Сорбция золота из технологических растворов, часть 2

Окончание статьи

Читать начало

Как уже указывалось выше, более производительными по переработке технологических растворов являются колонны зажатого слоя сорбента типа СНК, которые получили наибольшее распространение в урановой и частично в золотой отрасли в основном на предприятиях, использующих технологии кучного (КВ) и подземного (ПВ) выщелачивания с большими объемами растворов.

Принцип их действия состоит в том, что растворы подаются в нижнюю часть колонны под давлением, где они фильтруются через слой сорбента снизу вверх и выходят из колонны через верхние дренажи. Подача раствора снизу вверх является наиболее эффективной, поскольку сорбированные тяжелые ионы золота и урана в этом случае подвергаются гравитационной диффузии в нижнюю часть колонны. Схема работы колонны СНК показана на рис. 4.

 Без подачи раствора колонна заполнена сорбентом по всему объему, плотность сорбента соответствует его насыпному весу. 
При поступлении раствора с линейной скоростью WL=35–40 м/час уголь (или ионит) уплотняется, прижимается к верхним дренажам, раствор фильтруется и через сетку дренажа изливается в сливной желоб — идет процесс сорбции. Когда цикл сорбции заканчивается, подача раствора прекращается, уголь опускается вниз и из колонны выгружается определенный объем насыщенного угля. После этого через верхний патрубок из бункера в колонну загружают свежий или регенерированный сорбент в количестве, примерно равном объему откачанного насыщенного угля, после чего возобновляется подача в колонну технологического раствора и начинается новый цикл сорбции.

Таким образом, в сутки выполняется 2–3 цикла сорбции. Из схемы (см. рис. 4) видно: уголь по всей высоте колонны движется вверх-вниз 2–3 раза в сутки, что служит хорошим противодействием зависанию и спрессовыванию угля внутри колонны.

Колонны СНК имеют ряд конструктивных особенностей, которые обеспечивают эффективность их работы. Внутри колонны в нижней части расположен конусный распределитель, под который подводится патрубок подачи исходного раствора. При поступлении раствора под давлением факел раствора гасится конусом, и раствор выходит из-под конуса распределенным потоком по его окружности. Таким образом обеспечивается равномерное распределение движения раствора по сечению колонны.

При прекращении подачи раствора в колонну (для разгрузки насыщенного угля или по другим причинам) конусный распределитель препятствует забиванию трубопровода подачи раствора за счет «эффекта колокола» (под конусом образуется воздушный пузырь). Кроме этого, конус способствует опусканию сорбента вниз относительно равномерно по сечению колонны.

Верхние дренажные стаканы оснащены нержавеющей стальной сеткой с ячейкой 0,8–1,0 мм. Чтобы обеспечивался пропуск всего объема выходного раствора, общая поверхность сетчатых дренажей должна быть не менее 1,5 площади сечения цилиндрической части колонны. Дренажные стаканы выполнены легкосъемными для замены сеток в случае их износа или забивки шламами и частицами сорбента. Чтобы эту операцию выполнить максимально быстро, нужно иметь запасные дренажные стаканы с сетками.

Достоинством показанной на рис. 5 колонны является наличие вместо угольного насоса наружного аэролифта для выгрузки и транспортировки насыщенного угля. Каждая колонна комплектуется бункером регенерированного угля. Объем этого бункера должен соответствовать объему выгружаемого насыщенного угля.

Колонна СНК-1400 имеет в трех точках по высоте патрубки с шаровыми затворами для отбора проб угля и растворов, что позволяет контролировать фронт равновесных концентраций СЭ (сорбируемый элемент) в угле и в растворах, а также определять количество драгметаллов в НЗП  колонны.

На патрубках ввода исходного раствора, ввода в колонну регенерированного угля и трубопровода транспортного аэролифта устанавливается запорная прямоточная арматура, которая необходима при работе колонны. В период прохождения исходного раствора через колонну затворы на патрубках ввода и транспортировки угля должны быть закрыты, чтобы раствор не передавливался в эти магистрали.

Колонны СНК устанавливаются и работают параллельно друг другу. Если в выходном растворе концентрация СЭ превышает заданную (например, С_вых. > 0,02 мг/л), подачу исходного раствора останавливают, откачивают аэролифтом партию насыщенного угля на десорбцию, загружают из бункера регенерированный уголь и начинают следующий цикл сорбции. Таким образом, каждая колонна СНК работает независимо от других колонн.

Трубопровод подачи исходного раствора каждой колонны должен быть оснащен расходомером, чтобы осуществлять контроль объема поданных в колонну растворов и количество сорбированного на уголь золота.

Если на всех технологических магистралях колонны установить запорную арматуру с электро- или пневмоприводами, то работу каждой колонны легко автоматизировать, что позволит свести к минимуму техобслуживание колонн СНК.

Поскольку слой сорбента по высоте всей колонны оказывает существенное гидравлическое сопротивление, исходный раствор подается в колонну СНК насосом. Напор насоса определяют по перепаду давления по высоте слоя сорбента в колонне.

Конструктивные размеры колонн СНК (диаметр, общая высота) и их число определяются расчетом по методике, приведенной в [1]. Исходными данными для расчета должны быть следующие параметры:

- производительность по растворам V, м³/час;

- концентрация СЭ в исходном технологическом растворе С_исх; г/л (кг/м³);

- концентрация СЭ в выходном растворе после сорбции С_сбр; г/л (кг/м³);

- максимальная емкость сорбента Е_макс;  г/л (кг/м³);

- время установления ФРК t₀, час;

- кинетический коэффициент сорбции β, час;

- период времени выгрузки насыщенного сорбента Т, час.

Такие параметры, как максимальная емкость сорбента Емакс, время установления ФРК t₀, кинетический коэффициент сорбции β, должны быть получены при проведении предварительных исследований путем снятия кинетических и выходных кривых сорбции.

Следует также отметить, что в колоннах СНК всегда можно получать уголь с максимальной емкостью по СЭ, т.к. уголь выгружается из слоя h ФРК (см. рис. 1, № 1 (206)). В безнапорных колоннах емкость насыщенного угля по СЭ меньше, т.к. линейная скорость продвижения раствора WL меньше 22 м/час, при которой имеет место взвешенный слой сорбента, в результате чего богатые по СЭ зерна сорбента смешиваются с бедными, т.е. нет четкой границы между слоями максимально насыщенного угля и слоями бедного сорбента.

На одном из золотодобывающих предприятий Забайкальского края для переработки продуктивных растворов объемом 350 м³/час используются 8 безнапорных сорбционных колонн диаметром 2,2 м и 4 колонны диаметром 1,5 м.

Как показывают выполненные автором расчеты конструктивных параметров сорбционных напорных колонн типа СНК, для переработки такого объема золотосодержащих продуктивных растворов с аналогичными технологическими параметрами (С_исх, С_сбр, t₀ и др.) необходимо всего 4 колонны СНК-2200 диаметром 2,2 м.

Для строящейся в Забайкальском крае Кирченовской ЗИФ в проекте для извлечения серебра и попутно золота из слива сгустителя было предусмотрено 3 нитки колонн по 3 шт. в каждой — всего 9 колонн диаметром 1000 мм. Расчет показал, что для гарантированного извлечения серебра и золота достаточно 4 колонны СНК-1400 диаметром 1400 мм.

Поскольку технологические растворы являются более благоприятным объектом для сорбции, чем цианистая пульпа, необходимо проводить процесс с максимально полным извлечением и максимальным насыщением сорбента золотом и серебром, используя для этого наиболее производительное и эффективное оборудование, к которому автор относит сорбционные напорные колонны СНК.

В России сорбционные напорные колонны изготавливаются ООО «ВИМ» при сотрудничестве с ЗАО «Завод химического оборудования «ЗАРЯ» (г. Дзержинск) и компанией «АМТ»

Список литературы

1. Волков В.П. Сорбционные процессы действующих производств. Москва, издательский дом «Руда и металлы», 2014 г.

2. Плаксин И.Н., С.А. Тэтару Гидрометаллургия с применением ионитов. Москва, Металлургиздат, 1964 г.

3. Кокотов Ю.А. Пасечник В.А. Равновесие и кинетика ионного обмена. Москва, Химия 1970 г.

4. Барченков В.В. Основные технологические процессы переработки золотосодержащих руд. Санкт-Петербург, ИЦ «Интермедиа» 2013 г.

Об авторе

-0+3

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница