Отделение раствора сульфата цинка от твердого остатка

Отделение раствора сульфата цинка от твердого ос­татка осуществляется в основном двумя способами; сгу­щением пульпы и ее фильтрацией.

Под сгущением пульпы принято по­нимать выделение из нее твердой фазы с меньшим по сравнению с исходной пульпой содержанием жидкого (до 50%). Процес­с с физической стороны представляют собой явление осаждения твер­дых частиц в жидкой среде. При сгущении более грубые частицы пульпы довольно быстро опу­скаются на дно сгустителя, а самые тонкие, частицы, оседая с малой скоростью, длительное время остаются в верхней зоне.

Окончательное и более полное разделение раствора и твердого остатка производится фильтрацией, осущест­вляемой с помощью пористой перегородки, пропускаю­щей жидкость и непроницаемой для твердых частиц. В качестве материала для пористой перегородки применя­ют в основном синтетические фильтровальные ткани. Фильтрацию проводят в аппара­тах, называемых фильтрами, в которых создается раз­ность давления по обе стороны пористой перегородки.

Твердый остаток от выщелачивания обожженного про­дукта (цинковый кек) выпускают из сгустителей в виде сгущенной пульпы, содержащей до 50% раствора [ж:т = (0,8÷1):1]. Дальнейшая переработка такого влажного материала связана с большими потерями раст­вора и снижением прямого извлечения цинка в основном цикле производства. Поэтому сгущенную пульпу предва­рительно подвергают фильтрации на дисковых вакуум-фильтрах. Необходимая для работы фильтров разность давления создается вакуум-насосами. В пер­вый момент, когда фильтровальная ткань еще не покры­та слоем кека, фильтрация пульпы идет с большой ско­ростью. Затем по мере увеличения толщины слоя мате­риала на поверхности ткани и забивания всеж пор тонкими частицами фильтрация замедляется и может совсем пре­кратиться.

Это явление затухания скорости фильтрации с тече­нием времени вызывает необходимость периодического удаления кека с поверхности фильтра и регенерации фильтровальной ткани с целью восстановления ее филь­трующей способности. Кек удаляют с помощью сжатого воздуха, который, поступая с обратной стороны ткани, отдувает осадок и тем облегчает его удаление. Процесс фильтрации сгущенной пульпы на вакуум–фильтрах осу­ществляется циклически: вначале производится набор кека, затем следует его сушка просасыванием через него воздуха, потом отдувка и удаление кека с поверхности ткани. После удаления слоя кека все операции повторя­ются вновь.

Фильтрацию сгущенной пульпы цинкового кека обыч­но проводят в две стадии. Первая стадия осуществляется на рамных фильтрах периодического действия в цехах выщелачивания с промежуточной промывкой кека путем репульпации, вторая – на дисковых фильтрах непрерыв­ного действия, устанавливаемых в фильтроваль­но – сушильном отделении.

Осадок цинкового кека с дисковых вакуум-фильтров поступает на сушку. Фильтрат рамных и дисковых филь­тров направляют в кислую ветвь или на довыщелачивание твердого остатка. Промывные и оборотные растворы при накоплении в них определенного коли­чества цинка также направляют в кислую ветвь вы­щелачивания.

Полученный в процессе отстаивания нейтральной пульпы раствор содержит в виде взвесей и мути от 1 до 2 г/л твердых частиц. Последние осложняют дальнейшие операции очистки раствора от меди, кадмия, кобальта и других примесей и вызывают повышенный расход цинко­вой пыли. Кроме того, они загрязняют такие продукты, как медный и медно-кадмиевый кеки соединениями же­леза, цинка, мышьяка и сурьмы. Наличие мути в раство­ре замедляет также его фильтрацию после проведения медно-кадмиевой очистки. Чтобы это предотвратить, ней­тральный слив сгустителей перед направлением на очист­ку цинковой пылью необходимо фильтровать.

Фильтрация нейтрального слива производится на фильтр - прессах и также основана на разности давления по обеим сторонам пористой перегородки – фильтр - тка­ни. Эта разность создается за счет подачи центробежны­ми насосами растворов под определенным избыточным Давлением, В результате через ткань проходит жидкость, а на ее поверхности задерживаются твердые частицы.

Работа фильтра происходит следующим образом. С помощью мостового крана, специально установленного над бункерами для об­служивания фильтра, корзину на всю высоту опускают в бункер с пуль­пой, перемешиваемой воз­духом. При включении вакуума раствор из пуль­пы отсасывается через фильтро - ткань по трубкам в баки-ресиверы. При этом на поверхности рам наращивается слой цин­кового кека. Уровень пульпы в бункере во вре­мя фильтрации понижает­ся, что может привести к попаданию воздуха в ва­куумную систему. Поэтому пульпу в этот период все время добавляют в бункер.

Когда слой кека достигнет толщины 30–40 мм, филь­трацию прекращают, корзину поднимают и оставляют на некоторое время в подвешенном состоянии над промывном бункером под вакуумом для сушки кека. После этого кек отдувают с поверхности фильтра в бункер сжа­тым воздухом и все операции повторяют. Каждая из опе­раций занимает примерно следующее время, мин: закачка пульпы в бункер (30 м³) –15, фильтрование – 60, перемещение корзины –3, сушка кека – 35, отдувка кека – 6, перемещение корзины – 2, репульпация кека – 12, откачка пульпы –15. Общее время фильтрации со­ставляет 2 ч 28 мин.

Репульпированный с промывными водами кек откачи­вают на вторую стадию фильтрации. Удельная произво­дительность рамного вакуум-фильтра равна 300–1000 кг влажного кека с 1м² поверхности фильтрации в сутки. Расход фильтровальной ткани составляет примерно 0,15 м² на 1 т сухого кека.Преимущества рамного ва­куум - фильтра заключаются в его простоте и большой об­щей площади фильтрующей поверхности, достигающей 600–800 м² на 4–5 корзинах [4].