Реактивация угля

Регенерация угля

Снять с активного угля золото и серебро методом высокотемпературной десорбции еще не значит восстановить его сорбционные свойства. После десорбции на поверхности и в порах угля остаются различные примеси, адсорбированные из цианистого раствора пульпы, органические вещества, тонкие шламы и илы, остатки реагентов и масел.

Отрицательное влияние щелочи при высокой температуре процесса десорбции объясняется тем, что попавшие в поры угля тонкие шламы силикатов и алюмосликатов частично растворяются, образуя гели, закупоривающие поры угля. Для удаления из пор угля гелей и тонких шламов в конце автоклавной десорбции проводится резкий сброс давления из аппарата десорбции до атмосферного. Резкое снижение давления приводит посредством вывода парожидкостной фазы к вскипанию жидкости в порах и выбросу из них вместе с паровой фазой шламов и образовавшихся гелей. Оптимальная скорость снижения давления в аппарате десорбции составляет – 0,15-0,5 кг/см2/с, при 2-3-х кратном повторении.

Осуществление операции сброса давления наряду с удалением шламов из пор угля позволяет интенсифицировать скорость десорбции в конце процесса и снизить остаточные содержания золота и серебра в угле за счет осуществления конвективного (механического) переноса благородных металлов из фазы сорбента в объем элюирующего раствора. При использовании в пульповом процессе известкового молока в качестве защитной щелочи поры угля кальцинируются (на стенках пор осаждаются карбонат кальция). С течением времени поры угля полностью зарастают карбонатом кальция, что приводит к снижению удельной поверхности угля и, как следствие, к снижению скорости сорбции и рабочей емкости по золоту. Для очистки пор угля от кальция применяется обработка угля раствором соляной кислоты. Оптимальной концентрацией является 0,7-1% раствор. Десорбция кальция проводится в колонне с углем 1-3 объемами указанного раствора в течение 1-1,5 часа. При этом с угля десорбируется 80-85% кальция. Кислотная обработка угля проводится после автоклавной десорбции золота и серебра. Если кальция в растворе пульпы содержится много, то кислотную обработку включают в постоянную схему регенерации угля; если кальция в растворе сравнительно немного, то кислотную обработку включают в схему периодически по мере кальцинации угля.

Необходимость реактивации обуславливается тем, что при элюации золота растворами не удается вымыть из угля адсорбированные масла, ксантогенаты, кремнистые соединения, большая часть которых на угле находится в нерастворимом виде.

Реактивация угля проводится путем его обжига при темпе­ратуре 650-700°С в водно-газовой среде. В этом случае все органические загрязнители угля, особенно флотационные реагенты и гумминовые кис­лоты, полностью выжигаются. При обжиге на поверхности угля в водно-газовой среде восстанавливаются функциональные радикалы, способные к возобновлению обмена ионов в пульпе.

Реактивацию угля проводят в специальных ретортных вращающихся печах (Рисунок 75) в непрерывном режиме с подачей в печь воды или пара. При проведении реактивации решающим фактором для удаления органики и восстановления активности угля являются темпера­тура и водно-газовое взаимодействие, которое устанавливается опытным путем.

Рисунок 75 – Печь для реактивации угля

Электрическая печь для реактивации угля состоит из толстостенной трубы (реторты), изготовленной из нержавеющей жаропрочной стали с внутренним диаметром 325 мм и длиной 6,5 м. Реторта помещается в на­гревательную камеру. Вращение реторты осуществляется электроприво­дом. Нагревательная камера представляет собой кожух из листовой стали, внутри которого помещаются нагреватели. Нагреватели теплоизолирова­ны от наружной стенки кожуха легким огнеупорным кирпичом. Реторта с нагревательной камерой смонтирована на мощной опорной конструкции, предусматривающей изменение угла наклона реторты.

В загрузочное устройство печи входят бункер угля вместимостью 1000 л и шнековый питатель для подачи угля из бункера в реторту. Шнековый питатель приводится в действие электродвигателем постоянного тока через клиноременную передачу. Достоинством электропривода яв­ляется то, что им можно изменять число оборотов шнека, тем самым ре­гулируя количество подаваемого угля в реторту, т.е. имеется возможность регулировать производительность печи по углю.

При вра­щении реторты уголь перемещается к загрузочному концу, проходя три зоны нагрева, в каждой из которых происходят определенные превраще­ния угля. В 1-й зоне нагрева при температуре 550-600°С происходит ис­парение воды из пор угля и образование водяного пара. Во второй зоне нагрева при температуре 650°С идет пиролиз — разложение органических веществ под действием высоких температур. Органические вещества, на­ходящиеся в порах угля, разлагаются с образованием и выделением лету­чих веществ в паровоздушный поток, который движется по реторте. При этом в порах происходит образование реакционноспособного углерода.

В третьей зоне при температуре 550°С перегретый водяной пар взаи­модействует с реакционноспособным углеродом, в результате чего про­исходит разблокирование поровой структуры угля. Из третьей зоны уголь поступает в разгрузочное устройство, где охлаждается до температуры 200-250°С, после чего высыпается в контейнер.

Образующиеся летучие вещества в составе паровоздушной смеси на выходе из реторты через специальный патрубок отсасываются вытяжной вентиляцией.

Процесс реактивации угля в печи осуществляется в непрерывном ре­жиме. Производительность печи по углю от 50 до 100 кг в час.

Реактивация угля имеет несомненные преимущества и существенным образом повышает эффективность использования активированного угля.