Металлургия благородных металлов. Производство благородных металлов

Москва 2023

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ МИСИС

ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра цветных металлов и золота

И.Р. Бобоев 
Е.С. Васильева 
Р.С. Сельницын

МЕТАЛЛУРГИЯ БЛАГОРОДНЫХ 
МЕТАЛЛОВ. ПРОИЗВОДСТВО 
БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Учебное пособие для практических занятий

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4429

УДК 669.01/09
 
Б72

Р е ц е н з е н т
канд. техн. наук, доц. А.С. Игнатов

Бобоев, Икромджон Рахмонович.
Б72  
Металлургия благородных металлов. Производство благородных металлов : учеб. пособие для практ. 
занятий / И.Р. Бобоев, Е.С. Васильева, Р.С. Сельницын. – Москва : Издательский Дом НИТУ МИСИС, 
2023. – 50 с.

В учебном пособии по курсу «Металлургия благородных металлов. Производство благородных металлов» рассматриваются 
некоторые из наиболее распространенных областей применения 
агитаторов и миксеров в металлургии благородных металлов. 
На основе анализа современных иностранных источников, опубликованных от имени ведущих производителей агитаторов/
миксеров, даются рекомендации по определению критериев эффективного выбора этого оборудования.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 22.04.02 «Металлургия».

УДК 669.01/09

 Бобоев И.Р., Васильева Е.С., 
Сельницын Р.С., 2023
 НИТУ МИСИС, 2023

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1. Агитаторы. Основные положения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2. Типы импеллеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3. Режимы подачи в агитатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3.1. Число Рейнольдса и турбулентность  . . . . . . . . . . . . . 13
3.2. Мощность и значения мощности. . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3. Смешивание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4. Ньютоновские жидкости в турбулентном 
или переходном потоке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5. Жидкости, разжижаемые при сдвиге . . . . . . . . . . . . . 19
3.6. Режим ламинарного течения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.7. Распульповка, выщелачивание  . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.8. Конечная скорость осаждения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.9. Уровень перемешивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.10. Количество и расположение рабочих 
импеллеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.11. Скорость перемешивания рабочего импеллера 
и производительность агитатора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.12. Барботажные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.13. Встроенные миксеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.14. Миксеры с высоким сдвигом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.15. Смешивание твердых веществ (шихтовка, 
агломерация, 
разделение и т.д.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.16. Механическая конструкция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.17. Масса рабочего импеллера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.18. Критическая скорость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Библиографический список  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

ВВЕДЕНИЕ

В гидрометаллургии благородных металлов агитаторы 
используются для распульповки, выщелачивания, растворения, экстракции, осаждения, цементации и других процессов, протекающих в жидкофазной среде. При сухом перемешивании в процессах, протекающих при шихтовке и 
частично агломерации, применяются миксеры.
Агитаторы, т.е. системы с перемешивающим устройством, чаще всего обозначаются как емкости с перемешиванием или лопаты периодического действия.
Поставщики традиционно предоставляют расчеты и конструкции агитаторов в соответствии с требованиями заказчика. Однако ответственность за установление поддающихся количественной оценке требований лежит на заказчике. 
Хотя поставщики используют запатентованные методы для 
проектирования своего оборудования, инженеры могут применять уравнения, такие как представленные здесь, для 
предварительной оценки и проверки предоставленных характеристик агитаторов поставщика.
Развитие вычислительной гидродинамики позволило 
проводить сложный анализ систем перемешивания. Однако 
эмпирические подходы, разработанные в середине ХХ века, 
остаются полезными для приблизительной расчета, особенно если используются стандартные рабочие импеллеры (например, пропеллеры, турбины со скошенными лопастями). 
Производители агитаторов вложили значительные средства 
в свои запатентованные конструкции; коэффициенты, необходимые для эмпирических уравнений, обычно недоступны 
в открытой литературе.

1. АГИТАТОРЫ. ОСНОВНЫЕ 
ПОЛОЖЕНИЯ

У агитаторов много проблем с безопасностью, как и у любого оборудования с вращающимся устройством. Кроме того, 
при использовании системы агитатора-автоклава, работающего при высоких давлениях, имеются особые проблемы, 
которые следует учитывать для безопасного использования, 
и некоторые из них перечислены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 
Условия безопасности, необходимые для учета 
при использовании агитатора-автоклава

Параметр
Рекомендации к эксплуатации

Размеры 
и технические характеристики

Убедитесь, что расчеты теплопередачи должным образом 
учитывают параметры агитатора, включая конструкцию 
рабочего импеллера, размер, расположение в емкости, 
скорость и свойства жидкости.
Используйте результаты тестирования реакционного калориметра для определения опасностей реакции, включая 
потерю перемешивания.
Используйте перегородки, если мешалка установлена вертикально и расположена по центру вертикальной емкости.
Укажите смачиваемые детали, включая муфты, болты, 
прокладки и уплотнения, которые химически совместимы 
с используемыми реагентами

Установка

Установите датчик под муфтой вала, чтобы остановить 
работу двигателя в случае отказа муфты.
Заблокируйте запорные клапаны для реагентов с помощью 
мешалки, чтобы избежать потенциально неконтролируемой реакции из-за недостаточного перемешивания.
Блокируйте давление и/или расход жидкости в уплотнении, чтобы остановить работу в случае отказа.
Сбалансируйте вал и лопасть, выровняйте компоненты, 
чтобы избежать вибраций во время работы

Операция

Разработайте аварийные процедуры при выходе из строя 
мешалки (т.е. какие действия следует предпринять в случае выхода из строя).
Избегайте работы на критических скоростях

Поддержка Убедитесь, что уплотнительные жидкости и смазочные 
материалы одобрены к использованию