長軸機械攪拌浸出槽在黃金礦山的應用

朱金超，李 環(huán)，李 寧，陳明澤

（山東黃金冶煉有限公司，山東 萊州 261400）

氣力浸出槽是金精礦加工過程中氰化法提金的重要設備，是根據(jù)空氣提升原理研發(fā)的一種氣力循環(huán)裝備[1]，結(jié)構(gòu)簡單，沒有運動部件，通過通入壓縮氣體進行驅(qū)動，目前國內(nèi)很多氰化廠采用氣力浸出槽作為主要的提金設備。

某黃金冶煉公司設計工藝為：外購金精礦經(jīng)浸前細磨浮選，得到含硫較低的低硫精礦﹑硫品位較高的高硫精礦及高銅精礦三種產(chǎn)品，三種產(chǎn)品采用三種浸出工藝分別進行氰化浸出。其中高硫金精礦氰化浸出設備使用的浸出槽為φ5.5m＊18m氣力攪拌浸出槽，浸出槽內(nèi)有3個直徑1m的氣力循環(huán)桶。浸出槽正常運行過程中，通過在循環(huán)桶底部通入空氣，礦漿在循環(huán)桶內(nèi)自下而上循環(huán)，從而帶動整個浸出槽內(nèi)空氣﹑藥劑與礦漿的混合，完成金的浸出過程。

1 氣力浸出槽存在的問題

1.1 傳統(tǒng)氣力浸出槽

傳統(tǒng)氣力浸出槽主要由筒體﹑給礦管﹑循環(huán)筒﹑充氣管﹑空氣分配器﹑粗砂循環(huán)管和溢流堰等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)組成見圖1。

圖1 傳統(tǒng)氣力浸出槽結(jié)構(gòu)圖

氣力浸出槽是一個底部為錐形的圓柱體，圓柱體內(nèi)有一個循環(huán)筒，壓縮空氣充入到循環(huán)筒內(nèi)，使空氣在礦漿中形成大量氣泡并彌散在礦漿中，在循環(huán)筒內(nèi)產(chǎn)生礦漿和氣泡的混合體，此混合體的比重因空氣的混入而減輕，氣泡量越大，混合體比重則越輕，從而使循環(huán)筒內(nèi)外的礦漿產(chǎn)生一定的比重差。

如果礦漿的比重為δ，礦漿和空氣混合體的比重為Δ，混合體的高度為H，則循環(huán)筒內(nèi)混合體就會產(chǎn)生一個(δ-Δ)×H的壓力差，并向上運動。為了補充循環(huán)筒內(nèi)的礦漿，循環(huán)筒外的礦漿將會向下運動，從下部進入循環(huán)筒。這樣由于空氣不斷被充入，使礦漿在循環(huán)筒內(nèi)外產(chǎn)生循環(huán)運動，達到攪拌礦漿的目的[1]。

1.2 存在的問題

經(jīng)過幾年的運行后發(fā)現(xiàn)，氣力攪拌浸出槽存在以下幾個問題：

（1）由于浸出槽高度較高，浸出槽筒體高度為15米，錐部高度為3m，整體高度為18m，進氣風壓稍有波動，便會導致循環(huán)桶內(nèi)礦漿不能正常循環(huán)；風管破損后產(chǎn)生大量煙塵，使生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境變得惡劣，如果破損的風管更換不及時，也會導致循環(huán)桶內(nèi)礦漿不能正常循環(huán)，導致浸出槽“沉槽”。

（2）浸出槽“沉槽”后，礦漿不能在浸出槽中正常循環(huán)，礦漿與空氣以及藥劑的接觸較差，礦漿中溶氧變低，導致金銀浸出率降低，嚴重影響公司效益。

（3）工人通透浸出槽過程中，需要用長15m左右的風管進行通透，由于浸出槽高度較高，導致通透效率較低，工人勞動強度較大，降低了設備運轉(zhuǎn)率。

（4）礦漿的進料方式為浸出槽的中上部進料，當浸出槽出現(xiàn)“沉槽”現(xiàn)象時，容易導致部分礦漿“短路”，縮短了浸出時間，使金銀浸出率收到影響。

2 改造方案措施

鑒于以上原因，黃金冶煉公司決定采用長軸機械攪拌代替原有氣力攪拌，從根本上解決原有氣力攪拌浸出槽“沉槽”的問題，提高浸出率，減輕工人勞動強度。

（1）利用原有的氣力礦漿攪拌槽，拆除提升桶及風管，安裝長軸機械攪拌槳，攪拌軸長15200mm，該攪拌軸為中空設計，葉輪為4級葉輪。低壓風通過中心軸充入礦漿底部，充分利用攪拌槳的旋轉(zhuǎn)將氣泡打碎，增強空氣在礦漿中的彌散效果，在浸出槽筒壁位置增加氣力提升循環(huán)裝置，加強礦漿循環(huán)，見圖2。

圖2 改造后長軸機械攪拌結(jié)構(gòu)圖

（2）將攪拌槽頂部封蓋，增加消泡水管路，利用高壓分散水噴淋進行消泡工作,避免了原氣力浸出槽由于氣力較強的作用而產(chǎn)生較多粉塵。

（3）將進料管延伸到筒體下部，讓進料口靠近第一級葉輪，來礦礦漿給入浸出槽底部，避免礦漿“短路”。

3 運行情況

設備安裝完成后，對不同情況下浸出槽內(nèi)礦漿的溶氧﹑樣品細度和金的浸出率進行測定分析，通過對檢測的數(shù)據(jù)進行分析，考察長軸機械攪拌在該浸出工藝中的性能。

3.1 長軸機械攪拌浸出槽溶氧情況

首先，在浸出槽不加礦時，調(diào)整攪拌頻率以及風量，檢測浸出槽中6m深度處的溶氧情況，具體結(jié)果見表1。

表1 不同攪拌頻率下溶氧情況

從表1數(shù)據(jù)可以看出，在相同風量條件下提高攪拌頻率，浸出槽內(nèi)液體的溶氧變化較??；攪拌頻率恒定的情況下，隨著風量的增加，浸出槽中的溶氧隨之增加，而且溶氧值均在9mg/L以上，滿足浸出要求。

在浸出槽加礦正常使用后，在不同的攪拌轉(zhuǎn)速下，對比氣力攪拌浸出槽以及長軸機械攪拌浸出槽中6m深度處的溶氧情況，具體結(jié)果見表2。

表2 加礦時浸出槽溶氧情況

從表2監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，長軸機械攪拌浸出槽的溶氧量要高于氣力攪拌浸出槽，說明在氣力攪拌改為機械攪拌后，浸出槽內(nèi)礦漿中的溶氧有了極大地改善。

在風量恒定的情況下，不同攪拌轉(zhuǎn)速下，長軸機械攪拌浸出槽溶氧量變化不大，均在12mg/L～13mg/L之間。

3.2 長軸機械攪拌浸出槽礦漿分層情況

為探究機械攪拌的攪拌效果，浸出槽中有無分層情況，在不同攪拌轉(zhuǎn)速下，對浸出槽表面，6m，9m，12m，14m以及槽底進行取樣測量濃度以及細度，具體實驗結(jié)果見表3。

表3 不同深度濃度、細度統(tǒng)計

從表3檢測數(shù)據(jù)可以看出，不同攪拌轉(zhuǎn)速下，礦漿表面，6m，9m，12m以及14m處，礦漿的濃度以及細度基本相差不大，說明在18r/min的轉(zhuǎn)速以上，礦漿并無分層，也無沉槽現(xiàn)像，礦漿循環(huán)效果較好。

對不同深度礦漿的氰化鈉濃度進行檢測，檢測后發(fā)現(xiàn)，不同深度的氰化鈉濃度也相差不大，更加驗證了礦漿在浸出槽中無分層。

3.3 不同轉(zhuǎn)速浸出率

在不同攪拌轉(zhuǎn)速下，分別對長軸機械攪拌浸出槽以及氣力攪拌浸出槽進口以及出口的樣品進行取樣，考察兩個浸出槽的金的浸出率，數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程中，將改變條件時檢測的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)明顯存在偏差的都已經(jīng)去除，結(jié)果如下表。

從表4檢測數(shù)據(jù)可以看出，氣力攪拌浸出槽金的浸出率基本維持在40%～45%之間，隨著攪拌轉(zhuǎn)速的變化，長軸機械攪拌浸出槽內(nèi)金浸出率也存在波動，攪拌轉(zhuǎn)速在25r/min以上時，金浸出率高于氣力攪拌浸出槽金浸出率。

表4 不同攪拌轉(zhuǎn)速浸出率

3.4 小結(jié)

（1）在攪拌轉(zhuǎn)速18r/min以上，長軸機械攪拌浸出槽的溶氧均高于原氣力浸出槽，溶氧符合工藝要求。

（2）在攪拌轉(zhuǎn)速18r/min以上，長軸機械攪拌浸出槽內(nèi)的礦漿不分層，礦漿攪拌以及循環(huán)較好。

（3）不同攪拌轉(zhuǎn)速下，金的浸出率存在波動，攪拌轉(zhuǎn)速在25r/min以上時，金浸出率高于氣力攪拌浸出槽金浸出率。

4 結(jié)語

利用長軸機械攪拌改造形成的長軸機械攪拌浸出槽在黃金礦山成為首例應用，它的應用填補了長軸機械攪拌浸出槽在浮選金精礦浸出過程中無應用的空白，為黃金礦山浸出設備大型化提供了指導，具有深遠的意義。氣力攪拌浸出槽改為長軸機械攪拌浸出槽后，從根本上解決了氣力攪拌浸出槽“沉槽”的問題，改善了生產(chǎn)現(xiàn)場工作環(huán)境，同時大大減輕了工人的勞動強度，而且經(jīng)濟效益明顯提高。