O‘zbеkistоn rеspublikаsi

Вопросы к главе № 12.
1. Перечислите основные показатели процесса выщелачивания ?
2. В каких режимах культивирования бактерий могут проводится процессы чанового БВ ?
3. Перечислите рекомендуемые этапы исследования технологии чанового бактериального выщелачивания ?
Практическая работа № 13
8.Бактериальное выщелачивание сульфидных концентратов в отливно-доливном режиме
Цель работы: Ознакомить студентов с бактериальным выщелачиванием сульфидных концентратов в отливно – доливном режиме.
Простейшим режимом выщелачивания является отливно-доливной (или полунепрерывный). Он обеспечивает периодический обмен части пульпы с целью удаления продуктов метаболизма и окисления минералов и поступление свежего энергетического материала.
Бактериальное выщелачивание сульфидных концентратов можно про­водить в каскаде емкостей (ферментеров, пачуков, делительных воро­нок и т.п.) с активным массообменом и принудительным периодическим переносом пульпы. В лабораторных исследованиях чаще всего используют каскад из 2-6 аппаратов. Количество необходимых для получения заданной полноты выщелачивания емкостей зависит от объема используемых аппаратов, скорости разбавления на каждой стадии процесса, химического и минералогического состава исследуемого сульфидного концентрата.
При бактериальном выщелачивании в отливно-доливном режиме оце­нивают влияние обмена части пульпы, крупности частиц исследуемого продукта на степень извлечения целевых металлов в раствор.
Основным недостатком отливно-доливного режима бактериального выщелачивания является импульсный способ подачи пульпы, при котором значения всех параметров процесса периодически изменяются. Таким образом, отливно-доливной режим занимает промежуточное положение меж­ду периодическим и непрерывным режимами культивирования бактерий.
Процесс чанового бактериального выщелачивания в отливно-доливном режиме проводится в два этапа:
1. Ввод процесса в заданный режим.
2. Осуществление процесса в заданном режиме.
При вводе процесса в заданный режим стремятся к уменьшению дискрет­ности переноса пульпы, чтобы адаптировать бактерии к новым условиям, характерным для проточного культивирования.
Заданным или рабочим режимом является такой режим, при котором стабилизируются значения основных микробиологических, химических и физико-химических показателей процесса. Каждый рабочий режим выще­лачивания характеризуется определенными постоянными значениями вре­мени выщелачивания и полноты извлечения целевых металлов в жидкую фазу пульпы. Время выщелачивания целевого металла в раствор - это время пребывания пульпы во всем каскаде аппаратов. Время выщелачивания зависит от степени извлечения целевого металла, химического и минерального составов, крупности измельчения сульфидного концентрата, используемой аппаратуры, интенсивности массообмена и т. п.
При равных условиях меньшая степень извлечения достигается за более короткое время. Основным требованием, предъявляемым к процессам чанового бактериального выщелачивания, является сокращение времени выщелачивания при сохранении необходимой полноты извлечения ценных компонентов из сульфидного концентрата.
Ниже приведена примерная схема экспериментов в отливно-доливном режиме.
Предварительно производится подготовка сульфидного концентрата и адаптированной к нему культуры бактерий. Затем осу­ществляется ввод процесса в рабочий режим.
Для этого бактерии выращиваются в первом сосуде в периодическом режиме на сульфидном концентрате в заданном объеме пульпы.
При удовлетворительном протекании процесса выщелачивания в периодическом режиме часть пульпы из первого сосуда ( V - 0.1—0,3 от

Воздух

1-й сосуд 2-й сосуд n-1-й сосуд n-й сосуд

Рис 13.1 Схема перемещения пульпы при отливно-доливном режиме бактериального выщелачивания

V₁ ,V₂……..,V_n - обьем пульпы на каждой стадии;

Q₁ ,Q_{2………….,} Q_n - масса твердой фазы пульпы на каждой стадии;
V₁ = V₂=… = V_n - обьем переносимой пульпы;
Q _q1 , Q q₂ ……… Q q_n -масса твердой фазы в переносимой пульпе
первоначального) переносят во второй аэрируемый сосуд,а в первый со­суд добавляют равное количество свежей пульпы (см. рис.8.1). Скорость обмена пульпы зависит от количества переносимой пульпы (объема) и частоты переноса (дискретности), поэтому на протяжении каждого этапа исследований процесса выщелачивании эти величины должны быть по­стоянными. Дискретность переноса пульпы может составлять в среднем 36 -48 ч. Вторая емкость заполняется посредством многократного переноса равных объемов пульпы ( V) из первого сосуда; в первый же сосуд после каждого отлива пульпы вносят равный объем свежей пульпы ( V). После заполнения второго сосуда до заданного объема (V₂) пульпу из нее ( V) переносят в третий сосуд, после этого из первого сосуда равный объем пульпы переносят во второй, а в первый добавляют V мл свежей пульпы. После заполнения всего каскада сосудов отлив пульпы V произ­водят из конечной (n) емкости; эта убыль восполняется объемом V_n-1, содержащим qn -1 сульфидного концентрата (рис. 8 1.). Таким образом производят перемещение пульпы по каскаду сосудов.
Время пребывания пульпы на каждой стадии каскада сосудов опреде­ляется по формуле:
(ч); (1)

где : V_n- объем пульпы в n-й стадии (мл) ;

- дискретность переноca. пульпы (ч);
V - объем переносимой пульпы (мл).
Величина, обратная t_n, представляет собой скорость разбавления пуль­пы (D) на данной стадии каскада емкостей.
(ч ^-1) (2)

Общее время выщелачивания Т во всем каскаде емкостей определяется как сумма продолжительности пребывания пульпы в каждой стадии:

(ч); (3)

При использовании для выщелачивания емкостей с равным объемом пульпы, т.е. V₁=V₂= ……………= V , общее время выщелачивания определяют по формуле:

(ч) (4.)

Где:
V - объем пульпы на одной стадии (мл);
п - число сосудов в каскаде;
V — объем переносимой пульпы (мл)-
При необходимости можно повысить скорость перемещения пульпы, сокращая частоту ее переноса до 12-24 ч. Увеличивать объем переносимой пульпы до 0,5 от объема пульпы в емкости не рекомендуется, поскольку это снижает стабильность режима выщелачивания.
В течение всего эксперимента производят отбор проб на химический анализ для определения содержания целевых металлов в твердой и жид­кой фазах пульпы. На основании проведенных химических анализов рас­считывают выход твердой фазы и извлечение целевых металлов (мышьяка) серы в твердую и жидкую фазы пульпы на каждой стадии процесса и во всем каскаде аппаратов в целом.