雙級羅茨鼓風機在某選礦廠的應用

林文博，劉丙順，王暉

（1. 青島晟佰冶金窯爐長壽材料有限公司，青島266071；2. 山東地礦國際投資有限公司，250000；3.山東聯創礦業設計有限公司，濟南250101）

1 概述

1.1 選礦廠簡介

某新建黃金選礦廠采用全泥氰化炭漿吸附工藝，原設計處理量為882t/d，經工藝技術改造之后現處理量為1800t/d。改造前氰化浸出為6臺?7×7.5m攪拌槽，使用BLT-175A螺桿式空氣壓縮機供風，生產過程中供風量不足，攪拌槽內氣泡量較少，不能充分提供氰化浸出需氧量；改造后增加兩臺?10×11m攪拌槽，使用TRRE-150雙級羅茨鼓風機供風，可滿足現生產需求。

1.2 礦石的礦物成分

區內礦石礦物成分比較簡單，金屬礦物主要為黃鐵礦，少量的方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦，微量的輝銅礦、黝銅礦、輝鉬礦，偶見銀金礦、碲金礦、自然金、輝銀礦等；脈石礦物主要為石英，其次為斜長石、鉀長石、絹云母、方解石等。

礦石中有益組分主要為銀元素，有害元素As最高含量0.002%。金的粒度一般為0.02-0.01mm之間，金的嵌布形式有三種：裂隙金、包裹金和粒間金，其中裂隙金為主。礦石自然類型按氧化礦所占含量劃分為氧化礦，按工業類型屬含金低硫化物石英脈型。

1.3 礦石結構及構造

（1） 礦石結構

以晶粒結構、碎裂結構——壓碎結構為主，其次為包含交代結構、填隙結構等。

（2） 礦石構造

主要為細脈狀構造、塊狀構造、條帶狀構造等。

2 存在的主要問題

2.1 金氰化浸出原理

在含氧的氰化物溶液中金的溶解，稱為氰化浸出。其反應式如下：

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4Na[Au(CN)2]+ 4NaOH

金的浸出是氰化法提金工藝過程中的重要環節，影響金浸出的因素主要包括氰化物及氧濃度、溫度、金粒大小和形狀、礦漿粘度、浸出時間及雜質離子的影響。

氰化物和氧的濃度是決定金溶解速度的兩個最主要的因素。在金的溶解過程中，首先是消耗金粒周圍表層溶液中的氰化物和氧，并使其在表層溶液中的濃度下降。為了使金繼續溶解，必須有數量大致相等的氰化物和氧從鄰近的溶液層擴散到金粒的表面附近，如果表層氰化物和氧的濃度不足，則金的溶解速度將會減緩；另一方面，氰化物和氧的擴散速度必須有一定的比例，或者說溶液中氰化物和氧的濃度應有一個合理的比例。

在氰化物濃度較低時，金的溶解速度只取決于氰化物溶液的濃度；相反，氰化物濃度較高時，溶液中氧的濃度就成了決定性的條件。所以在氰化過程中，任何引起氧濃度的降低，都將導致金溶解速度的降低。

2.2 浸出存在問題

該選礦廠原礦品位較低（0.7g/t），氰化物濃度控制在0.15～0.25‰，供風設備為BLT-175A螺桿式空氣壓縮機。實際生產中，尾礦品位持續偏高，達不到設計要求，增大氰化物濃度及磨礦細度后，效果仍然不明顯。經過對工藝流程的考察，發現空氣壓縮機供風不足，浸出攪拌槽內氣泡量較少，未能滿足金浸出時足夠的氧氣濃度，金不能完全浸出，導致尾礦品位偏高。

空壓機參數見表1。

表1BLT-175A螺桿式空氣壓縮機相關參數

BLT-175A空氣壓縮機設計排氣量為21m3/min。

空氣壓縮機配管時，所有管路和管路接頭應滿足額定壓力，應盡量減少使用彎頭及各類閥阻，減少壓力損失，配管內徑應大于以下粗略計算值：

d = 3.85（L×V1.85/P×△P）0.2 mm

L—— 配管長度，m

V—— 排氣量，m3/min

P—— 工作壓力（絕壓），Mpa

△P允許壓力損失（一般取0.01～0.02Mpa）

實際生產配管：4寸管（101.6mm），長度30m，工作壓力0.6Mpa。

據此算得排氣量為15 m3/min，小于設計排氣量。

3 改進措施

3.1 空氣壓縮機改造

該選礦廠原有兩臺BLT-175A空氣壓縮機，一臺運轉，一臺備用，針對空氣壓縮機排氣量不足的問題，增加了一臺TRRE-150型雙級羅茨鼓風機替換原有空氣壓縮機，羅茨鼓風機工作原理是通過一對轉子的“嚙合”（轉子之間有間隙，又不相互接觸）使進氣口隔開，轉子由一對同步齒輪傳動，做反方向運動，將吸入的氣體無內壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達排氣口的瞬間，因排氣側高壓氣體的回流而被加壓，從而完成氣體輸送。其最大的特點是使用時當壓力在允許范圍內加以調節時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強制輸氣的特點，泵腔內運動件無需用油潤滑，能避免油蒸汽對真空系統的污染，有利于獲得無油真空。羅茨鼓風機結構簡單、維修方便、使用壽命長、整機振動小、容積效率高、供氣量大、運行平穩、使用可靠，具有比較穩定的工作特性。其相關參數見表2。

表2TRRE-150雙級羅茨鼓風機相關參數

對比表1、表2可知：兩種風機電機功率相同，排氣壓力相同的情況下，羅茨鼓風機的排氣量接近于空氣壓縮機的兩倍，且羅茨鼓風機采用雙級壓縮，實行雙級壓縮主要有以下優點：①降低排氣溫度；②節省功率消耗；③提高氣缸容積利用率；④降低活塞上的最大氣體作用力。

3.2 排氣管路改造

將雙級羅茨鼓風機的排氣管路由4寸改為6寸，并盡量減少彎頭使用量，以減少羅茨鼓風機排氣在管路流動中的壓力損失。

4 改造后取得的效果

改造后由于供氣量充足，使礦石中的金能夠充分浸出，從而降低尾礦品位，減少金屬流失；同時，供氣量充足可以對浸出槽內的礦漿產生一定的攪拌作用，既可以使活性炭在礦漿內均勻分布，充分吸收溶液中的金氰絡合離子，降低尾液中金屬含量，又可以防止礦粒沉淀，避免礦漿濃度不均勻產生的冒槽現象及對攪拌機葉輪的損壞。

5 結語

該礦山選礦廠由于浸出吸附槽中供風量不足，從而影響金的浸出率，造成金屬流失。通過對供風設備的改造，不僅有效提高了金屬回收率，而且減少了礦漿冒槽事故的發生，既降低了人工作業率，又為該礦山帶來了較大的經濟效益。

【參考文獻及資料】

[1]徐天允，徐正春. 金的氰化與冶煉[M]. 沈陽：沈陽黃金專科學校，1985.11:14-30.

[2]長春黃金設計院. 某礦山技術改造設計說明. 2010.1.