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

осадок просеивают в барабанном грохоте диаметром 1,22 и длиной 3,6 м, отверстия диаметром 4,8 мм.

Сульфидный остаток флотируют с последующей двойной пере­ чисткой, получают пиритный (49—50% S, 43—44% Fe, 0,65— 0,7% Си) и медный (20% Си, 33% Fe, 42% S) концентраты.

Цементация — наиболее слабое место в схеме ВОФ. Этот способ выделения меди связан с повышенным расходом дорогого осадителя, что ухудшает солевой состав пульпы, поступающей на флотацию. Поэтому в последние годы ведутся поиски более совершенных ва­ риантов извлечения меди. Так, при выборе рациональной техноло­ гии переработки смешанных руд месторождения Коппер Маунтейн (пров. Квебек, Канада; фирма Гаспе) и был рассмотрен процесс ВОФ

сиспользованием автоклавного осаждения меди сульфидным кон­ центратом при температуре 160° С [225]. Основные трудности этого варианта осаждения меди связаны со сложностью обработки плотных пульп в непрерывном режиме; необходимы предварительный по­ догрев и последующее охлаждение пульпы перед флотацией.

При использовании сорбционно-бесфильтрационного способа выделения меди можно ожидать лучших показателей (рис. 62) [170,

с17—25; 380].

ции смолой АНК.Б-7 (загрузка сорбента 30%, соотношение потоков смола : пульпа 1 : 10, продолжительность 30 мин). За шесть стадий сорбции содержание меди в растворе снижалось до 0,006 г/л.

При обработке более плотных пульп (40—45% твердого, 2,5— ■ 3,0 г/л Си) за 12 стадий сорбции достигали остаточного содержания меди 0,02 г/л, насыщаемость ионита медью составляла 5,5—6,0%.

фильтрационного способа при использовании сорбента СГ-1 были

Из-за невысокой емкости применяемого сорбента обогащение раствора было незначительным: в элюате содержалось 6,9 г/л Си, которую извлекали цементацией. Общее извлечение меди по всей схеме повышено до 87—88,5%.

183

Схемы с использованием непосредственного выщелачивания (от­ мывки) руды и последующего сорбционно-экстракционного выделе­ ния из пульпы меди следует считать наиболее перспективными для переработки смешанных руд.

Возможность частичного получения высокочистой продукции из руды, минуя медеплавильное производство, служит дополнитель­ ным резервом повышения эффективности переработки смешанных руд. Использование данных схем позволит снизить требования к рен­ табельному содержанию меди в этих рудах, что расширяет сырьевую базу за счет вовлечения в эксплуатацию месторождений труднообогатимых руд.

Глава / V

ПЕРЕРАБОТКА ОКИСЛЕННЫХ БОГАТЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ

Для переработки этого типа сырья используют перколяционное или агитационное выщелачивание, при этом обеспечивается принуди­ тельное движение раствора относительно загружаемого материала. Обязательным условием будет гранулометрическая однородность сырья. Как правило, дополнительные затраты на дробление и под­ готовку руды компенсируются повышенным извлечением меди и интенсификацией выщелачивания.

Для перколяционного выщелачивания необходимы достаточно пористые и механически прочные руды. Руды с повышенной плот­ ностью или способностью к шламообразованию предварительно измельчают - и подвергают а'гитационному выщелачиванию.

Серная кислота — основной растворитель, используемый для выщелачивания меди из окисленных богатых руд и концентратов. В 20—30-х гг. текущего столетия на ряде заводов для переработки богатых руд, особенно содержащий и самородную медь, использо­ вали аммиачно-карбонатные растворы.

ПЕРКОЛЯЦИОННОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

Загрузка руды

При перколяционном выщелачивании раствор просачивается через слой руды, расположенной на ложном днище. Различают нисходя­ щую (раствор проходит сверху вниз) и восходящую (раствор под­ нимается снизу вверх) перколяции. Для последнего типа характерно более равномерное распределение раствора по сечению загружен­ ного материала.

По способу подачи раствора известны периодическая и методи­ ческая (противоточная) перколяции. В первом случае руду обраба­ тывают одним и тем же раствором до окончания операции. Это удобно

184

при небольшом масштабе производства и переработке достаточно однородного по химическому составу сырья.

При противоточной перколяцин руду по определенному графику подвергают последовательной обработке раствором с различной концентрацией растворителя. К концу выщелачивания наиболее упорные соединения меди вскрываются самым крепким раствори­ телем. Принципиальная схема противоточной перколяцин, исполь­ зуемой в крупнотоннажном производстве, показана на рис. 63.

Показатели перколяционного выщелачивания во многом зависят от проницаемости слоя загруженной руды, напора и характера дви­ жения раствора, температуры. Проницаемость слоя руды заметно влияет на скорость перколяцин: при увеличении пористости слоя на 25% пропускная его способность по раствору возрастает почти-

в три раза [82, с. 114— 125].

Поскольку проницаемость слоя снижается с ростом содержания мелких фракций, руду после дробления классифицируют для удале­ ния шламовых включений.

Загрузка неклассифицированной руды приводит к ее сегрегации по крупности, что осложняет равномерную перколяцию раствора по сечению чана. При отсутствии классификации укрупнения мелких частиц руды достигают при водяной «агломерации» (смачивании руды до 5—10% влаги и окатывании). Этот способ разработан в Гор­ ном Бюро (США) в 30-х г. текущего столетия. В связи с ограничен­ ной механической прочностью образуемых окатышей высоту слоя руды в чане ограничивают 3—4 м и раствор подают медленно и рав­ номерно.

Оптимальные условия агломерации руды подыскивают для кон­ кретного материала: например, для порфировых руд рекомендуются крупность —0,074 мм (около 30% фракции) и влажность 8—12%.

В работе [82, с. 114— 125] была исследована установившаяся скорость движения раствора в условиях нисходящей перколяцин при загрузке сухого, увлажненного и гранулированного материалов.

Лучшие показатели получены при использовании гранулирован­ ного материала: 240 л/(м2-ч); для сухого и увлажненного материала скорость перколяцин составляла 23 и 58 л((м2-ч), при этом наблю­ дали сегрегацию. Добавка флокулянта ликвидировала сегрегацию и повысила скорость перколяцин до 94 л/(м2-ч).

Наибольшую скорость перколяцин получали при следующем спо­ собе подачи раствора: руду заливали по верхний уровень, затем раствор дренировали, после чего начинали непрерывную подачу свежего„раствора.

Скорость нисходящей перколяцин раствора снижается при нали­ чии газа в слое руды. Это является одной из причин снижения эффек­ тивности переработки руды, содержащей более 3% карбонатных минералов. Вредное влияние газов устраняют при организации восходящей перколяцин или же за счет предварительного смачива­ ния руды. Повышение температуры ускоряет процесс химического растворения и перколяцию раствора, последняя возрастает почти в пять раз при увеличении температуры с 5 до 80° С [82, с. 114— 125].

185

Учитывая последующие способы выделения меди, большие масштабы производства, аппаратурное оформление перколяционного выщела­ чивания, специальный подогрев раствора экономически не оправды­ вается.

Промывка остатков 'от выщелачивания

Поскольку хвосты направляют в отвал или на дополнительную переработку, их тщательно отмывают для снижения потерь меди и растворителя.

Технику отмывки выбирают в зависимости от характера сырья: для этой цели изменяют направление перколяции, способ исполь­

коляциониая промывка более эффективна и требует меньшего расхода воды, чем полупротивоточная декантация. В первом случае вода проходит через слой загрузки и понижает остаточную влажность до 15—20%.

Расход промывной воды определяют из водного баланса выщела­ чивания с учетом компенсации потерь раствора за счет испарения, утечек и т. д.

В целом эффективность отмывки хвостов зависит от физических свойств обрабатываемого материала (его пористости, способности к шламообразованию и др.); содержания шламовых фракций; равно­ мерной проницаемости загрузки; температуры промывной воды.

Особенно ухудшаются показатели отмывки при повышенной зашламленности, что иллюстрируется данными рис. 64.

Аппаратурное оформление и режим процесса

Огромные масштабы производства при переработке перколяцией окисленных руд (до нескольких десятков тысяч тонн в сутки) тре­ буют высокого уровня механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Поступающую воду подвергают трехстадиальному дроблению с промежуточным грохочением. Крупность загружаемого материала зависит от характеристики руды и в среднем составляет 4—8 мм. Дробленую руду подают в отделение выщелачивания системой лен­

187

латексом и инертным мелким порошком (торговая марка смеси «Докал 1150»), что позволило в несколько раз уменьшить затраты по сравнению с известными вариантами защиты.

На расстоянии 0,1—0,2 м от дна перколяционногочана сооружают ложное днище — решетку из взаимно перпендикулярных брусков и планок, образующих отверстия со стороной 15—20 см. Решетку покрывают фильтрующим материалом (волокнами кокосовых пальм, рогожей, синтетическими тканями, реже— кусками прочной суль­ фидной руды).

Для транспортировки раствора используют центробежные насоси в антикоррозионном исполнении.

Продолжительность обработки руды составляет 8— 13 дней (вклю­ чая операции загрузки, промывки и выгрузки), в том числе непо­ средственно выщелачивание занимает 6—8 сут. Контакт руды с рас­ твором одной концентрации составляет около 24 ч. т. е. за цикл выще­ лачивания через каждый чаи пропускают 6—8 объемов раствора.

Руду промывают 1—Зсут., используя промывнке воды с пони­ жающимся содержанием меди, а на конечной стадии— свежую воду. В зависимости от свойств руды проводят до 5—7 промывочных циклов.

При переработке хорошо подготовленной руды обогащенные по меди растворы не требуют специальной фильтрации или отстаивания. При повышенном содержании шламов растворы подвергают осветле­ нию одним из известных способов. Периодически осуществляют вы­ вод части раствора для очистки от накапливающихся примесей.

Хвосты от выщелачивания системой ленточных транспортеров направляют в отвал.

Основные показатели заводской практики перколяционного вы­ щелачивания приведены в табл. 29.

Достоинства и недостатки перколяционного выщелачивания

Перколяционное выщелачивание в последние годы рассматривают как неэффективную и устаревшую технологию в связи с невысокой ее интенсивностью и громоздкостью. К другим недостаткам способа следует отнести: сложность проведения селективного выщелачива­ ния в связи с развитием побочных реакций при повышенной кислот­ ности; большие затруднения в реализации подогрева раствора; сложность обслуживания и организации автоматического контроля и управления процессом; чувствительность процесса к характеру перерабатываемого сырья.

Однако при перколяционном выщелачивании более гибка техно­ логическая схема: вынужденные остановки, аварии позволяют без ущерба отключить неисправный аппарат; используемые установки легко взаимозаменяемы, проще видоизменить условия загрузки сырья, подачи и дренажа раствора.

Заданный технологический режим поддерживается более устой- , чиво, проще обнаруживаются отклонения от него. Вполне. рента­ бельно перерабатывать сырье, экономически нецелесообразное для организации агитационного выщелачивания.

189