وسائط الترشيح المزدوجة لاستخلاص المذيبات بالكهرباء
واحدة من الطرق الرائدة لاستخراج المعادن مثل النحاس من الخامات هي
استخراج المذيبات
والتوأمة الكهربائية (SXEW). ويمكن تعزيز هذه العملية باستخدام وسائط التصفية المزدوجة الغارنت - الجمرة الخبيثة قبل خطوة التوأمة الكهربائية، مما يتيح نتائج محسنة بشكل كبير من العملية الكهروكيميائية النهائية.
نظرة عامة على SXEW
SXEW هو الكتروبإيداع من المعادن (الكهربية) من الخامات الملغومة التي وضعت في محلول مائي من خلال عملية الرشح، والتي تم تنقيتها اسميا باستخدام عملية استخراج المذيبات. في إعداد التحليل الكهربائي البسيط ، فإن محلول الرشح المحتوي على المعدن هو المنحل بالكهرباء.
ما هو استخراج المذيبات؟
استخراج المذيبات هو العملية الكيميائية لتطبيق الحلول المائية و / أو العضوية المتتابعة إلى حل آخر لإزالة الشوائب غير المرغوب فيها ، وضمان أن المنتج المطلوب يقع في محلول محدد بوضوح ، في حالة استخراج المذيبات قبل الكهربية ، ستكون هذه هي المرحلة المائية.
عملية الرشح النتائج في حل الأيونات المعدنية وغيرها من الشوائب من الخام في محلول مائي حمضية ضعيفة، وإنتاج 'رشح الحوامل'. يتم استحلاب هذا الحل المستخرج مع مرحلة عضوية ('diluent') - عادة النفط القائم في التطبيقات المعدنية، وغالبا مع محتوى العطرية العالية، على الرغم من أن قد استخدمت diluents aliphatic - والأيونات المعدنية المطلوبة الانتقال إلى المرحلة العضوية "المحملة" الآن. تتم إزالة المرحلة المائية القديمة ('raffinate') ، مع بعض غير المرغوب فيهم معها ، ويمكن إعادة استخدامها للرشح.
وبما أن عملية الإيتروبوفونية المستقبلية تتطلب إيونات معدنية في محلول مائي، فإن المرحلة العضوية "المحملة" هي المرحلة العضوية التالية مستحلبة مع مرحلة مائية حمضية قوية جديدة ("إلكهار كهربي الهزيل"، عادة حمض الكبريتيك) التي تمر إليها الأيونات المعدنية المطلوبة. يمكن بعد ذلك التخلص من المرحلة العضوية المجردة الآن ولكن عادة ما يتم إعادة استخدامها. يمكن أن تنتقل المرحلة المائية إلى المرحلة التالية، ويشار إليها باسم "المنحل بالكهرباء الحامل".
ما هو Electrowinning؟
تستخدم لأول مرة من قبل ديفي لاستخراج معدن الصوديوم من هيدروكسيد الصوديوم المنصهر ، ثم من قبل ماكسيميليان لاستخراج النحاس ، والإكتروليتاك هي عملية الكهروكيميائية التي تستخدم الكهرباء لاستخراج المعادن من الحل (1). يتم تمرير تيار من أنود خامل من خلال "المنحل الكهربائي الحامل" (التي تم الحصول عليها من العلاج عن طريق استخراج المذيبات من الرشح ، على النحو الوارد أعلاه) من الخام ، ويتم إيداع المعدن المطلوب على الكاثود ، والتي يمكن جمعها يدويًا. غالبًا ما ترتبط الكهربية باستخراج أنقى بكثير مقارنة بعملية الصهر. بعد عملية الكهربية ، يمكن إعادة استخدام المنحل بالكهرباء "المستهلكة" لاستخراج المزيد من الأيونات المعدنية من المرحلة العضوية "المحملة" من وقت سابق.
الترشيح يمكن أن يعزز عملية SXEW
مع أي عملية كيميائية ، يمكن أن تسود كميات صغيرة من المواد الصلبة المتبقية من خلال عملية استخراج المذيبات - خاصة على نطاق واسع. يمكن أن تشمل الملوثات الأخرى الكميات المتبقية من المرحلة العضوية ، وبالتالي المركبات المذابة داخل. عملية الترشيح يزيل أي من هذه المواد غير المرغوب فيها، وتوفير المنحل بالكهرباء أنظف وأنقى لعملية الكهربية، وبالتالي زيادة كفاءة تلك العملية والحد من احتمال أي منتجات ثانوية. ومن السمات المشتركة في أوهرالنحاس والكوبالت من شرق أفريقيا، والصخور التي توجد فيها، مركبات من نوع السيليكات. دون العلاج المناسب، مركبات السيليكات / السيليكا (الغروانية، هلام من نوع، أو حل) يمكن أن يسبب مشاكل حادة في عملية SXEW مثل تشكيل 'crud'، وصعوبة و / أو تباطؤ أثناء فصل المرحلة والخسائر في رافينات. مركبات السيليكا غير المعالجة ، يمكن أن تصل إلى نظام الكهربية ، وبسبب الطبيعة الحمضية للغاية للالمنحل بالكهرباء ، والبوليمرات ويحتمل أن ترسب على الأقطاب الكهربائية - مما يقلل بشكل كبير من كفاءة النظام (2).
كيف ولماذا؟
في عملية SXEW الصناعية ، يحدث الترشيح بين استخراج المذيبات والقدرة على الكهرباء وهو خطوة رئيسية في ضمان الفوز بالكهرباء الأمثل. عبر هذه الصناعة ، يتم استخدام العديد من مسارات الترشيح المختلفة - في الغالب استنادًا إلى استبعاد الحجم. نهج متتابع ة للترشيح هو شائع، حيث يتم تنحية المرحلة المائية إلى أسفل إلى احتواء الملوثات فقط على مقياس ميكرون منخفضة نهاية. هذا له مزايا متأصلة في حد ذاته - عملية خطوة إلى أسفل أكثر فعالية من خطوة ترشيح واحدة.
اعتمادا على موقع العملية والمقياس والمعادن المعزولة المطلوبة، وتستخدم وسائل الترشيح المختلفة. وعلاوة على ذلك، وبما أن استخراج المذيبات يحدث في واجهة مائية - عضوية، فإن وجود أي مادة أجنبية يمكن أن يؤثر على الأداء الكيميائي والفيزيائي لنقل المرحلة ويتعارض معه. نظرًا لأن عملية SXEW يتم تشغيلها عادةً باستخدام عملية تعيد استخدام الحلول المائية والعضوية "المستهلكة" أو "المجردة" ، فإن إزالة الملوثات أمر بالغ الأهمية قبل إعادة استخدام الحل. شعبية متزايدة - وخاصة لاستخراج النحاس - هو anthracite المزدوج
ووسيط الترشيح العقيق،
وهذا هو مصدر تصفية استخراج المذيبات وسائل الإعلام. ويشار إلى تصميم مرشح نموذجي باسم "عمود"، حيث يتم تعبئة طبقة كثيفة من وسائط الترشيح في أنبوب كبير ويتم ضخ الفيلترات من خلال ذلك من الأعلى. في حالة وسائط الترشيح المزدوجة ، يتم فصل طبقات الوسائط بشريط رقيق من الرمل ، مع وسائط خشنة نحو الجزء العلوي من العمود.
لماذا أنثراسايت وجارنيت كوسيط تصفية مزدوج لاستخراج المذيبات؟
غالبًا ما تستخدم Anthracite لاستخراج المذيبات
والعقيق لاستخراج المذيبات معًا كوسائط تصفية مزدوجة لاستخراج المذيبات. كلاهما المنتجات المشتركة التي تحدث بشكل طبيعي.
تم العثور على وسائط تصفية العقيق في الطبيعة مع أي حالات تقريبا من الشوائب. كوسيلة الترشيح، يتم استخدامه في شكل سحقت. مقاومة للعلاجات الكيميائية، والكشط والتوسع بسبب الحرارة، بل هو وسيلة ترشيح موثوق بها لتطبيقات الإنتاجية العالية على المدى الطويل. وقد ثبت ترشيح العقيق فعالة مثل منخفضة مثل 10 ميكرون. هذا جعل العقيق لاستخراج المذيبات لتكون وسائل الإعلام المناسبة جدا للاستخدام.
الوسائط تصفية Anthracite هو نوع من الفحم مع أعلى مستويات محتوى الكربون وأقل الشوائب بين أقرانها. نظرًا لأن أكثر من 479 كيلو طن تم إنتاجها في عام 2016 ، فإن anthracite هو وسيلة ترشيح فعالة من حيث التكلفة ، مع استخدام الجمرة الخبيثة عالية الجودة وعالية الجودة على نطاق واسع في التطبيقات المعدنية. للحصول على مساحة أكبر من السطح، anthracite لاستخراج المذيبات هو الأرض ناعما قبل استخدامها في مرشح.
في تكوين سلسلة، يتم استخدام العديد من الأسرّة deionised التي تحتوي على anthracite والعقيق وسائط تصفية SX. يستخدم Anthracite كوسائط تصفية خشنة من الطبقة العليا ، وإزالة الغالبية العظمى من المخلفات العضوية. ويتبعه عقيق أرضي ناعماً، يعمل على إزالة الملوثات الصلبة وصولاً إلى مقياس الميكرون. هذه الوسائط الفلتر المزدوج لاستخراج المذيبات فعالة للغاية وغير مكلفة وقابلة للتطوير.
وقد استخدمت بعض مرافق الإنتاج في زامبيا ستة أعمدة تصفية وسائط مزدوجة من الجمرة الخبيثة/العقيق بالتوازي، قبل خطوة التوأمة الكهربائية، مما أدى إلى إنتاج ما يصل إلى 800 متر3 في الساعة من الكهارل الكهربائية النظيفة والمسبقة(4). وفقا لبعض الدراسات، المرافق الحديثة التي تستخدم عملية SXEW لتحقيق النحاس من خامها تحقيق ما يزيد على 90 كفاءة الحالية عند استخدام أيضا الترشيح وسائل الإعلام المزدوجة (5،6)، مع معدلات الإنتاج السنوي في عام 2014 من ما يقرب من 200 كيلوت و 15 كيلوت من النحاس عالية النقاء والكوبالت على التوالي.
في إعدادات الترشيح باستخدام anthracite الأرض والعقيق، وتستخدم أحجام الجسيمات بين 3 و 100 شبكة في نطاق تحميل من 0.5 إلى 2.4 م3 لكل متر2 من وسائط التصفية، ويمكن تحقيق معدلات تدفق من 3.5 إلى 189 لترا في الدقيقة (7).
بالإضافة إلى النحاس والكوبالت، كانت SXEW مفيدة لاستخراج الزنك والحديد (8) والنيكل (9) من خاماتها في نقاء عال، أو عندما كانت في موقع مشترك مع النحاس أو الكوبالت.
ملخص
- وسائط الترشيح المزدوجة لتبادل المذيبات يعزز عملية الكهربية عن طريق منع المخلفات العضوية والمواد الصلبة غير المرغوب فيها من الوصول إلى مرحلة الكهربية
- تبادل المذيبات هو طريقة استخدام المذيبات العضوية والمائية المتتابعة لضمان تتركز الأيونات المعدنية بشكل كبير في حل مناسب للتحليل الكهربائي ، ويتم التخلص من المركبات الأخرى
- الكتروبوين هو عملية الكهروكيميائية حيث يتم إيداع المعدن الصلب على قطب كهربائي عند تطبيق التيار في المنحل بالكهرباء
- يتم استخدام وسائط تصفية SX في الترشيح المزدوج باستخدام وسائط تصفية الأنثراسيت والوسائط تصفية العقيق كوسيلة قوية لمنع تلوث عملية الكهربية، ودورة SXEW الشاملة
- يمكن استخدام SXEW باستخدام وسائط التصفية المزدوجة هذه لعزل النحاس والكوبالت ، من بين أمور أخرى ، عن أولها في نقاء عالية
المراجع
- ألف فيليب (تحرير) الطلاء الكهربائي والطلاء الكهربائي للمعادن، لوكوود ، لندن ، 1902
- ك. سي سول، ف. ك. شوندويل، ن. دلاميني وجي كروغر، المؤتمرالتاسع للمعادن الأساسية للجنوب الأفريقي، ليفينغستون، 2018
- ك. س. سول وأو. س. تينكلر، ج. س. عفر. 2016
- ك. س. سول اخرون. هيدروميتالورجيا, 2005، 78 ، 52-78
- ج. أ. كوردوسكي، ج. س. عفر. 2002
- الولايات المتحدة براءات الاختراع US3842001A، 1973 (انتهت صلاحيتها)
- س. ساندوفال وآخرون ج. س. عفر. 2016
- ج. كوت, Extr المذيبات. و (أيون إكسش)، 2000، 18، 703-727
- ج. بيكون وآي ميهايلوف، ج. س. عفر. 2002
يجب عليك تسجيل الدخول لكتابة تعليق.