Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ВЕЛЬЦ-ОКИСЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу извлечения цветных и редких металлов из перерабатываемых производственных отходов.

Известен способ, при котором основные реакции промышленных процессов выщелачивания проходят в диффузионной области, создавая высокую интенсивность перемешивания пульпы для ускорения процесса (Погорелый А.Д., 1971 г. изд. «Металлургия», с. 350-351).

В известном способе невозможно ликвидировать полностью диффузные стадии при выщелачивании мелкодисперсных вельц-окислов, чтобы превращать извлекаемые из них металлы в сульфаты.

Известен способ выщелачивания металлов, при котором используют тепло экзотермической химической реакции, которая приводится при температуре 75-80°C, достигая при этом изменения концентрации серной кислоты до 30%, а существующие металлы в шлаках осаждают в виде гидроксидов (патент №2453619, опубликован 10.03.2012 г., МПК C22B 34/22, E21B 43/28).

В известном способе химическая реакция усложняется тем, что подогретые до определенной температуры химические реагенты не ускоряют процесс осаждения необходимых металлов.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором увеличивают поток растворителя со скоростью не менее 5 м/с (А.с. №418538, опубликовано 05.03.1974 г., МПК C22B 3/08, C22B 3/04).

Недостатком этого способа-прототипа является ограниченная возможность поддерживать высокую скорость частиц вельц-окислов, вводимых с пульпой, на всем протяжении реакционной зоны из-за активного сопротивления противоточно движущихся компонентов, поэтому протяженность самого эффективного участка, в котором кислотнорастворимые окислы извлекаемых металлов беспрепятственно и полностью переходят в сульфаты, является недостаточной для получения такого же результата некоторыми партиями вельц-окислов.

В этих партиях вельц-окислов при их образовании в вельц-печах формируются усложняющие выщелачивания параметры (уплотнения, сросшиеся участки и т.п.), для ликвидации которых требуется более продолжительное действие растворителя.

Выходящие из реакционной зоны такие партии вельц-окислов содержат до 6% окислов, извлекаемых металлов после выхода из реакционной зоны их приходится довыщелачивать, что требует значительных затрат.

Технический результат - снижение затрат и ускорения процесса выщелачивания.

Техническое решение предлагаемого способа заключается в том, что на реакционную зону воздействуют низкоинтенсивным неионизирующим электромагнитным излучением в диапазоне 5-15 кГц и мощностью излучения в пределах 15-20 мВт.

Способ осуществляется следующим образом. Для испытания используют вельц-окислы на экспериментальной установке, приспособленной для извлечения вельц-окислов. Параметры способа 5-15 кГц и 15-20 мВт объясняются достижением ускорения процесса выщелачивания вельц-окислов. При более низких параметрах (менее 5 кГц и ниже 15 мВт) ускорение идет недостаточно эффективно и проводятся дополнительные затраты на выщелачивание. Кроме того, не все металлы подвергаются выщелачиванию.

При более высоких параметрах (15 кГц и 20 мВт) происходит снижение эффективности выщелачивания.

Пример

Для испытания использовали вельц-окислы, в которых содержалось:

- цинка общего - 61,18%, в т.ч. кислотнорастворимого - 62,19%;

- кадмия общего - 0,56%, в т.ч. кислотнорастворимого - 0,54%;

- индия общего - 0,02%, в т.ч. кислотнорастворимого - 0,0018%.

Содержание серной кислоты в растворителе: начальное - 118 г/л, конечное - от 45-48 г/л. Плотность пульпы - 1,4 г/см. Диаметр колонны реакционной зоны - 0,2 м. Скорость движения растворителя в ней 0,2 м/с. Диаметр форсунки, по которой подавалась пульпа, 0,02 м. Скорость подачи пульпы 5 м/с. Мощность и частота неионизирующего электромагнитного излучения, воздействующего на реакционную зону, 18 мВт и 15 кГц соответственно.

Эффективность предлагаемого способа выщелачивания оценивалась по анализу проб, отбираемых от выходящей из реакционной зоны массы через 15 минут, в фильтрате и твердом (кеке), в которых определяли содержание цинка, кадмия и индия.

В процессе испытаний было отобрано по 5 проб при выщелачивании без воздействия на реакционную зону электромагнитного воздействия и при выщелачивании с электромагнитным воздействием.

Результаты анализов представлены в таблицах 1 и 2.

Испытания предлагаемого способа показали, что в отличие от прототипа предлагаемый способ позволяет выщелачивать с необходимой полнотой все виды вельц-окислов.