Железоочистка и нейтрализация хвостов серосульфидной флотации

Железоочистка и нейтрализация хвостов серосульфидной флотации

Процессы железоочистки и нейтрализации предназначены для: l очистки жидкой фазы пульпы хвостов серосульфидной флотации от железа и цветных металлов перед сбросом её в хвостохранилище; l создания возможности использования слива в качестве оборотной воды в технологических процессах НМЗ.

На операциях железоочистки и нейтрализации решаются следующие задачи: l вывести из раствора в твердую фазу железо, магний, алюминий; l увеличить p. H пульпы отвальных хвостов.

l Хранение кислых пульп потребует больших затрат на содержание “кислых” хвостохранилищ, транспортировка кислых вод из хвостохранилища сделает необходимым изготовление труб и арматуры оборотного водоснабжения из нержавеющей стали.

l Образование гидроокcидов алюминия и трехвалентного железа происходит при низких значениях p. H 5, 5 – 6, 0 и может быть обеспечено применением пульпы известняка. l Осаждение магния происходит достаточно полно при достижении p. H среды 10, 0, что обеспечивается применением “известкового молока”.

Применяется двухстадиальная схема очистки. l Первая стадия - операция “железоочистка”. Вторая стадия – операция “нейтрализация”. l Железоочистка и нейтрализация проводится при тех же температурах, что и флотацию (20 – 40 °С). Подогрев пульпы невыгоден из-за её большого объема и высокого расхода пара.

Железоочистка хвостов

Основная масса двухвалентного железа окисляется на первой стадии очистки до трехвалентного при p. H 5, 5 – 6, 0 с использованием в качестве нейтрализатора сравнительно дешевого известняка.

Скорость окисления железа в сульфатном растворе увеличивается с: повышением начальной концентрации железа; l температуры; l p. H среды. При p. H менее 6, 0 скорость окисления значительно снижается, а увеличение p. H более 6, 5 нецелесообразно, т. к. это приводит к повышенному расходу известняка. l

Протекаемые реакции: 1. Окисление и гидролиз железа в сульфатных растворах: l 2. Нейтрализация известняком выделяющейся серной кислоты: l

l Суммарная реакция выражается уравнением: l После снижения концентрации двухвалентного железа до 1, 5 – 2, 0 г/л скорость его окисления снижается. Операция железоочистки проводится до содержания железа в растворе не более – 2 г/л. l

Нейтрализация хвостов

Не окислившееся двухвалентное железо, цветные металлы, магний осаждаются из раствора на второй стадии, называемой “нейтрализация”. l В процессе нейтрализации p. H повышают до 10, 0 – 11, 0, что определяется задачами полной очистки раствора и предотвращением раскисления пульпы в хвостохранилище в весенне-летний период. l

Подачей известняка р. Н пульпы может быть доведен не более чем до 6, 5. l Для достижения p. H 10, 0÷ 11, 0 применяется щелочной реагент – техническая известь и нефелиновый шлам Ачинского глинозёмного комбината (АГК), - поскольку Нефелиновый шлам содержит до 80% белита -, который в сульфатно-кислых и щелочных средах относительно легко разлагается. l

l Разложению белита в водных средах способствует его взаимодействие с остаточными алюминатами, протекающее по схеме: l При наличии в системе компонентов, вступающих во взаимодействие с новообразованной свободной известью, разложение белита ускоряется.

Реакция осаждения при нейтрализации где - Fe, Mg, Ni. l В процессе нейтрализации происходит очистка раствора пульпы хвостов железоочистки серосульфидной флотации от цветных металлов практически до “следов”.

Процесс окисления двухвалентного железа проходит в диффузионном режиме, лимитируемом скоростью транспортировки кислорода в раствор, и определяется аэрационными характеристиками используемой аппаратуры. l Нейтрализованную пульпу хвостов серосульфидной флотации с р. Н в пределах 9, 5 – 11, 0 сбрасывают в открытое хвостохранилище. l

Осветленный слив хвостохранилища используют: l в операциях приготовления реагентов; l на серосульфидной флотации; l для гидроуборки и в других целях. Технологическая схема операции железоочистки и нейтрализации хвостов серосульфидной флотации состоит из трёх независимых цепочек: l I цепочка операции железоочистки состоит из 5 пачуков. l II и III цепочек операции железоочистки состоят из 8 пачуков каждая.

Процесс нейтрализации ведут в 4 пачуках. Пачук: l Объем – 225 м 3; l диаметр – 4500 мм; l высота – 16045 мм; l диаметр циркуляционной трубы – 2800 мм; l материал основных деталей в корпусе – сталь углеродистая, сталь Х 18 Н 10 Т.

l Пульпа хвостов серосульфидной флотации через пульподелительколлектор, поступает в головной пачук работающей цепочки. l Из головного пачука по боковым перетокам пульпа последовательно проходит через все пачуки цепочки.

l После операции железоочистки пульпа откачивается в головной пачук операции нейтрализации хвостов серосульфидной флотации. Из него пульпа по боковым перетокам и “транспортным эрлифтам” последовательно проходит через все пачуки цепочки.

l Нейтрализованная пульпа по “транспортному эрлифту” поступает в накопительные пачуки, откуда насосами откачивается на хвостохранилище. l Пульпа известняка поступает в головной пачук, а пульпа нефелинового шлама подается в 3 пачук цепочки пачуков нейтрализации хвостов серосульфидной флотации.

l l l Технологическая схема операций железоочистки и нейтрализации, помимо хвостов серосульфидной флотации, предусматривает также переработку слива сгущения сульфидного концентрата. Слив сгущения сульфидного концентрата является щелочным раствором сернистых соединений, катионный состав которых в основном представлен кальцием. Слив сгущения сульфидного концентрата: р. Н слива составляет 9, 8 – 11, 5; е. Н = (-400) ÷ (480) м. В.

l Содержание железа двухвалентного в жидкой фазе пульпы хвостов не должно превышать 2, 0 г/л, p. H должен находится в пределах 5, 5÷ 6, 5 ед. l Нейтрализованные хвосты серосульфидной флотации являются конечным продуктом ЦПЭС-1.

Состав твердой фазы отвальных хвостов Ni, Cu, Cо , Fe, Sэл. Sобщ. 0, 28 -0, 43 0, 08 -0, 15 0, 017 -0, 028 37 -43 2 -5 6 -11

4 Пуль-па 3 2 1 5 6 7 8 9 Принципиальная схема установки “транспортного эрлифта”

l l Перекачивание пульпы из пачуков осуществляется транспортными эрлифтами. Воздух на пачук подается путем открывания вентиля 2 на воздуховоде 1. Воздух идет частично на “транспортный эрлифт” по трубопроводу 6 и на перемешивание пульпы по трём трубопроводам 5. Воздух из воздуховода 6 через стакан 8 поступает в “транспортный эрлифт” 7. Проходя через пульпу, воздух увлекает ее за собой и, таким образом, пульпа перекачивается в другой пачук по “транспортному эрлифту”.

Для регулирования производительности “транспортного эрлифта” по пульпе необходимо изменять расход воздуха на “транспортный эрлифт” с помощью вентиля 4. l При увеличении расхода воздуха производительность транспортного “эрлифта” увеличивается. Основная часть воздуха, поступающего на пачук, идет по воздуховодам (5) для интенсивного перемешивания пульпы и окисления её. l

l l l l l Условные обозначения: 1. Воздуховод Ø 800 мм 2. Отсекающий воздушный вентиль Ду = 150 мм 3. Вентили регулирования расхода воздуха на перемешивание пульпы 4. Вентиль регулирования расхода воздуха на “транспортный эрлифт” 5. Трубопроводы для подачи воздуха на перемешивание пульпы Ду = 80 6. Трубопровод для подачи воздуха на транспортный эрлифт Ду = 80 7. Трубопровод “транспортного эрлифта” Ø 325 мм 8. Стакан (для забора пульпы с донной части пачука) 9. Корпус пачука