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金湿法冶炼浓缩洗涤工艺中多因素影响规律的实验研究
2011-08-10
对影响湿法冶炼浓缩洗涤工艺的因素如矿浆浓度、物料粒度及环境温度等进行了实验研究。实验表明,矿浆浓度增加、物 料粒度减小和气温下降都会使沉降速度降低;适当的使用絮凝剂能加快沉降速度。介绍了HRC - 12 型高压浓密机在浓缩洗涤工艺 中的应用。
第 23 卷 第 2 期 矿 冶 工 程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol. 23 № 2 April 2003 2003 年 04 月 金 湿 法 冶 炼 浓 缩 洗 涤 工 艺 中 多 因 素 影 响 规 律 的 实 验 研 究 ① 1 2 1 刘 排 秧 , 王 卫 , 仝 克 闻 ( 1. 长 沙 矿 冶 研 究 院 ,湖 南 长 沙 410012 ; 2. 中 南 大 学 机 电 学 院 ,湖 南 长 沙 410083) 摘 要 : 对 影 响 湿 法 冶 炼 浓 缩 洗 涤 工 艺 的 因 素 如 矿 浆 浓 度 、物 料 粒 度 及 环 境 温 度 等 进 行 了 实 验 研 究 。 实 验 表 明 ,矿 浆 浓 度 增 加 、物 料 粒 度 减 小 和 气 温 下 降 都 会 使 沉 降 速 度 降 低 ;适 当 的 使 用 絮 凝 剂 能 加 快 沉 降 速 度 。 介 绍 了 HRC - 12 型 高 压 浓 密 机 在 浓 缩 洗 涤 工 艺 中 的 应 用 。 关 键 词 : 选 矿 ; 金 ; 湿 法 冶 炼 ; 浓 缩 洗 涤 ; 高 压 浓 密 机 Affecting the Thickening2washing Process for Gold Hydrometallurgy — —— Factors and La w 1 2 1 LIU Pai2yang , WANG Wei , TONG Ke2wen ( 1. Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy , Changsha 410012 , Hunan , China ; 2. Mechanical and Electrical Engineering College , Central South University , Changsha 410083 , Hunan , China) Abstract : An experimental study is made of the factors affecting the thickening2washing process ,such as slurry concentration , feed particle size and ambient temperature. The test has shown that an increase in slurry concentration , a decrease in feed par2 ticle size and a reduction in temperture all lead to a reduction in settlement velocity , and appropriate addition of flocculant can improve settlement velocity. The application of HRC - 12 high pressure thickeners in thickening and washing operaion is intro2 duced in the paper. Key words :mineral processing ; gold ; hydrometallurgy ; thickening and washing ; high2pressure concentrator   金 湿 法 冶 炼 洗 涤 多 采 用 一 段 (或 多 段 ) 浓 密 机 2带 系 统 的 水 量 平 衡 ,也 影 响 单 级 洗 涤 的 效 果 。 因 此 ,合 理 地 确 定 单 级 洗 涤 浓 度 尤 为 重 要 。 滤 机 (或 压 滤 机 ) 联 合 洗 涤 ,工 艺 流 程 应 用 逆 流 洗 涤 过 程 。 这 一 洗 涤 过 程 ,是 固 液 两 相 一 合 一 分 的 过 程 ,即 先 将 待 洗 固 相 与 不 含 目 的 组 分 或 含 少 量 目 的 组 分 的 溶 液 在 搅 拌 设 备 中 混 合 ,使 浓 度 均 一 ;然 后 借 分 离 设 备 一 分 为 二 :固 相 夹 带 的 溶 液 中 目 的 组 分 浓 度 较 洗 涤 前 降 低 , 洗 涤 水 中 目 的 组 分 浓 度 则 相 应 升 高 。 经 多 次 洗 涤 ,便 可 获 得 允 许 排 放 的 尾 渣 。 采 用 浸 出 后 浆 体 作 为 试 样 ,用 贫 液 调 浆 ,矿 浆 浓 度 分 别 为 14 % ,25 % ,31 % ,底 流 排 矿 浓 度 为 58 % ,pH = 9 ~ 10 时 ,沉 降 试 验 结 果 见 表 1。 表 1 矿 浆 浓 度 沉 降 试 验 结 果 矿 浆 浓 度 / % 沉 降 时 间 / min 沉 降 高 度 / cm 洗 涤 过 程 实 质 上 是 固 液 分 离 的 过 程 ,在 这 一 过 程 中 有 许 多 因 素 对 固 液 分 离 产 生 重 大 的 影 响 ,如 矿 浆 浓 度 、物 料 粒 度 以 及 气 温 等 。 本 文 通 过 对 这 些 影 响 因 素 的 分 析 研 究 ,找 出 它 们 对 固 液 分 离 的 影 响 规 律 ,以 便 提 高 浓 密 机 底 流 浓 度 以 及 减 少 溢 流 固 含 量 ,提 高 浓 密 机 的 洗 涤 率 ,最 终 达 到 提 高 企 业 经 济 效 益 的 目 的 。 5 13. 0 24. 3 25. 6 26. 1 15 25 1 4 35 5 3. 2 9. 6 15 25 25 14. 7 17. 2 35 1 影 响 浓 缩 洗 涤 的 工 艺 因 素 5 1. 2 3. 5 5. 4 7. 4 1 . 1 矿 浆 浓 度 对 沉 降 速 度 的 影 响 15 31 金 湿 法 冶 炼 洗 涤 中 多 采 用 逆 流 洗 涤 工 艺 。 每 级 浓 25 35 缩 洗 涤 前 ,首 先 用 后 段 洗 涤 液 在 搅 拌 桶 中 进 行 调 浆 ,然 后 给 入 浓 密 机 。 矿 浆 浓 度 的 大 小 既 决 定 整 个 洗 涤 工 艺 ① 收 稿 日 期 : 2002212220 第 一 作 者 男 高 级 工 程 师 2 8 矿 冶 工 程 第 23 卷 由 表 1 可 见 ,矿 浆 浓 度 对 沉 降 性 能 的 影 响 比 较 明 显 。 随 着 浓 度 的 增 加 ,沉 降 速 度 减 小 。 矿 浆 浓 度 为 矿 浆 浓 度 为 20 %时 自 然 沉 降 初 始 速 度 为 0. 33 m/ h ,单 2 - 1 位 处 理 量 所 需 沉 降 面 积 为 10. 39 m / (t法h ) ;1999 年 3 月 现 场 露 天 试 验 中 ,矿 浆 浓 度 为 20 %时 自 然 沉 降 初 始 速 度 为 0. 45 m/ h ,单 位 处 理 所 需 沉 降 面 积 为 7. 79 14 %时 ,初 始 沉 降 速 度 是 矿 浆 浓 度 为 25 %和 31 %时 的 . 9 倍 和 9. 83 倍 。 3 2 - 1 在 悬 浮 液 中 ,一 个 颗 粒 的 沉 降 对 其 它 颗 粒 的 沉 降 m / (t法h ) 。 矿 浆 浓 度 为 20 %时 ,不 同 气 温 下 的 沉 降 曲 线 见 图 1。 产 生 两 种 作 用 ,一 方 面 它 产 生 的 速 度 场 会 增 加 其 它 颗 粒 的 沉 降 速 度 ,即 起 带 动 作 用 ;另 一 方 面 该 颗 粒 沉 降 时 必 有 流 体 朝 上 的 补 偿 运 动 ,导 致 其 它 颗 粒 沉 降 速 度 减 小 。 这 两 种 作 用 的 相 对 大 小 与 悬 浮 液 中 的 颗 粒 浓 度 有 [ 1] 关 。 因 此 针 对 浓 缩 洗 涤 过 程 ,矿 浆 浓 度 不 宜 过 高 ,但 生 产 实 践 中 应 通 过 试 验 综 合 考 虑 选 择 合 理 的 矿 浆 浓 度 。 1 . 2 物 料 细 度 对 洗 涤 效 率 的 影 响 确 定 合 理 的 物 料 细 度 既 要 考 虑 磨 细 后 浸 出 率 的 提 图 1 气 温 对 沉 降 效 果 的 影 响 曲 线 高 ,又 要 兼 顾 细 泥 对 洗 涤 段 的 影 响 。 物 料 细 磨 产 生 泥 化 ,浓 缩 洗 涤 颗 粒 的 沉 降 速 度 降 低 ,洗 涤 液 中 固 体 颗 粒 含 量 增 大 ,浓 密 机 压 缩 区 矿 浆 沉 积 粘 度 增 大 ,要 达 到 所 需 的 底 流 排 矿 浓 度 则 压 缩 时 间 较 长 。 物 料 粒 度 对 沉 降 效 果 的 影 响 见 表 2。 针 对 北 方 较 寒 冷 地 区 ,采 用 浓 缩 洗 涤 工 艺 应 考 虑 防 冻 保 温 措 施 ,通 常 采 用 的 方 法 有 : (1) 在 机 体 外 围 增 加 保 温 层 ; (2) 利 用 焙 烧 余 热 ,在 调 浆 桶 中 爆 入 热 蒸 气 , 升 高 浆 体 温 度 。 表 2 物 料 粒 度 对 洗 涤 浸 出 的 影 响 2 自 然 沉 降 与 絮 凝 沉 降 对 比 分 析 - 74μ m 粒 级 含 量 沉 降 速 度 洗 液 中 固 体 含 量 浸 出 率 / % / % / (m法h 1) - - 1 / (mg法L ) < 70 矿 泥 及 细 粒 矿 物 的 处 理 不 仅 是 物 理 选 矿 的 难 题 , > > > > 80 85 90 95 0. 62 0. 54 0. 43 0. 28 82. 67 92. 46 95. 38 96. 98 也 是 矿 物 化 学 处 理 中 固 液 分 离 的 难 题 。 这 些 微 粒 由 于 表 面 电 化 学 反 应 ,在 水 中 都 带 有 表 面 电 荷 ,这 种 表 面 电 荷 与 保 持 电 中 性 的 抗 衡 离 子 (反 电 荷 离 子 ) 一 起 形 成 双 电 层 或 带 电 配 偶 层 。 当 粒 径 在 2μ m 以 下 时 ,分 子 间 的 作 用 力 和 双 电 层 的 影 响 超 出 了 重 力 的 影 响 ,主 宰 料 浆 中 粒 子 的 互 相 作 用 使 粒 子 保 持 分 散 状 态 ,难 以 沉 降 。 实 验 发 现 ,有 些 无 机 盐 和 高 分 子 化 合 物 可 以 促 进 微 粒 凝 聚 。 无 机 絮 凝 剂 有 明 矾 、FeCl3 、Ca (OH) 2 和 Al (OH) 3 等 ;高 分 子 絮 凝 剂 有 聚 丙 烯 酰 胺 及 某 些 植 物 的 淀 粉 。 < 100 < 150 < 230 随 着 固 液 分 离 技 术 的 不 断 发 展 ,新 的 脱 水 技 术 、设 备 也 应 运 而 生 ,为 细 粒 物 料 的 洗 涤 开 辟 了 新 的 途 径 。 在 浓 密 机 中 ,装 配 倾 斜 板 或 倾 斜 箱 ,相 应 的 增 加 了 浓 密 机 的 沉 降 面 积 ,降 低 了 溢 流 水 微 细 物 料 的 含 量 。 脱 水 前 ,添 加 絮 凝 剂 ,促 使 细 颗 粒 吸 附 絮 凝 ,增 大 颗 粒 粒 度 , 使 物 料 的 沉 降 速 度 增 大 。 新 型 的 高 压 浓 缩 设 备 ,改 变 了 传 统 浓 密 机 的 脱 水 工 艺 方 式 ,充 分 发 挥 了 沉 泥 层 的 过 滤 2压 缩 作 用 ,较 传 统 浓 密 机 处 理 能 力 增 加 2~ 10 倍 ,底 流 排 放 浓 度 可 达 到 40 %~ 70 %。 在 湿 法 冶 炼 洗 涤 段 采 用 固 液 分 离 新 技 术 、新 设 备 ,为 冶 炼 厂 带 来 可 观 的 社 会 、经 济 效 益 。 [ 2] 目 前 以 聚 丙 烯 酰 胺 ,即 3 号 絮 凝 剂 使 用 最 广 。 根 据 斯 托 克 斯 定 律 可 知 ,悬 浮 微 粒 的 沉 降 速 度 与 其 粒 径 成 正 比 。 有 机 高 聚 物 通 过 吸 附 架 桥 作 用 将 许 多 微 粒 连 在 一 起 ,形 成 一 个 较 大 的 絮 团 ,因 大 絮 团 自 由 沉 [ 3] 降 作 用 与 大 颗 粒 相 似 ,所 以 沉 降 速 度 快 。 自 然 沉 降 与 絮 凝 沉 降 对 比 试 验 结 果 进 一 步 验 证 了 这 一 结 论 。 矿 浆 浓 度 为 20 % ,3 号 絮 凝 剂 加 药 量 为 20 g/ t 时 ,试 验 结 果 见 表 3。 絮 凝 初 始 沉 降 速 度 为 0. 75 m/ h ,是 自 然 沉 降 速 度 的 2 倍 多 ,单 位 处 理 量 所 需 沉 降 面 积 仅 为 4. 15 1 . 3 气 温 对 洗 涤 效 率 的 影 响 由 于 北 方 冬 季 比 较 寒 冷 ,大 气 气 温 影 响 矿 浆 粘 度 , 因 而 也 影 响 物 料 的 沉 降 速 度 。 我 国 中 原 地 区 冬 季 气 温 一 般 在 - 5~ 10 ℃ ,春 季 气 温 一 般 在 5~ 20 ℃ 。 气 温 增 高 ,矿 浆 粘 度 降 低 ,有 利 于 固 体 颗 粒 的 重 力 沉 降 ,使 物 料 的 沉 降 速 度 加 快 。 1998 年 12 月 现 场 露 天 试 验 中 , 2 - 1 m / (t法h ) 。 为 了 充 分 发 挥 絮 凝 剂 的 作 用 ,絮 凝 剂 的 添 加 应 考 虑 以 下 几 点 :1) 不 同 的 物 料 ,其 物 理 化 学 性 质 不 同 ,只 第 2 期 刘 排 秧 等 :金 湿 法 冶 炼 浓 缩 洗 涤 工 艺 中 多 因 素 影 响 规 律 的 实 验 研 究 29 表 3 自 然 沉 降 与 絮 凝 沉 降 比 较 试 验 结 果 沉 降 高 度 / cm 用 2 台 HRC - 12 型 高 压 浓 密 机 于 浓 缩 洗 涤 流 程 中 ,效 果 良 好 ,底 流 排 放 浓 度 可 达 70 %。 不 同 给 矿 浓 度 下 的 试 验 结 果 见 表 4。 新 型 高 压 浓 密 机 的 应 用 为 节 能 、降 耗 开 辟 了 新 的 途 径 。 沉 降 时 间 / min 自 然 沉 降 2. 9 絮 凝 沉 降 6. 5 5 1 0 5. 5 12. 4 15. 5 17. 5 19. 5 20. 8 21. 9 15 8. 4 20 11. 1 15. 3 18. 1 21. 9 表 4 高 压 浓 密 机 试 验 结 果 30 给 矿 浓 度 / % 给 矿 量 / (t法h - 1) 加 药 量 / (g法t - 1) 排 放 浓 度 / % 清 水 层 高 度 / mm 40 60 2 1~ 27 3~ 31 19~ 24 1. 52~ 2. 2 2. 93~ 5. 04 6. 91~ 7. 99 — — 61~ 70 62~ 65 60~ 71 > 1600 > 500 2 有 通 过 试 验 才 能 确 定 适 合 该 物 料 种 类 的 絮 凝 剂 及 絮 凝 剂 用 量 ;2) 工 业 用 絮 凝 剂 多 为 粉 状 ,使 用 前 应 进 行 稀 释 ,稀 释 浓 度 至 1 %为 宜 ;3) 为 使 浆 体 中 颗 粒 充 分 产 生 絮 凝 ,一 般 采 用 搅 拌 混 合 或 多 点 添 加 ;4) 生 产 过 程 应 严 格 控 制 絮 凝 剂 用 量 ,因 为 洗 涤 液 中 过 多 的 残 留 药 剂 , 即 可 能 引 入 新 的 杂 质 ,又 可 能 对 萃 取 作 业 中 金 泥 过 滤 产 生 不 利 影 响 。 40 > 1400 4 结 语 1 ) 影 响 浓 缩 洗 涤 效 果 的 因 素 很 多 ,如 矿 浆 浓 度 、 颗 粒 细 度 及 环 境 温 度 等 。 矿 浆 浓 度 增 加 ,颗 粒 沉 降 速 度 降 低 ;颗 粒 粒 径 增 大 ,沉 降 速 度 增 加 ;气 温 升 高 ,沉 降 速 度 增 加 。 3 HRC - 12 型 高 压 浓 密 机 在 浓 缩 洗 涤 2 ) 采 用 絮 凝 沉 降 可 提 高 颗 粒 的 沉 降 速 度 。 但 絮 工 艺 中 的 应 用 凝 剂 的 选 择 要 充 分 考 虑 物 料 的 物 理 化 学 性 质 、浸 出 液 的 酸 碱 度 的 影 响 ,同 时 絮 凝 剂 的 用 量 要 适 当 。   我 国 湿 法 冶 炼 洗 涤 多 采 用 一 段 (多 段 ) 浓 密 机 2带 3 ) HRC - 12 新 型 高 压 浓 密 机 取 代 老 式 浓 缩 机 ,可 滤 机 (或 压 滤 机 ) 联 合 洗 涤 工 艺 流 程 。 浓 密 机 多 选 用 传 统 型 普 通 浓 密 机 ,工 作 可 靠 ,经 营 费 用 低 ,并 能 对 给 料 起 储 存 和 缓 冲 的 作 用 ,但 洗 涤 效 率 低 ,底 流 排 放 浓 度 仅 为 55 %~ 58 % ,多 级 浓 缩 洗 涤 仍 不 能 满 足 工 艺 要 求 , 需 与 过 滤 机 联 合 配 置 使 用 ,该 类 型 工 艺 流 程 能 耗 较 高 , 增 大 了 生 产 成 本 。 增 大 处 理 能 力 、提 高 底 流 排 放 浓 度 、降 低 洗 涤 液 固 体 颗 粒 含 量 及 提 高 浓 缩 洗 涤 效 率 。 参 考 文 献 [ 1]   王 喜 良 ,等 . 斜 板 浓 密 机 浅 层 内 单 矿 物 泥 浆 沉 降 规 律 . 金 属 矿 山 999(8) :8~ 11 [2]   梁 泽 来 . 仓 上 金 矿 氧 化 矿 絮 凝 沉 降 实 验 研 究 . 黄 金 ,1995(6) :42~ 44 3]   梁 为 民 . 凝 聚 与 絮 凝 . 北 京 :冶 金 工 业 出 版 社 ,1987. 39~ 42 , 1 采 用 高 压 浓 密 机 ,可 实 现 多 级 浓 缩 洗 涤 取 代 浓 密 机 2带 滤 机 (或 压 滤 机 ) 联 合 洗 涤 工 艺 。 中 原 冶 炼 厂 采 [
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