Отделение раствора цинка от твердого остатка
Пульпу, полученную при выщелачивании обожженного цинкового концентрата (нейтральную или кислую), разделяют на твердую и жидкую фазы. Для разделения применяют отстаивание (сгущение) и фильтрацию. При отстаивании разбавленной пульпы происходит классификация: более грубые частицы оседают на дно со сравнительно большой скоростью, тогда как самые тонкие частицы, оседающие с наименьшей скоростью, остаются наверху, остальные частицы распределяются между этими двумя крайними положениями. Все частицы имеют свободу движений и, исключая частицы коллоидных размеров, оседают с постоянной скоростью, выражаемой математической формулой Стокса: где — скорость оседания частиц, см/сек; d — диаметр частиц, см; μ — вязкость среды, пз; v — плотность твердых частиц; Δ — плотность раствора. При этом раствор частично осветляется. Скопление на дне осевших частиц образует линию раздела. В ходе отстаивания линия раздела опускается. Осветление разбавленных пульп ускоряется флокуляцией, при которой много мелких частиц, падающих с малой скоростью, превращается в меньшее количество более крупных хлопьев, падающих с большей скоростью. При сгущении пульпы протекают сложные физико-химические процессы. Влияние компонентов раствора и свойств пульпы, полученной при выщелачивании обожженного концентрата, на скорость отстаивания изучали В.Г. Агеенков и З.А. Сериков, а также А.Д. Маянц с сотрудниками. Они установили, что на скорость отстаивания и сгущения влияют многие факторы: pH среды, содержание в растворе кремнезема и гидроокисей тяжелых металлов, температура и вязкость раствора, условия выщелачивания отожженного концентрата, крупнотсь исходного концентрата. Кислые пульпы с pH менее 1—2 (0,5—5 г/л H2SO4), когда они не содержат пептизированных гелей кремневой кислоты и гидроокисей железа, меди и других металлов, сравнительно легко отстаиваются. Ho полное осветление раствора идет медленно и практически не достигается, что объясняется отсутствием процессов коагуляции при этих значениях pH. Если пентизированные коллоиды присутствуют, то отстаивание и осветление ухудшается. Особенно плохо отстаивается кислая пульпа на заводах с двухстадийным непрерывным выщелачиванием, когда мельчайшие частицы коллоидов накапливаются в циркулирующих растворах. При сгущении нейтральной пульпы (pH = 5,0/5,6) протекают процессы коагуляции кремневой кислоты и гидроокисей металлов, сопровождающиеся вначале прекращением процесса осаждения, а затем максимальной скоростью отстаивания. При дальнейшем перемешивании пульпы и более глубокой нейтрализации раствора процесс осветления ухудшается. Сгущение и отстаивание пульпы зависят от содержания кремневой кислоты и железа в растворе. Повышенное содержание этих примесей в растворе является основной причиной ухудшения процесса сгущения. Особые трудности создает присутствие кремневой кислоты в растворах при схеме двухстадийного непрерывного выщелачивания. Вредное действие кремневой кислоты может быть уменьшено повышением температуры пульпы, уменьшением продолжительности перемешивания и введением поверхностно активных веществ — флокулянтов. Наилучшие условия для отстаивания нейтральной пульпы создаются при одностадийной схеме с низкокислотным режимом. Объясняется это минимальным переходом в раствор коллоидных примесей, а также тем, что устраняется их кругооборот в процессе выщелачивания. С увеличением числа стадий и повышением начальной кислотности при выщелачивании условия для отстаивания пульпы ухудшаются вследствие большого перехода примесей в раствор, накопления их в процессе и пептизации коллоидов в кислой стадии. Процесс отстаивания проходит удовлетворительно для пульп с содержанием 50—100 г/л твердого. При этом получается верхний слив с содержанием 1—4 г/л твердого и сгущенная пульпа с отношением ж:т = 2/3:1. |