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

Но несмотря на это, по-видимому перколяционное выщелачива­ ние имеет ограниченные перспективы для гидрометаллургических заводов и будет применяться на небольших установках.

АГИТАЦИОННОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

Этот способ выщелачивания используют при обработке минусовой фракции руды, получаемой при ее подготовке к перколяционному выщелачиванию. В ряде случаев агитационному выщелачиванию под­ вергают богатые окисленные руды и концентраты. Необходимый гидродинамический режим для достижения однородной плотности пульпы обеспечивают с помощью механического перемешивающего устройства или сжатого воздуха, пара («пачуки»). Аппараты с меха­ ническим перемешиванием требуют повышенного расхода электро­ энергии, более сложны в эксплуатации, приводят к дополнительному

Таблица 30

Технико-экономические данные переработки окисленных руд с использованием агитационного и перколяционного выщелачивания

192

образованию шламов. Поэтому при организации переработки боль­ шого масштаба сырья более предпочтительны аппараты-пачуки.

Диаметр пачуков 1,8—7,5 м, высота 5—8,0 м, емкость 20—200 м3. Их изготавливают из дерева, обычной стали и футеруют свинцом, асфальтовой мастикой, кислотостойкой резиной или керамикой, в последние годы аппараты изготавливают из нержавеющих сталей. Плотность пульпы при выщелачивании выбирают с учетом содержа­ ния меди в сырье для получения растворов, определяющих после­ дующее эффективное выделение меди: величина Ж : Т обычно со­ ставляет 1,5—4 : 1. Продолжительность операции 2—6 ч.

Промывку остатков от выщелачивания проводят в репульпаторах, а обезвоживание пульпы на фильтрующей аппаратуре.

Показатели агитационного выщелачивания будут подробнее рас­ смотрены позднее при описании практики заводов.

В отличие от перколяционного агитационное выщелачивание представляет собой более интенсивный процесс и его предпочти­ тельно использовать для переработки материалов с повышенным содержанием меди. Применение агитационного выщелачивания упрощает организацию непрерывного высокомеханизированного процесса.

Оценка экономических показателей перколяционного и агита­ ционного выщелачивания на примере переработки окисленных руд представлена в табл. 30, по данным работы [2251.

В расчете на 1 т извлекаемой меди капитальные затраты при аги­ тационном выщелачивании ‘ оказываются больше, в то время как эксплуатационные расходы выше при перколяционном выщелачи­ вании. Рентабельность перколяционного -выщелачивания заметно повышается при переработке большого объема бедных руд.

ВЫДЕЛЕНИЕ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ

В связи с повышенным содержанием меди в растворах, получаемых при выщелачивании богатых окисленных руд и концентратов, как правило, ее выделяют электролизом с нерастворимыми анодами. И только на заводе Уид Хайтс (США) используют цементацию, а на заводе Мантос Бланкос (Чили) — обработку сернистым газом с по­ следующей цементацией для осаждения меди.

Практика цементации меди описана нами ранее; поэтому ниже подробно рассмотрим только электролитический способ осаждения меди.

На электролиз поступают растворы, содержащие не менее 20 г/л Си и 20—30 г/л Н 2SOj. Концентрация железа не превышает 4—5 г/л; в случае большего его содержания (завод в Инспирейшн) особенно тщательно приходится контролировать температурный р'ежим элек­ тролиза. При наличии шламовых взвесей в растворе его осветляют, используя флокулянты или контрольную фильтрацию. Перед элек­ тролизом для улучшения качества катодного осадка в раствор вводят

10—500 г/м3 клея.

Электролитные ванны изготавливают из железобетона, деревянг

ные ванны в современной практике почти не используются. Геоме­ трические размеры ванны: длина 6—10 м, ширина 1,2— 1,3 м, глубина 1,3—1,5 м. Внутреннюю поверхность ванны защищают кислотостойким покрытием: асфальтовой мастикой, силикатно-гли­ ноземистым кирпичом на кислотостойком цементе, сурьмянистым свинцом, а в последнее время — полимерными материалами (поли­ винилхлоридом, стекловолокном). Однако применение полимерных материалов ограничивается из-за их невысокой механической' проч­ ности и недостаточной надежности сварных швов.

Как правило, аноды изготавливают из сурьмянистого свинца (4—8% Sb). На заводе Чукикамата в 30-х гг. в связи с повышенным содержанием в электролите нитрат-и хлор-ионов использовали аноды, изготовленные из более коррозионностойкого сплава «чилекс» (70% Си; 15—22% Si, 0— 10% РЬ; 2—2,5% Мп, 0—10% Ва), однако этот сплав отличался повышенной хрупкостью. v

Кроме того, при использовании анодов из сплава «чилекс» выход по току понижался в связи с более высоким перенапряжением кисло­ рода (почти на 1 В), чем на свинцовых анодах. Размеры анода; ширина

0,84— 1,0 м, высота 1,2—1,3 м, толщина 0,01—0,02 м. Иногда аноды изготавливают перфорированными, что снижает расход свинца (почти на 30%).

В качестве катода используют медные основы, полученные в от­ дельном матричном переделе. Размер катода: ширина 0,9—1,1 м,

высота 1,2— 1,25 м; толщина 0,005—0,007 м.

Энергетический режим электролиза во многом зависит от состава исходного раствора и условий процесса.

Напряжение на ванне поддерживают 2—2,3 В, плотность тока 150—210 А/м2, а при глубоком обезмеживании раствора ее повышают до 230—250 А/м2; в последнем случае для получения качественного катодного осадка необходимо дополнительное перемешивание элек­ тролита.

Расход электроэнергии на 1 т металла в среднем составляет 2200—■ 2800 кВт-ч, а при переработке растворов с повышенным содержанием

•железа достигает 3300—3500 кВф-ч. Некоторые показатели электро­ лиза меди из растворов на примере практики конкретных предприя­ тий приведены в табл. 31.

Для предотвращения потерь раствора и снижения загазованности атмосферы цеха поверхность электролита в ваннах покрывают ми­ неральным маслом, производными сульфаматов, а в последние годы

на ряде заводов используют шарики из легковесных пласт­ масс.

Для изготовления трубопроводов и транспортных магистралей вместо ранее используемых деревянных или свинцовых материалов все чаще применяют полимерные материалы (полихлорвинил, по­ лиэтилен, фуран). Эти материалы отличаются меньшей плотностью, не зарастают солями меди, поэтому необходимость в дополнительной антикоррозионной защите отпадает. Запорную арматуру изготавли­ вают из высоколегированных сталей, сталей, футерованных свинцом, реже кислотостойкой резиной.

194