DE3247305C2

DE3247305C2 - Anlage zur Herstellung einer Nichteisenmetallösung

Info

Publication number: DE3247305C2
Application number: DE3247305A
Authority: DE
Inventors: Kazbek Moiseevi&ccaron; Ord&zcaron;onikidze Bimbasov; Nikolaj Vladimirovi&ccaron; Ord&zcaron;onikidse Chodov; Vasilij Aleksandrovi&ccaron; Moskau/Moskva Ivanov; Zufar Garifullinovi&ccaron; Salichov
Original assignee: MOSKOVSKIJ INSTITUT STALI I SPLAVOV MOSKAU/MOSKVA SU
Current assignee: MOSKOVSKIJ INSTITUT STALI I SPLAVOV MOSKAU/MOSKVA SU
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1985-07-04
Also published as: AU9159382A; JPH0128819B2; FR2541689A1; AU556289B2; FR2541689B1; JPS59123729A; DE3247305A1

Abstract

Die Anlage zur Herstellung von NE-Metallösungen hat eine Gruppe von miteinander entsprechend dem Ablauf des technologischen Prozesses verbundenen Apparaten (1, 2), von welchen jeder Feinkornfraktions- (6, 13), Mittelkornfraktions- (7, 14) und Grobkornfraktionsbehälterabschnitte (8, 15) aufweist, die nacheinander von oben nach unten angeordnet und miteinander verbunden sind, wobei der Feinkornfraktionsbehälterabschnitt jedes vorhergehenden Apparates mit dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt des nachfolgenden Apparates verbunden ist und der letzte Apparat (2) der Gruppe mit einem Absetzbehälter (5) in Verbindung steht. Jeder Apparat hat jeweils einen Stutzen für die Grobkornfraktionsableitung. Der erste Apparat hat einen Stutzen (11) zur Einführung des Rohstoffes und ist mit einer Einheit (3') für die Lösungsmittelaufbereitung verbunden, die aus einem Auslaugeapparat (3) mit einem darüber angeordneten und einem damit verbundenen Naßklassierer (4) besteht, der einen Einlaßstutzen (37) aufweist, der mit dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt des ersten Apparates (1) verbunden ist. Der Auslaßstutzen (28) für die Lösungsableitung aus dem Auslaugeapparat und der Austrittsstutzen der Feinkornfraktionszone des Naßklassierers (4) sind durch hydraulische Einzelleitungen mit dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt des ersten Apparates verbunden, der seinerseits an eine Oxydationsmittelquelle angeschlossen ist. m als Stauchvorrichtung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Nichteisenmetallösungen nach dem Ober.'>egriff

ίο des Patentanspruches 1.

Die erfindungsgemäße Anlage kann in der chemischen Verhütung zur Herstellung von konditionsmäßigen NE-Metallösungcn durch Überführung der NI-Metalle aus polydispersen Kr/eii in cine I omhij: vor wendel werden.

Der Fachausdruck »konditionsrnäßige Lösung« bedeutet eine solche Lösung, in welcher die enthaltene Menge von Verunreinigungen in Form von Metallen und nicht aufgelösten Stoffen bestimmte Sollwerte nicht übertrifft.

Der Ausdruck »polydispers« spricht für das Vorhandensein von Erzpartikeln einer in breiten Grenzen liegenden Kornklasse.

Am besten eignet sich die Erfindung für die Gewinnung von konditionsgemäßen zinksulfathaltigen NE-Metallösungen durch die Behandlung von polymetallischen Erzen in Schwefelsäure.

Es ist bereits eine Anlage zur Herstellung von NE-Metallösungen mit mehreren, mindestens jedoch zwei Wirbelschichtapparaten bekannt. Jeder dieser Apparate verfügt über einen Feinkornfraktions-. Mittelkornfraktions- und Grobkornfraktionsbehälterabschnitt. welche senkrecht hintereinander von oben nach unten angeordnet und miteinander verbunden sind. Der erste Wirbelschichtapparat ist mit einem Stutzen zur Einführung eines Lösungsmittels aus der Einheit für die Lösungsmittelaufbereitung und mit einem Stutzen für die Einführung des Rohstoffes, d.h. eines NE-metallhaltigen Stoffes versehen. Überdies weist jede' Apparat je einen Stutzen für die Grobkornfraktionsableitung und je einen Stutzen fur den Suspensionsabfluu auf.

Bei dieser Vorrichtung ist der Feinkornfraktionsbehälterabschnitt jedes vorhergehenden Apparates mit dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt des nachfolgenden Apparates verbunden, so daß das Material des vorhergehenden Apparates den Rohstoff für den nach folgenden Apparat bildet. Der letzte Wirbelschichtapparat steht mit einem Absetzer bzw. einem Absetzbehälter in Verbindung, der einen Stutzen für die Ableitung der NE-Metallösung aufweis» (DE-OS 32 29 436.0). Diese Anlage zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Anlagen zur Herstellung von NE-Metallösungen dadurch aus. daß die S'örung der gleichmäßigen Geschwindigkeiten des quasiverflüssigenden Stromes auf sämtlichen Niveaus jeder Wirbelschicht jedes Apparates im wesentlichen die Güte der gewonnenen NE-Metallösungen nicht beeinflußt und daß die Zeit für die Wechselwirkung des Ausgangsproduktes mit dem Lösungsmittel beachtlich gesteigert ist.

Bei der bekannten Anlage ist die wichtigste Einheit die Einheit für die Lösungsmittelaufbereitung, die einen beträchtlichen Einfluß auf die Güte der im Absetzbehälter gewonnenen Lösung hat.
Es ist bekannt, daß die Behandlung des Ausgangsproduktes im Wirbelschichtapparat unter Zuhilienahme des quasiverflüssigenden Stromes stattfindet, welcher von dem Ausgangsproduki und dem Lösungsmittel gebildet wird und welcher selber die Wirbelschicht aus den

Partikeln des Ausgangsproduktes bildet, also eine Schicht aus Feststoff- bzw. Erzteilchen, die schwebend in einer aufsteigenden quasiverflüssigenden Strömung oder einfach in der quasiverflüssigenden Strömung gehalten werden.

Bei der bekannten Anlage zur Herstellung von NE-Mctallösungen werden für die vorläufige Aufbereitung der Lösungen, die an den technologischen Prozessen teilnehmen, die in. ersten Wirbelschichtapparat ablaufen, wie z. B. die Oxydation von eisenhaltigen Rücklauflösungen durch das Manganerz oder eine Trübe, Oxydationsapparate verwendet (»Kurzes Nachschlagewerk für die NE-Metallurgie«, Gudima, N. W. und Schein, J. P, Verlag »Metallurgie«, 1974, S. 318). Hierbei wird angenommen, daß beim Einsatz von Oxydationsapparaten, in denen das Oxydationsmittel und die Lösung parallel zueinander fließen, die Zahl von hintereinander geschalteten Apparaten mehr als zwei oder drei beträgt Dies erschwert den Aufbau der Anlage und beeinträchtigt deren Betriebssicherheit und Wirksamkeit aufgrund der umfangreichen technologischen Ausrüstung. Hinzu kommt, daß aus demselben Grund das zweiweruge Eisen in einer NE-Metallösung bei Neutrallaugur.g der NE-Metalle aus polymetallischen Erzen nicht oxydiert wird. Das hängt damit zusammen, daß beim Durchlauf des Ausgangslösungsmittels durch den Oxydationsapparat das Eisen durch die aktive Feinkornfraktion des polydispersen Ox>dationsmittels, also des Manganerzes und des Manganschlammes, oxydiert wird. Deswegen gelangen die oxydierten Lösungen bereits mit praktisch passiven Teilchen des Oxydationsmittels in die Anlage. Dies erschwert die Betriebsweise des für die Klärung der gewonnenen Lösungen dienenden Beckens und trägt zur Oxydation des zweiwertigen Eisens nicht bei, welches bei der Neutrallaugung des Erzes in eine Lösung überführt wird. Bekanntlich setzt sich das zweiwertige Eisen schlecht ab, während das oxydierte bzw. das dreiwertige Eisen praktisch völlig zur Ausscheidung gelangt. Gleichzeitig wird durch das Ausfällen des dreiwertigen Eisens die Ausscheidung für die Herstellung der Lösungen schadhafter Verunreinigungen, wie Germanium. Arsen, Antimon und Kieselerde, stark verbessert. Die spezielle Oxydationsapparatur in der bekannten Anlage zur Gewinnung von NE-Metallen trägt trotz Abstehenlassen zu kener Trennung der schadhaften Verunreinigungen von den herzustellenden Lösungen bei oder benötigt die Zugabe einer zusätzlichen Menge eines aktiven Oxydationsmittels, was ebenfalls die Betriebssicherheit der Anlage infolge der ansteigenden Belastungen für den Behälter zum Abstehenlassen der Lösungen beeinträchtigt.

Der Einsat/ eines oder mehrerer solcher Oxydationsapparate in der bekannten Anlage /ur Herstellung von NE-Metallösungcii erschwert also deren Bedienung, be einträchtig! die Sicherheit der kontinuierlichen Herstel- ;5 lung von konditionsmäßigen Losungen und erhöht den Investitionsaufwand sowie die Kosten für den Bau und die Betriebsführung der Anlage.

r's h.it sich beim Betrieb der bekannten Anlage gezeigt, daU bei einer zufalligen oder zwangsläufigen kurzfrisiigen Einstellung der Zufuhr des Lösungsmittels über dieSlut/cn für die Einführung des Lösungsmittels in den ('iiobkornfrakiionsbehiilterabschniit des ersten Wirbel-.schiehlapparaics die vorgegebene Geschwindigkeit der aufsteigenden Strömung über die ganze Höhe des er- b5 stcn Wirbelschichtapparates heftig abnimmt oder die bekannte Bedingung für die ununterbrochene Herstellung von konditionsmäßigen NE-Metallösungcn nicht eingehalten wird. Dies führt dazu, daß die Wirbelschicht aus den Partikeln sämtlicher Fraktionen des Ausgangserzes liegend wird. d. h. die Fein-. Mittel- und Grobpartikel befinden sich nicht mehr im scheinflüssigen Zustand, weil der aufsteigende Strom der Lösung im Wirbelschichtapparat fehlt. Sie beginnen sich unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten zu bewegen, d. h. sie setzen sieh innerhalb des Grobkornfraktionsbehälterabschnittes und des Stutzens zur Grobkornfraktionsableitung ab. Der Querschnitt des Grobkornfraktionsbchälterabschnittes und des Stutzens zur Grobkornfraktionsableitung ist in der Regel hundertmal kleiner als der Querschnitt des Feinkornfraktions- und des Mittelkornfraktionsbehälterabschnittes. Daher lassen sich die ausfallenden Partikel bei der Einstellung der Zuführung des Lösungsmittels zum ersten Wirbelschichtapparat mit hinreichend hoher Ausflußmenge -■ viel schneller als die Geschwindigkeit des Sandaustrages aus dem ersten Wirbelschichtapparat — die Dichte der Partikel in der Schicht erhöhen, wodurch die W'. .ierherstellung des gestörten gleichmäßigen wirbeizustand^s der Erzpartikel bei der erneuten Zufuhr des Lösungsmittels erschwert wird. Der Einsatz zusätzlicher Ausrüstungen zum Abgleichen der Schwankungen oder zu einem eventueller kurzfristigen Abstellen der Zuführung des Lösungsmittels zum ersten Wirbelschichtapparat verkompliziert die Apparatur und erschwert ihre Wartung, ist jedoch erforderlich, um die Sicherheit der kontinuierlichen Gewinnung von NE-Metallösungen zu gewährleisten.

Bei der bekannter: Anlage wird der Sand, der nach dem Naßklassierer anfällt, mit Hilfe einer Pumpe oder eines anderen Gebläses oder eines Transportmittels für die Laugung einem Rührwerk bzw. einem Mischer beliebiger Bauart zugeführt. Es zeigt sich, daß die Fördermittel für abschleifende Stoffe einschließlich Sande eine recht geringe Lebensdauer haben, was den kontinuierlichen Betrieb und die Bedienung der Anlage beeinträchtigt.

Bei der bekannten Anlage zur Herstellung von NE-Metallosungen erfolgt die Einstellung des pH-Wertes der am Austritt des Stutzens zum Suspensionsabfluß des zweiten Wirbelschichtapparates anfallenden Suspension aufgrund einer Änderung der Menge üps dem Einlaßstutzen für das Lösungsmittel des ersten Wirbelschichtapparates zugeführten Lösungsmittels. Dadurch geht die Schnelligkeit der Wiederherstellung des vorbestimmten pH-Wertes der Suspension im zweiten Wirbelschichtapparat zurück, was die Geschwindigkeit der Wiederherstellung des vorgegebenen pH-Wertes des zweiten Wirbelschichtapparates reduziert. Dies beeinträchtigt die Güte der gewonnenen Losung infolge ungenarer . ei licher Einhaltung des vorstehend genannten Wertes der in der Anlage herzustellenden NE-Metallösung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zuführung des Lösungsmittels und des Oxydationsmittels in einer Anlage der eingangs genannten Art zur Herstellung von NE-Metallösungen so auszubilden, daß bei ihr die wirksame Oxydierung des zweiwertigen Eisens zum dreiwertigen und die Betriebssicherheit verbessert Werden und der Aufbau der Anlage im ganzen vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage mit den kennzeichnenden Merkmalendes Anspruches 1.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage gemäß Anspruch 1.

Aufgrund der erfindungsgemäßen konstruktiven

Auslegung der Anlage ist ein besonderer Apparat für die Durchführung des Oxydationsprozesses des zweiwertigen Eisens in Ausgangs- oder gewonnenen Lösungen für den ersten Wirbelschichtapparat nicht mehr erforderlich, was die gerätetechnische Gestaltung und die Wartung vereinfacht und die Güte der herzustellenden Lösungen verbessert. Dies wird dadurch ermöglicht, daß das polydisperse Oxydationsmittel, das über den Stutzen für die Einführung von behelfsmäßigen Ausgangsprodukten eingeführt wird, in dem ersten Wirbelschichtapparat scheinflüssig wird, wobei die Grobkornfraktion des Oxydationsmittels in dem Grobkornfraktionsbehalterabschnitt. die Mittelkornfraktion in dem Mittelkornfraktionsbehälterabschnitt und die Feinkornfraktion in dem Feinkornfraktionsbehälterabschnitt quasiflüssig werden. Bekanntlich ist die Geschwindigkeit des aufsteigenden Losungsstromes in den Grobkornfraktions- und Mittelkornfraktionsbehälterabschnitien des ersten Wirbeischit-htapparaies tiumJerimal höher als in dem Feinkornfraktionsbehälterabschnitt. Deswegen werden die feinen oder die chemisch aktivsten Partikel des Oxydationsmittels durch den aufsteigenden Lösungsstrom momentan in den Feinkornfraktionsbehälterabschnitt des ersten Wirbelschichtapparaies transportiert, d. h. die Feinkornfraktion des Lösungsmittels wird für die Oxydation des zweiwertigen Eisens in den Grobkornfraktions- und Mittelkornfraktionsbehälterabschnitten nicht verbraucht.

Bekanntlich ist die Intensität der Wechselwirkung zwischen Oxydaii. smittel und zweiwertigem Eisen umgekehrt proportion?! zur Stückigkeit des Oxydationsmittels und direkt proportional zum Säuregehalt des Mediums und dem Intensitätskoeffizient der Vermischung des Lösung«.- und des Oxydationsmittels. Es ist ebenfalls bekannt, daß in den Grobkornfraktions- und Mittelkornfraktionsbehälterabschnitten des ersten Wir-Öe!sch!chi2pp2r2!es άι~ Losiin^CT einen höheren Ss¹¹Te⁰S-halt hat als in dem Feinkornfraktionsabschnitt und den Behälterabschnitten des zweiten Wirbelschichtapparates. Wenn man diese Verteilung des Oxydationsmittels im ersten Wirbelschichtapparat in Betracht zieht, sieht man. daß die erfindungsgemäße Vereinfachung der konstruktiven Auslegung und der Bedienung der Anlage die Aufrechterhaltung der intensiven Oxydation des zweiwertigen Eisens sowohl in den Ausgangslösungen als auch in den bei der Laugung eines polydispersen polymetallischen Erzes im ersten Wirbelschichtapparat anfallenden Lösungen gewährleistet. Hierbei wird einerseus der Verbrauch des Oxydationsmittels aufgrund einer gesteigerten Ausnutzung der Grobkorn- und Mittelkornfraktionen Jes Oxydationsmittels reduziert, da im sauren Medium hauptsächlich diese Fraktionen aufgelost werden, während andererseits der Einsatz nur des scheinflüssigen feinen Oxydationsmittels das hinsichtlich der Wechselwirkung zwischen dem zweiwertigen Eisen und dem Oxydationsmittel am aktivsten ist die beste Oxydation des zweiwertigen Eisens in den zum Klärbecken zugeführten Lösungen gewährleistet, was ein Ausfällen von schadhaften Verunreinigungen in der Neutrallaugungsstufe ergibt und den Wirkungsgrad der Anlage erhöht.

Die erfindungsgemäße Anlage gestattet es. mit einer ausreichend hohen Zuverlässigkeit ununterbrochen nach der Korngröße /u trennen, polymetallische polydispcrse !.r/e auszulaugen und das Fis.cn m den !üsün· gen innerhalb des einen Wirbclschichiapparatcs und die Sande in dem anderen nahezu vollständig zu oxydieren. Bei der Laugung von oxydierten Zinkerzen in dieser Anlage werden Bedingungen für die vollständige Laugung der wichtigsten lösbaren Metalle geschaffen, wobei die Aktivität und Möglichkeit der Laugung weiterer, als Verunreinigungen angesehener Metalle wie Fc, Al, Sb, Ge, As und andere zurückgeht und die Bedienung der Anlage erleichtert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage bietet sich die Möglichkeit, in gleichartigen leistungsfähigen Wirbelschichiapparaten sämtliche Prozesse durchzuführen, die eine volle und komplexe Nutzung von polymetiillisehen polydispersen NF Metaller/en bei einer Mindest/iihl von Hilfsaiisrüsiungen ergeben. Konstruktion und Wartung der Anlage sind wesentlich vereinfacht. Die Zuverlässigkeit bzw. die Kontinuität der hochintensiven Herstellung von konditionsmäßigen Lösungen ist verbessert. Die Steuerung aller verfahrenstechnischen Pro/esse innerhalb der Anlage erfolgt durch einen Mikrocomputer.

Austeile von Zwei hydraulischen ι 'üüpticiiüiigCi·.

durch welche getrennt der Austritt der Feinkornfraktionszone des Naßklassierers und der Auslaßstutzen des Auslaugeapparates der Einheit für die Lösungsmittelaufbereitung verbunden werden, ist eine einzige Hauptleitung vorgesehen worden, an welche die genannten Einheiten über Zweigleitungen angeschlossen werden können.

Anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbef!.jpiel einer Anlage im Teilschnitt zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.

Die Anlage hat einen ersten Wirbelschichtapparat 1, einen zweiten Wirbilschichtappaiat 2, eine Einheit 3' für die Lösungsmittelaufbereitung, die aus einem Apparat 3 zur Laugung des zerkleinerten Erzes oder des Konzentrates und einem Naßklassierer 4 besteht, und einen Absetzbehälter 5 für das Absetzen der Suspension.

Die Apparate 1,2 und 3 sind so angeordnet, daß ihre Längsachsen senkrecht und parallel zueinander verlaufen. Die senkrechten Achsen des Naßklassierers 4 und des Absetzbehälters 5 sind ebenfalls parallel zu den senkrechten Achsen der Apparate 1,2 und 3.

Der Wirbelschichtapparat 1 hat einen kegelförmigen Feinkornfraktionsbehälterabschnitt 6. einen kegelförmigen Mittelkornfraktionsbehälterabschnitt 7 und einen kegelförmigen Grobkomfrakiionsbehälterabschniit 8, weiche nacheinander auf der Senkrechtachse des Apparates 1 von oben nach unten angeordnet und miteinander verbunden sind. Der Wirbelschichtapparat 1 besitzt einen Stutzen 9 zur Einführung des Lösungsso mittels, der in die Wand des Behälterabschnittes 8 im Unterteil mündet.

Der Stutzen 9 steht mit der Einheit 3' für die Lösungsmittelaufbereitung in Verbindung. Im Unterteil des Behälterabschnittes 8 mündet ein Stutzen 10 zur Grobkornfraktionsableitung, der auf der senkrechten Längsachse des Apparates I angeordnet ist, wobei die Grobkornfraktionen in der Naßmetallurgie als Sander bezeichnet werden.
Im Oberteil des Feinkornfraktionsbehälterabschnittes 6 befindet sich auf der senkrechten Längsachse des Apparates 1 ein Stutzen 11 zur Einführung des Ausgangsproduktes, der mit einer nicht gezeigten Ausgangsproduktquelle, beispielsweise für ein polydisperses geröstetes zinkhaltiges Erz, verbunden ist.

ί-Λ Der -Siul/en ! 1 sieht teilweise über den F-'einknrnfraktionsbehältcrabschnitt 6 vor und ist an den Wänden des Behälterabschnittes 6 befestigt.
An der Flanke des Behälterabschnrttes 6 ist in seinem

zylindrischen Teil ein Stutzen 12 zur Suspensionsableitung vorgesehen.

Der Wirbelschiditapparat 2 entspricht dem Wirbelschichtapparat 1 und hat einen Feinkornfraktionsbehälterabschnitt 13, dessen Oberteil zylindrisch und dessen Unterteil kegelförmig ausgestaltet ist, einen kegelförmigen Mi'.'elkornfraktionsbehälterabschnitt 14 und einen kegelförmigen Grobkornfraktionsbehälterabschnitt 15, die auf der Senkrechtachse des Apparates 2 nacheinander von oben nach unten angeordnet und miteinander verbunden sind. Der Wirbelschichtapparat 2 hat einen Stutzen 16 zur Einführung des Ausgangsproduktes, das nun die aus dem Wirbelschichtapparat 1 kommende Suspension ist, wofür der Stutzen 16 mit dem Stutzen 12 des Wirbelschichtapparates 1 über ein Rohr verbunden ist.

Der Stutzen 16 ist an der Flanke des Behälterabschnittes 15 an seinem Unterteil befestigt.

In den Unterteil des Behälterabschnittes 15 mündet ein Stutzen 17 zur Grobkornfraktionsableitung, der auf der senkrechten Längsachse des Apparates 2 angeordnet ist.

Am Oberteil des Feinkomfraktionsbehälterabschnittes 13 ist an der Flanke ein Stutzen 18 zur Suspensionsablcitung vorgesehen. Anstelle des Stutzens 18 kann + uch eine Rinne verwendet werden.

Der Wirbelschichtapparat 1 ist in senkrechter Richtung so bemessen, daß sein Behälterabschnitt 6 über die Oberfläche des Behälterabschnittes 13 so vorsteht, daß der im Betrieb der Anlage zur Herstellung von NE-Metallösungen im Stutzen 12 entstehende Druck für den Übergang der Suspension aus dem Behälterabschnitt 13 in den Behälter 5 ausreicht. Der Absetzbehälter 5 für das Absetzen der Suspension hat ein Gehäuse, das oben einen nicht gezeigten zylindrischen Teil und einen am zylindrischen Teil angrenzenden kegelförmigen Boden 19 aufweist.

Am Absetzbehälter 5 ist unten am Boden 19 ein Stutzen 20 zur Ableitung des ausgefällten Stoffes und an der Seitenwand des zylindrischen Teils ein Stutzen 21 zur Ableitung von NE-Metallösungen befestigt.

Der Absetzbehälter 5 ist mit einem Deckel 22 geschlossen und befindet sich in unmittelbarer Nähe des Wirbelschichtapparates 2.

Wie erwähnt, besteht die Einheit 3' für die Lösungsmittelaufbereitung aus dem Apparat 3 zur Sandlaugung und dem Naßklassierer 4.

Der Auslaugeapparat 3 kann beliebig gebaut und beispielsweise ein Verdampfapparat oder wie die Apparate 1, 2 ausgeführt sein. In diesem Falle besitzt er einen kegelförmigen Grobkornfraktionsbehälterabschnitt 23. einen kegelförmigen Mittelkornfraktionsbehälterabschnitt 24 und einen kegelförmigen Feinkornfraktionsbehälterabschnitt 25. dessen oberer Querschnitt gas- und !uftdicht durch eine Wand 26 bedeckt ist. wobei die Behälterabschnitte nacheinander an der senkrechten Achse des Apparates 3 von unten nach oben angeordnet und miteinander verbunden sind. Die obere Wand 26 weist eine Öffnung 27 und einen Stutzen 28 zur Suspensionsableitung auf. der mit dem Stutzen 9 für die Einführung des Lösungsmittels des ersten Wirbelschichtapparates 1 verbunden ist. Im unteren Teil der Wand des Grobkornfraktionsbehälterabschnittes 23 sind ein Stutzen 29 für die Ableitung von nicht gelösten Stoffen aus dem Wirbelschichtapparat 3 sowie ein Stutzen 30 für die Zuführung des Lösungsmittels vorgesehen.

Die öffnung 27 in der Wand 26 des Feinkornfraktiiinsbehälterabbchnittes 25 ist über einen Stutzen 31 zur Ableitung der Sande mit dem Naßklassierer 4 verbunden, der in bekannter Weise gebaut ist, und eine Feinkornfraktions- und eine Grobkornfraktionszone aufweist.

Der Naßklassierer 4 hat einen Stutzen 33 zur Ableitung der Feinfraktionslösung, der gleichzeitig an einen Stutzen 34 zur Einführung der Feinfraktionslösung in den ersten Wirbelschichtapparat 1 und über ein Absperr-Regelorgan 35 an einen Stutzen 36 für die Zuführung der Feinfraktionslösung zum Grobkornfraktionsbehälterabschnitt 15 des zweiten Wirbelschichtapparates 2 angeschlossen ist. Der Naßklassierer 4 hat weiterhin einen Stutzen 37 zur Einführung der zu klassifizierenden Produkte, dessen Auslaß über ein Ventil 38 mit dem Auslaß einer hydraulischen Hauptleitung 39 verbunden ist. Der Einlaß der hydraulischen Hauptleitung 39 ist gleichzeitig an den Stutzen 10 zur Sandableitung aus dem Wirbelschichtapparat 1 und nacheinander über eine Pumpe 40 und eine Absperr-Regelvorrichtung 41 an einen Stutzen 42 zur Ableitung der Lösung aus dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt 8 angeschlossen. Es sind auch andere Verbindungen der Bauelemente mit dem Einlaß der hydraulischen Hauptleitung 39 möglich.

An der Flanke des Grobkornfraktionsbehälterabschnittes 8 ist ein Stutzen 43 /ur Einführung des Oxydationsmittels in den ersten Wirbelschichtapparat 1 vorgesehen. Die Anlage hat außerdem Absperr-Regelorgane 44, 45 und 46, deren Anbringungsstellen in der Zeichnung gezeigt sind und nachstehend erläutert werden.

Die Stutzen 17 und 20 sind mit nicht gezeigten bekannten Absperr-Regelorganen versehen, welche durch Stellmechanismen gesteuert werden.

Zur Erleichterung der Montage und zur Vereinfachung der Bedienung ist der obere Querschnitt des Behälterabschnittes 8 des ersten Wirbelschichtapparates 1 durch eine horizontale Platte (nicht gezeigt) abgeschlossen, in welcher eine Bohrung vorgesehen ist, die mit der unteren Kante des Mittelkornfraktionsbehälterabschnittes 7 auf Stoß verbunden ist, während an der Umfangslinie die Stutzen 34,42 und 43 angeordnet sind.

Die Betriebsweise der Anlage zur Herstellung von NE-Metallösungen wird am Beispiel der Herstellung von konditionsmäßigen zinksulfathaltigen Lösungen bei der Laugung eines zinkhaltigen polymetallischen Erzes, nämlich eines polymetallischen polydispersen oxydierten Zinkerzes, erläutert, bei welcher eine Oxydierung der eisenhaltigen Zinksulfatlösungen infolge Verwendung eines polydispersen Manganerzes bzw. einer -trübe stattfindet.

Nach der Inbetriebnahme der Anlage gelangt das schwefelsaure Lösungsmittel mit einer Schwefelsäurekonzentration von mindestens 60 bis 160 g/l unter einem für die Oberwindung des größtmöglichen Wertes des Strömungswiderstandes der Wirbelschichtapparate 1 und 3 ausreichenden Druck über den Stutzen 30 ununterbrochen in den Unterteil des Behälterabschnittes 23 des Apparates 3 und erzeugt darin und in den nachfolgenden Behälterabschnitten 24, 25 einen quasiverflüssigenden aufsteigenden Strom. Nachher gelangt dieses Lösungsmittel über die Stutzen 28 und 9 zum Unterteil des Behälterabschnittes 8 des Wirbelschichtapparates 1 und läßt in den Behälterabschnitten 7 und 6 einen quasiverflüssigenden aufsteigenden Strom entstehen.

Das polydisperse Zinkerz, das in den Apparat 1 über den Stutzen 11 zur Einführung des Ausgangsproduktes gelangt, wird in der quasiverflüssigenden Strömung des Wirbelschichtapparates 1 derart neu verteilt, daß praktisch die Partikel sämtlicher Fraktionen des Zinkerzes in

einen Wirbelzustand innerhalb des genannten Stromes überführt sind. Das polydisperse Manganerz kommt dosiert über den Stutzen 43 in den Apparat 1 und wird ebenfalls quasiflüssig.

Hierbei werden die Grobpartikel des Zink- und des Manganerzes in d;m Behälterabschnitt 8, die Mittelpartikel in dem Behälterabschnitt 7 und die Feinpartikel in dem Behälterabschnitt 6 in den Wirbelzustand überführt. Demzufolge bilden sich innerhalb des Apparates 1 Wirbelschichten sämtlicher Partikel, die bedingt in feine, mittlere und grobe Partikel des polydispersen polymetallischen Zink- und Manganerzes eingeteilt werden. Diese bedingte Einteilung gilt für alle Apparate. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Partikeln des Zinkerzes und des Lösungsmittels in jeder Wirbelschicht gehen wegen der ununterbrochenen Umspülung der Partikel des Zinkerzes durch das Lösungsmittel die wichtigsten NE-Metalle, nämlich Zink und Cadmium,

taiic

den Erzpartikeln in Lösung, d. h. sie werden aufgelöst oder, was das gleiche ist. ausgelaugt.

Bei der Laugung des polymetallischen Zinkerzes innerhalb des Wirbelschichtapparates 1 werden gleichzeitig mit den wichtigsten Buntmetallen, wie Zink und Cadmium, durch Lösung aus den Zinkerzpartikeln auch andere Metalle und Elemente, wie Kupfer, Kobalt, Nickel, Eisen, Antimon. Arsen, Germanium, Kieselerde, Indium und andere chemische Elemente gewonnen, die beim naßmetallurgischen Verfahren zur Produktion von Zink und Cadmium als Verunreinigungen bezeichnet werden. Die durch die Laugung erhaltene Lösung mit einem Gehalt an Verunreinigungen und nicht aufgelösten Stoffen wird nachstehend »Suspension« genannt.

Da die im Apparat 1 quasiverflüssigten Grob-, Mittel- und Feinfraktionen des Manganerzes ununterbrochen von der Lösung umspült werden, wird das zweiwertige Eisen, das in der Lösung aufgrund der Ausgangslösungsmittel und der Laugung des Zinkerzes enthalten ist, intensiv oxydiert. Die völlige Oxydierung des zweiwertigen Eisens wird besonders durch die Feinfraktionen des Manganerzes begünstigt, die in dem Behälterabschnitt 6 des Apparates 1 und über die ganze Höhe des Wirbelschichtapparates 2 quasiverflüssigt wird. Die sich dabei bildenden hinreichend hohen Schichten der Feinfraktionen des Manganerzes, die eine stark entwickelte aktive Oberfläche hinsichtlich der chemischen Wechselwirkung aufweisen, lassen das Eisen praktisch völlig in der durch die Laugung gewonnenen Suspension oxydieren.

Infolge der nachfolgenden Wechselwirkung zwischen dem Lösungsmittel und den im Wirbelschichtapparat 1 quasiverflüssigten Partikeln des Zinkerzes nimmt die Aktivität des Lösungsmittels für die chemische Wechselwirkung mit dem Ausgangsprodukt ab, d. h. sein pH-Wert erhöht sich. Dies hat zur Folge, daß die in der Suspension enthaltenen Verunreinigungen in dem Behälterabschnitt 6 in nicht lösbare Verbindungen überzugehen beginnen, d. h. eine Hydrolyse der Verunreinigungen, z. B. des Kupfers, einsetzt

Bekanntlich läuft dieser Prozeß dann günstig ab, wenn gleichzeitig eine Koagulation der Kieselsäure einsetzt, bei welcher die zähen Salze des Eisenoxidhydrates in Gele übergehen, d. h. der Vorgang der Reinigung der Suspension von schadhaften Verunreinigungen läuft intensiv und proportional zur Vollständigkeit der Oxydation des zweiwertigen Eisens in der herzustellenden Suspension ab. Die Oxydierung des Eisens ist aofgrund der Zuführung des Oxydationsmintels über den Stutzen 43 hinreichend vollständig, ohne daß Zusatzeinrichtun

gen vorgesehen werden.

Wegen der Hydrolyse, der Existenz der gelartigen Kieselsäure und der Feinpartikel der nicht gelösten Stoffe findet im Apparat 2 eine Aggregation der nicht gelösten Stoffe bzw. eine Bildung von Flocken statt. Die Suspension mit den Flocken gelangt aus dem Behälterabschnitt 13 des Apparates 2 über den Stutzen 18 zur Suspensionsableitung in den Absetzbehälter 5 zum Absetzen der Suspension. Nicht lösbare Stoffe setzen sich auf dem kegelförmigen Boden 19 ab und werden über den Stutzen 20 abgeleitet, während die nach der chemischen Zusammensetzung konditionsgemäße geklärte NE-Metallösung über den Stut/cn 21 zur Weiterbehandlung abgeführt wird.

Da die Zuverlässigkeit der koiiumneiIahen Herstellung von kondiiionsgenuiLieii Nl. Meullnsim^en wui der Beiriebssieherheil der Anlagen sown· win der μι· nauen Einhaltung eines vorbestimmten pH Wertes der NcTZüSicncndcn Suspension üunctiigig im. wiiddic ruriktionsweise einer solchen Anlage weiter erläutert.

Wie erwähnt, gilt die Einteilung der Partikel des polydispersen Zink- und Manganerzes als bedingt. Unterhalb der Einführungsstelle des Stutzens 9 des Behälterabschnittes 8 sammelt sich der nicht quasiverflüssigte Anteil der Erze an. Wenn die aus dem Bchältcrabschnitt 8 ausfallenden Partikel nicht ununterbrochen abgeleitet werden, können der Apparat 1 und als Folge die gesamte Anlage nicht weiterarbeiten. Daher werden die ausfallenden Grobpartikel, also Sande, kontinuierlich oder intermittierend aus dem Behälterabschnitt 8 über das Absperr-Regelorgan 45 und den Stutzen 10 abgeleitet. Danach werden die Sande mittels der Pumpe 40. deren Einlaß über das Absperr-Regelorgan 41 und den Stutzen 42 zur Ableitung der Lösung mit dem Behälterabschnitt 8 verbunden ist, unmittelbar der hydraulischen Hauptleitung 39 zugeführt. Die Sande können aber auch über pinen Zwischenmischer mit Hilfe der Pumpe 40 dem Einlaß der hydraulischen Hauptleitung 39 zugeleitet werden.

Diese Art der Sandabnahme und des Sandtransportes ist vorteilhaft, weil bei einer eventuellen Ve stopfung des Stutzens 10 durch die Sande das Ventil 38 geschlossen wird. Eine solche Verstopfung wird durch den Druck der Lösung am Auslaß der Pumpe 40 beseitigt. Danach öffnet das Ventil 38 und die Sande werden durch die hydraulische Förderung über den Stutzen 37 dem Naßklassierer 4 zugeführt.

Innerhalb des Naßklassierers 4 werden die Sande von feineren Fraktionen abgeschieden und unter Einwirkung der Schwerkraft über das Ventil 32 und die Öffnung 27 in den Wirbelschichtapparat 3 gegeben. In diesem werden die Sandpartikel noch einmal bedingt in Grob-, Mittel- und Feinfraktionen eingeteilt und in den betreffenden Behälterabschnitten 23, 24, 25 quasiverflüssigt

Die im Apparat 3 ablaufenden Vorgänge lassen sich weiter intensivieren, wenn er mit einem Heizmantel umgeben ist. Das taube Gestein bzw. die nicht gelösten Stoffe werden über das Absperr-Regelorgan 44 und den Stutzen 29 ausgetragen und zur Halde transportiert

Die von den Sänden abgeschiedene Feinfraktionslösung gelangt über die Stutzen 33,34 in den Behälterabschnitt 8 und beteiligt sich an der Bildung eines quasiverflüssigenden Stromes in den Behälterabschnitien 7

d 6 des Apparates 1. Da die hydraulische Hauptleitung 39 und der Naßklassierer 4 eine hohe Trägheit haben, wird der Wirbelzustand der Partikel bei einer kurzzeitigen Einstellung der Zufuhr des Lösungsmittels

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zum Smt/en JO ιιικΙ/ocler 9 in den WirbelschichUippuriiicn I, 2 beibehalten, der Vorgang der Gewinnung von konditiunsgurnüßen Lösungen wird nicht unterbrochen, und die Arbeit der Anlage wird nicht gestört.

Bei dem beschriebenen Beispiel für die Verbindung der Elemente 39, 40, 41 und 42 wird der Wirbelzustand der Partikel innerhalb des Apparates 1 bei der eingestellten Zuführung des Lösungsmittels zum Stutzen 30 lange Zeit aufrechterhalten, und zwar aufgrund der in der hydraulischen Strecke der Elemente 42-40-39-31-27-28-9 umlaufenden Lösung. Dies beschleunigt und erleichtert ohne Zweifel die Wiederherstellung der Arbeitsfähigkeit der Anlage bei lange ausbleibender Zuführung des Lösungsmittels zum Stutzen 30, weil der Abscheidung sämtlicher Partikel im Apparat 1 ohne Ableitung der Suspension aus dem Apparat 1 über den Stutzen 10 begegnet wird. Ein Teil der Feinfraktionslösung gelangt aus dem Naßklassierer 4 über das Absperr-Regeiorgan 35, dessen öffnungs- bzw. Schließungsgrad sich nach der Schwankung des pH-Wertes der Suspension innerhalb des Stutzens 18 richtet, unmittelbar über den Stutzen 36 in den Apparat 2, wodurch der erforderliche pH-Wert der Suspension entsprechend der Vorgabe eingehalten wird. Da die Einflußnahme leicht steuerbar ist und wegen der Trägheit der Apparate 1, 2 nicht verzögert wird, ist die Zeitspanne gering, während der der vorgegebene pH-Wert der herzustellenden Suspension im Behälter 5 nicht eingehalten wird, genauer gesagt, mindestens um das 2- bis 3foche weniger. Das hängt damit zusammen, daß das Volumen oder die Trägheit der Apparate 1,3 größer ist als das beim Wirbelschichtapparat 2 der Fall ist.

Versuche ergaben, daß die Leistung des Apparates 1 bei den darin vereinigten Vorgängen der Abscheidung und der Laugung eines polydispersen polymetallischen oxydierten Zinkerzes bei einem Gehalt an Schwefelsäure vor, über 30 g pro ! ! Ausgangslösungsrnitte! (g/!) am Einlaß des ersten Wirbelschichtapparates mehr als 130 t pro m^J des Apparates 1 und pro Tag (t/m³ · 24 h) und bei 50 g/l 220 t/m^J ■ 24 h beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anlage zur Herstellung einer Nichteisenmetalllösung mit einer Gruppe von entspi echend dem Ablauf des technologischen Prozesses nacheinander verbundenen Apparaten (1, 2). von welchen jeder Apparat Feinkornfraktions- (6, 13), Mittelkornfraktions-(7, 14) und Grobkomfraktionsbehälterabsehnitte (8, 15) aufweist, die nacheinander von oben nach unten angeordnet und miteinander verbunden sind, während der Feinkornfraktionsbehälterabschnitt jedes vorhergehenden Apparates der Gruppe mit dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt des nachfolgenden Apparates verbunden ist und der letzte Apparat der Gruppe mit einem Absetzbehälter (5) in Verbindung steht, wobei jeder Apparat je einen Stutzen zur Grobkornfraktionsableitung und der erste Apparat (1) der Gruppe einen Stutzen (11) zur Einführi.-'.g des Rohstoffes aufweist und mit einer Einheit ?8r die Lösungsmittelaufbereitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3') für die Lösungsmittelaufbereitung aus einem Apparat (3) zur Laugung des zerkleinerten Erzes oder Konzentrates mit einem darüber angeordneten und damit verbundenen Naßklassierer (4) besteht, daß der Naßklassierer (4) einen Einlaßstutzen (37) aufweist, der mittels einer hydraulischen Hauptleitung (39) mit dem Grubkornfraktionsbehälterabschnitt (8) des ersten Apparates (1) der Gruppe verbunden is' rtaß der Auslaßstutzen (28) für die Lösungsableitung aus dem Auslaugeapparat und der Auslaßstutzen (33) der Feinkc.-nfraktionszone des Naßklassierers (4) mine'r einer hydraulischen Hauptleitung mit dem Grobkor, rraktionsbehälterabschnitt (8) des ersten Apparates verbunden sind, und dsß an dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitt (8) des ersten Apparates der Gruppe zusätzlich eine Leitung (43) zur Zufuhr eines Oxydationsmittels (5) vorgesehen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Hauptleitung (39) des Grobkornfraktionsbehälterabschnitts (8) mit diesem durch einen Stutzen (42) in seinem Oberteil sowie mit einem Stutzen (10) für die Ableitung der Grobkornfraktion verbunden isi.

3. Anlage nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß in der hydraulischen Hauptleitung (39) an der Stelle zwischen ihrer Verbindung mit dem Oberteil des Grobkornfraktionsbehälterabschnittes und dem Stutzen (10) für die Grobkornfraktionsableitung eine Absperr-Regelvorrichtung (45) und eine Pumpe (40) hintereinander angeordnet sind.

4. Anlage nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß in der hydraulischen Hauptleitung (39) hinte." der Verbindungssteile mit dem Stutzen (10) für die Grobkornfrakticinsdbleitung aus dein Apparat ein Ventil (38) vorgesehen ist.

5. Anlage nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die f eitiko· nfruklionszone des Naßklassierers (4) zusätzlich über eine hydraulische Hauptleitung (36), die ein Absperr-Regelorgan enthält, mit dem Grobkornfraktionsbehälterabschnitl des letzten Apparates der Gruppe verbunden ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Auslaugcapparat (3) ein an sieh bekannter Wirbclschichtapparat eingesetzt ist.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Naßklassierer (4) mit dem Auslaugeapparat (3) über ein Ventil (32) verbunden ist.