 |
Цианирование перемешиванием.
|
|
|
|
Иркутск 2007г.
Содержание
1. Введение
2. Технологическая часть.
2.1.Механизм растворения золота в цианистых растворах
2.2.Цианирование перемешиванием
2.3.Технологические параметры процесса сорбционного выщелачивания.
2.4.Технологическая схема процесса сорбционного выщелачивания золота
3. Выбор и обоснование технологических параметров
4. Таблица параметров контроля
5. Спецификация оборудования
6.Спецификация
Приложение
1.Схема технологическая
2.Схема функциональная.
3.Схема функциональная
4.Схема функциональная
Используемая литература
Введение
Современный уровень развития химических и других промышленных установок характеризуется интенсификацией технологических процессов с использованием агрегатов большой единичной мощности. В последние годы сильно возросли скорости протекания технологических процессов, число измеряемых параметров на одном агрегате, которые в настоящее время исчисляется тысячами.
Поэтому надежность средств измерения информационно-измерительных систем во многих случаях определяет надежность агрегата в целом. Без достоверных значений параметров и автоматического контроля за этими значениями в большинстве случаев нельзя управлять процессом или агрегатом, без средств измерения невозможна автоматизация. Особенно большое значение приобретают вопросы получения достоверных значений измеряемых параметров в связи с задачами комплексной автоматизации технологических процессов и более эффективного использования производственного потенциала. Решение этих задач требует анализа процессов и их технико-экономических показателей, а для этого нужны надежные и точные средства измерения.
|
|
|
вопросам измерения технологических параметров, разработке новых методов и средств измерения, повышению точности измерений во всх странах мира уделяется большое внимание.
Механизм растворения золота в цианистых растворах
Растворение золота в цианистых растворах протекает в присутствии кислорода по реакции:
2Au+4NaCN+SO2+H20=2Na[Au(CN)2]+2NaOH.
Из реакции видно, что золото переходит в раствор виде золотоцианистой соли натрия, которая диссоциирует в растворе на ионы:
Na[Au(CN)2]=Na++[Au(CN)2].
Так как золото в природе в чистом виде никогда не встречается, поэтому большая часть золоти остается в контакте с сопровождающей горной породой и ее спутниками.
Наличие контакта между двумя металлами или между золотиной и минералом способствует возникновению разности потенциалов. Золото в этом случае электроположительно к серебру и минералам. Это означает, что при опускании в цианистый раствор золота, находящегося в природном сплаве с серебром или в контакте с пиритом, в растворе цианистого электролита протекает ток электронов от поверхности золота к поверхности пирита.
Под влиянием электрического тока катионы Na + направляются к катоду-пириту, а анионы CN - движутся к аноду-золоту. Катионы Na +, достигнув катода, отдают свой заряд, и натрий тотчас реагирует с водой по реакции:
2 Na + +2 H 2 O -2 e =2 NaOH + H 2 с выделением водорода.
Анионы (CN)- точно так же, соединившись с анодом, разряжаются и соединяются с золотом по уравнению:
Au + +(CN)-= AuCN.
При этом образуется цианистое золото, но оно пока не переходит в раствор. Только взаимодействуя дальше с избытком цианида, образуется двойная цианистая соль золота, которая способна переходить в раствор:
AuCN+NaCN=Na[Au(CN)2].
Цианирование перемешиванием.
Этот способ цианирования золотосодержащих руд является наиболее эффективным процессом по сравнению с перколяцией и кучным выщелачиванием. Выщелачивание пульп перемешиванием протекает быстрее и дает более высокое извлечение золота и серебра вследствие того, что при тонком измельчение руды обеспечивается хорошее вскрытие золота, а при интенсивном перемешивании создаются более благоприятные условия диффузного подводов ионов CN и молекул растворенного кислорода к поверхности золотин. Поэтому по скорости выщелачивания и полноте извлечения золота цианирование перемешиванием значительно превосходит перколяционный процесс и кучное выщелачивание. Достаточно сказать, что цианирование перемешиванием обеспечивает 80-90% извлечение золота, а длительность процесса составляет от 6 до 30 часов (сравните аналогичные показатели процессов перколяции и кучного выщелачивания).
|
|
|
При цианировании перемешиванием необходимая степень измельчения руды зависит только от крупности частиц золота в руде и характер его распределения. В некоторых случаях при тонковправленном золоте руду подвергают весьма тонкому измельчению до крупности-0,074мм и даже до 0,043мм. Но если характер вкрапленности золота не требует такого измельчения, то пульпу цианируют при более грубом помоле кпупностью 0,15-0,2мм.
При наличии в руде крупного золота его перед цианированием извлекают в цикле измельчения методами гравитационного обогащения, поэтому в процесс цианирования перемешиванием с рудой поступает только мелкое золото, растворение которого происходит достаточно быстро.
Рудные пульпы, поступающие на цианирование перемешиванием, имеют повышенную вязкость, что затрудняет диффузию цианистых ионов и молекул растворенного кислорода к поверхности частиц золота. Кроме того, сульфидные минералы, часто присутствующие в руде, довольно легко окисляются растворенным кислородом, в результате чего его концентрация в жидкой фазе может стать значительно ниже необходимой для растворения золота. Поэтому при цианировании пульп особое значение имеет энергичное перемешивание и непрерывное насыщение ее кислородом воздуха.
Процесс цианирования руд перемешиванием ведут при концентрации NaCN, составляющей 0,05-0,1%, и концентрации CaO равной 0,01-0,03% (pH =9-11).
Кроме реагентного режима важными параметрами процесса цианистого выщелащивания золота является отношение Ж:Т в пульпе и продолжительность процесса. Максимальное извлечение золота при цианировании кварцевых руд достигает при Ж:Т=1,5:1. На практике хорошие результаты получаются при Ж:Т=1:1, иногда даже при 0,67:1 при более грубом помоле. При обработке пульпы, содержащей кристаллический материал, и при отсутствие примесей в растворе жидкая фаза пульпы даже при высоких плотностях пульпы не утрачивает способности сохранять необходимую концентрацию кислорода.
|
|
|
Для обеспечения наилучших условий извлечение золота из сульфидных руд и руд с высоким содержанием окислов железа или глины требуется более высокое разжижение пульпы. Для таких руд принимают Ж:Т=2-2,5:1, для некоторых руд требуется еще большее разжижение.
Время цианирования или продолжительность пребывание пульпы в аппаратах цианирования определяется уравнением:
T = V /П
Где: T - время цианирования в часах,
V - суммарный объем всех аппаратов цианирования, м3,
П- потокпульпы, м3/ час.
Совершенно очевидно, что значение Т должно быть достаточным для перевода в раствор всего содержащегося в материале золота. Из уравнения следует, что при постоянном рабочем объеме аппаратуры цианирования инструментом регулирования процесса является часовой поток пульпы, поступающей в переработку или, что то же самое, регулирование производительности цианистой установки по переработке руды или концентрата.
Процесс цианистого выщелачивания золота осуществляют в периодическом или не прерывном режиме.
При цианировании в периодическом режиме пульпы периодически отдельными порциями закачивают в параллельно работающие аппараты для выщелачивания. После интенсивного перемешивания с цианистым раствором и защитной щелочью в течение определенного промежутка времени, необходимого для растворения золота, пульпу выпускают и перекачивают в чаны-сборники, а в аппараты выщелачивания закачивают новую порцию пульпы. В чанах-сборниках выщелоченная пульпа накапливается и поддерживается во взвешенном состоянии до поступления в следующую стадию обработки, например, на отделение золотосодержащих растворов от твердой фазы методом фильтрации.
|
|
|
Периодический режим цианирования руды используется на фабриках небольшой производительности с применением фильтрации пульпы и последующим осаждением золота из цианистых растворов цинковой пылью или стружкой. Как правило, в периодическом режиме цианируют небольшие количества гравитационных концентратов и других золотосодержащих продуктов.
При непрерывном выщелачивании пульпа поступает в каскад из последовательного соединенных аппаратов цианирования. Число аппаратов в каскаде обычно выбирают не более 4-6 с суммарным рабочим объемом, обеспечивающим при прохождении пульпы через них необходимое время для растворения золота.
Непрерывно-действующая система цианирования обязательно сопрягается с дальнейшей технологической схемой переработки выщелоченной пульпы.
По сравнению с периодической, непрерывная схема цианирования дает следующие преимущества:
возможность полной автоматизации управления процесса,
меньшее количество обслуживающего персонала,
более эффективное использование оборудования,
меньшая единичная мощность двигателей и насосов.
В зависимости от требуемой производительности, технологической схемы переработки руды избирают тот или иной режим цианирования пульп.
2.3. Технологические параметры процесса сорбционного выщелачивания
Сорбцию золота и серебра из пульпы с применением сорбентов в настоящее время осуществляют двумя путями
1.После операции предварительного цианирования или
2.Совмещением процессов цианирования и сорбции.
Ии в том и другом случае в присутствии сорбента идут два совмещенные во времени процесса - растворение благородных металлов и сорбция их на ионит или активный уголь, т.е. процесс сорбционного выщелачивания. Только после предварительного цианирования в процессе сорбции в присутствии сорбента протекает процесс дорастворения золота.
Перед выводом насыщенного сорбента из процесса он должен контактировать с цианистой пульпой, в растворе которой имеется достаточно высокая концентрация золота.
Это достигается тем, что руду или концентрат перед сорбционным выщелачиванием подвергают операции предварительного цианирования. В этом случае часть или больше половины золота из твердой фазы переходит в раствор с максимальной концентрацией его в жидкой фазе. Процианированная таким образом пульпа поступает в процесс сорбционного выщелачивания, где происходит дорастворение золота и его сорбция на активный уголь.
|
|
|
Предварительное цианирование пульпы осуществляется в том числе, если в руде или концентрате отсутствуют поглотители цианида, углистые вещества, способные сорбировать растворенное золото, а также в случае, когда процесс цианирования не осложняется большим содержанием окислительных минералов меди, цинка и других цветных металлов.
При обработке золотосодержащих материалов, в которых имеются углистые вещества или другие минералы, затрудняющие процесс растворения золота, операцию предварительного цианирования не проводят, и тогда цианирование ведут в присутствии сорбентов, т.е. осуществляют прямой процесс сорбционного выщелачивания благородных металлов. В этом случае ионит или активный уголь являются более сильными конкурентами природных сорбентов.
Процесс растворения золота идет в диффузионной области, т.е. скорость процесса растворения зависит от скорости диффузии растворителей и продуктов реакции. Если скорость диффузии растворителей – участников реакции обмена – больше, чем скорость диффузии продуктов реакции, то введенный в систему сорбент способствует ускоренному отводу из реакционной зоны цианистых анионов золота по схеме:
2Au+4NaCN+H2O+O=4Na++2[Au(CN)2]-+2OH-
2[ Au (CN)2]- сорбент
Иными словами, присутствие сорбента в пульпе устраняет лимитирующую стадию диффузионного процесса, а именно – увеличивает скорость диффузии аниона [ Au (CN)2]- из зоны реакции путем поглощения его сорбентом.
В результате этого создаются хорошие условия для растворения золота. Воздействие сорбента на скорость растворения продолжается до тех пор, пока весь процесс не станет лимитироваться диффузией цианида к поверхности частиц золота, а это происходит обычно в концевых аппаратах, когда содержание золота в твердой фазе становится незначительным.
К основным технологическим параметрам процесса сорбционного цианирования относят следующие:
1. Продолжительность процесса;
2. Единовременная загрузка сорбента в процесс;
3. Время пребывания сорбента в процессе сорбции;
4. Количество ступеней сорбции;
5. Величины потоков пульпы и сорбента.
|
|
|
12 |
