Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности для извлечения золота из руд и концентратов выщелачиванием в цианидных растворах.

Известна установка для проведения процесса цианирования золота в ультразвуковом поле. Установка состоит из ванны, механической мешалки, ультразвукового преобразователя и разгрузочного устройства. Установка имеет ряд недостатков: низкую производительность и высокие энергетические затраты./ Агранат Б.А., Кириллов О.Д. и др. Ультразвук в гидрометаллургии. Издательство «Металлургия», 1969 г., с.61-63/.

Также известна установка для проведения процессов извлечения золота типа пачука, конуса, перколятора, состоящая из корпуса, патрубков для ввода и вывода раствора, патрубков загрузки и выпуска обрабатываемого материала (патент RU №206806 от 20.04.94 г). К недостаткам устройства следует отнести существенные затраты энергии, идущие на кислораживание раствора и низкая степень извлечения золота при цианировании в атмосфере воздуха.

Известна ультразвуковая установка, основной частью которой является устройство, смонтированное из четырех цилиндрических магнитострикционных преобразователей в виде колонны, в которой проводят выщелачивание суспензии в режиме кавитации по замкнутому кругу при помощи насоса / Фридман В.М. и др. Ультразвуковая химико-технологическая аппаратура. Издательство ЦИНТИАМ, 1964 г.). К недостаткам следует отнести высокие энергетические затраты, низкую производительность и малый срок службы преобразователей.

Известна установка для цианирования богатых золотосодержащих концентратов (Патент России №2168555, МПК7 С22В 11/00, 3/02 опубл. 22.01.1999 г.), где устройство снабжено дополнительным патрубком для подачи трому износу рабочих частей нагнетающего насоса, кислорода непосредственно к рабочему колесу насоса. К недостаткам можно отнести невысокую степень диспергирования кислорода, а также разрыв сплошности обрабатываемой пульпы, приводящий к быстрому износу рабочих частей нагнетающего насоса.

Описана установка, состоящая из автоклава, сепаратора, фильтра. Основное устройство установки - каскад гидроакустических излучателей / Медведев А.С.

Выщелачивание и способы его интенсификации. М.: МИСиС, 2005. - 240 с./. К недостаткам такого устройства можно отнести невысокую производительность обработки пульпы и затрудненный способ введения воздуха или кислорода для ее диспергирования в обрабатываемой среде.

Известно устройство, описанное в способе извлечения золота (WO №15856 Al, 23.03.2000г.), где авторы на установке «Acacia» подают сжатый кислород в реакционную зону через керамический диспергатор, расположенный в трубе за подающим насосом для цианистого раствора. Необходимо отметить, что керамический диспергатор не измельчает пузырьки кислорода, а лишь пропускает через свои поры пузырьки кислорода определенного размера. Кроме того, такой диспергатор быстро забивается и его производительность падает, что увеличивает время выщелачивания золота.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для выщелачивания золотосодержащих концентратов, содержащая буферную емкость, циркуляционный насос, корпус, патрубки ввода и вывода раствора, патрубки загрузки и выгрузки обрабатываемого материала, источник кислорода с редуктором, расходомер кислорода и патрубок для подачи кислорода (Патент России №2168555, опубл.10.06.2001 г.).

Важным фактором работы установки является диспергирование подаваемого кислорода в раствор, где авторы используют подачу кислорода в патрубок, расположенный перед циркуляционным насосом, в режиме циркуляции пульпы. По мнению авторов, при определенных условиях происходит диспергирование и растворение кислорода, что приводит к повышению эффективности извлечения золота.

Однако такая установка для извлечения золота из руд и концентратов является малоэффективной, дорогостоящей и энергоемкой, поскольку для извлечения золота используется дорогостоящий газ - кислород.

Технической задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективной установки по выщелачиванию золота из руд и концентратов, содержащей устройство, которое позволяет повысить степень диспергирования воздуха, сократить время выщелачивания и увеличить извлечение золота.

Поставленная задача решена в установке для выщелачивания золота из руд и концентратов, содержащей емкость с патрубками загрузки и выгрузки обрабатываемого материала и патрубком ввода раствора цианида и циркуляционный насос. При этом установка снабжена по меньшей мере одним двухлучевым гидроакустическим излучателем с фиксированной направленностью акустического поля, установленным в емкости на ее вертикальной оси и соединенным с входным отверстием циркуляционного насоса, и трубопроводом подачи воздуха, объединенным с патрубком подачи раствора цианида в общий коллектор, выходные отверстия которого расположены в зоне разрежения двухлучевого гидроакустического излучателя.

Гидроакустические (гидродинамиеские) излучатели акустических колебаний по своим конструктивным особенностям делятся на три группы: пластинчатые, вихревые и роторные. Вихревые излучатели, в свою очередь, подразделяются на газовые и жидкостные преобразователи с одним и тремя лучевыми соплами (А.С. №1494317 от 15.03 1989 г.).

В предложенной установке использован вихревой двухлучевой жидкостной гидроакустический излучатель, работа которого основана на возбуждении в гидрогенной среде колебаний широкого спектра частот. Обрабатываемая среда под давлением около 3-5 атм через входное сопло тангенциально поддается в резонаторную камеру, которая имеет двухлучевые выходные сопла, расположенные предпочтительно оппозитно. В результате истечения вращающей струи из круглых выходных сопел излучателя резко возрастает интенсивность вихры в обрабатываемой среде, и благодаря этому давление истекающей жидкости вдоль осей выходных сопел становится значительно ниже атмосферного. Вследствие чего образуются мощные оппозитные воронки с зоной разрежения, куда активно поступают все ингредиенты обрабатываемой среды. В результате чего обрабатываемая среда приобретает планетарное (вращательно-поступательное) движение жидкости во всем объеме емкости, что обеспечивает интенсификацию процесса выщелачивания золота.

Вариант оппозитного расположения сопел в гидроакустическом излучателе, установленном на вертикальной оси емкости, является оптимальным с точки зрения распределения акустических колебаний в обрабатываемой среде, имеющих фиксированную направленность. Сопла двухлучевого гидроакустического излучателя в зависимости от формы используемой емкости могут быть направлены под иным (относительно указанного выше оппозитного расположения) углом по отношению друг к другу и соответственно по отношению к вертикальной оси емкости, при этом подбор оптимального угла осуществляется экспериментально.

Установка предпочтительно содержит не менее одного двухлучевого гидроакустического излучателя, а трубопровод подачи воздуха из атмосферы и раствора гидроокиси натрия и цианида натрия имеет общую трубу с коллектором.

Использование предлагаемого изобретения в объеме вышеизложенной совокупности признаков позволяет существенно интенсифицировать процесс выщелачивания золота из руд и концентратов за счет возбуждения во всем объеме широкого интервала частот, создаваемого двухлучевым гидроакустическим излучателем и возникающими в обрабатываемой среде вторичными эффектами (кавитацией, пульсацией, микро- и макропотоками).

На фиг.1 представлен один из возможных вариантов установки. Установка состоит из вертикальной емкости 1 объемом не менее 2 м³, на дне конусообразной формы находится выходной патрубок 2 с краном для слива обработанного материала. Исходная пульпа через входной патрубок 3 поступает на входное устройство циркуляционного пульпового насоса 4 и далее под давлением 4 атм пульпа поступает на двухлучевой акустический излучатель 5, расположенный на вертикальной оси емкости 1. Трубопровод подачи воздуха из атмосферы 6 и патрубок подачи раствора 7 объединены в общий коллектор 8, выходные отверстия которого находятся в зоне разрежения 9, создаваемого двухлучевым гидроакустическим излучателем 5. При заполнении емкости пульпой до определенного уровня она проходит через всасывающий трубопровод 10 и поступает через пульповый насос 4 на гидроакустический излучатель 5 и проходит 3-5-кратную обработку, циркулируя в емкости 1.

Установка позволяет также изменять схему подачи ингредиентов и вначале заполнять емкость водой через патрубок подачи воды 11 до уровня всасывающего трубопровода 10, и после включения пульпового насоса одновременно подавать сухой материал через патрубок 12, воздух из атмосферы и раствор через патрубки 6 и 7, поступающие через общий коллектор 8 в зону разрежения двухлучевого гидроакустического излучателя 5, возбуждающего широкий интервал частот. Процесс выщелачивания считается законченным, как и в первом случае, после 3-5-кратного прохождения пульпы через акустическое устройство. Контроль за давлением подачи пульпы осуществляется с помощью манометра, а расход атмосферного воздуха контролируется ратаметром. Содержание кислорода воздуха в обрабатываемом материале контролируется оксиметром.

На фиг.2 показано движение обрабатываемой пульпы при прохождении через двухлучевой гидроакустический излучатель. За счет создаваемых излучателем вторичных эффектов и образующейся при этом зоны разрежения поток пульпы приобретает поступательно-вращательное направление движения во всем объеме емкости. (Поступательное направление потока 1, вращательное направление потока 2). При этом кавитация, пульсация, знакопеременное давление, соударение и трение частиц приводят к высокой степени диспергирования и гомогенизации не только пульпы, но и кислорода воздуха, что способствует проникновению раствора цианида в поры обрабатываемой массы и повышает скорость растворения и степень измельчения золота.

Пример работы установки.

Процесс выщелачивания золота проводят следующим образом. Приготовленное исходное сырье в виде пульпы, в которой более 80% составляют частицы с дисперсностью 75 мкм, соотношении Т:Ж равняется 1:2,5, содержание золота составляет 20 г/т, в количестве 0,7 м³ поступает на входной патрубок 3 пульпового насоса 4 производительностью 5 м³/ч и под давлением 4 атм и по трубопроводу поступает в двухлучевой гидроакустический излучатель 5 и далее в емкость 1, где под действием разрежения, создаваемого при работе акустического излучателя, в емкость 1 через общий коллектор 8, выходное отверстие которого находится в зоне разрежения, одновременно поступают атмосферный воздух и 0,01-0,02% раствор цианида с рН 10-11. При заполнении емкости 1 пульпой до уровня всасывающего трубопровода 10 перекрывается входной патрубок 3 пульпового насоса, и пульпа циркулирует по кругу до тех пор, пока не произойдет полное выщелачивание золота из пульпы в раствор. Поскольку во всем объеме генерируется широкий интервал акустических частот, возникает знакопеременное давление, поступательно-вращательное движение потока, раствор цианида и кислород воздуха за счет капиллярного эффекта проникают в поры каждой частицы пульпы, ускоряя процесс выщелачивания золота более чем в 4-5 раза. Извлечение золота в раствор составляет 97-98%. Кроме того, следует отметить, что гидроакустический излучатель, находящийся в емкости, позволяет после окончания выщелачивания очистить ее внутреннюю поверхность от загрязнения.