Файл: Набойченко, С. С. Гидрометаллургия меди.pdf

В промышленном масштабе жидкостная экстракция меди из бед­ ных растворов с последующим электролизом впервые была реали­

рис. 44, а показатели извлечения меди приведены в табл. 21. Растворы от кучного выщелачивания осветляли на фильтрпрессе (фильтрую­ щая перегородка — измельченный диатомит и 1 слой полипропи­ леновой ткани), после чего через теплообменник для подогрева в хо-

РастВор от Выщелачивания

Рис. 43. Схема технологических операции на полупромышленной установке фирмы «Дювал»

лодное время года (t — 24—28° С) их направляли в цикл экстракции с использованием LIX-64N. Смесительные чаны диаметром 3,3— 3,9 м и высотой 3,9 м, а также бетонные отстойники (43,5 X 24,6 м) были облицованы стекловолокном. Экстрагентом служила смесь LIX-64N (7—8%) в керосине марки Napoleum-470, противоточную экстракцию проводили в 3 стадии.

Рафинат после корректировки кислотности возвращали на кучное выщелачивание, а органическую медьсодержащую фазу подвергали реэкстракции с получением раствора, который после корректировки кислотности и удаления следов органики 1 направляли на электро­ лиз. Осаждение меди проводили при скорости циркуляции 56,8 л/мин. Ванны соединены в 4 секции по 12 штук. Раствор поступал парал­ лельным потоком в каждую ванну. В ванне 40 катодов (0,52 X X 0,52 м) и 41 свинцово-сурьмяный анод (6% Sb). Масса выгружае­ мых катодов 47—63 кг; состав их: 99,9% Си; 0,04% Са, 0,008% Fe, 0,0004% Ni, 0,0007% Zn, 0,00001% Mg, Mn, Sn не обнаружено. Штат

x Установлено 6 флотационных машин с емкостью камеры 2,83 м3.

130

обслуживающего персонала составлял 75 человек, в том числе в цикле выщелачивание— экстракция — электролиз было занято 42 человека.

С пуском в эксплуатацию нового месторождения (4 млн. т руды, 0,74% Си), разрабатываемого способом подземного выщелачивания, годовая мощность установки возросла с 5,2 до 6,2 тыс. т меди

нято 6 ванн. Ванны и трубопроводы футерованы поливинилхлоридом: емкости, экстракционное оборудование и арматура изготовлены из стали 316L.

С переходом на экстракционную технологию возрос выпуск меди за счет улучшения показателей при кучном выщелачивании, по­ скольку было устранено накопление железа в поступающих раство­ рах. По сравнению с автоклавной схемой переработки цементной меди удалось снизить расходы на кислоту, отпала необходимость в де­ фицитном скрапе, уменьшены капитальные затраты.

Успешная практика установок фирм «Ранчерз» и «Багдад» вы­ звала повышенный интерес других предприятий к использованию

экстракционной технологии для извлечения меди из низкосортного сырья. Было сообщение [295—296] о проектировании установки кампанией «Нчанга. Консолидейтед Коппер Майнз Лтд» (Замбия) для переработки низкосортных окисленных концентратов и хвостов флотационного обогащения .смешанных руд с окончанием строитель­ ства в 1974 г. Первая очередь предполагает использовать стандарт­ ную схему выщелачивание — цементация с производством около 20 тыс. т меди. При пуске второй очереди выпуск меди возрастет до 55—60 тыс. т, при этом завод будет полностью работать по схеме' выщелачивание—экстракция—электролиз (рис. 46). Вследствие более полного извлечения меди из сырья можно ожидать практически неизменного уровня горных работ. В качестве экстрагента будет применяться реагент LIX-64N. Большое внимание будет уделено совершенствованию аппаратурного оформления экстракции, дальней-

132

тему снижению потерь органической фазы и устранению ее влияния на процесс электролиза. Выбор новой технологии во многом был обусловлен дефицитом серной кислоты, необходимостью ликвидации накопления железа в оборотных растворах, получением более доро­ гой продукции.

Практика действующих установок показывает, что успех экстрак­ ционной технологии во многом зависит от совершенства используе­ мой аппаратуры и обеспечения минимальных потерь экстрагента. Для аппаратурного оформления экстракции используют экстракторы следующих типов: колонные, центробежные, смеситель—отстойник

Рнс. 45. Технологическая схема получения катодной медн на руднике в Багдаде: ’

1 — смесители; 2 — отстойники; 3 — емкость для LIX-64; 4 — емкость для керосина; 5 — емкость для медьсодержащей органической фазы; 6 — смесители цикла реэкстракцин; 7 — отстойники цикла реэкстракцин; 8 — емкость для богатого раствора; 9 — теплообменник; J0 — расходная емкость; 11 — матричные ванны; 12 ■— коммерческие ванны; 13 — емкость отработанного электролита

[176; 297—298; 299, с. 35—41]. При выборе аппарата учитывают не­ обходимое число стадий контакта, физико-химические характери­ стики (гидродинамический режим, продолжительность контакта, по­ казатели расслоения, поверхность) и стоимость.

Наиболее просты и дешевы колонные аппараты, особенно если необходимое число стадий контакта больше 4—5. Эффективность их работы заметно повышается при использовании пульсационной тех­ ники, обеспечивающей простой й надежный контроль гидродинами­ ческого режима. Однако в этом случае заметно возрастают энерге­ тические затраты и необходим дополнительный реагент — сжатый воздух.

Центробежные экстракторы компактны, высокопроизводительны и эффективны. Особенно хорошие результаты получают для труднорасслаивающих фаз при минимальных потерях экстрагента. Произ­ водительность их колеблется в широких пределах (0,5—405 м3/ч), а количество теоретических ступеней контакта достигает 2—12. Устройство этих аппаратов более сложное, что затрудняет их экс­ плуатацию и обслуживание, кроме того, необходим большой расход электроэнергии.

133

Наибольшее распространение в практике экстракции меди полу­ чили аппараты типа смеситель—отстойник; им свойственны: высо­ кий к. п. д. каждой секции (близкий к 100%) независимо от ее раз­ меров; возможность обеспечения любого соотношения объемов фаз в смесительной и отстойной камерах независимо от соотношения по­ токов в каскаде; стабильность работы при отклонениях от нормаль­ ного режима: быстрый вывод на режим или отключение из Процесса. Вместе с тем для них характерны большое количество перемешиваю­ щих устройств и невысокая компактность.

Рис. 46. Технологическая схема установки кампании «Нчанга»:

/ — емкость раствора от выщелачивания; 2 — фильтр; 3 — смесительно-отстойные экстрак­ торы; 4 — аппарат для отделения органики; 5 — реэкстракторы; 6 — емкость для хранения экстрагента; 7 — электролизные ванны; 8 — фильтр оборотного электролита; 9 — емкость для хранения кислоты; 10 — аппарат для отделения органики из рафината

Эффективность работы этого типа экстрактора во многом зависит от гидродинамического режима в смесительной камере. Используе­ мые винтовые, турбинные, конусообразные мешалки в ряде случаев приводят к «проскоку» фаз через смесительную камеру в отстойную,

меры позволяет уменьшить размеры отстойных камер и повысить тем самым компактность аппарата.

В работе [184] приведены следующие данные по стоимости основ­ ных экстрагентов, пригодных для извлечения меди: нафтеновая кислота 283 долл/т, кислый «Версатик» 489 долл/т, LIX-63 и LIX-64 5870 долл/т, «Келекс» 14 420 долл/т, т. е. например, стоимость 1 т экстрагента LIX-64 в несколько раз превышает стоимость 1 т ка­ тодной меди. Поэтому всемерное снижение потерь экстрагента весьма актуально. Основные потери ■связаны с растворимостью и уносом экстрагента в водной фазе из-за недостаточно эффективного разделе­ ния водной и органической фаз и проскока неиспользованного экстр­

1 Помимо смешивания фаз, выполняется роль нагнетательных насосов для пере­ качки смеси.

134