一種射吸式富氧浸出設(shè)備的設(shè)計

陳艷波，高騰躍，徐 超，張文平，秦廣林，蔡明明，于淙權(quán)

(山東黃金礦業(yè)科技有限公司 選冶實驗室分公司，山東 煙臺 261441)

目前，國內(nèi)外礦物浸出作業(yè)中多采用機(jī)械攪拌結(jié)合充氣的浸出裝置，充氣可以實現(xiàn)礦漿攪拌、上下循環(huán)，同時為礦物溶解提供氧氣。浸出裝置常規(guī)供氧方法是將空氣或氧氣通過管路以一定壓力通入礦漿中，這種方法形成的氣泡較大，在礦漿中彌散效果差，使槽體內(nèi)(尤其是槽體底部)溶氧量少，不能高效補(bǔ)充礦物溶解消耗的氧氣，制約了礦物浸出速率[1]。為獲得滿意的礦物浸出效果，往往通過增加浸出槽數(shù)量來延長浸出時間，如此增加了設(shè)備投資和目標(biāo)礦物在生產(chǎn)流程中的積壓時間，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

1 結(jié)構(gòu)組成

1-電機(jī)；2-泵；3-管路；4-射吸管(文丘里管)； 5-出氣管路；6-氣體儲罐；7-浸出槽槽體；8-浸出槽錐底；9-攪拌軸；10-攪拌葉輪；11-入料口；12-出料口；13-變速箱；14-返氣管路；15-補(bǔ)氣管路；16-加藥管路；17-紊流板

圖1 射吸式富氧浸出設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖

如圖1所示，此設(shè)備主要包括三個部分：浸出槽、射吸裝置、供氧裝置。

浸出槽主要由槽體、紊流板、攪拌軸、葉輪、電機(jī)和傳動裝置等構(gòu)成。槽體包括進(jìn)料口和出料口，為圓柱形或其他形狀，底部為圓錐體，頂部密封并裝有加藥管路、攪拌電機(jī)和變速器等，槽體內(nèi)裝有攪拌軸和若干葉輪[2]。

射吸裝置安裝在浸出槽槽體外壁，主要由射吸管(文丘里管)、電機(jī)和泵等構(gòu)成。多個射吸裝置構(gòu)成浸出設(shè)備的料漿循環(huán)系統(tǒng)。單個料漿循環(huán)系統(tǒng)的射吸管、入料口可以是單個或者多個。

供氧裝置包括儲罐、出氣管路、返氣管路和補(bǔ)氣管路等。出氣管路一端連接氣體儲罐，一端與射吸管進(jìn)氣口連接。返氣管路一端連接氣體儲罐，一端與槽體頂端連接。補(bǔ)氣管路用于補(bǔ)充氣體儲罐內(nèi)的氣體。

2 工作流程

礦漿由入料口進(jìn)入槽體，當(dāng)液位高于泵的入料口時，開啟射吸裝置電機(jī)，礦漿進(jìn)入循環(huán)管路，通過射吸管時，氣體在負(fù)壓作用下由儲罐進(jìn)入射吸管內(nèi)與礦漿充分混合，然后再次進(jìn)入槽體內(nèi)。同時，由加藥管向槽體內(nèi)加入各類浸出藥劑。如此，礦漿與氣體、藥劑在槽體內(nèi)充分混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

如果此設(shè)備制造應(yīng)用，在運(yùn)行過程中應(yīng)注意：當(dāng)氧氣儲罐中的氧壓較低時，及時補(bǔ)加氧氣，使氧氣穩(wěn)定在一定壓力；實時監(jiān)測射流泵射流壓力，發(fā)現(xiàn)壓力升高，及時清理管路避免發(fā)生堵塞；關(guān)注射吸管磨損情況，出現(xiàn)異常及時更換。

3 流程計算

3.1 單槽反應(yīng)時間

單槽反應(yīng)時間為浸出槽容積與單位時間來礦體積的比值。

式中V-浸出槽容積，m3；

υ-單位時間來礦體積，m3/h。

3.2 礦漿循環(huán)量與循環(huán)次數(shù)

礦漿通過泵上下循環(huán)不僅增大礦漿溶氧量還能促進(jìn)礦漿混合，避免粗顆粒礦物沉入槽底。但過大的循環(huán)量或過多的循環(huán)次數(shù)對溶氧以及攪拌的作用效果增加不顯著，還大幅增加了電耗以及加快設(shè)備磨損。所以，礦漿循環(huán)量與循環(huán)次數(shù)的計算與設(shè)定是此設(shè)備的一項重要工作。

礦漿循環(huán)量與泵的流量有關(guān)，可通過泵的流量計算。

Vk=nVB

式中Vk-礦漿循環(huán)量，m3/h；

VB-泵流量，m3/h。

4 設(shè)備創(chuàng)新點

此設(shè)備可通過提高氧氣在礦漿中的彌散程度，提高礦物溶解過程中氧的溶解量和溶解速率，從而進(jìn)一步提高目標(biāo)礦物的溶解速率，減少設(shè)備投資和金屬在生產(chǎn)流程中的積壓時間[3]。

氧氣通過射吸管自動吸入后與礦漿混合，浸出槽內(nèi)礦漿溢出的氧氣通過管路進(jìn)入氧氣罐再次循環(huán)利用，可提高氧氣利用率，避免氧氣浪費(fèi)，節(jié)約成本。

礦漿用泵吸入后由浸出槽底部進(jìn)入，有效提高浸出槽底部礦漿的溶氧量和氧的溶解速率，杜絕通入空氣方式出現(xiàn)的氣泡死區(qū)。同時擾動浸出槽底部，避免礦物沉淀沉槽。

此設(shè)備處理的原料可以是礦漿，也可以其它流體，在化工、環(huán)保等領(lǐng)域需要?dú)庖夯旌戏磻?yīng)的工藝都可以使用此設(shè)備。

5 存在的問題

由于需要多臺射流泵提供射流動力，能耗較常規(guī)浸出設(shè)備高。射流泵中流體為氣液混合體，容易產(chǎn)生氣蝕問題。射吸管中礦物顆粒高速流動，加劇射吸管的磨損。