2. Агитационное выщелачивание

Наиболее распространенный способ выщелачивания рудных концентратов и промежуточных продуктов – агитационное выщелачивание.

Для этого широко применяются реакторы с механическим, пневматическим и пневмомеханическим перемешиванием фаз – агитаторы.

К аппаратам, работающим под атмосферным давлением, относятся :

- с механическим перемешиванием - контактные чаны (агитаторы);

- с пневматическим (воздушным) перемешиванием - пачуки, барботеры;

- аппараты с пневмомеханическим перемешиванием.

2.1 Контактные чаны

Контактные чаны – аппараты с механическим перемешиванием предназначены для выщелачивания песков, жидких пульп, а также некоторых специфических видов сырья (например, фосфорных руд и концентратов).

К преимуществам контактных чанов можно отнести применение их в малотоннажных производствах вследствие небольших объемов аппаратов, небольшое потребление энергии , достаточно хорошее перемешивание.

К недостаткам: переработка только жидких пульп.

Перемешивающие устройства:

В механических агитаторах используют различные перемешивающие устройства, схемы которых приведены на рис. 3.

Рис. 3. Типы перемешивающих устройств (мешалок): 1 – двухлопастная; 2 – трехлопастная;

3 – пропеллерная; 4 – турбинная; 5 – шнековая; 6 – рамная; 7 – якорная; 8 – цепная.

Каждое из устройств имеет свои достоинства и недостатки.

Например, цепные мешалки имеют несомненное преимущество перед всеми другими в тех случаях, когда при остановке реактора образуются плотные осадки. При пуске такого реактора лопастные мешалки обламываются (или разрушается привод). Цепная же мешалка постепенно взмучивает осадок в результате трения цепей об его поверхность, не приводя к поломкам привода.

Турбинные мешалки закрытого типа целесообразно использовать для малообразивных пульп или смешения жидкостей, где цепная мешалка малоэффективна.

Рассмотрим первый тип агитаторов контактный чан с механической мешалкой и приемной трубой.

Режим выщелачивания - периодический.

При периодическом режиме пульпа выдерживается в реакторе при заданных условиях (Т:Ж, температуре, концентрации реагентов) в течение определённого времени и затем выгружается в промежуточную ёмкость или на фильтр. Периодическое выщелачивание применяют обычно в мелком производстве.

Конструктивные особенности (рис. 3):

Контактные чаны – это цилиндрические аппараты с плоским или чаще коническим днищем, имеют сравнительно малый объем (до 50 м³).

На ГНПП «Цирконий» используются контактные чаны объемом 2, 10,5 м³, различные другие реакторы объемом от 3 до 12,5 м³ со змеевиками для подогрева.

Диаметр аппаратов равен их высоте. Аппараты изготовливают из углеродистой или коррозионностойкой стали; при необходимости их футеруют резиной (гуммируют), кислотоупорными плитами или эмалируют.

Для устранения закручивания пульпы и появления воронки в центре аппарата укреплена циркуляционная (приемная или импеллерная) труба 2 диаметром ~ 1/5 диаметра аппарата, в которой расположены по винтовой линии циркуляционные отверстия. Через одно из отверстий приемной трубы осуществляется подвод в аппарат пульпы, через остальные – циркуляция потоков пульпы и раствора. Перемешивание осуществляется пропеллерной мешалкой 3. По оси приемной трубы проходит вал мешалки, мешалка находится под нижним концом трубы. На нижнем конце трубы установлен кольцевой щиток, защищающий мешалку от оседающих частиц пульпы во время остановки аппарата. Вывод пульпы осуществляется через сливной патрубок 4, расположенный в нижней части аппарата.

Рис. 4. Контактный чан (агитатор) с механической мешалкой и приемной трубой: 1 – корпус;

2 – приемная (импеллерная) труба; 3 – пропеллерная мешалка; 4 – патрубок для вывода пульпы;

5 – патрубок для ввода пульпы; 6 – привод мешалки; 7 – электродвигатель

Принцип действия:

При подаче пульпы через патрубок ввода 5 в одно из циркуляционных отверстий пульпа попадает в импеллерную трубу. Через верхний патрубок противоточно к пульпе поступает выщелачивающий раствор во внутреннюю полость чана. При вращении вала с пропеллерной мешалкой потоки пульпы и раствора, циркулируя через отверстия, интенсивно перемешиваются. По окончании процесса выщелачивания, выщелоченную пульпу разгружают через сливной патрубок.

Для перемешивания пульпы иногда применяют лопастные, пропеллерные или турбинные мешалки (без приемной трубы), однако они распространены значительно меньше, чем импеллеры.

Аппараты с механическим перемешиванием (в т.ч. и контактные чаны) являются стандартным оборудованием – по габаритным размерам, мощности электродвигателя и скорости вращения мешалки. Технические характеристики чанов вы рассмотрите на самостоятельном занятии.