Схемы цианирования

Практика цианирования

В истории известны следующие методы цианирования:

I. Перколяции (просачивание);

II. Агитации (перемешивания);

III. Кучное выщелачивание;

VI. Сорбционное выщелачивание.

С использованием перечисленных методов различают схемы:

- По полному иловому процессу.

Вся руда измельчается до состояния илов (- 0,074мм) и ведется цианирование с использованием 2 или 4 метода.

- Раздельного цианирования песков и илов.

На стадии измельчения при классификации получают пески и слив (илы).

Пески цианируют 1 методом, илы – 2 или 3 методом.

I. Метод перколяции

Данный метод основан на естественной фильтрации цианистого раствора через слой песковой фракции руды, уложенной на ложное днище. Процесс ведется в специальных перколяционных чашах цилиндрической или прямоугольной формы. Рисунок 12. Чан из дерева или ж/б стали, установлен на специальных опорах. У чана имеется ложное днище. Высота чана 3-8м, диаметр – 10-15м. Величина загрузки до 900т.

Работа чана складывается из следующих операций:

1. Загрузка руды (равномерно и рыхло);

2. Аэрация;

3. Закрыть кран, залить раствор NaCN:сначала крепкие 0,1-0,2NaCN

4. Выдержка – цианирование;

5. Открыть кран, провести дренаж;

6. Заливка более слабого раствора NaCN, повторяется(4) и (5);

7. Заливка слабого растворa NaCN: 0,01-0,02 NaCN, повторяется (4) и (5);

8. Промывка водой;

9. Разгрузка обеззолоченной руды.

Цикл обработки продолжается от 5 до 15 суток.

Рис. 12.

Расход NaCN 2 м³/т руды. Достигаемое извлечение золота 70- 80%. Метод прост в оформлении, не требует больших затрат. Отличается низкой производительностью и недостаточно высоким извлечением золота.

Имеет ограничения по использованию: метод применим только для руд с хорошей фильтруемостью; скорость фильтрации > 50 м³/м²·ч. Такой скорости фильтрации соответствует руда, в которой илов < 1-3%.

Золото в руде должно быть мелкое и по возможности свободное или на сколах, трещинах зерен руды. В настоящее время данный метод применяют либо на старых фабриках, либо при работе фабрики по схеме pаздельного

цианирования песков и илов.

На базе этого метода возник и развивается метод кучного выщелачивания.

II. Метод кучного выщелачивания

Применим для бедных руд (1-2 г/т) и для богатых руд, но на фабриках очень низкой производительности. Применяется для руд крупностью 5-20мм (100мм). Глинистые руды подвергаются окомкованию. Au должно быть мелкое или на сколах.

Процесс ведут следующим образом. Рисунок 13.

Готовится площадка с уклоном 2 ¸ 4^о, которая покрывается водо- непроницаемым покрытием. На площадку выкладывается куча. Требования к ней равномерность и пористость. В куче 100 ¸ 200 тыс. тонн. Вокруг кучи выложены канавки, куда стекает цианистый раствор. Над кучей установлены брызгала. С_NaCN=0,1-0,2%, pH=10-11. Раствор проходит через кучу, стекает с растворенным золотом в канавки, откуда он стекает в специально изготовленный прудок-сборник. Оттуда через колону с активированным углем. Au сорбируется на руде, а обеззолоченый раствор в другой прудок.

Процесс длится 30-90 суток. Извлечение золота = 50-60%.

m_руды =100 - 200 тыс.т.

Объем раствора=0,15 - 0,3 м³/м^3.

Рис. 13.

Метод считается перспективным для переработки старых отвалов, бедных по Au руд. Число установок кучного выщелачивания возрастает.

III. Цианирование перемешиванием

При данном методе руда измельчается до состояния илов; крупностью- 0,074мм (-0,043мм; -0,150мм) и подвергается принудительному перемешиванию со слабыми цианистыми растворами. Данный метод значительно эффективнее, так как обеспечивается:

- полное вскрытие золотин;

- лучше диффузия CN^-, О₂ к поверхности золота;

- высокая аэрация пульп (Со₂ ­).

Все это обеспечивает более высокую скорость процесса и извлечения золота. Процесс длится 6-24ч. Извлечение золота >=90%. Поэтому в настоящее время данный метод является основным.

Технологическая схема цианирования перемешиванием. Рисунок14.

Рис. 14.

Сгущение

Выходящая из классификатора руда имеет ж:т = 1:1. Для удаления избыточной воды и сокращения расхода реагентов, оборудования производят сгущение руды перед цианированием. Для увеличения скорости осаждения частиц при сгущении в пульпу вводят коагулянты (электролиты) и флокулянты. Коагулянты – известь (защитная щелочь). Флокулянты (ПАВ) – полиакриламиды. Введение их укрупняет твердые частицы и увеличивает скорость осаждения, производительность сгустителя, которая может быть увеличена также увеличением поверхности осадителя (d сгустителя).

Цианирование

Параметры процесса:

С_NaCN = 0,01-0,1%;

C_CaO =0,01-0,02%;

t = 6-24ч.

Ж: Т = 1:1; 1,5:1(для кварцевых руд)

Ж: Т = 2:1; 3:1; (4:1)(для глинистых руд). Процесс может вестись в периодическом или непрерывном режиме.

Периодический режим применяется, если необходимо выщелачивать богатые по золоту продукты малого объема.

Руду цианируют в непрерывном режиме.Рисунок 15.

Пульпа

Схема цепи аппаратов:

Хвостывосты

Измельченная руда

Рис. 15.

Число аппаратов зависит от потока пульпы и от продолжительности цианирования:

SV_аппар = Q_пульп * t _циан

Q_пульп = Q_руды (м ³/ч)*(R + 1/d _руды),м³/ч

Зная SV_аппар можно:

1.Задаться числом аппаратов n и найти V^I одного аппарата

2. Задаться объемом одного аппарата V и найти n.

n не может быть < 4-8.

Обычно n = 10-12 (для снижения проскока частицы).

Аппаратура для цианирования

Требования к аппаратам:

Они должны обеспечить высокую интенсивность перемешивания и высокую степень аэрации.

Материал для аппаратов: сталь, чугун, ж/б. Так как цианистая среда с pH = 9-11 не агрессивна.

Типы аппаратов:

- с механическим перемешиванием;

- с пневматическим перемешиванием (пачуки)

- с пневмомеханическим

перемешиванием;

- пульсационные колонны;

Аппарат с механическим перемешиванием. Рисунок 16.

Д = 4,5-8м; H = 4,5-6м; V = 55-250 м³.

Аппараты широко применяются.

Рис. 16.

Hедостаток: высокий расход электроэнергии.

Достоинства:

1. высокая степень перемешивания;

2. высокая степень аэрирования.

Пачуки. Рисунок 17.

: D = (3-5):1; D = 1- 6,6 м;

Ри = 2 - 500 м³;

d = 0.1 - 0.2 D. Н

Расход воздуха = 1 ¸ 3 м³/мин на 100 м³ объема.

Перемешивание осуществляется путем подачи сжатого воздуха.

Рис. 18

Чтобы исключить заиливание, в нижней части аппарата установлен диффузор.

Достоинство:

1. простота конструкции;

2. простота обслуживания;

3. воздух подается сжатым, поэтому высокая степень

аэрирования, высокая интенсивность перемешивания.

Недостатки:

1. большой расход сжатого воздуха;

2. большой расход э/энергии на получение (1.);

3. заиливание.

Аппараты с пневматическим перемешиванием. Рисунок 19.

Размеры, что и для аппаратов с механическим перемешиванием.

Достоинство:

1. небольшая высота;

2. хорошая аэрация.

Рис. 19.

Недостаток: 1.Возможность заиливания

Рассмотренные аппараты обладают одним общим недостатком – низким КПД аппарата, возможность явления проскока. Этот недостаток исключен в аппаратах нового типа:

Пульсационная колонна. Рисунок 20.

Перемешивание создается за счет пульсации. КПД = 90%. Это аппарат идеального вытеснения. Вместо 3 пачуков ставят 1 аппарат пульсационной колонны. В процессе цианирования в аппаратах получают пульпу,, жидкая фаза ко торой представлена комплексами золота, жидкая фаза которой представлена комплексами золота, цианистыми растворами: [Au(CN)₂]^-; [Ag(CN)₂]^-; [Fe(CN)_n]^n-2; [Fe(CN)_n]^n-3; [Cu(CN)_n]^n-1; AsO₃^3-; SbO₃^3-; СN^-; CNS^-; OH^- и др.

C_Au = 2-15 мг/л.

Твердая фаза – это обеззолоченная руда, С_Au = 0,3-1,2 г/т.

Полученная пульпа направляется на разделение жидкой и твердой фаз с одновременной отмывкой твердой фазы от растворенного золота и цианида.

Разделение золотосодержащих пульп

Пульпу подвергают разделению на жидкую (Au – содержащий раствор) и твердую фазу (хвосты). Кроме разделения на этой операции необходимо провести отмывку хвостов от растворенного золота и цианида.

Методы разделения:

1. Декантация:

- периодическая;

- непрерывная.

2.Фильтрация:

- периодическая;

- непрерывная.

Периодическая декантация проводится в тех же аппаратах, в которых проводилось цианирование. С целью промывки вводят промывной раствор, перемешивают и вновь отстаивают. Число промывок зависит от объема промывных вод и заданной Е_Au – степени отмывки Au и CN^- (см. практич. занятие). Этот метод применяется редко. Рисунок 21.

Рис. 21.

Материал (пульпа) должен быть легко сгущаемым. Малые объемы сырья, но с высоким содержанием золота.

Непрерывная декантация применяется для больших объемов пульп и легкой их сгущаемости. Проводится в сгустителях. Рисунок 22.

Наибольшее применение находит метод фильтрации, как более высокопроизводительный. Фильтрация – это разделение Т и Ж фаз через фильтрующую перегородку, между которой создается разность давлений.

Кинетическое уравнение фильтрации выглядит следующим образом:

dV– изменение объема фильтрата;

S – площадь фильтрации;

DP – разность давлений между фильтрующими перегородками;

R_ос – сопротивление осадка фильтрации;

R_ф.п – сопротивление фильтрующей перегородки фильтрации.

Разберем параметры, влияющие на процесс фильтрации:

1. Гранулометрический состав осадка;

Присутствие илов R_ос­, u ¯, происходит забивка пор фильтрующей

перегородки, ­R_ф.п, u ¯.

Для улучшения гранулометрического состава пульпы вводят коагулянты или флокулянты (повышают влажность кеков). Нормальная влажность кеков 20-40%, при введении флокулянтов она возрастает до 50-60%.

2. Температура пульпы

Влияет на m. Чем выше Т, тем ниже m и тем выше u. На фабриках наблюдается сезонное колебание колебание производительности фильтров.

3. Сопротивление фильтрующей перегородки; К фильтрующей перегородки предъявляются такие требования:

- она должна оказывать min сопротивление фильтрации;

- она должна max удерживать твердые частицы;

- она должна быть механически прочной,иметь способность регенерироваться (CaCO₃ растворяется слабым раствором HCl).

Этим требованиям удовлетворяет лавсан, капрон.

4. Отношение ж:т в пульпе

Влияет на производительность фильтра, которая описывается по массе твердого. Для повышения производительности фильтров отношение ж: т должно быть min (1¸1,5:1). В случае большего отношения ж: т, для повышения производительности фильтра необходимо удалить часть влаги

установкой перед фильтром сгустителя.

5. Величина вакуума (для вакуумных фильтров) Оказывает двоякое влияние. Чем глубже вакуум, тем выше скорость фильтрации. Под действием вакуума происходит прессование осадков и для сильно сжимающихся осадков увеличение вакуума приводит к увеличению R_ос и к уменьшению u.

Для фильтрации применяют:

1. Фильтры периодического и непрерывного действия;

2. Фильтры, работающие под вакуумом, под избыточным давлением:

3. Фильтры, работающие под давлением гидростатического столба жидкости.

К фильтрам третьего типа относятся песчаные и мешочные. Эти фильтры применяют не для разделения пульп, а для осветления растворов. Рисунок 23.

Рис.23

Барабанный вакуумный фильтр. Рисунок 24.

Hа фабриках находит наибольшее применение для разделения пульп.

Распределительная головка отдельными ячейками присоединена к вакууму, другими – к линии сжатого воздуха.

Рис. 24.

Площадь фильтрации S= 4 ¸ 100 м² ;

D = 1,4 ¸ 4,2 м;

L = 1,8-8 ¸ 9 м.

Внутри барабан разделен на секции. Рисунок 25.

Рис. 25.

Фильтры отличаются высокой производительностью, но она зависит от типа руды:

- для кварцевых руд 2,5 ¸5,5 т/м²·сут (толщина кека n= 5-10см);

- для глинистых руд <1,0 т/м²·сут (n = 1см);

Эти фильтры просты в обслуживании, обеспечивают удовлетворительную отмывку Au и CN^-, но не применимы для глинистых руд.

Для фильтрации глинистых руд применяются другие фильтры.

Рамные вакуумные фильтры периодического действия. Рисунок 26.

Рисунок 27.

Они состоят из отдельных рам. Деревянный каркас, внутри перфорированные трубы, все это обтянуто тканью. Рамы помещаются в камеры (воронки). Рамы подсоединены к вакууму. Раствор через трубки уходит в сборник. На фильтровальной ткани остается кек. По достижении заданной высоты пульпа выпускается, а в воронку заливается промывной раствор.

Рис. 26.

Поверхность фильтрации: S = 220 ¸ 440м².

Один цикл фильтрации: åt = 80 ¸ 90мин.

Фильтр обеспечивает высокую степень отмывки даже при переработке глинистых руд.

Недостаток: периодичность действия, более низкая производительность фильтра:

- для глинистых руд 0,2 ¸ 0,4 т/м²·сут.

Влажность кеков 25 ¸ 35%.

Рис. 27.

Дисковые вакуумные фильтры. Рисунок 28.

Рис. 28.

Горизонтальное размещение фильтрующей поверхности затрудняет промывку осадка. Поэтому дисковые вакуумные фильтры применяются для фильтрации флотационных концентратов, не требующих отмывки или применяются для фильтрации цианистых пульп по схеме фильтрация – репульпация. Рисунок 29.

Рис. 29.

Такая схема может применяться даже для глинистых руд.

Нутч – фильтры. Рисунок 30.

Это вакуумные фильтры периодического действия. Применяются при переработке малых объемов материала с высоким содержанием золота. S = 1 ¸ 6 м², выгрузка осадков производится вручную.

Рис. 30.

Дата добавления: 2014-01-04