EA043495B1 - СПОСОБ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ Si ИЗ ЩЕЛОКА ОТ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ - Google Patents
СПОСОБ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ Si ИЗ ЩЕЛОКА ОТ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ Download PDFInfo
- Publication number
- EA043495B1 EA043495B1 EA202192065 EA043495B1 EA 043495 B1 EA043495 B1 EA 043495B1 EA 202192065 EA202192065 EA 202192065 EA 043495 B1 EA043495 B1 EA 043495B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- liquor
- reactor
- aluminum
- treated
- leach
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 114
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims description 28
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 title claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 29
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 59
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 45
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 36
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 33
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 29
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 13
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000009299 dissolved gas flotation Methods 0.000 claims description 10
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 10
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 229910017625 MgSiO Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 11
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 10
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 4
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- BYFGZMCJNACEKR-UHFFFAOYSA-N aluminium(i) oxide Chemical compound [Al]O[Al] BYFGZMCJNACEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000009282 microflotation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
Область техники
Изобретение относится к способу удаления соединений на основе Si из щелока от выщелачивания.
Кроме того, изобретение относится к технологической установке для удаления соединений на основе Si из щелока от выщелачивания. Кроме того, изобретение относится к применению способа.
Уровень техники
В процессах обжига и выщелачивания металлургического сырья рН может изменяться от нейтрального до практически нулевого в зависимости от технологической стадии. Силикаты растворяются и образуют силикагели с ионами различных металлов после того, как рН снижается с более нейтрального до нуля. Силикаты алюминия представляют собой наиболее нерастворимые образования даже при очень низком уровне рН. Другие силикаты имеют тенденцию повторно растворяться. В процессах выщелачивания алюминия недостаточно для взаимодействия со всем растворимым диоксидом кремния для образования силикатов алюминия. Таким образом, образуются силикаты различных металлов и снова и снова растворяются в процессе. Тогда растворимые силикаты вызывают различные проблемы процесса, такие как изменение рН, плохая фильтрация, обезвоживание, осаждение, потеря ценных компонентов и нарушение процесса, и, следовательно, становится трудно управлять процессом. Следовательно, растворимые силикаты необходимо удалять из щелока от выщелачивания. Однако в известных процессах трудно уменьшить количество силикатов в технологических жидкостях.
Сущность изобретения
Способ согласно настоящему изобретению характеризуется признаками, указанными в пункте 1.
Технологическая установка согласно настоящему изобретению характеризуется признаками, указанными в пункте 24.
Применение способа согласно настоящему изобретению характеризуется признаками, указанными в пункте 28.
Предложен способ удаления соединений на основе Si из щелока от выщелачивания. В этом способе щелок от выщелачивания подают со стадии выщелачивания в гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз для отделения по меньшей мере верхнего продукта и нижнего продукта, верхний продукт из гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз подают в реактор для образования обработанного щелока, добавляют источник алюминия в качестве первого коагулянта к верхнему продукту в реакторе для образования содержащих силикат алюминия частиц в обработанном щелоке, добавляют по меньшей мере флокулянт в обработанный щелок после реактора для увеличения размера содержащих силикат алюминия частиц и обработанный щелок подают на перечистную флотацию, в которой по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа имеют размер от 0,2 до 250 мкм, в блок перечистной флотации для сбора по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц, для отделения по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц от обработанного щелока в верхний продукт перечистной флотации и для образования очищенного щелока в качестве нижнего продукта перечистной флотации.
В настоящем способе верхний продукт из гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз после стадии выщелачивания химически обрабатывают и подают на перечистную флотацию в блок перечистной флотации, так что частицы на основе Si могут быть удалены в качестве верхнего продукта. Посредством этого изобретения соединения на основе Si, особенно растворимые Si и соединения Si, могут быть удалены из щелока от выщелачивания. Кроме того, в блоке перечистной флотации коллоидный материал, такой как образовавшиеся коллоидные частицы, также может быть удален из обработанного щелока.
Настоящий способ можно использовать в связи с извлечением металлов, например Zn или Ag, и/или в связи с процессом обжига руд, особенно в связи с устройством для выщелачивания. Цель состоит в том, чтобы уменьшить количество соединений на основе Si, таких как диоксид кремния и силикаты, особенно растворимые диоксид кремния и силикаты, в щелоке от выщелачивания.
В соответствии с другим аспектом изобретения предложена технологическая установка для удаления соединений на основе Si из щелока от выщелачивания. Технологическая установка включает гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз для обработки щелока от выщелачивания и отделения верхнего продукта и нижнего продукта и для удаления твердых частиц из щелока от выщелачивания, реактор, в котором обрабатывают верхний продукт из гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз источником алюминия в качестве первого коагулянта для образования обработанного щелока и содержащих силикат алюминия частиц в обработанном щелоке, по меньшей мере одно устройство для добавления, предназначенное для добавления по меньшей мере флокулянта к обработанному щелоку после реактора для увеличения размера содержащих силикат алюминия частиц, и блок перечистной флотации, в котором используют пузырьки флотационного газа, по меньшей мере 90% которых имеют размер от 0,2 до 250 мкм, функционально подсоединенный к гравитационному сепаратору твердой и жидкой фаз и предназначенный для сбора по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц, для отделения по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц от обработанного щелока в верхний продукт перечистной флотации и для образования очищенного щелока в качестве нижнего продукта перечистной флотации. В одном воплощении технологическая установка включает первое подающее устройство для подачи выщелачивающего раствора из устройства для выщелачивания стадии выщелачивания в гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз. В одном воплощении технологическая установка включает
- 1 043495 второе подающее устройство для подачи верхнего продукта из гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз в реактор. В одном воплощении технологическая установка включает дозирующее устройство для добавления источника алюминия в верхний продукт в реакторе для образования содержащих силикат алюминия частиц в обработанном щелоке. В одном воплощении технологическая установка включает третье подающее устройство для подачи обработанного щелока в блок перечистной флотации.
Согласно другому аспекту изобретения, предложено применение способа. Этот способ можно применять при извлечении металлов, в процессе обработки руды, процессе обжига, процессе гидрометаллургии, процессе выщелачивания или в их сочетаниях. В одном воплощении способ применяют при извлечении металлов, при этом металл выбирают из группы, включающей: Zn, Cu, Fe, Al, Ag, Au, Ni, Co, Sc или их сочетаний. В другом воплощении способ применяют для извлечения Zn и/или Ag. В еще одном воплощении способ применяют при стабилизации извлечения между различными металлами.
В процессе обжига с выщелачиванием металлсодержащий материал, например Zn-содержащий материал, обжигают, после чего концентрат металла растворяют в сильной кислоте, например, >50 г/л H2SO4, в блоке растворения кислотой с сильной кислотой и/или в сверхсильной кислоте, >100 г/л H2SO4, в блоке растворения кислотой со сверхсильной кислотой и обрабатывают выщелачиванием на стадии выщелачивания для очистки от примесей перед подачей металлсодержащей жидкости в процесс электролиза металла, такой как процесс электролитического извлечения. В процессе выщелачивания рН может изменяться от нейтрального до практически нулевого. Кислоту, используемую при выщелачивании, рециркулируют в процесс. Обычно эта рециркулируемая кислота содержит соединения на основе Si, которые создают проблемы при рециркуляции кислоты и при обработке технологической жидкости, и поэтому их необходимо удалять из щелока от выщелачивания. В одном воплощении в процесс обжига подают верхний продукт флотации.
В установке для выщелачивания концентрат металла, например, Zn концентрат обрабатывают кислотой. Установка для выщелачивания включает по меньшей мере одну ступень выщелачивания или более одной ступени выщелачивания. В гравитационном сепараторе твердой и жидкой фаз, таком как сгуститель, установки для выщелачивания, щелок от выщелачивания может быть разделен на нижний продукт и верхний продукт, и твердые частицы могут быть удалены из щелока от выщелачивания. Щелок от выщелачивания содержит по меньшей мере металлы, и дополнительно щелок от выщелачивания содержит по меньшей мере соединения на основе Si в качестве примесей. Нижний продукт гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз содержит по меньшей мере металлы, и его можно подавать на следующую технологическую стадию. Верхний продукт включает по меньшей мере соединения на основе Si, такие как растворимые соединения Si.
В этом контексте соединение на основе Si может означать любое соединение кремния: соединение на основе кремния, диоксид кремния, соединение диоксида кремния, силикатное соединение, силикат или их сочетания.
В этом контексте содержащие силикат алюминия частицы могут означать любые частицы, которые содержат по меньшей мере силикат алюминия. Указанные частицы могут содержать также другие компоненты. Предпочтительно силикат алюминия представляет собой нерастворимый силикат.
В этом контексте выщелачивание означает любое выщелачивание, экстракцию и т.п.
В одном воплощении гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз представляет собой сгуститель или осветлитель.
В одном воплощении перед подачей верхнего продукта из гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз в реактор верхний продукт направляют в резервуар для верхнего продукта гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз, например резервуар для верхнего продукта сгустителя. С помощью резервуара для верхнего продукта гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз стабилизируют поток в реактор. В одном воплощении технологической установки процесс включает резервуар для верхнего потока гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз после гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз. В другом воплощении процесс включает резервуар для верхнего потока сгустителя после сгустителя.
В одном воплощении источник алюминия представляет собой соединение алюминия без вредных для процесса анионов. В другом воплощении вредный анион выбирают из группы, включающей: хлорид, сульфат, нитрат. В еще одном воплощении источник алюминия представляет собой соединение алюминия, например Al(OH)3, Al2O3, металлический алюминий или другое подходящее соединение алюминия. В еще одном воплощении источником алюминия является Al(OH)3. В еще одном воплощении Al(OH)3 находится в форме твердых частиц или порошка, потому что рН и температура в способе подходят для легкого образования частиц силиката алюминия при коротком времени реакции из соединений на основе Si и твердого Al(OH)3. В еще одном воплощении источник алюминия добавляют в верхний продукт в количестве 1-4000 частей на миллион.
В одном воплощении к обработанному щелоку добавляют органический коагулянт после реактора. В другом воплощении органический коагулянт добавляют к обработанному щелоку после реактора одновременно с флокулянтом или на той же стадии. В другом воплощении флокулянт и/или органический коагулянт, например, флокулянт или флокулянт и органический коагулянт, добавляют путем смешива- 2 043495 ния с обработанным щелоком после реактора. В еще одном воплощении флокулянт добавляют к обработанному щелоку в количестве 1-50 частей на миллион. В еще одном воплощении органический коагулянт добавляют к обработанному щелоку в количестве от 0 до 100 частей на миллион.
В одном воплощении флокулянт выбирают из группы, включающей: синтетические флокулянты, природные полимеры, например полиакриламиды, ПЭО (полиэтиленоксид), полимеры Манниха, и их сочетания. В качестве альтернативы можно использовать любые подходящие флокулянты, известные в данной области. В одном воплощении органический коагулянт выбирают из группы, включающей: бентонит, полимерные коагулянты, например полиДАДМАХ (полидиаллилдиметиламмоний хлорид), полиэпиамин или полиэтиленимин, и их сочетания. В качестве альтернативы можно использовать любые подходящие органические коагулянты, известные в данной области.
Важно, что первый коагулянт, который в данном контексте является источником алюминия, сначала добавляют в верхний продукт щелока для образования частиц в щелоке. После этого в щелок добавляют флокулянт для увеличения размера частиц. Кроме того, органический коагулянт можно добавлять к щелоку вместе с флокулянтом. Коагуляция представляет собой процесс, при котором происходит дестабилизация данной суспензии или раствора. Флокуляция представляет собой процесс, при котором дестабилизированные частицы или частицы, образовавшиеся в результате дестабилизации, вынуждены собираться вместе, вступать в контакт и, таким образом, образовывать более крупные агломераты. Первичный коагулянт относится к химическому веществу или веществу, добавляемому в данную суспензию или раствор для дестабилизации. Флокулянты представляют собой химические вещества или вещества, которые добавляют к дестабилизированной суспензии для увеличения скорости флокуляции или для упрочнения хлопьев, образующихся во время флокуляции.
В одном воплощении способа температура в реакторе составляет 80-98°С. В другом воплощении температура в реакторе составляет 85-98°С.
В одном воплощении способа время пребывания в реакторе составляет от 3 минут до 210 минут. В другом воплощении время пребывания составляет от 15 минут до 120 минут. Когда время пребывания в реакторе невелико, легко контролировать дозировку источника алюминия и параметры процесса.
В одном воплощении способа удаляют по меньшей мере 20% общего Si из верхнего продукта (4) гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз из щелока (2) от выщелачивания. В другом воплощении удаляют по меньшей мере 50% общего Si из верхнего продукта (4) из щелока (2) от выщелачивания. В этом контексте общий Si означает сумму всего растворимого или коллоидного диоксида кремния, соединения диоксида кремния, силиката, соединения силиката или их сочетаний.
Содержание Si в подаче гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз может составлять 4001500 мг/л. В одном воплощении общее содержание Si в очищенном щелоке (11) составляет менее 800 мг/л. В другом воплощении общее содержание Si в очищенном щелоке (11) составляет менее 500 мг/л.
В одном воплощении соединения на основе Si удаляют из щелока от выщелачивания после требуемой стадии выщелачивания. В одном воплощении технологической установки соединения на основе Si удаляют из щелока от выщелачивания после требуемого устройства для выщелачивания. В другом воплощении соединения на основе Si удаляют из щелока от выщелачивания после стадии нейтрального выщелачивания или устройства для выщелачивания. В еще одном воплощении соединения на основе Si удаляют из щелока от выщелачивания после стадии кислотного выщелачивания или устройства для выщелачивания.
Содержащие силикат алюминия частицы можно отделять от обработанного щелока от выщелачивания с помощью блока перечистной флотации. Тогда в процессе отделения содержащих Si частиц нет необходимости в каком-либо отдельном резервуаре для концентрирования, который является медленной ступенью процесса, или в фильтрующем устройстве, которое может засоряться. Частицы силиката алюминия можно удалять из блока перечистной флотации в качестве верхнего продукта.
В одном воплощении блок перечистной флотации представляет собой блок флотации растворенным газом (DAF).
В одном воплощении очищенный щелок извлекают в качестве нижнего продукта из блока перечистной флотации и подают на требуемую технологическую стадию, например, на следующую технологическую стадию. В другом воплощении очищенный щелок рециркулируют обратно в процесс, например в процесс обжига. В еще одном воплощении очищенный щелок рециркулируют обратно на стадию выщелачивания. В еще одном другом воплощении очищенный щелок рециркулируют обратно на стадию растворения кислотой, например, перед стадией растворения кислотой. Очищенный щелок содержит значительно меньше силикатов.
В одном воплощении образовавшийся шлам, включающий содержащие силикат алюминия частицы, извлекают в качестве верхнего продукта из блока перечистной флотации. В другом воплощении образовавшийся шлам дополнительно обрабатывают на стадии последующей обработки.
В одном воплощении блока перечистной флотации представляет собой блок DAR.
В одном воплощении технологическая установка дополнительно содержит резервуар для верхнего продукта сепаратора после гравитационного сепаратора твердой и жидкой фаз.
- 3 043495
В одном воплощении гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз представляет собой сгуститель или осветлитель.
Настоящий способ или технологическая установка подходят для удаления соединений на основе Si из щелока от выщелачивания в установке для выщелачивания, особенно после требуемой стадии выщелачивания в установке для выщелачивания.
В настоящем способе и технологической установке по изобретению можно получить очищенный щелок с низким содержанием Si, такого как растворимый Si. Также с помощью изобретения можно обеспечить улучшенное управление процессом и условия процесса. Кроме того, посредством изобретения можно использовать больше Si-содержащих руд и концентратов в металлургических процессах, таких как процессы обжига и выщелачивания.
Краткое содержание фигур
Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения дальнейшего понимания настоящего изобретения и составляют часть этого описания, иллюстрируют воплощения изобретения и вместе с описанием помогают пояснить принципы настоящего изобретения. На чертежах:
на фиг. 1-2 представлены упрощенные блок-схемы воплощений изобретения;
на фиг. 3 представлена упрощенная блок-схема воплощения способа;
на фиг. 4 представлены результаты испытания воплощения изобретения.
Подробное описание
Далее сделана подробная ссылка на воплощения настоящего изобретения, пример которых проиллюстрирован на прилагаемых чертежах.
Приведенное ниже описание раскрывает некоторые воплощения с такими подробностями, что специалист в данной области техники может использовать технологическую установку и способ, исходя из описания. Не все стадии воплощений обсуждаются подробно, поскольку многие из стадий очевидны для специалиста в данной области техники, исходя из этого описания.
Для простоты номера позиций сохранены в следующих приведенных в качестве примера воплощениях в случае повторяющихся компонентов.
На прилагаемых фиг. 1 и 2 показаны в некоторых подробностях установка (20) для выщелачивания и технологическая установка (17) в соответствии с настоящим изобретением. Приложенная фиг. 3 иллюстрирует способ удаления соединения диоксида кремния из щелока от выщелачивания. Чертежи выполнены не в пропорции, и многие компоненты опущены для ясности.
Установка (20) для выщелачивания на фиг. 1 и 2 содержит блок растворения кислотой с сильной кислотой и/или блок (22) растворения кислотой с сильной кислотой, предназначенный для обработки кислотой концентрата (21) металла из установки для обжига, и по меньшей мере одно устройство (1) для выщелачивания, предназначенное для концентрата металла и образования щелока (2) от выщелачивания. Установка (20) для выщелачивания дополнительно включает технологическую установку (17) для удаления соединений на основе Si из щелока (2) от выщелачивания.
Технологическая установка (17) включает гравитационный сепаратор (3) твердой и жидкой фаз для отделения верхнего продукта (4) и нижнего продукта (15) и удаления твердых частиц из щелока (2) от выщелачивания после устройства для выщелачивания. Верхний продукт (4) содержит по меньшей мере соединения на основе Si.
Гравитационный сепаратор (3) твердой и жидкой фаз может представлять собой сгуститель или осветлитель. Технологическая установка также включает реактор (6), в котором верхний продукт (4) из гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз обрабатывают источником (5) алюминия в качестве первого коагулянта для образования обработанного щелока (9) и содержащих силикат алюминия частиц в обработанном щелоке (9). Технологическая установка также включает по меньшей мере одно устройство для добавления, предназначенное для добавления по меньшей мере флокулянта (7), и возможно также по меньшей мере одно устройство для добавления, предназначенное для добавления органического коагулянта (8) к обработанному щелоку (9) после реактора (6) для увеличения размера содержащих силикат алюминия частиц.
Технологическая установка (17) также содержит блок (10) перечистной флотации. В блоке (10) перечистной флотации используют флотационный газ для всплывания содержащих силикат алюминия частиц, собираемых химическими веществами-коллекторами. В частности, флотацию в блоке (10) перечистной флотации выполняют с использованием микропузырьков или пузырьков флотационного газа, имеющих определенный диапазон размеров. При перечистной флотации и в блоке (10) перечистной флотации согласно изобретению по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа попадают в диапазон размеров от 0,2 до 250 мкм. При перечистной флотации можно использовать флотацию растворенным газом (DAF), и блок (10) перечистной флотации может представлять собой блок DAR. Также можно использовать другие способы для осуществления флотации с пузырьками флотационного газа меньшего размера, такие как флотация с двойным электрическим слоем или мембранная флотация.
DAF представляет собой процесс микрофлотации, который используют в различных областях применения для осветления воды или отходящих потоков. Твердые частицы отделяют от жидкости с помощью очень мелких пузырьков флотационного газа, микропузырьков. Микропузырьки размером от 30 до
- 4 043495
100 мкм образуются при растворении воздуха или другого флотационного газа в жидкости под давлением. Пузырьки образуются при падении давления при выпуске дисперсии. Частицы в твердой форме прикрепляются к пузырькам и поднимаются на поверхность. Образовавшийся плавающий шлам удаляют с поверхности жидкости с помощью валков для шлама в качестве верхнего продукта DAR. Иногда могут потребоваться химические вещества, чтобы способствовать флокуляции и повысить эффективность удаления твердых частиц. Обычно удаление коллоидов возможно при эффективной коагуляции.
В блоке (10) перечистной флотации обработанный щелок (9) подвергают флотации для сбора по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц и дополнительно коллоидных частиц. По меньшей мере содержащие силикат алюминия частицы отделяют от обработанного щелока (9) в верхний продукт (12) перечистной флотации, который удаляют из технологической установки. Верхний продукт (12) перечистной флотации можно обрабатывать на технологической стадии (14) последующей обработки. Одновременно с этим в блоке (10) перечистной флотации образуется очищенный щелок (11) в качестве нижнего продукта перечистной флотации. Очищенный щелок (11) можно рециркулировать обратно в установку (20) для выщелачивания, например, в концентрат (21) металла перед блоком (22) растворения кислотой или в блок (22) растворения кислотой, например, для использования в качестве разбавляющего щелока для подачи, содержащей концентрат (21) металла. В качестве альтернативы, очищенный щелок (11) можно подавать на следующую технологическую стадию (13).
Дополнительно технологическая установка (17) может содержать первое подающее устройство для подачи щелока (2) от выщелачивания из устройства (1) для выщелачивания в гравитационный сепаратор (3) твердой и жидкой фаз, второе подающее устройство для подачи верхнего продукта (4 ) из гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз в реактор (6), дозирующее устройство для добавления источника (5) алюминия в верхний продукт (4) в реакторе (6) для образования содержащих силикат алюминия частиц в обработанном щелоке (9) и/или третье подающее устройство для подачи обработанного щелока (9) в блок (10) перечистной флотации.
В воплощении, показанном на фиг. 2, технологическая установка (17) дополнительно включает резервуар (16) для верхнего продукта сепаратора непосредственно после гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз, и верхний продукт (4) гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз подают в резервуар (16) для верхнего продукта сепаратора и из резервуара для верхнего продукта сепаратора в реактор (6).
В способе согласно схемам на фиг. 1, 2 и 3, щелок (2) от выщелачивания, который содержит кислоту, такую как серная кислота, подают из устройства для выщелачивания стадии (1) выщелачивания в гравитационный сепаратор (3) твердой и жидкой фаз, например в сгуститель. Гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз удаляет твердые частицы из щелока от выщелачивания при низком рН (H2SO4 >50 мг/л) и обеспечивает растворимость большинства силикатов металлов и силикагелей. Верхний продукт (4) из гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз подают в реактор (6) для образования обработанного щелока (9). Наблюдается, что в верхнем продукте присутствуют в основном непрореагировавшие растворимые диоксиды кремния. Нижний продукт (15) из гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз подают в следующий процесс или на следующую технологическую стадию. В реакторе (6) в верхний продукт (4) добавляют источник (5) алюминия в качестве первого коагулянта для образования нерастворимых частиц силиката алюминия в обработанном щелоке (9). Источник (5) алюминия представляет собой соединение алюминия без вредных анионов, например хлорида, сульфата или нитрата, и источником алюминия может быть, например, Al(OH)3, Al2O3 или металлический алюминий. Одним из возможных источников алюминия является твердый Al(OH)3, добавляемый в качестве первого коагулянта в верхний продукт (4) для образования нерастворимых частиц силиката алюминия в обработанном щелоке (9). Источник алюминия можно добавлять в верхний продукт в количестве от 1 до 4000 частей на миллион. Время пребывания в реакторе может составлять от 3 до 210 минут. Температура в реакторе может составлять 80-98°С.
После реактора (6) в обработанный щелок (9) добавляют по меньшей мере флокулянт (7) и, альтернативно, также органический коагулянт (8), например, при поточном перемешивании, для увеличения размера частиц силиката алюминия. Флокулянты можно выбирать из синтетических флокулянтов, природных полимеров и их сочетаний. Некоторыми возможными флокулянтами являются полиакриламиды, ПЭО (полиэтиленоксид) и полимеры Манниха. Органические коагулянты можно выбирать из бентонита, полимерных коагулянтов и их сочетаний. Некоторыми возможными органическими коагулянтами являются поли-ДАДМАХ (полидиаллилдиметиламмоний хлорид), полиэпиамин и полиэтиленимин. Флокулянт можно добавлять в обработанный раствор в количестве от 1 до 50 частей на миллион, и/или органический коагулянт можно добавлять в обработанный щелок в количестве от 0 до 100 частей на миллион.
Обработанный щелок (9) подают на перечистную флотацию, то есть в блок (10) перечистной флотации, для отделения частиц силиката алюминия от обработанного щелока (9) и для образования очищенного щелока (11). Перечистная флотация может представлять флотацию растворенным газом (DAF), и блок (10) перечистной флотации может представлять собой блок (10) DAF. Очищенный щелок имеет более низкое содержание диоксида кремния. Очищенный щелок (11) извлекают из блока перечистной флотации и подают на следующую технологическую стадию (13) или рециркулируют обратно в процесс
- 5 043495 выщелачивания, например, до растворения кислотой. Образовавшийся шлам (12), который содержит частицы силиката алюминия, формируется на поверхности в блоке перечистной флотации, и образовавшийся шлам извлекают из блока перечистной флотации и подают на стадию последующей обработки или в устройство (14), в котором шлам обрабатывают. Кроме того, образовавшиеся коллоидные частицы, которые являются частицами, создающими проблемы на дальнейших технологических стадиях, могут быть отделены от обработанного щелока в блок перечистной флотации. В воплощении, показанном на фиг. 2, верхний продукт (4) гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз можно направлять в резервуар (16) для верхнего продукта сепаратора и из резервуара для верхнего продукта сепаратора в реактор (6).
Посредством способа по изобретению можно удалять по меньшей мере 20%, в одном воплощении по меньшей мере 50% общего Si верхнего продукта (4) из щелока (2) от выщелачивания.
Примеры
Пример 1.
В этом примере существующие параметры жидкости были исследованы с помощью имитатора процесса HSC sim с существующими параметрами процесса. Температура составляла 90°С, рН составлял 0,1 (H2SO4>50 г/л), а содержание Si составляло 1000 мг/л. Результаты показали, что весь растворимый Si может быть переведен в нерастворимый силикат алюминия путем добавления твердого Al(OH)3.
Однако другие типичные ионы металлов не образуют частицы в этих условиях, что делает эти технологические стадии идеальными для образования алюмосиликата и тем самым снижения концентрации Si в процессе. Следующие соединения металлов не показывают образования частиц:
MnSiO3, MnSiO3(P), Mn2SiO4, Mn7SiOi2, MgSiO3, MgSiO3(A), MgSiO3(C),
MgSiO3(E), MgSiO3(G), MgSiO3(GL), MgSiO3(HP), MgSiO3(HT), MgSiO3(I), MgSiO3(L), MgSiO3(M), MgSiO3(O), MgSiO3(P), MgSiO3(PE), Mg2SiO4, Mg2SiO4(BF), Mg2SiO4(F), Mg2SiO4(GF), Mg2SiO4(R), Mg2SiO4(W), Mg2Si2O6(P), Mg2Si2O6(C), Mg2Si2O6(E), Mg2Si2O6(HPC), Mg2Si2O6(LC), Mg2Si2O6(O), Mg4Si40i2(M), FeO*SiO2, 2FeO*SiO2, FeSiO3, FeSiO3(A), FeSiO3(G), FeSiO3(I), FeSiO3(M), FeSiO3(O), FeSiO3(P), FeSiO3(PF), Fe2SiO4(B), Fe2SiO4(G), Fe2SiO4(R), Fe2SiO4(W).
Пример 2.
В этом примере исследовали использование твердого Al(OH)3 в качестве источника алюминия при удалении Si из жидкости.
Использование Al(OH)3 в качестве источника алюминия снижает количество возможных вредных анионов, остающихся в технологической жидкости после образования алюмосиликатов. Анионы обычно представляют собой анионы Cl, SO4 и NO3, из которых анионы Cl могут вызывать проблемы с коррозией, а анионы SO4 легко приводят к образованию отложений CaSO4. Al(OH)3 также является дешевым чистым материалом, который можно легко транспортировать в виде сухого материала на объект, что снижает транспортные расходы.
Пример 3.
В этом примере соединения Si удаляли из щелока от выщелачивания в лабораторных испытаниях согласно настоящему способу. На фиг. 4 показаны результаты испытаний.
Щелок от выщелачивания представлял собой верхний продукт сгустителя с завода.
Испытательные образцы 11А и 11В имели дозу Al(OH)3 250 мг/л, а испытательные образцы 12А и 12В имели дозу Al(OH)3 2000 мг/л. Указанные испытательные образцы выдерживали при 90°С в течение 150 мин в условиях перемешивания. Различия с образцами А и В заключались в том, что образцы А флокулировали с помощью 4 частей на миллион Superfloc A100HMW, а образцы В флокулировали с помощью 10 частей на миллион Superfloc C557 (органический коагулянт типа полиамина), а затем с помощью 4 частей на миллион Superfloc A100HMW. Эти дозировки или время реакции не были оптимизированы. Результаты указанных испытаний показали, что можно удалить более 90% всего диоксида кремния и более 70% растворимого диоксида кремния без какой-либо оптимизации процесса в соответствии с настоящим способом.
Были проведены аналогичные показательные испытания 8, 9 и 10 с тем же химическим составом за меньшее время реакции, 10 мин. Однако эти испытания ясно показали, что время реакции, необходимое для солюбилизации и взаимодействия Al(OH)3 с силикатами, недостаточно велико.
Описанные выше воплощения можно использовать в любом сочетании друг с другом. Несколько воплощений могут быть объединены вместе, чтобы сформировать дополнительное воплощение. Схема выщелачивания, к которой относится изобретение, может включать по меньшей мере одно из воплощений, описанных выше. Для специалиста в данной области техники очевидно, что с развитием технологий основная идея изобретения может быть реализована различными способами. Таким образом, изобретение и его воплощения не ограничиваются описанными выше примерами; вместо этого они могут варьи
Claims (22)
- роваться в пределах объема формулы изобретения.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ удаления соединений на основе Si из щелока от выщелачивания, включающий:подачу щелока (2) от выщелачивания со стадии (1) выщелачивания в гравитационный сепаратор (3) твердой и жидкой фаз для отделения верхнего продукта (4) и нижнего продукта (15);подачу верхнего продукта (4) из гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз в реактор (6) для образования обработанного щелока (9);добавление источника (5) алюминия в качестве первого коагулянта к верхнему продукту (4) в реакторе (6) для образования содержащих силикат алюминия частиц в обработанном щелоке (9);добавление по меньшей мере флокулянта (7) в обработанный щелок (9) после реактора (6) для увеличения размера содержащих силикат алюминия частиц, и подачу обработанного щелока (9) на перечистную флотацию, в которой по меньшей мере 90% пузырьков флотационного газа имеют размер от 0,2 до 250 мкм, в блок (10) перечистной флотации для сбора по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц, для отделения по меньшей мере содержащих силикат алюминия частиц от обработанного щелока (9) в верхний продукт перечистной флотации и для образования очищенного щелока (11) в качестве нижнего продукта перечистной флотации.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гравитационный сепаратор твердой и жидкой фаз представляет собой сгуститель.
- 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед подачей верхнего продукта (4) из гравитационного сепаратора (3) твердой и жидкой фаз в реактор (6) верхний продукт направляют в резервуар (16) для верхнего продукта сепаратора.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что источник алюминия представляет собой соединение алюминия без вредных анионов.
- 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вредный анион выбирают из группы, включающей: хлорид, сульфат, нитрат.
- 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что источник алюминия представляет собой Al(OH)3, Al2O3 или другое соединение алюминия.
- 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что источник алюминия представляет собой Ai(OH)3.
- 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что источник алюминия добавляют в верхний продукт в количестве 1-4000 частей на миллион.
- 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что флокулянт (7) выбирают из группы, включающей: синтетические флокулянты, природные полимеры и их сочетания.
- 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что флокулянт (7) добавляют в обработанный щелок (9) в количестве от 1 до 50 частей на миллион.
- 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что к обработанному щелоку (9) добавляют органический коагулянт (8) после реактора (6).
- 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что органический коагулянт (8) выбирают из группы, включающей: бентонит, полимерные коагулянты и их сочетания.
- 13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что органический коагулянт (8) добавляют в обработанный щелок (9) в количестве от 0 до 100 частей на миллион.
- 14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что флокулянт (7) и/или органический коагулянт (8) добавляют посредством смешивания с обработанным щелоком (9) после реактора (6).
- 15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что температура в реакторе (6) составляет 8098°С.
- 16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что время пребывания в реакторе (6) составляет 3-210 минут.
- 17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что удаляют по меньшей мере 20% общего Si из верхнего продукта (4) из щелока (2) от выщелачивания.
- 18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что удаляют по меньшей мере 50% общего Si из верхнего продукта (4) из щелока (2) от выщелачивания.
- 19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что соединения на основе Si удаляют из щелока (2) от выщелачивания после требуемой стадии выщелачивания.
- 20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что блок (10) перечистной флотации представляет собой блок флотации растворенным газом (DAF).
- 21. Способ по любому из пп.1 -20, отличающийся тем, что очищенный щелок (11) извлекают в качестве нижнего продукта из блока (10) перечистной флотации и подают на следующую технологическую стадию (13).
- 22. Способ по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что очищенный щелок (11) извлекают в качестве нижнего продукта из блока (10) перечистной флотации и рециркулируют обратно в процесс.-
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043495B1 true EA043495B1 (ru) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104386846B (zh) | 一种含油污水的处理方法及处理系统 | |
| EP0377603A1 (en) | PURIFICATION PROCESS. | |
| WO2019023057A2 (en) | TREATMENT OF MINERAL OR STERILE RESIDUES OF PHOSPHATES | |
| CN113226557B (zh) | 工艺水处理的方法和装置 | |
| CN113573817B (zh) | 从浸出液中去除基于硅的化合物的方法和工艺装置、及用途 | |
| JP7083274B2 (ja) | 水処理方法および水処理装置 | |
| CN220564391U (zh) | 用于从矿物加工设备的含水流中去除可溶性和/或胶体状硅化合物的装置 | |
| CN216396702U (zh) | 用于改进矿物浮选工艺的设备 | |
| EA043495B1 (ru) | СПОСОБ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ Si ИЗ ЩЕЛОКА ОТ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ | |
| AU2009101351A4 (en) | Treatment of hydrometallurgical process streams for removal of suspended fine particles | |
| US20230241533A1 (en) | Gravity separation of slurries | |
| JPH1043770A (ja) | 懸濁粒子を含む排水の処理方法 | |
| US10662103B2 (en) | Treatment of sludges and flocculants using insoluble mineral colloidal suspensions | |
| BR112021016343B1 (pt) | Método e arranjo de processo para remover compostos à base de silício a partir de um licor de lixiviação e uso | |
| EA048393B1 (ru) | УДАЛЕНИЕ Si ИЗ ВОДНЫХ ПОТОКОВ ПРЕДПРИЯТИЙ, ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЕ | |
| EA047268B1 (ru) | Способ и устройство для очистки технологической воды | |
| WO2021207564A1 (en) | Water management system for ore mining operation | |
| EA044280B1 (ru) | Способ и устройство для очистки технологической воды | |
| Shiomori et al. | Removal of Heavy Metals from Industrial Wastewater by Precipitation and Foam Separation Using Lime and Casein |