RU2574174C1 - Method and device for continuous cementation of electropositive metals of acid liquor - Google Patents
Method and device for continuous cementation of electropositive metals of acid liquor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574174C1 RU2574174C1 RU2014146336/02A RU2014146336A RU2574174C1 RU 2574174 C1 RU2574174 C1 RU 2574174C1 RU 2014146336/02 A RU2014146336/02 A RU 2014146336/02A RU 2014146336 A RU2014146336 A RU 2014146336A RU 2574174 C1 RU2574174 C1 RU 2574174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction chamber
- parts
- metal
- chamber
- distribution grid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Данное изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения металлов в химической и горнометаллургической промышленности, а также в сельском хозяйстве и при очистке стоков, например для извлечения меди из сульфатных растворов.This invention relates to the field of hydrometallurgy and can be used for the extraction of metals in the chemical and mining industries, as well as in agriculture and in wastewater treatment, for example, for the extraction of copper from sulfate solutions.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время известны различные способы извлечения металлов из растворов.Currently, various methods for the extraction of metals from solutions are known.
В патенте РФ №2007481 (опубл. 15.02.1994) описано устройство для цементации металлов из растворов, в котором в горизонтальном цилиндре установлен загружаемый через торцевой бункер вращающийся барабан, а раствор подают через патрубок на противоположном торце.RF patent No. 2007481 (publ. February 15, 1994) describes a device for cementing metals from solutions, in which a rotating drum loaded through an end hopper is installed in a horizontal cylinder, and the solution is supplied through a nozzle at the opposite end.
В патенте РФ №2070587 (опубл. 20.12.1996) описан многостадийный процесс цементации металлов со встречным движением раствора и цементата в виде железного порошка.In the patent of the Russian Federation No. 2070587 (publ. 20.12.1996) a multi-stage process of cementation of metals with the oncoming movement of the solution and cementate in the form of iron powder is described.
В патенте РФ №2503731 (опубл. 10.01.2014) раскрыт способ извлечения никеля, в котором на реакционную смесь воздействуют СВЧ излучением.In the patent of the Russian Federation No. 2503731 (publ. 10.01.2014) disclosed is a method for the extraction of nickel, in which the reaction mixture is exposed to microwave radiation.
Все эти технические решения весьма сложны и не обеспечивают достаточную степень извлечения и требуемое качество извлекаемого металла.All these technical solutions are very complex and do not provide a sufficient degree of extraction and the required quality of the recoverable metal.
Наиболее близким аналогом можно считать описанный в патенте США №3994721 (опубл. 30.11.1976) способ цементации металла из раствора, в котором раствор подается снизу в конусное дно цилиндра, загруженное гранулами другого металла. В результате восходящий поток раствора создает псевдоожиженный слой из гранул, ускоряющий цементацию. При этом измеряется давление под конусным дном, а содержимое цилиндра перемешивается вращающимися лопастями. Использование перемешивающих лопастей усложняет данное техническое решение.The closest analogue can be considered described in US patent No. 3994721 (publ. 30.11.1976) a method of cementing a metal from a solution in which the solution is supplied from below to the conical bottom of the cylinder loaded with granules of another metal. As a result, the upward flow of the solution creates a fluidized bed of granules, accelerating cementation. In this case, the pressure under the conical bottom is measured, and the contents of the cylinder are mixed with rotating blades. The use of mixing blades complicates this technical solution.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В настоящем изобретении решается задача, состоящая в упрощении получения цементируемого металла при сохранении как достаточной степени извлечения, так и требуемого качества извлекаемого металла.The present invention solves the problem of simplifying the production of cemented metal while maintaining both a sufficient degree of extraction and the required quality of the recoverable metal.
Для достижения указанного технического результата в первом объекте настоящего изобретения предложен способ непрерывной цементации электроположительного металла из кислого раствора, содержащий этапы на которых: выполняют реакционную камеру, предназначенную для проведения цементации, в виде сужающегося вниз усеченного конуса, нижняя часть которого снабжена распределительной решеткой; помещают в реакционную камеру детали из металла-восстановителя; подают в реакционную камеру снизу через упомянутую распределительную решетку кислый раствор в виде гидрофонтана, скорость тока которого на входе в реакционную камеру превышает не более чем в пять раз скорость потока псевдоожижения деталей; сливают из верхней части реакционной камеры суспензию металла, цементирующегося на поверхности упомянутых деталей и снимающегося с нее при их соударениях.To achieve the technical result, the first object of the present invention provides a method for continuous cementation of electropositive metal from an acidic solution, comprising the steps of: performing a reaction chamber designed for cementation, in the form of a truncated tapering downward cone, the lower part of which is equipped with a distribution grid; parts from a metal reducing agent are placed in the reaction chamber; fed into the reaction chamber from below through the said distribution grid an acidic solution in the form of a hydro-fountain, the flow rate of which at the inlet of the reaction chamber exceeds no more than five times the velocity of the fluidized parts; a suspension of a metal is cemented from the upper part of the reaction chamber, cementing on the surface of said parts and being removed from it when they collide.
Особенностью данного способа является то, что усеченный конус может иметь конусность от 35 до 152 градусов.A feature of this method is that a truncated cone can have a taper of 35 to 152 degrees.
Другой особенностью данного способа является то, что детали могут добавлять в упомянутую реакционную камеру по мере снижения давления циркулирующей в ней жидкости.Another feature of this method is that parts can be added to said reaction chamber as the pressure of the liquid circulating in it decreases.
Еще одной особенностью данного способа является то, что давление могут измерять под распределительной решеткой. При этом в качестве деталей могут использовать шары или металлический скрап.Another feature of this method is that pressure can be measured under the distribution grid. At the same time, balls or metal scrap can be used as parts.
Наконец, еще одной особенностью данного способа является то, что он может дополнительно содержать этапы, на которых: концентрируют суспензию металла после ее слива из реакционной камеры; удаляют образующийся при цементации металл в виде кека; осветляют оставшуюся после осаждения жидкость.Finally, another feature of this method is that it may further comprise steps in which: the metal suspension is concentrated after it is discharged from the reaction chamber; remove the metal formed during cementation in the form of cake; clarify the liquid remaining after precipitation.
Для достижения того же технического результата во втором объекте настоящего изобретения предложено устройство для непрерывной цементации электроположительного металла из кислого раствора, содержащее: реакционную камеру в виде сужающегося вниз усеченного конуса; распределительную решетку, установленную в нижней части реакционной камеры; детали из металла-восстановителя, помещенные над распределительной решеткой; трубопровод, предназначенный для подачи кислого раствора к нижней части реакционной камеры; насос, предназначенный для создания из кислого раствора в реакционной камере гидрофонтана, скорость тока которого на входе в реакционную камеру не более чем в пять раз выше скорости потока псевдоожижения деталей; сливное отверстие, расположенное в верхней части реакционной камеры, для слива суспензии металла, цементирующегося на поверхности деталей и снимающегося с нее при их соударениях.To achieve the same technical result, a second object of the present invention provides a device for continuous cementation of electropositive metal from an acidic solution, comprising: a reaction chamber in the form of a truncated cone tapering downward; a distribution grid installed in the lower part of the reaction chamber; metal reducing parts placed above the distribution grid; a pipeline for supplying an acidic solution to the bottom of the reaction chamber; a pump designed to create a hydro-fountain from an acid solution in the reaction chamber, the flow rate of which at the inlet of the reaction chamber is no more than five times higher than the flow rate of the fluidization of parts; a drain hole located in the upper part of the reaction chamber for draining a suspension of metal cemented on the surface of the parts and removed from it when they collide.
Особенностью данного устройства является то, что усеченный конус может быть выполнен с конусностью от 35 до 152 градусов.A feature of this device is that a truncated cone can be made with a taper of 35 to 152 degrees.
Другой особенностью данного устройства является то, что детали могут быть выполнены в виде шаров или металлического скрапа.Another feature of this device is that the parts can be made in the form of balls or metal scrap.
Еще одной особенностью данного устройства является то, что оно может дополнительно содержать манометр под распределительной решеткой.Another feature of this device is that it can additionally contain a pressure gauge under the distribution grid.
Еще одной особенностью данного устройства является то, что оно может дополнительно содержать средство добавления деталей в реакционную камеру при снижении показаний манометра ниже заранее заданного порога.Another feature of this device is that it can additionally contain a means of adding parts to the reaction chamber while lowering the pressure gauge below a predetermined threshold.
Еще одной особенностью данного устройства является то, что оно может дополнительно содержать отделительную камеру, имеющую жидкостную связь со сливным отверстием и предназначенную для осаждения металла из суспензии.Another feature of this device is that it can additionally contain a separation chamber having a fluid connection with a drain hole and designed to deposit metal from the suspension.
Наконец, еще одной особенностью данного устройства является то, что оно может дополнительно содержать осветлительную камеру, предназначенную для доосветления жидкости, оставшейся после отделительной камеры.Finally, another feature of this device is that it can additionally contain a clarification chamber designed to clarify the liquid remaining after the separation chamber.
Подробное описание вариантов осуществленияDetailed Description of Embodiments
Предложенный способ непрерывной цементации электроположительного металла из кислого раствора реализуется в устройстве, условная схема которого приведена на приложенном чертеже.The proposed method for continuous cementation of electropositive metal from an acidic solution is implemented in a device, a conventional diagram of which is shown in the attached drawing.
Это устройство содержит реакционную камеру 1, предназначенную для проведения цементации и выполненную в виде сужающегося вниз усеченного конуса, нижняя часть которого снабжена распределительной решеткой 2. Над этой распределительной решеткой 2 помещены детали 3 из металла-восстановителя. Вид этого металла-восстановителя, как известно специалистам, зависит от того, какой металл предстоит получать из раствора. Так, если получить нужно медь, металлом-восстановителем будет железо, для благородных металлов это будет цинк, для получения серебра из цианистых растворов металлом-восстановителем будет алюминий.This device contains a reaction chamber 1, designed for cementation and made in the form of a tapered tapering truncated cone, the lower part of which is provided with a distribution grid 2. Above this distribution grid 2, parts 3 of a reducing metal are placed. The type of this reducing metal, as is known to specialists, depends on which metal is to be obtained from the solution. So, if you need to get copper, the reducing metal will be iron, for noble metals it will be zinc, to get silver from cyanide solutions, the reducing metal will be aluminum.
Ниже приведен пример получения меди с помощью деталей 3 в виде стальных шаров или железного скрапа.Below is an example of obtaining copper using parts 3 in the form of steel balls or iron scrap.
К нижней части реакционной камеры 1 (к распределительной решетке 2) подведен трубопровод 4, предназначенный для подачи кислого раствора в реакционную камеру 1. Этот раствор (например, сульфатный), содержащий ионы меди, подается с помощью насоса 5 из резервуара 6.A
Насос 5 предназначен для создания из кислого раствора в реакционной камере 1 гидрофонтана, так что все устройство можно называть гидрофонтанным. Важным параметром способа и устройства по настоящему изобретению является скорость тока этого кислого раствора: на входе в реакционную камеру 1 она не более чем в пять раз превышает скорость потока псевдоожижения деталей 3.The
Реакционная камера 1 имеет сливное отверстие 7, расположенное в ее верхней части и предназначенное для слива суспензии металла, цементирующегося на поверхности деталей 3 и снимающегося с нее при их соударениях. Эта суспензия по соответствующему трубопроводу поступает в отделительную камеру 8, предназначенную для осаждения металла из суспензии. В отделительной камере 8 предусмотрен выход 9 для выведения осаждающейся меди.The reaction chamber 1 has a
На Фиг. 1 не показана осветлительная камера, предназначенная для доосветления жидкости, оставшейся после отделительной камеры 8. В принципе, осветлительная камера может быть совмещена с отделительной камерой 8. Тогда нижняя часть этой совмещенной камеры будет служить для осаждения меди, а верхняя - для осветления жидкости. На Фиг. 1 показан трубопровод 10 из верхней части отделительной камеры 8 к дополнительному насосу 11, служащему для подпитки реакционной камеры 1.In FIG. 1, a clarification chamber not intended to clarify the liquid remaining after the
Под нижней частью реакционной камеры 1 может быть установлен манометр 12 для измерения давления жидкости в реакционной камере 1.A
Следует отметить, что конусность реакционной камеры 1, т.е. угол при вершине конуса, получающегося при продолжении его боковых стенок, может лежать в пределах от 35 до 152 градусов.It should be noted that the taper of the reaction chamber 1, i.e. the angle at the apex of the cone, resulting from the continuation of its side walls, can lie in the range from 35 to 152 degrees.
Размеры загружаемых деталей 3 невелики. В случае стальных шаров их диаметр составляет от 1 до 1,5 мм. Высота загрузки деталей 3 над разделительной решеткой 2 не менее 200 мм.The dimensions of the loaded parts 3 are small. In the case of steel balls, their diameter is from 1 to 1.5 mm. The loading height of parts 3 above the separation grid 2 is at least 200 mm.
Способ по настоящему изобретению реализуется в проиллюстрированном устройстве следующим образом.The method of the present invention is implemented in the illustrated device as follows.
Сначала загруженную деталями 3 реакционную камеру 1 заполняют водой, включают насос 5, подающий воду в циркуляционном контуре, и доводят скорость тока до скорости псевдоожижения деталей 3. После примерно 15-минутной работы жидкость сливают, заполняют реакционную камеру 1 вновь водой, выверяют скорость тока ожижающей детали 3 жидкости насосом, замеряют давление по манометру 12 и включают питание исходного технологического процесса, т.е. подключают кислый раствор с растворенным в нем электроположительным металлом. При этом устанавливают уровень деталей 3, зависящий от концентрации раствора и его температуры, чтобы скорость тока через разделительную решетку 2 на входе в реакционную камеру 1 превышала не более чем в пять раз скорость потока псевдоожижения деталей 3.First, the reaction chamber 1 loaded with parts 3 is filled with water, the
Выделение электроположительной меди из раствора происходит на стальных деталях 3 (к примеру, шарах), как это известно специалистам. При этом образующиеся на поверхностях деталей 3 тонкие пленки меди, имеющие малую адгезию к железу, снимаются за счет истирания вследствие соударений деталей 3 друг с другом. Отделенные частички цементатной меди в виде суспензии выносятся током жидкости из сливного отверстия 7. На этом собственно цементация меди завершается.The selection of electropositive copper from the solution occurs on steel parts 3 (for example, balls), as is known to specialists. In this case, thin films of copper formed on the surfaces of parts 3, having little adhesion to iron, are removed due to abrasion due to collisions of parts 3 with each other. Separated particles of cemented copper in the form of a suspension are carried out by a fluid flow from the
Медная суспензия попадает далее в отделительную камеру 8, которая может представлять собой, например, пластинчатый сгуститель, гидроциклон или иной известный специалистам сгуститель. Образующийся при сгущении кек выводится через выход 9 (штуцер). Доосветленная жидкость по трубопроводу 10 насосом 11 подается снова в циркуляционный контур.The copper suspension then enters the
Если давление, измеряемое манометром 12, опускается ниже заранее заданного предела, в реакционную камеру 1 добавляют детали 3 любым известным специалистам средством.If the pressure measured by the
В качестве примера можно привести такие данные. В реакционную камеру 1 подают раствор медного купороса с содержанием меди примерно 20 г/л и кислотностью 2%. Разделительная решетка 2 сконструирована так, что ее сопротивление потоку жидкости составляет 0,2 ати. Полное же гидравлическое сопротивление всего устройства составляет примерно 1,3 ати. При этом содержание меди в кеке достигает 70%.An example is such data. In the reaction chamber 1 serves a solution of copper sulfate with a copper content of about 20 g / l and an acidity of 2%. The separation grid 2 is designed so that its resistance to fluid flow is 0.2 ati. The total hydraulic resistance of the entire device is approximately 1.3 ati. Moreover, the copper content in the cake reaches 70%.
Claims (13)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574174C1 true RU2574174C1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675135C1 (en) * | 2018-05-28 | 2018-12-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method for extracting metals from solutions |
| RU2755919C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-09-22 | Акционерное общество «Уральские Инновационные Технологии» | Method for extracting precious metals from acidic solutions |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994721A (en) * | 1972-06-30 | 1976-11-30 | Societa Mineraria E Metallurgica Di Pertusola | Purifying a zinc-bearing solution by cementation |
| EP0134053A2 (en) * | 1983-08-02 | 1985-03-13 | AGIP S.p.A. | Process for purifying solutions of zinc sulphate |
| SU1356480A1 (en) * | 1986-03-27 | 1994-09-30 | Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов "Иргиредмет" | Method of noble metals extraction from solutions |
| RU2006114855A (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-20 | Институт проблем комплексного освоени недр РАН (RU) | DEVICE FOR REMOVING METALS BY CEMENTING WITH ROTATION OF THE FLOW OF THE SOLUTION |
| US8545690B1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-10-01 | Yunnan Metallurgical Group Co., Ltd. | Purification method of zinc sulfate leachate |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994721A (en) * | 1972-06-30 | 1976-11-30 | Societa Mineraria E Metallurgica Di Pertusola | Purifying a zinc-bearing solution by cementation |
| EP0134053A2 (en) * | 1983-08-02 | 1985-03-13 | AGIP S.p.A. | Process for purifying solutions of zinc sulphate |
| SU1356480A1 (en) * | 1986-03-27 | 1994-09-30 | Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов "Иргиредмет" | Method of noble metals extraction from solutions |
| RU2006114855A (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-20 | Институт проблем комплексного освоени недр РАН (RU) | DEVICE FOR REMOVING METALS BY CEMENTING WITH ROTATION OF THE FLOW OF THE SOLUTION |
| US8545690B1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-10-01 | Yunnan Metallurgical Group Co., Ltd. | Purification method of zinc sulfate leachate |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675135C1 (en) * | 2018-05-28 | 2018-12-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method for extracting metals from solutions |
| RU2755919C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-09-22 | Акционерное общество «Уральские Инновационные Технологии» | Method for extracting precious metals from acidic solutions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101392328B (en) | Wet zinc metallurgical ultrasound purification method, device and use | |
| CN203159381U (en) | Heavy metal wastewater coagulating sedimentation treatment system | |
| US3154411A (en) | Process and apparatus for the precipitation of copper from dilute acid solutions | |
| CN118908478A (en) | Crystallization granulation fluidized bed treatment device and treatment method for wastewater | |
| CN207575864U (en) | A kind of high-efficiency thickener for automatically adjusting concentration | |
| CN101748289B (en) | Neutral leaching method for zinc hydrometallurgy | |
| RU2574174C1 (en) | Method and device for continuous cementation of electropositive metals of acid liquor | |
| CN202576133U (en) | Heavy metal wastewater complete treatment equipment | |
| CN215427456U (en) | Hydrometallurgy leaches rich liquid clarifier | |
| CN102909123A (en) | Method for increasing recovery rate of floatation sulphur concentrate in gold concentrate direct cyanidation tailings | |
| CN202569669U (en) | Depositing tank for 1, 3-dimedone solid-liquid separation | |
| CN201458940U (en) | A high-efficiency concentration pool for sludge discharge | |
| CN101898167A (en) | Dressing process of gold ores | |
| CN114212911B (en) | Tailing separating method | |
| CN107261799B (en) | Device and method for preventing lime milk of smelting desulfurization system from scaling | |
| CN205182276U (en) | Novel concentrated quick -witted pan feeding device | |
| CN207391136U (en) | Electric flocculation processing water flco separation and hardness reduce integrated treatment unit | |
| CN207330582U (en) | A kind of coal mining industry mine water deeply treatment and purification device | |
| RU2675135C1 (en) | Method for extracting metals from solutions | |
| CN207980532U (en) | One kind can automatically adjust the self-cleaning concentrator of concentration | |
| CN208626692U (en) | A kind of dedicated separation system for separating sodium sulfate solution and mirabilite gypsum | |
| CN208087358U (en) | The micro- discharge settler of heavy metal | |
| CN206103425U (en) | Clarifier system | |
| CN106110717B (en) | It is a kind of that there is the ore dressing water treatment system adjusted with impurity sedimentation concentration one | |
| CN206069450U (en) | A kind of sludge concentration device |