Чугаев Л.В. Металлургия благородных металлов

Подождите немного. Документ загружается.

аппаратов в золотоизвлекательной промышленности огра-

ничено.

Основным типом чанов с пневматическим перемешива-

нием является весьма распространенный аппарат с цент-

ральным аэролифтом — пачук (рис. 64). Пачук представ-

ляет собой высокий цилиндрический чан с коническим дни-

щем. Высота чана обычно в 3—4 раза превышает диаметр.

В центре чана расположен аэролифт (циркулятор) 2. По-

следний представляет собой широкую открытую с обоих

концов трубу, в нижней части которой предусмотрена воз-

душная рубашка 4. По трубе 3 в рубашку подают сжатый

воздух, который через прорези 5 поступает в виде отдель-

ных пузырьков в трубу 2. Находящаяся здесь пульпа сме-

шивается с воздухом, образуя воздушно-пульповую смесь,

плотность которой меньше, чем плотность пульпы. Поэтому

141s

Пульпа

^J^lnytb па

смесь поднимается кверху и выливается через верхний край

трубы 2. Более плотная, не содержащая пузырьков воздуха

пульпа поступает в трубу снизу. Таким образом в аппара-

те устанавливается непрерывная циркуляция пульпы. При

нарушении режима пе-

ремешивания (напри-

мер, в случае прекра-

щения подачи возду-

ха) нижняя часть ап-

парата может забиться

осевшими твердыми ча-

стицами. Для их взму-

чивания служит дис-

пергатор 6, с помощью

которого в нижнюю

часть конического дни-

ща при необходимости

можно подать сжатый

воздух.

Расход воздуха в

пачуках лежит в пре-

делах от 1 до 3 м

/мин

на 100 м

рабочего

объема аппарата. Дав-

ление воздуха зависит

от высоты аппарата и

плотности пульпы;

обычно оно составляет

200—400 кПа.

Пачуки широко

применяют как в оте-

чественной, так и в за-

рубежой золотоизвле-

кательной промышлен-

ности. Преимущества

аппаратов этого типа

состоят в возможности

перемешивания весьма

густых пульп (с содер-

жанием твердого до

50—60 %), простоте

устройства (отсутствуют движущиеся части) и интенсив-

ной аэрации пульпы. Последнее обусловлено поступлением

в аппарат воздуха при давлении выше атмосферного, что

существенно увеличивает концентрацию кислорода в жидкой

Воздух

Рис, 64. Пачук:

1 — люк для ремонта апарата; 2 —аэролифт;

3— труба для подачи сжатого воздуха; 4—

воздушная рубашка; 5—прорези; 6 — диспер-

гатор; 7—штуцер для опоражнивания аппа-

рата; 8 — патрубок для вытяжной вентиляции

142s

фазе пульпы. Техническая характеристика пачуков приве-

дена ниже (V

, D, Н — вместимость, диаметр, высота соот-

ветственно) :

Vr,, мз 2 25 50 75 100 200 500

D, м 1 2,2 2,6 3,2 3,4 4,0 5,6

Я, м 3 7,0 10 10 12 17 22

HID 3,0 3,2 3,8 3,1 3,5 4,2 3,9

К аппаратам с певмомеханическим перемешиванием от-

носится часто применяемый чан с центральным аэролиф-

том и гребковой мешалкой (рис. 65). Он представляет со-

бой цилиндрический сосуд с плоским днищем. В центре чана

Рис. 65. Чан с центральным аэролифтом и гребковой мешалкой

находится аэролифтная труба 1, на нижнем конце кото-

рой расположена гребковая мешалка 2. В аэролифтную

трубу сверху введена труба для подачи сжатого воздуха.

От верхнего конца аэролифта отходят два распределитель-

ных желоба 3, расположенные с небольшим уклоном к пе-

риферии чана, имеющие ряд отверстий по дну. Желобы ра-

сположены перпендикулярно к направлению грабель и ос-

таются все время над поверхностью пульпы.

При медленном вращении центральной трубы (3—

6 об/мин) гребковая мешалка перемещает осевшие на дно

143s

Таблица 9. Техническая характеристика чанов с центральным

аэролифтом и гребковой мешалкой

Рабо-

чий

объем,

и»

Диаметр,

мм

Высота,

мм

Частота

вращения,

об/мин

Мощность

электро-

двигате-

ля, кВт

Расход воз-

духа, м

/кин

Давление воз-

духа, кПа

100

250

4500

6000

8000

4500

6000

3—6

3—4

2—3

3—5

0,6—0,8

0,9—1 ,2

1,8—2,2

100—140

120—160

150—200

аппарата твердые частицы пульпы к центру чана, где они

засасываются в аэролифтную трубу. Поднимаемая аэро-

лифтом пульпа переливается

распределительные желобы

и,

вытекая при вращении желобов через отверстия в их дни-

ще, распределяется по поверхности чана. Твердые частицы

вновь осаждаются на дно аппарата, подгребаются к аэро-

лифтной трубе, и таким образом устанавливается непре-

рывная циркуляция пульпы.

Основное достоинство этих аппаратов-—их небольшая

высота и хорошая аэрация пульпы. К недостаткам этих ча-

нов относится постепенное накопление в них крупных тя-

желых частиц, что заставляет периодически прибегать к

очистке аппарата. Техническая характеристика чанов с

центральным аэролифтом и гребковой мешалкой дана в

табл. 9.

Кроме перечисленных аппаратов, в практике цианирования приме-

няют и другие. Золотосодержащие материалы с повышенным количест-

вом сульфидов, а также теллурнстые руды, цианирование которых со-

провождается увеличением расхода кислорода, иногда выщелачивают

во флотационных машинах. Последние обеспечивают высокую интен-

сивность перемешивания и хорошую аэрацию пульпы, что ускоряет

цианирование и повышает извлечение золота.

Нередко измельчение золотосодержащих руд ведут в оборотном

цианистом растворе. В этом случае значительная часть золота выще-

лачивается уже при измельчении; золотосодержащий раствор направ-

ляют на осаждение золота, а сгущенную пульпу довыщелачивают в

агитаторах.

Перспективными аппаратами для цианирования являются пульсацн-

•оиные колонны, разработанные под руководством С. М. Карпачевой.

Пульсационная колонна (рис. 66) имеет высокий цилиндрический кор-

пус 1 с коническим днищем 6 и находящуюся внутри тарельчатую на-

садку. Последняя представляет собой набор дисков (тарелок) 2 со

множеством прямоугольных отверстий. Короткие стороны отверстий име-

ют отогнутые вверх и вниз лопатки, при этом на соседних дисках ло-

патки направлены в противоположные стороны. Цианируемая пульпа

подается в колонну сверху и стекает по иасадке вииз. Пульсация созда-

ется с помощью пневматического пульсатора 3. Вырабатываемые им

144

импульсы сжатого воздуха поступают в пульсационную камеру 5, где

передаются находящейся в колонне пульпе. Вследствие наложения

пульсаций на движущуюся вниз пульпу последняя протекает через от-

верстия насадкн в виде множества микровихрей н приобретает враща-

тельное движение, направление которого зависит от расположения лопа-

ток и направления импульса. Так как направление лопаток на дисках

чередуется, то вращение пульпы в соседних межтарельчатых прост-

ранствах происходит в противоположных направлениях. Результирую-

щим является спиралевидное движение пульпы по высоте колонны.

Пульпа

Рнс. 66. Пульсацноиная колонна:

1 — корпус; 2 —тарелка; 3— пневматический пульсатор;

4—распределительное устройство для подачи воздуха; 5—

пульсацнонная камера; 5 — днище; 7—аэролифт; 8 — регу-

лятор уровня

Аэрация пульпы создается воздухом, подаваемым через распреде-

лительное устройство 4. Разгрузка пульпы производится из нижней ча-

сти колонны с помощью аэролифта 7. Постоянство уровня пульпы в

аппарате поддерживается регулятором 8, управляющим подачей сжа-

того воздуха в аэролифт.

Достоинством пульсационных колонн является высокая интенсив-

ность перемешивания и упорядоченный гидродинамический режим, близ-

кий к режиму идеального вытеснения. Последнее позволяет выдержи-

вать пульпу в реакционном объеме в течение требуемого интервала

времени (т. е. свести к минимуму явления проскока н передержки пуль-

пы), что наряду с высокой интенсивностью перемешивания значительно

сокращает необходимое число и объем аппаратов и в ряде случаев

повышает извлечение золота.

10—706

145

Глава X

ОТДЕЛЕНИЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ

ОТ ХВОСТОВ

§ 1. Декантация

В результате цианирования получают пульпу, состоящую

из золотосодержащего раствора и хвостов цианирования.

Для отделения растворов от хвостов применяют деканта-

цию и фильтрацию (фильтрование).

Периодическая декантация. Пульпу после перемешива-

ния переводят в декантационный чан, где твердые частицы

осаждаются, а осветленный раствор декантируется (слива-

ется) через сифонное приспособление с поплавком, нахо-

дящимся на поверхности жидкости. Осевший на дне чана

материал содержит значительное количество золотосодер-

жащего раствора (обычно Ж:Т = 1:1). Для отделения

этого раствора сгущенный материал вновь переводят в аги-

татор, добавляют слабый цианистый раствор и подверга-

ют перемешиванию — репульпации. Затем пульпу снова пе-

реводят в декантационный чан, декантируют осветленный

раствор и повторяют операции до тех пор, пока практичес-

ки полностью не отмоют растворенное золото.

Богатые золотосодержащие растворы идут на осажде-

ние золота. Бедные растворы, полученные при второй,

третьей и последующих промывках, используют как обо-

ротные для промывки следующей порции хвостов цианиро-

вания. Таким образом осуществляется принцип противото--,

ка, позволяющий получать хорошую степень отмывки рас-^

творенного золота при ограниченом объеме промывных'

растворов.

Число промывок, которым должны быть подвергнуты

хвосты для возможно полного извлечения растворенного

золота, зависит от концентрации золота в растворе, объе-

ма растворов, применяемых при каждой репульпации, и

количества раствора, остающегося в хвостах после декан-

тации.

Рассчитаем степень отмывки растворенного золота при периодиче-

ской декантации. Предположим, что все золото, которое может перейти

в раствор, растворяется в процессе перемешивания; последующие опе-

рации репульпации хвостов с целью отмывки растворенного золота ие,

приводят к сколько-нибудь заметному растворению золота. Примем сле-

дующие обозначения: S — общее количество растворов, приходящееся

на обработку 1 т сухого материала (включая влагу, с которой материал

поступает в перемешиватель), т; m — количество раствора, удержи-

ваемого материалом после каждой декантации, т; а, 6, с ... I — коли-

146s

чество раствора, декантируемого после каждой репульпацни, т, т. е.

S=a + b+c+ ... +1+т.

Тогда перед первой декантацией в материале будет раствора а+т

тонны, перед второй

+ т тонны н т. д.

После первой декантации степень отмывкн золота Si (в долях еди-

ницы) составит Si =а/(а+т).

Остается растворенного золота в хвостах 1—[a/(a+m)]=m/(a+rci).

После второй декантации степень отмывкн золота:

= т/(а + т)-Ы(Ь + т) = тЬЦ(а + m)(b + т.)].

Остается растворенного золота в хвостах

т mb от

a + m (a + m)(6 + m) (a-fm)(6 + m)

] После третьей декантации степень отмывки золота

= т

с/[(а + т)(Ь + т)(с + т)].

Остается растворенного золота в хвостах

/[(a + т)(Ь + т)(с + т)\.

;

Аналогично после я-ной декантации степень отмывки золота

-s= m

1/[(а + т)(Ь + т) ... (/ + т)].

Остается растворенного золота в хвостах

/[(а + т)(Ь + т) ... (/ + т)].

Следовательно, полная степень отмывки равна

}

т™

~ (а + т)(Ь + т) ... (/ + т.)

В частном случае при a = b = c... = l = q полная степень отмывки

золота составит

}

(q + т)

— т

~ ~~ (q +т)

п =

(6 + т)

Пример. Число декантаций (промывок) п—3.

Количество раствора на 1 т сухого материала, декантируемое каж-

дый раз, 9=3т.

Количество раствора, задерживаемое 1 т материала, tn=

т.

Общее извлечение растворенного золота прн промывке составит

(3+ I)

— I

= Т. ,чв = 0,984, нлн 98,4%.

(3+ I)

Рассматриваемый процесс, как и всякий периодический,

обладает рядом существенных недостатков, ограничиваю-

щих его применение. В настоящее время процесс периоди-

ческой декантации иногда применяют при цианировании

небольших количеств богатых золотом концентратов.

10* 147

В этом случае операции перемешивания и декантации про-

водят в одних и тех же аппаратах.

Непрерывную противоточную декантацию в системе

сгустителей используют в ряде случаев, когда обрабатыва-

емые руды не содержат значительного количества глини-

стых веществ и легко сгущаются. Пульпа после цианирова-

ния поступает в систему из нескольких последовательно

расположенных сгустителей (рис. 67). Сгущенный продукт

перекачивается последовательно из первого сгустителя во

Пульпапосле . х-—i г

BoSa

цитирования , f=—I г—? S »f ГП ' " J

т I I

—— Хвосты

Золотосодержащий в отвал

растбор

Рис. 67. Непрерывная протнвоточная декантация

второй, из второго — в третий и т. д. Из последнего сгусти-

теля отмытые хвосты транспортируют в отвал. Твердый

материал (хвосты) последовательно промывается раство-

рами с убывающей концентрацией золота: в первом сгусти-

теле— сливом второго сгустителя, во втором — сливом

третьего и т. д. В последнем сгустителе промывку осуще-

ствляют подаваемой сюда чистой водой. Таким образом,

направление движения хвостов цианирования противопо-

ложно движению промывных растворов, т. е. выполняется

принцип противотока. Твердый материал, поступающий из

сгустителя в сгуститель, постепенно отдает находящееся в

растворенном состоянии золото промывным растворам, а

последние, двигаясь во встречном направлении, постепен-

но обогащаются золотом. Число стадий промывки выби-

рают, исходя из необходимости достижения желаемой сте-

пени отмывки золота, и обычно оно не превышает четы-

рех — пяти.

Сгустители в этой схеме располагают каскадно с повы-

шением от первого к последнему. Это позволяет перемещать

промывные растворы самотеком. Сгущенный материал пе-

рекачивают из сгустителя в сгуститель с помощью насосов.

Пример. Рассчитаем степень отмывки растворенного золота при

использовании метода непрерывной противоточной декантации. Один

из возможных вариантов схемы изображен на рис. 68. Буквами V, W,

X, У и Z обозначены соответствующие сгустители. В рассматриваемом

случае измельчение руды ведут в оборотном цианистом растворе, по-

этому значительная часть золота растворяется в процессе измельчения^

148s

Довьицелачивание золота происходит

в агитаторах. Выщелоченная пульпа

промывается в системе из четырех

промывных сгустителей W, X, У и Z.

Для отмывки золота используют обез-

золоченные цианистые растворы, по-

лучаемые после осаждения золота

цинком. Так как эти растворы все

же содержат небольшое количество

золота, то подача их предусмотрена

не в последний, а в предпоследний

сгуститель У, что позволяет частично

доизвлечь вносимое ими золото. В по-

следний сгуститель Z подается чис-

тая вода.

Пусть поток руды составляет

100 т/ч. Для расчета потока раство-

ров примем следующие содержания

твердого в пульпе, %:

при выщелачива-

нии

в сгущенных про-

дуктах всех сгус-

тителей

в питании сгустите-

ля V

33,3(Ж:Т=2.1)

50,0(Ж:Т=1:1)

16,7(Ж:Т=5:1)

Если условно принять, что в про-

цесс поступает сухая руда и ее мас-

са при обработке не изменяется ( т. е

выход твердых хвостов составляет

100 % количества исходной руды),

то нетрудно рассчитать потоки рас-

творов. Результаты расчета приведе-

ны на рис. 68.

Для расчета степени отмывки зо-

лота примем, что содержание в руде

растворимого золота 16 г/т; 75 %

золота растворяется при измельче-

нии и остальные 25 % при переме-

шивании (условно считаем, что при

транспортировке и сгущении пульпы

растворение золота не происходит);

концентрация золота в растворах

после осаждения 0,03 г/т.

Учитывая, что все аппараты схе-

мы работают в установившемся ре-

жиме, примем, что количество посту-

пающего в каждый аппарат золота

равно количеству золота, уходящего

из этого аппарата. Обозначим через

V, w, х, у и z концентрацию (г/т) зо-

лота в растворах, выходящих из со-

ответствующих сгустителей. Тогда,

сбалансировав приход и уход золо-

та с растворами

уравнений:

в каждый сгуститель, получим следующую систему

100t; + 400у =

500ш -f- 0,75-16-100;

ЮОш + бООш = = 500х + 100ш + 0,25-16-100+ ЮОи;

100*-f 500а: = 100 w +

500с/;

ЮОу + 500е/ =

ЮОг + 100* + 400-0,03;

100z + 100г = ЮОг/,

нг

Вода

Промытый материал

Рис. 69. Многоярусный промывной сгуститель:

/ — бачок для промывного раствора; 2 — ловушка; 3 — патрубок для уда-

ления промытого материала; 4 — слив второго яруса в дальнейший про-

цесс или в первый ярус

Упрощая и решая систему, получим, г/т:

1) и = да + 2,4, v = 4,02;

2) w = x+ 1,28, о>= 1,62;

3) *=г/ + 0,256, * = 0,339;

4) (/ = 0,2z + 0,075, (/ = 0,083;

5) 2z — у, z = 0,042.

Таким образом, количество золота, неотмытого и потерянного с

хвостами, составляет 0,042-100=4,2 г, или 4,2 : (16-100) • 100=0,3 %.

150s