» » Технология процесса регенерации насыщенных анионитов
30.12.2015

В результате ряда исследовательских работ, выполненных в нашей стране и за рубежом, предложено несколько технологических схем регенерации насыщенных в цианистом процессе анионитов, в основе которых лежит принцип селективной десорбции благородных металлов и примесей неблагородных металлов и неметаллических соединений.
Одной из первых была схема регенерации сильноосновного анионита Амберлит IRA-400 с применением для десорбции золота органических растворителей, предложенная английскими исследователями. Схема включает в себя следующие основные операции: 1) десорбцию цианистых соединений цинка и никеля 10%-ным раствором HCl; 2) десорбцию цианистых соединений меди и железа раствором NaCN с концентрацией 98 г/л; 3) элюирование золота и серебра смесью ацетона с 5% HCl; 4) десорбцию цианистых соединений кобальта раствором KSCN с концентрацией 195 г/л.
Схема была испытана в полупромышленном масштабе в Ю. Родезии, но не получила положительной оценки из-за следующих недостатков: сложности схемы, большого расхода реагентов, высокой стоимости и огнеопасности органических растворителей.
За рубежом для десорбции золота и серебра используются главным образом роданистые соединения (тиоцианаты). В ЮАР, например, используется схема регенерации смолы (деацидид И с 24% сильноосновных групп), которая состоит из четырех главных стадий: 1) десорбции меди раствором NaCN с концентрацией 50 г/л с использованием элюата в обороте в процессе цианирования; 2) десорбции никеля и цинка раствором H2SO4, поступающим из 4-й стадии; 3) электроэлюирования золота и серебра щелочным роданистым раствором с концентрацией 380 г/л NH4SCN и 4 r/л NaOH; 4) десорбции (частичная) роданид-ионов, поглощенных смолой в 3-й стадии, раствором H2SO4 c использованием элюатов во 2-й стадии.
По схеме предусматривается извлечение из смолы золота, никеля и меди - 100%, цинка - 93%, железа - 70% при продолжительности всего цикла 4,2 сут.
Основным недостатком схемы является большой расход реагентов, особенно дорогого роданистого аммония, извлекаемого из смолы сернокислым раствором (4-я стадия) в малой степени.
В России исследован ряд технологических схем селективной регенерации насыщенных анионитов с использованием для элюирования благородных металлов слабокислых растворов тиомочевины (TM) и щелочных роданистых растворов. Из них наиболее детально изучена и получила применение в промышленной практике на ЗИФ схема селективной регенерации анионитов (AM, AM-2Б), разработанная Б.Н. Ласкориным с сотрудниками (рис. III.21).
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Схема включает в себя следующие основные операции.
1. Отмывка насыщенной смолы от Песковой фракции пульпы на диафрагмовой отсадочной машине.
2. Отмывка илов водой в промывной колонне; количество воды — 10 объемов на 1 объем смолы, скорость потока воды 10—15 м/ч, продолжительность промывки 6-12 ч;
3. Десорбция цианистых соединений меди и железа раствором NaCN. Условия процесса: концентрация раствора 40—50 г/л NaCN, температура раствора 50—60 °С, количество раствора 5 объемов на I объем смолы, скорость подачи раствора 1—2 м/ч, продолжительность процесса 20-25 ч, количество колонн 2, остаточная концентрация на смоле: меди до 0,5 г/кг, железа до 0,5—1,0 г/кг; смола переходит в цианистую форму; цианистый элюат, содержащий много свободного цианида, направляется в цикл цианирования пульпы.
4. Отмывка смолы водой от раствора NaCN. Условия: количество промывной воды 5 объемов на 1 объем смолы, скорость потока воды 1—2 м/ч, продолжительность процесса 15-16 ч, количество колонн 1; промывной элюат подкрепляется NaCN до концентраци 40—50 г/л и возвращается на десорбцию меди и железа.
5. Десорбция цианистых соединений цинка и никеля и свободного цианида раствором серной кислоты с концентрацией 20—25 г/л. Условия: количество раствора 6 объемов на 1 объем смолы, температура 50—60 °С, скорость подачи раствора 1—2 м/ч, продолжительность процесса 30-35 ч, число колонн 2; остаточная концентрация в смоле: цинка — до 1—2 г/кг, никеля — до 0,3—0,5 г/кг; сернокислый элюат, содержащий значительное количество HCN, нейтрализуется и направляется в цикл цианирования; вследствие ядовитости HCN операция должна проводиться в герметичных аппаратах с хорошей вытяжной вентиляцией.
6. Экстракция золота. А.С. Черных и др. показали принципиальную возможность извлечения золота из солянокислых TM растворов экстрацией трибутилфосфатом. При контакте органической и водной фаз в течение 5—10 мин и отношении объемов фаз О:В = 2:1 достигается практически полное извлечение золота из водного раствора. Необходимы дальнейшие исследования по экстракции из сернокислых элюатов, реэкстракции и переработке реэкстрактов.
7. Десорбция золота и серебра слабокислым раствором TM с концентрацией 80—90 г/л + 20—25 г/л H2SO4; процесс десорбции благородных металлов проводится небольшим объемом раствора и более длительное время в связи с необходимостью получения более концентрированных по золоту элюатов и меньшей скоростью элюирования золота. Условия процесса: количество раствора 4-5 объемов на 1 объем смолы, температура 50—60 °С, скорость подачи раствора 1—2 м/ч, продолжительность процесса 60—75 ч, количество колонн 4—5, остаточное содержание золота в анионите — не более 0,3 г/кг; растворы TM после осаждения из них золота и серебра используются в обороте.
8. Отмывка смолы от золотосодержащего TM раствора водой. Условия: количество промывной воды 1 объем на 1 объем смолы, температура 50—60 °С; скорость подачи раствора 1—2 м/ч, продолжительность операции 30—35 ч, число колонн 2, остаточная концентрация TM в промывном растворе — не более 10 г/л; выходящий из операции промывной раствор используется для приготовления свежего элюирующего TM раствора.
9. Щелочная обработка анионита раствором NaOH с концентрацией 40—50 г/л с целью десорбции остатков цинка, TM, сернистых и силикатных солей; щелочь растворяет некоторые осадки в смоле, повышая ее пористость и улучшая кинетические свойства. Условия процесса: количество раствора 5 объемов на 1 объем смолы, температура 15—20 °С, скорость,фильтрации растворе 1—2 м/ч, продолжительность процесса 30—35 ч, число колонн 2, остаточная концентрация NaOH в выходящем растворе 15—20 г/л; остаточная концентрация цинка в смоле 0,2—0,3 г/кг; выходящий раствор используется для нейтрализации кислых отходов.
10. Отмывка анионита от щелочного раствора водой. Условия: количество промывной воды 4 объема на 1 объем смолы, температура 15—20 °С, скорость фильтрации 1—2 м/ч, продолжительность промывки 15—16 ч; число колонн 1; выходящий раствор подкрепляется NaOH и используется для щелочной обработки анионита.
Orгенерированная смола содержит золота 0,1—0,3 г/кг и суммы примесей - не более 5 г/кг. Она транспортируется в отделение сорбции и загружается в процесс.
Золото и серебро из элюирующего TM раствора извлекается электролизом или химическим осаждением.
В случае малого содержания в анионите меди и железа обработка цианистым раствором может быть из схемы исключена.
Все газы, отсасываемые из регенерационных аппаратов с кислыми растворами, пропускаются через абсорбер с щелочным раствором для поглощения HCN и получения раствора NaCN или Ca(OH)2, используемого в цианистом процессе.
Расход реагентов при регенерации смолы по кислотно-тиомочевинной схеме на 1 т обработанной руды составляет, r/т: цианистого натрия 500—600, серной кислоты 200—250, едкого натра 200—250, тиомочевины 100-200.
К недостаткам схемы относятся: 1) сложность и многооперационность схемы; 2) большая продолжительность процессов регенерации (250—300 часов), большое количество задерживаемой смолы и большой расход реагентов; 3) использование крепких горячих цианистых растворов и десорбция ими, кроме меди и железа, до 10% золота и до 50% серебра; 4) изменение реакции среды с щелочной на кислую и затем кислой на щелочную, что снижает прочность анионита и увеличивает его потери.
Разработано несколько вариантов схем регенерации анионитов AM, АН-18 и АП-2 с применением электроэлюирования благородных металлов кислым раствором TM и щелочным раствором роданистого аммония (И.Д. Фридман с сотрудниками, ЦНИГРИ). Из них наибольший интерес представляет нитратно-щелочная схема регенерации, разработанная на примере анионита АП-2 с 12% ДВБ и 60% изооктана (рис. III.22).
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Схема включает в себя десорбцию цинка, никеля и цианида 5%-ным раствором H2SO4 (10 объемов на 1 объем смолы), электроэлюирование золота, серебра и меди слабокислым раствором TM (50 г/л TM + 20 г/л H2SO4,2,5 — 3,0 объема на 1 объем смолы) и десорбцию железа, кобальта и сернистых соединений щелочным раствором нитрата аммония (160—240 г/л NH4NO3 + 40 г/л NaOH, 6—10 объемов на 1 объем смолы). Основные узлы схемы дали положительные результаты при испытаниях в полупромышленном масштабе. Недостатком схемы является элюирование меди вместе с золотом и серебром, что ухудшает условия электроосаждения благородных металлов и требует включения дополнительной очистки от меди оборотных TM растворов.
Общими недостатками схем регенерации смол, в которых применяются в качестве реагентов кислоты, являются выделение сильно ядовитой HCN и необходимость использования кислотоупорной аппаратуры.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Схема регенерации с применением только щелочных растворов изучена на смолах АВ-17, AM, АН-18, АП-2 и АМ-2Б (М.Д. Ивановский, С.М. Урусова, МИСиС) (рис. III.23). Схема состоит из следующих основных операций.
1. Десорбция цианистых соединений железа, меди, цинка, кобальта и свободного цианид-иона раствором 120—150 г/л NaCl + 20—40 г/л NaOH при температуре 50-60 °С, в статических условиях при трех ступенях десорбции и расходе раствора 5—10 объемов на 1 объем смолы в каждой ступени. Степень десорбции составила %: Fe 87,1—100; Cu 81,0—89,9; Zn 95,9—99,2; Ni 14,0—53,2; Co 40,6—70,0; Au 1,8—5,8; Ag 35,3—62,2. Металлы-примеси наиболее полно десорбировались с анионитов АМ-2Б и АП-2.
2. Элюирование золота и других металлов раствором 150—250 г/л NH4SCN + 10—20 г/л NaOH при температуре 50-60 °С, в условиях, аналогичных предшествующей операции. Получена степень элюирования от исходного: золота 92,1—96,0%, серебра 37,53— 64,14% и большей части неблагородных металлов. Остаточное содержание металлов в анионитах составило: золота 0,06—0,34 мг/г, серебра 0,0—0,07 мг/г, суммы неблагородных металлов 0,58—1,86 мг/г.
3. Десорбция роданид-ионов раствором 30—120 г/л NaCl или 40—160 г/л NH4NO3 на 95-100% в процессе динамического элюирования при расходе растворов 20—30 объемов на 1 объем смолы и температуре 20 °С; при этом анионит переходит в хлоридную или нитратную форму и возвращается на сорбцию.
Элюат, содержащий роданид-ионы, подлежит регенерации, например по методу И.Н. Плаксина и М.А. Кожуховой, с получением раствора цианистой щелочи.
Из роданидно-щелочного элюата золото и серебро осаждаются электролизом или цементацией цинковой или алюминиевой пылью.
Хлоридный элюат, содержащий золото, серебро и неблагородные металлы, после сорбции благородных металлов активированным углем направляется в цикл цианирования.
Основной недостаток схемы состоит в необходимости десорбции с анионита роданид-иона. Трудности этого процесса заключаются в недостаточной изученности регенерации роданистых щелочей, а также в значительной величине извлечения серебра хлоридным раствором.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Представляет интерес роданидно-щелочная схема селективной регенерации насыщенного анионита АМ-2Б (рис. III.24). Особенностью схемы является использование для данного процесса роданидно-щелочных растворов различной концентрации. Схема включает в себя следующие основные операции.
1. Коллективная десорбция примесей — железа, меди и цинка - роданидно-щелочным раствором с концентрацией 10 г/л NH4SCN + 10-25 г/л NaOH при температуре 40-50 °С в течение 3—4 ч. При этом в роданидно-щелочной элюат переходит: примесей 90-95%, серебра 26-50% и золота 2,6-3,8%. При некотором избытке элюата и увеличении продолжительности промывки извлечение серебра может быть повышено до практически полного.
2. Последующее селективное элюирование золота раствором 170-250 г/л NH4SCN при температуре 40-50 °С в течение 6-7 ч в замкнутом цикле с электрохимическим осаждением.
3. Элюирование роданид-иона со смолы раствором 10—25 г/л NaOH с использованием части роданидно-щелочного элюата для десорбции примесей.
4. Обезвреживание отработанных роданидно-щелочных элюатов озонированным воздухом.
Золото и серебро, извлекаемые роданидно-щелочным раствором вместе с примесями, осаждаются активированным углем, а при высоком содержании серебра — электролизом.
Роданидно-щелочная схема регенерации испытана на опытнопромышленной установке с анионитом АМ-2Б и дала хорошие результаты. После регенерации получена смола с суммарной остаточной емкостью по всем контролируемым элементам менее 1,5 мг/г, по серусодержащим продуктам 16—19 мг/г.
Достоинством этой схемы является сравнительная простота, использование только щелочных элюирующих растворов, значительное ускорение процесса и получение достаточно хорошей степени регенерации смолы.
К основным недостаткам схемы следует отнести необходимость десорбции роданид-ионов со смолы и трудность этого процесса, отсутствие регенерации роданистой щелочи из избыточных растворов и разложение роданид- и цианид-ионов при обезвреживании растворов, что повышает расход этих дорогих реагентов.
Большинство рассмотренных схем регенерации насыщенных анионитов характеризуется сложностью, многооперационностью, большой продолжительностью, большим расходом смолы и реагентов, неблагоприятными условиями труда обслуживающего персонала из-за токсичности ряда реагентов и выделяющихся газов. Следует отметить, что этот важный для технологии сорбционного цианирования процесс еще не получил оптимального решения и в этом направлении необходимы дальнейшие изыскания.
Для технологии регенерации насыщенных анионитов важным является определение числа теоретических и реальных ступеней десорбции благородных металлов и примесей. Это определение производится на основе экспериментальных данных графическим путем по изотерме десорбции и рабочей линии (рис. III.25),
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

На диаграмме у-х нанесены: OA — линия рабочих концентраций золота, OB - кинетическая кривая, учитывающая степень приближения фаз к равновесию в реальных условиях. В отличие от процесса сорбции на данной диаграмме рабочая линия OA располагается выше кривой равновесия OB, так как металл переходит из твердой фазы у в жидкую х. Точки ун и ук соответствуют начальной и конечной концентрации золота в фазе у - смоле, хн и хк -тоже в фазе х — элюирующем растворе. Построением ступенчатой линии A1C1A2C2A3C3A4C4 определяется число ступеней десорбции золота (равное в данном случае 4).
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Процесс регенерации анионитов на ЗИФ производится в настоящее время в регенерационных колоннах движущегося слоя (КДС) (рис. III.26), в которых осуществляется противоточное движение насыщенной смолы и элюирующего раствора. Колонна состоит из цилиндрического корпуса 11 большой высоты при относительно малом диаметре. Оптимальное отношение диаметра колонны D к ее высоте H находится в пределах 1:8...12 и зависит от назначения аппарата. Так как процессы десорбции протекают обычно при температуре 50—60 °С, в нижней части колонны 16 монтируют съемный змеевик 25 для подогрева раствора горячей водой, нагретой до 80—90 °С. Во избежание теплопотерь внешнюю цилиндрическую поверхность колонны покрывают теплоизоляцией (матами) 24 из минеральной ваты или других изолирующих материалов, обшивают снаружи жестью или тканевым материалом и окрашивают. Толщина слоя изоляции составляет 60 мм.
Между основной цилиндрической и нижней частями колонны устанавливают металлическую решетку 15 с отверстиями 3-10 мм, на которую накладывают сетку 18 с отверстиями 0,4 мм, не пропускающую смолу в нижнюю часть аппарата. В случае агрессивных кислых сред используют полипропиленовую сетку, для нейтральных — тканую из нержавеющей стали Х18Н10Т.
Днище колонны имеет коническую форму и заканчивается патрубком 17 для подачи в колонну растворов. В случае засорения патрубка 17 песком или мягкой смолой его промывают через патрубок 20.
Верхнюю часть колонны 6 делают шире нижней для снижения скорости восходящего потока раствора. В ней расположено дренажное устройство 7 для отделения смолы от растворов, отводимых из колонны через патрубок 9. Оно имеет форму кольца высотой 0,2—0,3 м, состоящего из двух полуколец, соединенных шарнирно с одной стороны и с защелками - с другой. Кольцо на 0,25—0,5 длины выполнено в виде рамки с дренажной сеткой, аналогичной сетке 18 фильтрующей перегородки. Забивание сетки мелкой щепой и осколками зерен смолы предотвращается сжатым воздухом, подаваемым по трубе 22 у нижней кромки дренажа.
Верхний цилиндр колонны состоит из двух полуколец, соединенных шарнирно, из которых одна половина закрепляется неподвижно с переходником 8, а вторая может вращаться на шарнирах (разрез A-A), что позволяет менять сетки дренажа, не прекращая питания колонны.
Для отбора проб смолы и элюата в верхней части колонны имеется люк 23 размером 300x250 мм с дверцей из прозрачного материала.
Верхняя часть колонны закрыта крышкой с патрубками следующего назначения: вентиляционный 7, для уровнемера 2, вывод раствора и смолы из аэролифта 3, подвод сжатого воздуха к аэролифту 4, подача смолы в колонну 5. На выходе в колонну патрубок 5 переходит в трубу большего диаметра, в верхней части которой имеются отверстия для удаления воздуха из потока смолы, поступающего в колонну. В нижней части колонны имеются: гильза для термопары 13, патрубок 14 для аварийного опорожнения колонны и патрубок 21 для возврата в колонну растворов из разделителя смолы и растворов.
В центре колонны устанавливается самоцентрирующийся аэролифт 12, служащий для перемещения смолы в последующий аппарат. Нижний конец стакана аэролифта не доходит до сетки 18 примерно на 0,5 м.
Насыщенная смола, загруженная в колонну через патрубок 5, постепенно опускается вниз навстречу потоку элюирующих растворов, поступающих снизу через патрубок 17. Раствор, поднимающийся вверх вместе с легкой фракцией смолы, проходит через сетку дренажа и выводится из колонны, а смола задерживается в аппарате. Скорость потока раствора при десорбции составляет обычно 1—2 м/ч.
Узлы и детали регенерационных колонн, работающих в подогретых агрессивных растворах, выполняются из титана (ВТ1-0), а работающих в неагрессивных средах — из углеродистой стали (ст.3). Колонны крепятся к рабочей площадке при помощи четырех приваренных опор 10.
В некоторых конструкциях регенерационных колонн подогрев растворов осуществляется горячей водой, подаваемой в рубашку у нижней части аппарата.
Высота колонн типа КДС, эквивалентная теоретической ступени десорбции, составляет 10—15 м.
Техническая характеристика регенерационных колонн КДС (данные ВНИИпрозолото) приведена в табл. III.9.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Промывочные колонны предназначаются для отмывки смолы от илов или реагентов. По конструкции они аналогичны регенерационным колоннам КДС с тем отличием, что в них отсутствуют устройства для подогрева растворов и теплоизоляция, так как промывка смолы осуществляется обычно растворами или водой без их дополнительного подогрева. Поэтому в нижнем узле колонны нет цилиндрической части, в которой помещается змеевик, а конусное днище колонны с патрубками 17, 19, 20 расположено непосредственно под фильтрующей перегородкой 15 с сеткой 18.
Скорость восходящего потока промывных растворов составляет 4—5 м/ч при отмывке реагентов. Промытая смола выгружается из колонны аэролифтом 12 через патрубок 3 и направляется в последующий процесс.
Техническая характеристика промывочных колонн (данные ВНИИпрозолото) приведена в табл. III.10.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Колонны «электроэлюирования» (колонны взвешенного слоя) предназначаются для десорбции из насыщенной смолы золота и серебра с последующим осаждением их из раствора в электролизере. Оба аппарата работают в замкнутом цикле, что интенсифицирует процесс элюирования благородных металлов.
Колонна (рис. III. 27) состоит из двух отделений: нижней конической части для смолы и верхней цилиндрической части для растворов, разделенных фильтрующей перегородкой 2 с пропиленовой сеткой 6 с отверстиями 0,4 мм для задерживания смолы. Аналогичная фильтрующая перегородка 5 с сеткой 6 расположена между нижней частью колонны и конусным днищем 4, имеющим патрубок для подачи в колонну элюирующего раствора.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

В цилиндрической части колонны имеются два патрубка: один - для выхода товарного регенерата (направляется на фильтрацию и электролиз), другой - вентиляционный.
Коническая часть колонны снабжена патрубками: верхним для загрузки насыщенной смолы, средним — для отбора проб смолы и раствора в процессе элюирования и нижним - для выгрузки обеззолоченной смолы.
В верхней и нижней рабочих частях колонны расположены смотровые окна 11 для визуального наблюдения за состоянием взвешенного слоя смолы.
При колонне устанавливается сопряженное с ней оборудование: фильтр для осветления раствора, чаны-сборники, электролизер, насосы, трубопроводы, теплообменник. Скорость циркуляции элюирующего раствора в замкнутой системе колонна-электролизер регулируется так, чтобы смола в колонне находилась во взвешенном состоянии. После снижения содержания золота в смоле до 0,1 мг/г и в растворе - не более 20 мг/л процесс прекращается, обеззолоченная смола после промывки водой выгружается и цикл элюирования повторяется с новой порцией насыщенного анионита. Продолжительность цикла составляет 10-12 ч. Для обеспечения непрерывности процесса десорбции необходима установка не менее двух комплектов оборудования, работающих попеременно. Техническая характеристика колонны электроэлюирования (данные BHИИ прозолото) приведена ниже:
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

К преимуществам установки электроэлюирования следует отнести: 1) существенное сокращение продолжительности процесса десорбции золота со смолы — до 10—12 ч вместо 60—75 ч при динамическом элюировании в колоннах КДС вследствие снижения содержания металла в элюирующем растворе; 2) значительное уменьшение объема элюирующего раствора — до 1,4—3,0 м3 против 4—5 м3 при динамическом процессе в колоннах КДС; 3) возможность снижения концентрации элюирующего раствора по TM с 80—90 до 50 г/л.
Основным недостатком данной системы электроэлюирования является периодичность действия установки, что требует для обеспечения непрерывности работы наличия промежуточных аккумулирующих емкостей (колонн) для накопления смолы в течение цикла элюирования и приема выгружаемой из колонны смолы после окончания процесса.
Колонны движущегося слоя имеют некоторые принципиальные недостатки, снижающие их эффективность: наличие продольного перемешивания из-за сегрегации частиц ионита по высоте аппарата и трудность равномерного распределения потоков по его сечению, что приводит к каналообразованию. Эти явления вызывают увеличение продолжительности процесса десорбции, необходимость установки каскадов из нескольких аппаратов и увеличение единовременной загрузки ионита.
От указанных недостатков в большей мере свободны пульсационные колонны непрерывной сорбции — десорбции с пневмогидравлической разгрузкой ионита (КНСПР).
Колонна (рис. III.28) состоит из следующих узлов: цилиндрического корпуса 2, конусообразной центральной загрузочной трубы 3, нижнего дренажного устройства 4, гидрозатвора со стаканом 5, верхней крышки с отбойником 1 и приемным желобом для ионита. В отбойнике установлено брызгало для подачи десорбционного раствора. Колонна оборудована трубопроводом для подачи сжатого воздуха и сброса его в атмосферу.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Ионит аэролифтом или грохотом подается в загрузочную центральную трубу и движется по ней вниз под действием силы тяжести и создаваемого перепада давления между загрузочной трубой и рабочим пространством колонны. Под действием периодических пневмоимпульсов ионит поступает в рабочее пространство колонны, движется в нем по направлению снизу вверх и разгружается в верхний приемный желоб. Раствор движется противотоком к иониту сверху вниз, проходит дренажное устройство и выводится через нижний патрубок.
В момент пневмоимпульса воздух через систему пневмоклапанов поступает в колонну и вытесняет жидкость, находящуюся в гидрозатворе, сообщая через нее иониту поступательное движение вверх. При этом конусообразная загрузочная труба (конусность 3—5°) играет роль обратного клапана. Частота пульсаций меняется в зависимости от производительности по иониту и характера перерабатываемых растворов от 4 до 60 имп./ч. Расход воздуха не превышает 10—12 м3/ч на 1 м3 ионита. Скорость просачивания растворов составляет для разных ионитов от 12 до 40 м3/(м2*ч). Разработаны колонны с рабочим объемом до 30 м3 при диаметре до 2,5 м и высоте до 10 м.
Испытания данных колонн показали их высокую эффективность. Так, при десорбции молибдена с анионита АМП аммиачно-сульфатными растворами продолжительность регенерации снижается в 3—4 раза по сравнению с десорбцией в колоннах типа КДС. Высота эквивалентной теоретической ступени составила 1,5—1,7 м по сравнению с 12—15 м для колонн КДС.
Применение колонн типа КНСПР не требует сооружения каскада последовательно работающих аппаратов, что позволяет снизить в несколько раз единовременную загрузку ионита и значительно уменьшить капитальные затраты на строительство регенерационной установки.
Для регенерации насыщенного анионита с высокой эффективностью, аналогичной эффективности колонн КНСПР, также может быть использована пульсационная колонна с распределительной насадкой (КРИМЗ). В случае регенерации пульсационная колонна должна работать в противоточном режиме - с подачей анионита в верхнюю, а элюирующего раствора в нижнюю часть колонны.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Для электролитического осаждения благородных металлов из тиомочевинных элюатов применяют электролизеры. Электролизер ЭУ-1 с катодами из волокнистого углеграфитового материала и анодами из платины (рис. III.29) состоит из корпуса, в котором находятся 11 анодных и 10 катодных камер. Анолит и католит (товарный элюат) подаются раздельно через коллекторы в корпусе ванны.
Анодная камера (рис. III.30) представляет собой раму 1 из изолирующего материала, в которой с двух сторон герметически прикреплена ионообменная мембрана 2. Внутрь камеры вставляют платиновый анод 3 в виде сетки и заливают анолит. Используются катионитовые мембраны с низкой гидравлической проницаемостью и высокой химической и механической прочностью (например, армированные лавсановой сеткой марки MK-40JI). Могут также использоваться анионообменные мембраны, но в этом случае наблюдается ускоренное накопление кислоты в анолите. Анолит поступает в камеры из специальной емкости через распределитель, расположенный в днище ванны, с которым камеры соединяются при помощи штуцеров 4 и гнезд.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Катодная камера (рис. III.31) состоит из токонепроводящего (винипласт, полиэтилен, стеклопласт) корпуса 1 с двумя перфорированными токоподводящими стенками 2, на которые с наружных сторон укладывается углеграфитовый материал 3, закрепляемый винипластовыми сетками 4 с отверстиями диаметром 4—5 мм и решетчатыми токонепроводящими прижимами 5 с верхним замком 8. На корпусе камеры укреплены токоподводящая планка 6 и ручка 7.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Питание катодных камер католитом осуществляется из промежуточной емкости через распределитель, расположенный в днище ванны, с которым камера соединяется при помощи штуцера 9, входящего в соответствующее гнездо распределителя.
Схема электролизной установки с вспомогательным оборудованием представлена на рис. III.32.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Процесс электролиза товарного регенерата состоит в осаждении благородных металлов на угле графитовом катоде и протекает по периодической системе в следующей последовательности: порция регенерата, подлежащая электролизу, в напорной емкости подогревается до 40-50 °С, направляется самотеком в электролизную ванну и распределяется между катодными камерами. При прохождении раствора через углеграфитовый материал золото и серебро частично осаждаются, раствор выгружается из ванны через сливной карман и возвращается в напорную емкость с помощью аэролифта или насоса. Раствор циркулирует между емкостью и ванной до тех пор, пока содержание золота и серебра в нем не снизится до заданной величины. Обеззолоченный раствор направляется в оборот, а процесс электролиза проводится со свежей порцией товарного регенерата и продолжается до заполнения углеграфитового материала катодным осадком - до 30 кг золота на 1 кг ватина. Катодные камеры перед съемом нагруженного угле-графитового материала промываются водой и сушатся воздухом для удаления тиомочевинных растворов.
Разборка катодной камеры и съем углеграфитового материала, заполненного катодным осадком, производится на титановых столах, снабженных бортами высотой 90-100 мм. Промытый и подсушенный углеграфитовый катод с осажденным на нем металлом помещается в титановый поддон с решетчатыми стенками и переносится в печь, где при температуре 500—600 °С с притоком воздуха происходит озоление углеграфитовой основы.
Катодные камеры, освобожденные от катодного осадка, заполняют свежим углеграфитовым материалом и возвращают в электролизер.
Техническая характеристика электролизера ЭУ-1 приведена ниже:
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Кроме основного оборудования в регенерационных отделениях используется ряд вспомогательных аппаратов. К их числу относятся:
— чаны-реакторы для приготовления растворов реагентов -цельносварные или со съемной крышкой, простые емкостью от 1 до 32 м3; эмалированные чугунные или стальные вместимостью от 1,25 до 10 м3 с перемешивающими устройствами;
— мерники для растворов — стальные сварные со съемной крышкой сосуды вместимостью от 10 до 630 л;
— чаны — сборники растворов - вертикальные цельносварные или со съемной крышкой, с плоским или коническим днищем, вместимостью от 1 до 25 м3; эмалированные чугунные вместимостью от 0,16 до 5,0 м3.
Подача растворов в чаны - реакторы, мерники и сборники -производится самотеком, насосом или под давлением сжатого воздуха. В последнем случае аппараты рассчитываются для работы под избыточным давлением до 6—10 кг/см2. При необходимости эти аппараты снабжаются рубашкой для нагрева (или охлаждения) растворов.
Для отделения воздуха от растворов при транспортировании их аэролифтами устанавливаются чаны-сепараторы. Сепаратор (рис. III.33) состоит из цилиндрического корпуса объемом 200—300 л со съемной крышкой. Раствор, насыщенный воздухом, поступает в сепаратор по трубе, а выводится из него после отделения воздуха через патрубок. Газы отводятся из аппарата через патрубок в крышке, соединяющийся с системой вытяжной вентиляции. Сепаратор обычно устанавливается выше колонн, что позволяет направлять раствор из него в последующий аппарат самотеком.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов

Схема установки регенерационной колонны с вспомогательным оборудованием показана на рис. III.34. Чан с раствором реагента установлен выше колонны для подачи раствора самотеком в нижнюю часть колонны и создания напора для фильтрации его через слой ионита в аппарате. Раствор, выходящий в верхней части колонны, самотеком поступает в стакан внешнего аэролифта, которым подается в сепаратор, располагаемый также выше колонны. Из сепаратора раствор, освобожденный от избытка воздуха, самотеком направляется в следующий по схеме аппарат.
В качестве материалов для изготовления вспомогательного оборудования используются: чугун, углеродистые стали, коррозионностойкие стали, а также титан, в зависимости от агрессивности растворов, температуры, давления и др.
Технология процесса регенерации насыщенных анионитов