×
19.12.2018
218.016.a856

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к извлечению благородных металлов из цианистых растворов цинком или алюминием. Способ включает контактирование растворов с электроотрицательным металлом, загруженным в донную конусную часть цементатора. Раствор подают снизу вверх, цементирующий металл перегребают механической мешалкой. Расход исходного раствора устанавливают 5-20 мл в минуту на 1 см геометрической площади верхнего слоя частиц электроотрицательного металла в реакционной камере. Частицы электроотрицательного металла имеют крупность 0,1-1 мм. Техническим результатом является увеличение удельной производительности в 3-5 раз при достижении требуемой степени извлечения, например, золота. 2 ил.

Изобретение относится к области извлечения электроположительных металлов из технологических растворов и может быть использовано, в частности, при переработке цианистых растворов, содержащих золото и серебро.

Известны способы извлечения благородных металлов из растворов электролизом и осаждением в виде труднорастворимых соединений /1. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.Г., Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1987. - 366 с./. Перечисленные способы применимы лишь в определенных условиях, ограничиваемых концентрациями извлекаемых металлов и кислотно-солевым фоном. При невысоких концентрациях извлекаемого металла данные способы не обеспечивают требуемого извлечения или селективности и, как правило, сопряжены с большим расходом реагентов или электроэнергии.

Известны способы селективного извлечения металлов из растворов сорбцией, заключающиеся в контактировании перерабатываемых растворов с синтетическим или минеральным сорбентом. Сорбционные технологии характеризуются технологической простотой конкретной операции, сочетающейся с высокой степенью извлечения целевых металлов. Для повышения емкости, селективности, улучшения других функциональных свойств сорбенты предварительно обрабатывают специальными реагентами (2. А.с. СССР №1678873, 1991; 3. Пат. США №4394354, 1983; 4. Пат. РФ 2043968, 1995; 5. Пат. РФ 2267544 2006; 6. Пат. РФ №2165468). Основными недостатками известных способов является недостаточная скорость процессов и необходимость в дополнительных процедурах при получении товарных продуктов.

Наибольшее распространение при извлечении золота из цианистых растворов на практике получила технология, основанная на цементации металлическим цинком или алюминием /1/. Разновидностями данного метода является прокачивание под давлением золотосодержащего раствора через слой тонкодисперсного порошка, расположенного на фильтрующей поверхности или перколяция через объем металлической стружки в открытых реакторах. Первый вариант обеспечивает более высокие удельную производительность и содержание золота в цементате, создает условия для автоматизации процесса. Экстракция на стружку из-за технологических сложностей в последние года не используется.

Существенным недостатком цементации на порошок под давлением является быстро нарастающее гидродинамическое сопротивление слоя порошка на фильтрующей поверхности. Как следствие, цикл набора цементата на фильтрующей поверхности ограничивается 2-3 сутками, сопротивление цементирующего слоя становится непреодолимым для нагнетающего насоса, фильтр приходится разгружать. Аппаратурным оформлением ограничивается также степень извлечения или остаточное содержание золота в маточном растворе. Этот важнейший показатель при незначительной толщине слоя порошка в решающей степени зависит от продолжительности контакта раствора (золота) с цинком и определяется удельным расходом раствора на единицу площади фильтровальной поверхности. Для достижения требуемой глубины извлечения золота удельный расход раствора снижают до уровня 0,5-2,0 м3/ч⋅м2. При переработке больших объемов растворов эффективная площадь цементатора (площадь фильтрующей поверхности) должна составлять сотни квадратных метров; габариты подобного оборудования и затраты на его обслуживание весьма высоки.

Наиболее близким к заявляемому по технической сути является способ извлечения металлов из растворов (7. Пат. США 3994721, опубл. 30.11.1976), включающий подачу раствора снизу в конусное дно цилиндра, загруженного гранулами другого металла. При этом гранулы цементирующего металла перемешиваются вращающимися лопастями; восходящий поток раствора создает псевдоожиженный слой из гранул, ускоряющий цементацию.

Подача золотосодержащего раствора снизу вверх в расширяющийся конус и механическое перемешивание гранул цементирующего металла позволяет преодолеть основной недостаток используемого на практике метода. Цементирующий слой в процессе цементации не уплотняется, гидравлическое сопротивление его остается неизменным в течении длительного времени. Важно, что толщина цементирующего слоя может быть весьма большой, а значит и продолжительность контакта раствора с цементирующим металлов в десятки раз выше, чем в способах-аналогах. Удельная производительность цементатора по способу прототипа существенно выше, чем у аналогов, а габариты пропорционально меньше. Механическое перемешивание способствует, кроме того, интенсивному массообмену в объеме цементирующего слоя, обновлению поверхности электроотрицательного металла, что также повышает эффективность цементации.

Вместе с тем, указанный вариант подачи раствора вносит граничные условия для крупности частиц цементирующего металла и удельного расхода подаваемого на цементацию раствора. В частности, при использовании цементирующего металла в виде мелкодисперсного порошка неизбежен вынос частиц из реакционной зоны, что влечет дополнительные затраты. При использовании электроотрицательного металла в форме крупнодисперсного порошка или гранул, подобно прототипу, удельная производительность и степень извлечения электроположительного металла неудовлетворительна.

Технической проблемой, на решение которой направлен предлагаемый способ, является недостаточные производительность и степень извлечения электроположительных металлов при цементации. Технический результат достигается использованием электроотрицательного металла определенной крупности и изменением режима подачи исходного раствора в цементатор.

Технический результат достигается при использовании способа цементации электроположительных металлов из раствора, включающего подачу исходного раствора снизу в реакционную камеру, выполненную в виде сужающегося вниз усеченного конуса, заполненного частицами электроотрицательного металла, и перемешивание частиц вращающимися лопастями. Для достижения требуемого технического результата исходный раствор подают в реакционную камеру в пульсирующем режиме, причем расход исходного раствора составляет 5-20 мл в минуту на 1 см2 геометрической площади верхнего слоя частиц электроотрицательного металла в реакционной камере, при этом частицы электроотрицательного металла имеют крупность 0,1-1 мм.

Аналогично прототипу сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что золотосодержащие растворы приводят в контакт с электроотрицательным металлом, загруженным в реакционную камеру в форме конуса, расположенного вершиной вниз. При подаче исходного раствора снизу вверх формируется псевдокипящий слой, причем в верхней, широкой части конуса скорость прохождения раствора уменьшается и вынос мелких частиц цементирующего металла минимизируется. Законы гидродинамики и практика показывают, что в процессе протекания жидкости через слой дисперсного материала в такой системе возникают промывы - каналы приоритетного прохода жидкости. Основная масса дисперсной твердой фазы при этом уплотняется, жидкость через нее не просачивается. В случае цементации по рассматриваемому способу эффективность процесса снижается. Дли исключения каналов промыва в способе прототипа предложено гранулы цементирующего металла перемешивать лопастями.

Практическое использование способа прототипа и результаты целевых опытов показывают, что в широком диапазоне гранулометрического состава цементирующего электроотрицательного металла и интенсивности перемешивания неизбежен вынос тонких частиц электроотрицательного металла из реакционной камеры, что обусловливает необходимость снижения скорости подачи исходного раствора и эффективности цементации в целом.

Для устранения отмеченного недостатка в предполагаемом изобретении предложено использовать электроотрицательный металл определенного класса крупности. Естественно, что при использовании тонких порошков с высокоразвитой поверхностью достигается высокая степень взаимодействия реагирующих масс и скорость процесса в целом. Но такие порошки выносятся из реакционной камеры даже при небольших расходах перерабатываемого раствора. И наоборот, крупнодисперсные порошки и гранулы, как это рекомендовано в способе-прототипе, даже при весьма интенсивном потоке раствора остаются в реакционной камере, но по причине невысокой удельной поверхности цементирующего металла эффективность цементации неудовлетворительна. Опыты (Фиг. 1) показали, что оптимальным диапазоном крупности металлического порошка, в котором минимизируется вынос частиц из реакционной камеры и достигается приемлемая скорость процесса является 0,1-1,0 мм. Перемешивание слоя цементирующего металла лопастями способствует реструктуризации слоя и минимизирует образование промывных каналов. Вместе с тем замечено, что даже при не высокой скорости вращения мешалки с лопастями вынос частиц металла интенсифицируется, и чем интенсивнее перемешивание, тем больше вынос частиц.

Изучение гидродинамики рассматриваемой системы показало, что вынос частиц металла становится менее интенсивным при подаче раствора в реакционную камеру в пульсирующем режиме. Такой режим характеризуется циклическим изменением расхода раствора от некоторого максимального значения до минимального или полного прекращения подачи и достигается использованием типовых устройств. Оптимальные характеристики пульсаций определяются конкретными особенностями системы, в данном случае габаритами и геометрическими характеристиками оборудования, толщиной слоя электроотрицательного металла, крупностью частиц металла и не могут конкретизированы в рамках данной заявки. Дополнительным преимуществом импульсного варианта подачи раствора является улучшение массобмена жидкой и твердой фаз и, как следствие, повышение скорости цементации и степени извлечения электроотрицательного металла.

Количественная характеристика скорости подачи или удельного расхода раствора в реакционную камеру, выполненную в виде конуса вершиной вниз должна быть приведена к площади верхнего слоя частиц электроотрицательного металла. Подобный показатель принято называть приведенным расходом. В зоне верхнего слоя порошка скорость движения раствора относительно частиц металла минимальна и вероятность выноса твердой фазы определяется по ней. На основании результатов целевых исследований (Фиг. 2) установлено, что частицы размером 0,1-1,0 мм не будут выноситься из реакционной камеры при значении приведенного расхода 5-20 мл в минуту на 1 см2 площади верхнего слоя частиц электроотрицательного металла.

Примером реализации предложенного способа могут быть результаты следующих опытов.

Исходный раствор, полученный при выщелачивании золота из гравитационного концентрата, содержал 35 мг/л золота и 2 г/л цианида натрия при рН=10,3. Опытная установка была выполнена из прозрачного пластика в форме цилиндра диаметром 50 мм, дно которого имело форму конуса вершиной вниз. Конусную часть реактора заполняли экспериментальным цинковым порошком заданной крупности, при этом масса порошка во всех опытах была равна 200 г. Реактор заполняли раствором, перемешивали порошок лопастной мешалкой со скоростью 30 об/мин и замеряли площадь верхнего слоя цементирующего порошка. С учетом данного параметра и с помощью дозирующего насоса в реактор снизу вверх подавали исходный раствор с заданной приведенной скоростью. Для сравнения провели опыт по способу прототипа, в котором использовали цинковый порошок ПЦ-1 по ГОСТ 12601 крупностью 95% класса - 10 мкм.

Результаты данных опытов приведены в таблице (Фиг 1).

В другой серии опытов при помощи лабораторного устройства создавали пульсирующий режим подачи, при котором через 5 с приведенный расход с рабочего полного значения уменьшали в четыре раза на период 1 с, а в других опытах полностью прекращали на 1 с, после чего возобновляли рабочий режим с указанным расходом и т.д.. По полученным результатам рассчитывали степень извлечения, приведенный расход раствора оценивали по итоговому объему раствора, пропущенного через реактор.

Во всех опытах проводили предварительное обескислороживание растворов и освинцевание порошка по известной методике. Результаты приведены в таблице (Фиг 2.).

Сравнительный анализ рассмотренных технических решений, в т.ч. способа представленного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение необходимого технического результата. Реализация предложенного способа дает возможность увеличить удельную производительность способа в 3-5 раз с сохранением требуемой степени извлечения золота

Способ цементации электроположительных металлов из раствора, включающий подачу исходного раствора снизу в реакционную камеру, выполненную в виде сужающегося вниз усеченного конуса, заполненного частицами электроотрицательного металла, и перемешивание частиц вращающимися лопастями, отличающийся тем, что исходный раствор подают в реакционную камеру в пульсирующем режиме, причем расход исходного раствора составляет 5-20 мл в минуту на 1 см геометрической площади верхнего слоя частиц электроотрицательного металла в реакционной камере, а частицы электроотрицательного металла имеют крупность 0,1-1 мм.
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 207.
10.05.2018
№218.016.4657

Универсальный термоэнергетический генератор. варианты

Изобретение относится к области энергетик и может быть использовано в качестве автономных источников энергопитания. Заявлен термоэнергетический генератор, который содержит батарею термоэнергетических модулей, горячие электроды которых подключены к источнику тепловой энергии, а холодные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650439
Дата охранного документа: 13.04.2018
10.05.2018
№218.016.4664

Твердый экстрагент с высокой динамической обменной емкостью для извлечения скандия и способ его получения

Изобретение относится к составу и способу получения твердого экстрагента для извлечения скандия из сернокислых растворов. Предлагается твердый экстрагент (ТВЭКС) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, содержащий стиролдивинилбензольную матрицу с ди-(2-этилгексил)фосфорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650410
Дата охранного документа: 13.04.2018
10.05.2018
№218.016.46c0

Способ получения нанокристаллического магнитотвердого материала из сплава системы (nd, ho)-(fe, co)-b

Изобретение относится к производству аморфных и нанокристаллических металлических сплавов путем сверхбыстрой закалки расплавов. Способ получения нанокристаллического магнитотвердого материала из сплава системы (Nd, Ho)-(Fe, Со)-В включает плавление сплава в тигле и выдавливание расплава через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650652
Дата охранного документа: 16.04.2018
10.05.2018
№218.016.487a

Гелиодистиллятор

Изобретение может быть использовано для опреснения морских, минерализованных и загрязненных вод. Гелиодистиллятор содержит корпус с прозрачным покрытием 1 и дном 2, размещенный на плавающей платформе 3, конденсатор 8, зачерненные жгуты 5 из гидрофильного материала, прикрепленные внутри корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651025
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.4882

Солнечный опреснитель

Изобретение относится к дистилляции морских, загрязненных или минерализованных вод посредством солнечной энергии. Солнечный опреснитель содержит заполненную жидкостью емкость 1 с оптически прозрачной крышкой 2, теплоприемник 3, выполненный в виде полого металлического стержня, погруженного в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651003
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.4928

Способ переработки жидких отходов производства диоксида титана

Изобретение может быть использовано в химической, металлургической, электронной промышленности. Для переработки жидких отходов производства диоксида титана проводят экстракцию скандия из гидролизной серной кислоты (ГСК) на экстрагенте, состоящем из смеси ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651019
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.4bff

Способ получения безобжигового зольного гравия

Изобретение относится к технологиям переработки кислых зол ТЭС в заполнитель для бетонов конструкционного назначения. Способ получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы, негашеной извести и щелочного активизатора твердения включает измельчение, дозирование, перемешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651863
Дата охранного документа: 24.04.2018
10.05.2018
№218.016.4f4c

Глушитель звука выстрела, изготовленный по технологии селективного лазерного сплавления металлов

Изобретение относится к области вооружения, а именно к глушителям. Глушитель звука выстрела содержит рабочую часть с перегородками, ячеистое тело и корпус. Корпус выполнен в монолитном исполнении всех своих частей и элементов. Глушитель содержит ребристую структуру заданной шероховатости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652767
Дата охранного документа: 28.04.2018
18.05.2018
№218.016.51c9

Способ подготовки к контролю качества монолитного бетона в сборно-монолитных стенах с элементами несъемной железобетонной опалубки

Изобретение относится к области контроля качества монолитного бетона в сборно-монолитных строительных конструкциях и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. Способ подготовки к контролю качества монолитного бетона в сборно-монолитных стенах с элементами несъемной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653211
Дата охранного документа: 07.05.2018
29.05.2018
№218.016.56a7

Способ повышения электрической и механической прочности вакуумно-плотных окон ввода/вывода свч-излучений (варианты)

Изобретение относится к электронной и ускорительной технике для повышения электрической и механической прочности вакуумно-плотных окон ввода и/или вывода энергии СВЧ-излучения в волноводные ускоряющие структуры и может быть использовано при создании/эксплуатации мощных современных ускорителей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654582
Дата охранного документа: 22.05.2018
Показаны записи 21-25 из 25.
05.07.2019
№219.017.a65c

Способ электролитического рафинирования меди

Изобретение относится к электролитическому рафинированию меди, содержащей примеси в количестве до 2 мас.%. Способ включает формирование из меди анода и электролитическое растворение анода в сернокислотном растворе с осаждением катодной меди. Формируют насыпной анод из гранул меди крупностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693576
Дата охранного документа: 03.07.2019
16.01.2020
№220.017.f568

Способ восстановления меди из сульфидных соединений

Изобретение относится к металлургии меди и может быть использовано для восстановления меди из ее сульфидных природных соединений и соединений, присутствующих в технологических продуктах, например в штейнах и сульфидных шламах. Восстановление меди из сульфидных продуктов ведут при контакте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710810
Дата охранного документа: 14.01.2020
09.04.2020
№220.018.1381

Способ очистки оборотных цинковых растворов выщелачивания от лигносульфонатов

Изобретение относится к гидрометаллургии цинка, также предлагаемый способ может быть использован для очистки сточных вод. Способ очистки сульфатного цинкового раствора от примесей цементацией цинковой пылью заключается в предварительном контактировании раствора с твердым веществом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718440
Дата охранного документа: 06.04.2020
16.05.2023
№223.018.637c

Способ селективного извлечения благородных металлов из золотосодержащего цементата

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для селективного выделения и концентрирования золота, серебра, платины, палладия и родия из цементата производства золота. Цементат нагревают на воздухе нагревом при температуре 700-800°С, после чего проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002775555
Дата охранного документа: 04.07.2022
29.05.2023
№223.018.727f

Способ переработки полиметаллического сульфидного сырья цветных металлов

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к переработке полиметаллического сульфидного сырья, содержащего цветные и благородные металлы. Полиметаллическое сульфидное сырьё цветных металлов выщелачивают в растворе азотной кислоты и улавливают нитрозные газы. Выщелачивание проводят в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796344
Дата охранного документа: 22.05.2023
+ добавить свой РИД