Новое в процессах выщелачивания

Новое в выщелачивательных цехах цинковых заводов – внедрение автоматизации на отдельных переделах. Автоматическое регулирование кислотности растворов кислого и нейтрального выщелачивания обеспечивает устойчивость технологического режима и позволяет снизить потери кислоторастворимого цинка.

Кислотность кислой ветви автоматически регулируется кислотомером, работа которого основана на изменении электропроводности раствора в зависимости от содержания серной кислоты. Основная часть кислотомера – датчик, состоящий из четырех электродов из нержавеющей стали длиной 100 мм, изолированных один от другого винипластовыми трубками и смонтированных рядом по одной оси.

Регистрирующим прибором служит автоматический потенциометр ЭПД-32 с мостом. Шкала потенциометра проградуирована в единицах измерения кислотности (г/л). измерительная схема питается через трансформатор от сети переменного тока. На крайние электроды подают напряжение 220 в, на средние 0,1 в. В зависимости от содержания серной кислоты электропроводность раствора меняется, эти изменения улавливаются средними электродами и регистрируются потенциометром. Пневматический регулятор, встроенный в прибор, в зависимости от заданной кислотности дает соответствующий импульс на пневматический клапан, установленный на магистрали, подающий отработанный электролит в бак для выщелачивания. Кислотность пульпы регулируется с точностью до 1 г/л.

Автоматическое регулирование рН в нейтральной ветви осуществляют пневматическим регулятором с подачей импульса на пневматический клапан, вмонтированный в магистраль, подающую отработанный электролит в желоб для смыва обожженного концентрата. Датчиком служат стеклянный электрод КЕТ и каломельный электрод сравнения. Первичный прибор – лабораторный ламповый потенциометр ЛЛПУ-1 и вторичный – автоматический потенциометр ЭПД-37 со шкалой, градуированной на измерение рН от 0 до 6. первичный прибор должен быть располежен не дальше 10 м от датчика.

Пневматический регулятор встроен в потенциометр ЭПД-37, в зависимости от заданного значения рН он дает импульс на пневматический клапан. Точность регулирования рН составляет 0,1 – 0,2.

Работа нейтральных и кислых сгустителей в сильной степени зависит от равномерности выпуска нижнего слива из них. При ручном выпуске пульпы трудно добиться равномерности.

Выпуск сгущенной пульпы из кислых сгустителей автоматизирован по заданной программе. Возможным импульсом включения насоса может быть уровень пульпы в промежуточном баке с мешалкой. Уровень пульпы в баке с мешалкой задается двумя электродами электронного типа. При понижении уровня до заданного нижнего предела цепь между электродами разрывается и электронное реле срабатывает. При этом своими контактами через промежуточное реле включает командно-электрический прибор КЭП и питание цепей управления электродвигателей насосов. КЭП настраивают на определенную программу. Например, он поочередно включает на 5 мин насосы, качающие нижний слив сгустителей в бак с мешалкой. Как только пульпа в ней достигнет заданного верхнего уровня, через него замыкается цепь между электродами и электронное реле и КЭП отключает питание цепей управления электродвигателей насосов.

Равномерный автоматический выпуск твердого из кислых сгустителей увеличивает их производительность, при этом поддерживается постоянный уровень пульпы в сгустителях, что позволяет точно выдерживать режим выщелачивания в нейтральной ветви.

В последние годы за рубежом и у в нашей стране проводятся исследования по непосредственному выщелачиванию сульфидного цинкового концентрата в автоклавах. Осуществление такого процесса позволило бы значительно упростить гидрометаллургическую схему получения цинка, исключив из нее операции обжига концентрата и вельцевания кека. Кроме того, эта схема позволяет извлечь серу не в виде газа SO₂, который используют на месте для получения серной кислоты, а в виде элементарной серы, которую гораздо проще транспортировать, чем серную кислоту, в любое место страны, где она необходима.

Исследованиями Форварда и Велтмана показано, что при выщелачивании в автоклаве тонкоизмельченного цинкового концентрата (98-100% 0,040 мм) в растворе, содержащем 60 г/л цинка и 10-12% свободной серной кислоты, при температуре 110 ºС и парциальном давлении О₂ 1,37 ат растворяется 99% Zn. Присутствующий в концентрате свинец переходит в кек в виде PbSO₄ вместе с Fe(OH)₃ и нерастворимыми сульфидами.

Растворение цинка протекает по реакции:

ZnS + H₂SO₄ + 1/2O₂ = ZnSO₄ + S + H₂O

Сульфидная сера может быть превращена в окатыши или выделена флотацией в концентрат, из которых ее можно извлечь горячей фильтрацией при температуре 130 ºС. раствор после выщелачивания содержит 120 г/л Zn, и может быть подвергнут очистке обычными методами и затем электролизу. Отработанный электролит направляют на выщелачивание новых порций концентрата в автоклаве. Извлечение Zn описанным способом может быть более 95%.

С 70-х годов в исследуется процесс выщелачивания обожженного концентрата в аппаратах кипящего слоя. В отличие от процесса обжига, кипящий слой в этом случае образуется не пропусканием воздуха, а восходящим потоком жидкости. Крупные частицы твердой фазы пульпы создают кипящий слой, а мелкие выносятся из слоя струей раствора. При этом частицы твердого постоянно омываются свежими порциями активного раствора с непрерывным отводом получаемых продуктов из зоны реакции. Это способствует быстрому протеканию процессов растворения компонентов обожженного концентрата на кислой стадии процесса и процессов гидролиза на нейтральной стадии.

Процесс проводят в аппарате, представляющем собой цилиндрическую трубу – реакционную зону с отстойной зоной в виде конуса. Пульпу под давлением подают в нижнюю часть реакционной зоны, в которой происходит классификация твердых частиц по крупности и химические реакции взаимодействия их с раствором. В аппарате для нейтрального выщелачивания концентрата совмещены классификация концентрата, гидролитическая очистка раствора и отстаивание пульпы. Осуществление такого процесса позволит избавиться в гидрометаллургических цехах от громоздкого малопроизводительного оборудования, каким являются сгустители.

Выбор и обоснование технологии

Т.к. огарок не содержит значительных количеств силиката цинка и дру­гих вредных примесей, то для повышения извлечения цинка в раствор проводят двустадийное выщелачивание (рис. 8). Поскольку по условию огарок содержит мало вредных примесей и стабилен по составу, то нет надобности в оперативной смене режимов выщелачивания, и предпочти­тельней непрерывное выщелачивание. Для непрерывного выщелачивания огарок можно подавать в виде пульпы или в сухом виде. На нейтральную стадию выщелачивания подают весь огарок и большую часть отрабо­танного электролита. Следовательно, в этом случае большая часть отра­ботанного электролита задается в прямотоке с огарком, что допустимо из-за легкой растворимости выщелачиваемых форм цинка. Выщелачива­ние проводят в последовательно установленных пачуках (можно и в механических агитаторах). Полученную нейтральную пульпу передают в нейтральный сгуститель.

В последовательно соединенных агитаторах проводят кислое выщелачивание. Кислую пульпу направляют в сгусти­тель. Верхний слив кислого сгустителя возвращают на нейтральную стадию выщелачивания, а нижний слив (НСКС) — на двустадийную фильтрацию с промывкой цинкового кека. После фильтрования на рамном вакуум-фильтре кек репульпируют и пульпу направляют на вторую стадию фильтрации, которую осуществляют на дисковых вакуум-фильтрах. После подсушки кек направляется на вельцевание или в свинцовое производство.

 

Рис. 8. Аппаратурно-технологическая схема двустадийного вы­щелачивания цинкового огарка с неполным растворением цинка:

/ — нейтральное выщелачивание; // — кислое выщелачивание; 1 — нейтральные пачуки; 2 - ней­тральные сгустители; 3 - кислые пачуки; 4 - кислые сгустители

 

 

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: