насадку гидроэлеватора 3 создается гидродинамическое воздействие, необходимое для отрыва двойного слоя от твердой частицы и доставке выщелачиваемого материала по пульповоду 6 в емкость Б. Дополнительные отверстия в насадке гидроэлеватова 13, а их может быть одно или несколько, способствуют доставке мелкодисперсного выщелачиваемого материала к всасу гидроэлеватора (эжектора). После опорожнения емкости А от выщелачиваемого материала гидроэлеватор продолжает работать некоторое время (в зависимости от свойств обрабатываемого материала от 0,3 до 3-4 с. ) в холостом режиме, эжектируя и растворяя воздух в напорной струе, которая, активно перемешивая пульпу в емкости Б, создает условия для окисления (образования двойного cлоя) ценного компонента. Дополнительные отверстия 13 на данном этапе способствуют лучшему растворению воздуха в выщелачиваемом растворе.

После осаждения частиц твердого на днище емкости "Б", а это в зависимости от крупности материала длится от 20 с до 2 мин, открывается кран 5, и продуктивный раствор сливается в емкость 12. После этого циклы повторяются до заданного значения извлечения ценного компонента.

Режимы выщелачивания, концентрация цианидов, давление, необходимое для гидродинамического воздействия на обрабатываемый материал, время аэрации рабочего раствора, отстаивание аэрированой пульпы зависят от свойств обрабатываемого материала, его крупности, минералогического состава.

После завершения выщелачивания краны 4,5,7, задвижка 9 закрываются, открывается задвижка 10, и насосом 11 вся пульпа из емкости Б и емкости 12 перекачивается на фильтрацию.

Технические результаты предлагаемых способа и устройства выщелачивания благородных металлов увеличение скорости выщелачивания по сравнению с традиционными методами (выщелачивание в "пачуках", автоклавах, конических аппаратах ) в 5-6 раз, превышение извлечения металлов до значений 98-99% снижение расходов реагента (цианида ) в 3-4 раза.

Предлагаемое техническое решение можно использовать для выщелачивания других цветных металлов как в кислотных, так и в щелочных средах.