Разработка эффективной конструкции газодинамического реактора на основе математического моделирования : применительно к переработке упорных золотосодержащих концентратов

• Автор: Градов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ОПИСАНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Основы процесса выщелачивания

1.1. ] Основные агенты выщелачивания

1.1.2 Обзор методов и оборудования по избирательному растворению

1.1.3 Методы предварительной обработки руд

1.1.4 Способы извлечения и концентрирования ценного компонента

1.2 Механизм цианирования

1.3 Механизм тиосульфата ого выщелачивания

1.3.1 Химический механизм аммиачно-тиосульфатного выщелачивания
1.3.2 Роль веществ в химии процесса
1.3.3 Оптимальные условия
1.3.4 Недостатки аммиачно-тиосульфатного выщелачивания
1.3.5 Пути совершенствования процесса
1.3.6 Расход реагентов
1.3.7 Нейтрализация тиосульфата
1.4 Характеристика объекта исследований
1.5 Постановка задачи исследований
ГЛАВА 2 ИССЕДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ФЛОТАЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТА АРСЕНОПИРИТНОЙ РУДЫ НА ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ РАССТВОРЕНИЕ АММИАЧНО-ТИОСУЛЬФАТНЫМ РАССТВОРОМ В ПРИСУТСТВИИ МЕДИ
2.1 Планирование эксперимента
2.2 Проведение эксперимента и результаты
Выводы по главе
ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКОВ В
ГАЗОЖИДКОСТНОМ РЕАКТОРЕ
ЗЛ Теоретическое описание основ применяемого компьютерного моделирования на
основе метода конечных элементов
3.2 Разработка модели гидрогазодинамики заданной геометрии
3.2.1 Создание геометрической модели исследуемого реактора
3.2.2 Разбивка на контрольные объемы
3.2.3 Задание параметров модели перемешивания и граничных условий
3.2.4 Результаты симуляции реактора перемешивания
Выводы по главе
ГЛАВА 4 АПРОБАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОЙ ТРАССЕРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
4.1 Основы техники лазерной визуализации гидрогазодинамических потоков
4.2 Описание установки лазерной трассировочной визуализации и результаты измерений
4.3 Апробация компьютерной модели реактора
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ОПТИМИЗАЦИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОГО РЕАКТОРА ПО СРЕДСТВОМ
МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Введение
Снижение содержания золота в добываемых рудах приводит к необходимости вовлекать в переработку упорные руды и руды с низким содержанием ценного компонента. Тиосульфатное выщелачивание золота рассматривается в качестве перспективной технологии. Одним из основных процессов, определяющих эффективность технологических схем предприятий обогащения и цветной металлургии при переработке упорных золотосодержащих руд и концентратов, является стадия выщелачивания в каскаде газожидкостных реакторов. Выбор типа и конструктивных особенностей аппарата секции выщелачивания напрямую определяет общую эффективность работы предприятия.
Повышение эффективности извлечения золота из руды напрямую зависит от химии процесса, а также массопереноса. Одним из основных критериев, по которому отдается предпочтение тому или иному способу избирательного растворения является экономическая оценка процесса. Тиосульфатное выщелачивание требует больших операционных затрат, вследствие повышенного, по сравнению с цианированием, расхода реагентов, нестабильности и ограниченности повторного использования тиосульфата, а также ограниченности выбора метода экстракции. С другой стороны тиосульфатный процесс работает при атмосферном давлении и в температурном диапазоне 25 ч- 30°С. После серии техногенных катастроф многие страны начали компанию по отказу от применения цианида путем экономических санкций, что повышает привлекательность альтернативных способов.
В настоящее время ведутся исследования по совершенствованию газожидкостных реакторов. Значительный вклад в решение задач связанных с проектированием реакторов перемешивания внесли: В.М. Семенов, Коровкина Г.П., JI.H. Брагинский, В.Л. Садовский, В.М. Барабаш, В.Е. Зеленский, A.B. Осипов,
В.И. Бегичев. С помощью современных компьютерных систем способных,

Температура:
С ростом температуры тиосульфат расходуется вследствие:[29]
1) Реакции с медью:
Си2++ 82032‘ + Н20 -> Си8+8042‘ + 20Н" (1.54)
2) Образования элементарной серы:
282032' + Н20 + 0,5О2 -* 84062’ + 20Н' (1.55)
З82032‘ + ЗН20 -* 48032' + 282' + 6Н" (1.56)
Оптимальные условия, разработанные в ходе исследований, представлены в таблице 1.3. [32]