Схема фильтрования пульпы на свечевых фильтрах №№ 91-98,101,102.

 

Наименование операции Продолжительность

 

1. Наполнение фильтра 5-10 мин

2. Фильтрование пульпы 1,5-1,6 ч

3. Слив остаточной пульпы 10-15 мин

4. Заполнение фильтра водой 5-10 мин

5. Барботаж сжатым воздухом 25-30 мин

6. Выгрузка пульпы 5-10 мин

 

 

 

8.2.2 СХЕМА ОБВЯЗКИ СВЕЧЕВЫХ ФИЛЬТРОВ

4 4а

Задвижка № 1 – подача пульпы

Задвижка № 2 – фильтрование р-ра регенерации

Задвижка № 3 – выход фильтрата

Задвижка № 4 – сброс давления

Задвижка № 4а – подача гор. воды

Задвижка № 5 – слив остаточной пульпы

Задвижка № 9 – подача сж. воздуха

Задвижка № 10 – выгрузка осадка

 

 

 

2 3

 

 

 

5 9 10

 

 

После чего цикл снова повторяется.

Регенерация свечевых фильтров №№ 91-98 производится согласно особого графика в режиме фильтрования.

Выгрузка регенерации откачивается насосом № 230а в пачук № 5 концентратного передела.

Фильтрат свечевых фильтров №№ 91-98 через рессивер, в котором за счет вакуумных насосов создается разрежение 0,4-0,6 кгс/см², насосами №№ 301, 302 подается в пачук № 14.

Остаточная пульпа из фильтров самотеком поступает в репульпатор слива, откуда насосами №№ 228, 228а (один резерв) вновь возвращается в пачук № 8. Концентрат в фильтрах распульповывается горячей водой и после барботажа сжатым воздухом, самотеком направляется в репульпатор выгрузки, откуда насосами №№ 335, 336 (один резерв) подается на фильтрование на дисковые вакуум-фильтры №№ 16, 17, остаток по течкам собирается в бункере и направляется в тару. С помощью тельферов №№ 8, 13 ставится на весы. После взвешивания и отбора проб для химанализа, концентрат по разрешению ОТК отгружается потребителям. Для сгущения пульпы иногда применяется дв/ф № 18 с дополнительной отмывкой водой в репульпаторе.

Фильтрат с дисковых вакуум-фильтров №№ 16, 17 и 18 с содержанием твердого до 5 г/л через рессивер насосами 241, 242 (один резерв) откачивается в пачук № 13 и далее из него насосами №№ 303, 304 (один резерв) подается на контрольное фильтрование на свечевые фильтры №№ 99-100. Фильтрат (промводы) сливается в пачук № 15, а сгущенная пульпа выгружается в репульпатор выгрузки и направляется на дисковые вакуум-фильтры №№ 16, 17. Промводы из пачука № 15 насосом № 252 подаются в пачук № 10 для корректировки содержания никеля, разбавления репульпаторов, промывки оборудования и т. д.

Во время технологичекого процесса в пачуках №№ 11, 8, 9, 10, 5 выделяется хлор (Cl₂). Для отвода хлорвоздушной смеси и нейтрализации хлора существует система пенных аппаратов. В 6-й пачук насосами №№ 8, 9 (ГМО-2) подается раствор с четвертого пачука кобальтоочистки с добавлением «чистого» карбоната. С 6-го пачука насосами №№ 275, 276 раствор подается на пенные аппараты, где путем орошения улавливается газообразный хлор, далее раствор самотеком сливается и насосами №№ 271, 272 откачивается обратно в пачук № 6, а из пачука № 6 насосами №№ 275-276 откачивается в четвертый пачук кобальтоочистки ГМО-2. Цикл повторяется.

 

8.2.3. ПРОДУКТЫ ПРОЦЕССА.

 

1. Кобальтовый концентрат с содержанием компонентов на влажный вес, %:

- кобальт - 18-24;

- никель в/р, не более - 1,0;

- никель общий - 0,8 – 1,8;

- железо - 2,0-4,0;

- медь - 0,02-0,04;

- марганец - 0,05;

- влажность, не более - 65;

- соотношение кобальта к никелю, не менее 12:1;

 

направляется для получения металлического кобальта в кобальтовое отделение цеха или в виде товарного продукта потребителю.

2. Промводы-используются на разбавлении кобальтового кека в производстве концентрата и на промывку оборудования.

3. Фильтрат свечевых фильтров №№ 82, 85 возвращается в технологический цикл и направляется на карбонатный передел.

 

8.2.4. СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ.

КОНЦЕНТРАТНЫЙ ПЕРЕДЕЛ.

 

№ п/п	Наименование	Кол-во одноименных аппаратов	Примечание
	Пачук		V - 60 м3
	Дисковый вакуум фильтр		ДТ - 68
	Свечевой фильтр		ПКФ-40
	Свечевой фильтр		ПКФ-80
	Репульпатор		V - 30 м3
	Репульпатор		V - 8 м3
	Реактор		V - 6 м3
	Насосная станция		7 КТС 9
	Насосная станция		ТН-70

 

ОПИСАНИЕ И РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ АВТОКЛАВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ НИКЕЛЕВОГО КОНЦЕНТРАТА. – 8 часов

 

 

7.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА.

 

В процессе электролиза и очистки растворов создается дефицит никеля в системе электролита из-за разности анодного и катодного выхода по току и потерь никеля в процессе очистки. Частично возникающий дефицит никеля в растворе ликвидируется за счет замены меди в растворе никелем из порошка. Для полного восполнения дефицита воднорастворимого никеля необходима специальная операция растворения никельсодержащего материала с получением богатых по никелю растворов.

Для пополнения электролита никелем применяют автоклавное сернокислотное выщелачивание из сульфидного никелевого концентрата, получаемого при флотационном разделении файнштейна.

Процесс основан на окислении сульфида никеля, содержащегося в пульпе никелевого концентрата, кислородом воздуха до сульфата никеля и последующем его растворении. Окисление ведется в кислой среде, под давлением, при высокой температуре.

Длительность выщелачивания составляет 40-45 мин.

Извлечение никеля в раствор до 90%.

Серная кислота необходима для перевода металлов в сульфаты, так как сульфидной серы концентрата недостаточно для перевода металлов в сульфатную форму и для создания оптимальной кислотности Среды.

Наибольшая интенсификация процесса достигается при остаточной кислотности пульпы 5-10 г/л. Снижение кислотности ухудшает извлечение никеля. Повышение приводит к перерасходу серной кислоты и соответственно кальцинированной соды.

Для увеличения извлечения никеля в раствор процесс выщелачивания осуществляется в две стадии по следующим реакциям:

 

1 стадия 4Ni₃S₂ + 3O₂ + 6H₂SO₄ = 2Ni₃ S₄ + 6NiSO₄ + 6H₂O

2 стадия 2Ni₃S₄ + 15O₂ + 2H₂O = 6NiSO₄ + 2H₂SO₄

 

Кроме того, происходит растворение металлического никеля и сульфидов кобальта, меди и железа по реакциям:

2Me + 2H₂SO₄ + O₂ = 2MeSO₄ + 2H₂O

Me + H₂SO₄ = MeSO₄ + H₂

MeS + H₂SO₄ = MeSO₄ + H₂S

MeS + 2O₂ = MeSO₄

 

 

7.2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

 

В отделении находятся четыре нитки автоклава. На 1-й, 2-й, 3-й нитках использованы гибкие системы обвязки, позволяющие работать как на первой, так и на второй стадии выщелачивания, в зависимости от потребности. На нитке №4 возможна работа только на 2-й стадии выщелачивания.

Пульпа никелевого концентрата от флотационного разделения файнштейна автомиксером доставляется в ГМО цеха, сливается через воронку в приемный бак и насосом № 402 перекачивается в приемный сборник № 4. Из сборника № 4 насосом №

 

404 подается в расходные репульпаторы №№ 9, 10, 11, 14 в которых производится корректировка плотности пульпы до велечины 1,6-1,8 кг/куб. дм.

Откорректированная пульпа из репульпаторов насосами №№ 409, 410, 411, 414 с расходом 1,8-2,4 м³/ч, подается в головные колонны автоклавной установки и далее, проходит последовательно все колонны нитки, в которых осуществляется 1(2) стадии выщелачивания.

В головные колонны через верхние запорные узлы насосами ПД №№ 412, 413, 414, 415 подается кислый раствор шламового цеха или приготовленный на автоклавной установке с концентрацией серной кислоты 200-250 г/л и расходом 1,8-2,4 м³/ч на каждую.

В процессе выщелачивания при отсутствии ионов меди в растворе возможно выделение сероводорода. Для предотвращения коррозии титанового оборудования необходимо присутствие в растворе тяжелых металлов, сумарно не менее 25 г/л.

В связи с этим предпочтительнее использовать шламовые растворы.

В головные колонны через нижние запорные узлы подается сжатый воздух давлением 11-15 кгс/см² с расходом 800-1000 м³/ч, пар с давлением 15-18 кгс/см². Контроль расхода пульпы и кислого раствора ведется по изменению их объема в репульпаторах. Расход воздуха поддерживается вручную запорной арматурой. Температура реакционной среды в головной колонне задается в пределах 140-150⁰С и регулируется путем изменения подачи пара.

 

Продолжительность протекания процесса выщелачивания определяется 12 последовательно соединенными колоннами и зависит от производительности насосов.

После 12 колонны смесь продуктов поступает в сепараторы, где происходит ее разделение на две фазы:

- газовую, содержащую смесь газов (воздух, обедненный кислородом, пар) с температурой 140-150⁰С (справочно);

- жидкую, содержащую раствор сульфатов никеля, меди, железа и кобальта и пульпу остатка выщелачивания.

Разделение пульпы от парогазовой смеси в сепараторе происходит за счет воздействия центробежной силы, отбрасывающей пульпу к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, которая под действием силы тяжести, вращаясь по спирали, уходит через нижний, а парогазовая смесь через верхний патрубки сепаратора.

Парогазовая смесь из первого сепаратора направляется на контрольную очистку во второй, сепараторы соедины по газовой линии последовательно, по пульповой - параллельно.

Горячие газы направляются на контрольное разделение на циклон и выбрасываются в атмосферу, нижний слив с циклона направляется в репульпатор № 5. Принцип действия циклона аналогичен сепаратору. Никелевый раствор совместно с остатком от выщелачивания подается по змеевику в холодильник, где охлаждается водой до температуры 75-80⁰С. Нагретая вода из холодильника направляется в систему оборотного водоснабжения. Охлажденная пульпа поступает в репульпаторы №№ 5,6,7 откуда насосом № 405 подается на фильтрацию на дисковые вакуум-фильтры №№ 3 или 2.

Осадок с дискового вакуум-фильтра № 3 направляется по течке в репульпатор № 3, где распульповывается водой, и полученная пульпа насосом № 403 откачивается в сборник № 4а для подготовки ко 2-й стадии выщелачивания.

Осадок с дискового вакуум-фильтра №2 по течке направляется в контейнер и вывозится в плавильный цех.

Фильтрат рессиверов, дисковых вакуум-фильтров №№ 2,3 насосом № 407 подается на контрольное фильтрование в корыто дискового вакуум-фильтра № 1, откуда осадок направляется в репульпатор № 1, распульповывается водой и перекачивается насосом № 401 в сборник 4а, фильтрат насосом № 408 подается в пачук-сгуститель № 4, где твердые частицы оседают в конусе пачука и периодически отфильтровываются на д.в.ф. №3. Осветленный раствор через контрольный слив пачука сливается: в анолит, используется на схеме “грязного” карбоната или идет в кислотные баки №№ 1, 2 КАУ.

На одну операцию приготовления кислого раствора расходуется:

- чистого фильтрата - 3-4 м³,

- холодной воды - 3-4 м³,

- серной кислоты - 2-2,5 т.

Подача серной кислоты во избежание несчастных случаев производится в последнюю очередь с обязательной интенсивной рециркуляцией раствора в баках.

Остаток от выщелачивания после 1 стадии содержит значительное количество никеля и подвергается дополнительной обработке.

Накапливающаяся в репульпаторе № 4а пульпа кека от первой стадии выщелачивания насосом № 404 периодически, по мере надобности, откачивается из него в расходный репульпатор № 14, в котором производится окончательная корректировка плотности пульпы холодной водой до величины 1,2-1,5 кг/дм³.

Приготовленная пульпа из репульпатора № 14 насосом № 414 с расходом 1,8-2,4 м³/ч подается в головную колонну IV нитки автоклавной установки на вторую стадию выщелачивания.

В головную колонну этой же нитки подается сжатый воздух и пар. Контроль расхода пульпы ведется по изменению ее объема в расходном репульпаторе № 14.

При необходимости возможно использование трех первых ниток автоклавной установки на 2-й стадии выщелачивания.

Подача кислого раствора на 2-ю стадию выщелачивания не производится. Значение параметров (расход воздуха, давление и температура) 2-й стадии выщелачивания поддерживается так же, как и на 1-й стадии.

Смесь продуктов после 2-й стадии выщелачивания поступает в сепараторы, где отделяется от газовой фазы и подается на охлаждение в холодильник. Охлажденная пульпа поступает в репульпатор № 7 и самотеком направляется в дисковый вакуум-фильтр № 3 или № 2 совместно с пульпой 1-й стадии. Подача пульпы на фильтр № 2 осуществляется при необходимости вывода остатка от выщелачивания из системы автоклавной установки.

 

7.3. ПРОДУКТЫ ПРОЦЕССА.

 

1. Никелевый раствор с содержанием компонентов в г/л:

- никель - 100-140;

- железо - до 10;

- медь - до 25;

- кобальт - до 3,0;

- цинк - 0,001-0,0002;

- серная кислота - 5-20,

подается в емкости анолита для восполнения потерь никеля.

 

2. Остаток со второй стадии выщелачивания с содержанием компонентов, на сухую массу в %:

- никель - до 38%;

- кобальт - до 1,2 %;

- медь - 17-22%.

 

 

7.4. СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

 

ПЕРЕДЕЛ АВТОКЛАВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ НИКЕЛЕВОГО КОНЦЕНТРАТА.

 

№ п/п	Наименование	Кол-во одноименных аппаратов	Примечание
	Пачук		V - 130 м3
	Сгуститель		V - 70 м3
	Реактор		V - 12 м3
	ПАР-80		S – 80 м2
	Репульпатор		V - 30 м3
	Емкость хлорирования		V - 30 м3
	Емкость приема фильтрата		V - 30 м3
	Насосная станция		7 КТС 6
	Насосная станция		ТН-70
	Дисковый вакуум фильтр		ДТ - 68
	Бак верхнего слива		V - 12 м3