По принципу действия чаны для цианирования перемешиванием подразделяют на следующие типы:
1) с механическим перемешиванием;
2) с пневматическим перемешиванием;
С пневмомеханическим перемешиванием.
К первому типу относятся чаны-сборники (мутилки) и чаны с импеллерной мешалкой.
Чаны-сборники представляют собой простейший тип аппаратов; их используют для накапливания и поддержания пульпы во взвешенном состоянии. Перемешивание в них осуществляется простой крестовиной, насаженной на вертикальный вал.
Чан с импеллерной мешалкой представляет собой аппарат, в центре которого расположена широкая труба (диффузор) с циркуляционными патрубками. Через трубу проходит вертикальный вал с импеллером. Вал приводится во вращение от электродвигателя. В нижней своей части труба имеет защитный диск, предохраняющий импеллер от заиливания при остановке мешалки. Пульпа поступает в агитатор по лотку или по трубе непосредственно в трубу. Выпуск пульпы производится через штуцер в сливной карман. Для разгрузки песковой фракции служит труба.
При работе аппарата импеллер затягивает пульпу через циркуляционные патрубки вниз по центральной трубе, образуя воронку засасывания. В эту воронку засасывается также воздух в виде большой массы мелких пузырьков, благодаря чему происходит интенсивная аэрация пульпы. Вращающийся импеллер отбрасывает опускающуюся по центральной трубе пульпу и поддерживает ее во взмученном состоянии. Поднимающаяся пульпа вновь засасывается через боковые патрубки в центральную трубу, и таким образом устанавливается непрерывная циркуляция пульпы в аппарате. Характер циркуляции можно изменить, перемещая вверх или вниз подвижной воротник имеющийся в верхней части трубы. Основным достоинством чанов с импеллерной мешалкой является весьма высокая интенсивность аэрации и перемешивания пульпы. Однако вследствие высокого расхода электроэнергии применение этих аппаратов в золотоизвлекательной промышленности ограничено.
Основным типом чанов с пневматическим перемешиванием является весьма распространенный аппарат с центральным аэролифтом — пачук. Пачук представ-ляет собой высокий цилиндрический чан с коническим дни-щем. Высота чана обычно в 3—4 раза превышает диаметр В центре чана расположен аэролифт (циркулятор). Последний представляет собой широкую открытую с обоях концов трубу, в нижней части которой предусмотрела воздушная рубашка. По трубе в рубашку подают сжатый воздух, который через прорези поступает в виде отдельных пузырьков в трубу.
Находящаяся здесь пульпа смешивается с воздухом, образуя воздушно-пульповую смесь, плотность которой меньше, чем плотность пульпы. Помом у смесь поднимается кверху и выливается через верхний край трубы. Более плотная, не содержащая пузырьков воздуха пульпа поступает в трубу снизу. Таким образом в аппарате устанавливается непрерывная циркуляция пульпы. Принарушении режима перемешивания (например, в случае прекращения подачи воздуха) нижняя часть аппарата может забиться осевшими твердыми частицами. Для их взмучивания служит диспергатор, с помощью которого в нижнюю часть конического днища при необходимости можно подать сжатый воздух.
Расход воздуха в пачуках лежит в пределах от 1 до 3 м³/мин на 100 м³ рабочего объема аппарата. Давление воздуха зависит от высоты аппарата и плотности пульпы; обычно оно составляет 200—400 кПа.
Пачуки широко применяют как в отечественной, так и в зарубежой золотоизвле-кательной промышленности. Преимущества аппаратов этого типа состоят в возможноста перемешивания весьма густых пульп (с содержанием твердого до 50—60 %), простоте
устройства (отсутствуют движущиеся части) и интенсивной аэрации пульпы. Последнее обусловлено поступлением в аппарат воздуха при давлении выше атмосферного, что существенно увеличивает концентрацию кислорода в жидкой фазе пульпы. Техническая характеристика пачуков приведена ниже (Vp, D, Н — вместимость, диаметр, высота соответственно):
Vр, м³……….. 2 25 50 75 100 200 500
D, м…………. 1 2,2 2,6 3,2 3,4 4,0 5,6
H, м…………. 3 7,0 10 10 12 17 22
H/D…………. 3,0 3,2 3,3 3,1 3,5 4,2 3,9
К аппаратам с певмомеханическим перемешиванием относится часто применяемый чан с центральным аэролифтом и гребковой мешалкой. Он представляет собой цилиндрический сосуд с плоским днищем. В центре чана находится аэролифтная труба, на нижнем конце которой расположена гребковая мешалка. В аэролифтную трубу сверху введена труба для подачи сжатого воздуха. От верхнего конца аэролифта отходят два распределительных желоба, расположенные с небольшим уклоном к периферии чана, имеющие ряд отверстий по дну. Желобы расположены перпендикулярно к направлению грабель и остаются все время над поверхностью пульпы. При медленном вращении центральной трубы (3— 6 об/мин) гребковая мешалка перемещает осевшие на дно аппарата твердые частицы пульпы к центру чана, где они засасываются в аэролифтную трубу.
Поднимаемая аэролифтом пульпа переливается в распределительные желобы и, вытекая при вращении желобов через отверстия в их днище, распределяется по поверхности чана. Твердые частицы вновь осаждаются на дно аппарата, подгребаются к аэро-лифтной трубе, и таким образом устанавливается непрерывная циркуляция пульпы. Основное достоинство этих аппаратов — их небольшая высота и хорошая аэрация пульпы. К недостаткам этих чанов относится постепенное накопление в них крупных тяжелых частиц, что заставляет периодически прибегать к очистке аппарата. Кроме перечисленных аппаратов, в практике цианирования применяют и другие. Золотосодержащие материалы с повышенным количеством сульфидов, а также теллуристые руды, цианирование которых сопровождается увеличением расхода кислорода, иногда выщелачивают во флотационных машинах. Последние обеспечивают высокую интенсивность перемешивания и хорошую аэрацию пульпы, что ускоряет цианирование и повышает извлечение золота.
Нередко измельчение золотосодержащих руд ведут в оборотном цианистом растворе. В этом случае значительная часть золота выщелачивается уже при измельчении; золотосодержащий раствор направляют на осаждение золота, а сгущенную пульпу довыщелачивают в агитаторах.
Перспективными аппаратами для цианирования являются пульсаци-онные колонны, разработанные под руководством С. М. Карпачевой. Пульсационная колонна имеет высокий цилиндрический корпус с коническим днищем и находящуюся внутри тарельчатую насадку. Последняя представляет собой набор дисков (тарелок) со множеством прямоугольных отверстий. Короткие стороны отверстий имеют отогнутые вверх и вниз лопатки, при этом на соседних дисках лопатки направлены в противоположные стороны.
Цианируемая пульпа подается в колонну сверху и стекает по насадке вниз. Пульсация создается с помощью пневматического пульсатора. Вырабатываемые им импульсы сжатого воздуха поступают в пульсационную камеру, где передаются находящейся в колонне пульпе. Вследствие наложения пульсаций на движущуюся вниз пульпу последняя протекает через отверстия насадки в виде множества микровихрей и приобретает вращательное движение, направление которого зависит от расположения лопаток и направления импульса. Так как направление лопаток на дисках чередуется, то вращение пульпы в соседних межтарельчатых пространствах происходит в противоположных направлениях. Результирующим является спиралевидное движение пульпы по высоте колонны.
Аэрация пульпы создается воздухом, подаваемым через распределительное устройство. Разгрузка пульпы производится из нижней части колонны с помощью аэролифта. Постоянство уровня пульпы в аппарате поддерживается регулятором, управляющим подачей сжа-того воздуха в аэролифт. Достоинством пульсационных колонн является высокая интенсивность перемешивания и упорядоченный гидродинамический режим, близкий к режиму идеального вытеснения. Последнее позволяет выдерживать пульпу в реакционном объеме в течение требуемого интервала времени (т. е. свести к минимуму явления проскока и передержки пульпы), что наряду с высокой интенсивностью перемешивания значительно сокращает необходимое число и объем аппаратов и в ряде случаев повышает извлечение золота.