185175. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pH=1 alatti savkoncentrációjú savas hidrometallurgiai feltárás folyamatos mérésére és/vagy szabályozására
1 185 175 2 A találmány tárgya: Eljárás pH = l alatti savkoncentrációjú savas hidrometallurgiai feltárás folyamatos mérésére és/vagy szabályozására, A hidrometallurgiai folyamatokban ismeretesek a feltárókaszkádot alkalmazó, folyamatos üzemü technológiai megoldások, amelyeknél javarészt csak a bevitt anyagmennyiségeket mérik (feltáró oldat, ill. szilárd fázisú ércpor), és arányszabályozással végzik az adagolást. Fejlettebb az a technológia, amelynél az egyes tartályokba beömlő, vagy azokból távozó zagy sűrűségét vagy pH-ját mérik. Ha a feltárás során azonban gáz- vagy gőzképződés lép fel, a mért értékek nem fognak megfelelni a zagy tényleges sűrűség- vagy pH-értékének. Ezen túlmenően a pH-mérés a pH= 1 érték alatt bizonytalanná válik. A pH-méréssel való savkoncentráció mérés, — ami a hidrometallurgiában leginkább alkalmazott mérés, — nagy hátránya az, hogy nagy savkoncentráció tartományban a pH-mérő elektródok potenciálja a pH-változással már nem lineárisan változik, és nagy koncentráció változásokra is kis feszültségjelet adnak. 25 — 30 g/'l savtarlalom fölött már nem tudja követni a módszer kellő pontossággal (db 5 g/1 ) a savtartalom változását. Nem áll rendelkezésre olyan elektród, amely nullához közeleső pH-értékeket megbízhatóan és hosszúidejü stabilitással tudna mérni. Nagyon tömény savoldatban negatív pH-értékek lépnek fel, amelyek mérési pontossága úgyszintén nem kielégítő. A hidrometallurgia éppen az ércek feltárhatósága miatt kénytelen koncentrált savoldatokkal dolgozni. Ismeretes olyan megoldás, ahol a bunkerben tárolt ércet recirkuláltatotí, gyenge sav- vagy elektrolit-tartalmú oldattal viszik nedves őrlésre, és a kapott zagyot koncentrált savoldattal tárják fel. Ennek során csak a zagy fajsúlymérése lehetséges, az elektromos paramétereket mérő elektródok részben a savtartalom, részben a zagy koptatóhatása miatt nem biztosítják a reprodukálható mérést és a megfelelő szabályozást. Egyes érceknél a felszabaduló gáztartalom meghamisítja az arányszabályozás értékeit. Annak következtében, hogy a feltárás folyamán gázfejlödés is lejátszódhat, lényegében legalább háromkomponensü és háromfázisú rendszerrel állunk szemben, amelynek mérése eddig nem megoldott, és az alkalmazott megoldások vagy valamely „átlagérték” (például pH vagy fajsúly) mérésére szorítkoznak, és nincsenek figyelemmel a fázisok arányváltozására, vagy a komponensek arányváltozása által okozott hibára, vagy speciálisan kiképzett by-pass ágban, mintavételek és laboratóriumi elemzések sorozatával mérik a koncentráció változásokat. Ez utóbbi esetben lényegében nincs mód, vagy csak jelentős késéssel a beavatkozásra. Ismeretes mérőmódszerek : fajsúlymcrés, elektromos vezetés mérése, pH-mérés, potenciálmérés, cxtinkciómérés stb., amelyek savas oldatoknál bizonyos koncentrációhatárig (általában 0,5-1 n oldatokig) alkalmazhatóak a koncentráció meghatározásra, azonban gázbuborékok jelenléte (feltáráskor képződő, keveréssel vagy szivattyúzással bevitt gázfázis), továbbá a zagyban levő szilárd fázisú és rendszerint koptató hatású anyag a méréseket meghamisítják, kiértékelhetetlenné teszik. Az elektródos méréstechnika a kiválások és a zagy koptató 5 hatása miatt állandó felügyeletet igényel. A szuszpenziók vizsgálatára kifejlesztett röntgensugaras vagy rádióizotóp sugárforrást felhasználó radiometrikus módszerek laboratóriumi mérőkészülékekkel és berendezésekkel valósíthatók 10 meg, sem kialakitásuk, sem felhasznált szerkezeti anyagaik miatt nem alkalmasak üzemi, nagynyomású, nagy hőmérsékletű, csővezetékben áramló zagyok mérésére. A röntgensugár forrásokkal működő berendezéseknél még a sugárforrás intenzitásának instabilitásával és a sugárvédelem kialakításával is számolni kell. A felsorolt, és az eddigiekben kidolgozott eljárások és azokhoz tartozó berendezések közös hátránya, hogy a mérés nem független a folyadékfázis összetételének, esetenként a hőmérsékletének változásától, továbbá a szilárd fázis szemcseeloszlásától. Ezek miatt jelenleg a hidrometallurgiai savas fel- 25 tárásnál kézi mintavételt és laboratóriumi térfogatos, - vagy hígítás után potenciometriás — titrálást használnak, és a kapott érték alapján, kézi beavatkozással szabályoznak. Ez a megoldás magában foglalja a méréshez képest a beavatkozás jelen- 30 tős késését. Ily módon olyan esetben is bekövetkezhet szabályozás (például savmennyiség csökkentés), amikor az a pillanatnyi helyzetben már szükségtelen volna. Ezért a kaszkád feltárásnál mindaddig nem lehet 35 a folyamatban végzett mérésekről és szabályozásról beszélni, amíg a zagy fel nem hígul, és a pH- mérés alapján nem lehet szabályozni. Ez karbonátos ércek feltárásánál általában a hatodik feltárótartálytól lehetséges. 40 A feltárás szempontjából viszont kívánatos az első két feltárótartályban mérni és szabályozni, mert csak ebben az esetben lehet előretartó szabályozást megoldani, ami a feltárás és a fémkinyerés gazdaságosságát, a minimális sav- és szükség sze- 45 rint, a feltárást elősegítő adalékanyag felhasználást, és a feltárási folyamat optimális körülmények közötti, egyenletes üzemvitelét biztosítja. A találmány célja egyidejűleg, folyamatosan és közvetlenül az üzemi csővezetékben, ill. tartályban mérni és meghatározni a feltárás szempontjából döntő, első, második és ötödik feltárótartálynál a zagy savkoncentrációjáí, és ennek alapján biztosítani az előretartó szabályozást úgy, hogy mind a 5 savkoncentráció a technológiailag előírt mértékben változzék, mind a feltárási reakció a kívánt mértékben játszódjék le, biztosítva az optimális nyersanyag-felhasználási és reakció-körülményeket. Á találmány további célja kiküszöbölni a minta- QQ vételt, az ezzel járó hibát, a zagy szűrését, és a nagy késést jelentő laboratóriumi, klasszikus kémiai elemzést. A találmány célja végül olyan kombinált mérési eljárás létrehozása, amely alkalmas a folyamatos és 65 2
