粗顆粒礦石沉降和氣力提升試驗研究

臧 宏

（廣西賽可昱新材料科技有限公司，廣西 防城港 538000）

攪拌浸出是人類最早采用的礦石浸出方式，是一種有效的強化浸出方法。優點設備簡單，僅需槽、泵一類設備，可以連續，也可間閑運行，流程組合靈活，規模可大可小，關鍵是浸出效率高，資源利用率高。但對物料粒級有要求，物料粒徑＜0.075mm粒級占比80%以上。粒徑小需要磨礦制備，增加了成本，增加了設備投資，需要固液分離設備投入，且要求高。粗顆粒礦石浸出如滿足浸出要求，達到金屬回收目的，則不需要磨細處理，降低成本，經濟效益，提高生產經營競爭能力。粗顆粒礦石浸出需要解決兩個問題，一個是沉降，一個是連續性。礦石顆粒粗，沉降速度快，容易沉底，傳質效率低，反應速率慢，反應時間延長。礦石顆粒不能懸浮，要實現槽間連續作業需要外力幫助，促使達到槽間輸送。利用壓縮空氣來輸送礦漿在冶金行業應用廣泛，常應用于黃金礦山選礦氰化碳漿的提升。本試驗研究擬通過對粗顆粒礦石物料攪拌沉降性能和氣力提升試驗研究，以期獲得實踐應用的技術支撐。

1 試驗目的

將粒徑0.5mm～3mm和2mm～6mm粗顆粒礦石配制成一定濃度礦漿，攪拌情況下考查礦石顆粒的懸浮狀況，獲得合適攪拌強度。在合適的攪拌強度下利用氣力提升，考察氣體流量與礦石顆粒輸送情況。通過沉降性能和氣力提升試驗研究，獲得粗顆粒礦石連續攪拌浸出的可行性。

2 試驗

（1）試驗原料及設備。試驗原料：蛇紋石礦，粒徑0.5mm～3mm、2mm～6mm。試驗設備：三聯空氣提升攪拌裝置、烘箱、臺稱、過濾裝置等。攪拌浸出槽體Φ500mm×1200mm，有效容積0.197m3，雙層攪拌槳，空氣提升器管徑Φ75mm。

（2）試驗方法。①沉降與攪拌輸入功率。采用單槽試驗，礦漿濃度不變，轉速是變量，測定對應轉速下的礦漿濃度。稱取礦石，配制成試驗濃度的礦漿，啟動攪拌，攪拌10min，取樣，每次取樣量固定。礦漿過濾，渣烘干稱重，計算某一轉速下的礦漿濃度。每次取樣后及時補充水量和礦石。對應轉速下測定槽底礦石沉積高度。②連續浸出提升試驗。采用三聯攪拌浸出槽，稱取礦石，配制成試驗濃度礦漿，攪拌轉速、空氣流量不變，連續添加水和礦石，連續運行10h，每隔半小時取樣，測定礦漿濃度。

3 試驗結果與討論

3.1 攪拌強度

在試驗條件下，控制轉速為100、150、200、250、300、350、400（r/min），起始礦漿濃度是25%、30%、35%，礦石粒級0.5mm～3mm，2mm～6mm，試驗結果見表1、表2。

表1 0.5mm～3mm粒徑攪拌轉速與礦漿濃度變化表

據表1可知，粒徑0.5mm～3mm物料當攪拌轉速達到250r/min～300r/min時，礦粒是懸浮的，實現了混合目的。增加轉速礦漿濃度有所提高，但增幅不大，250r/min即可。

表2 0.5mm～3mm粒徑物料轉速與礦砂沉積厚度情況表

據表2可知，攪拌速度達到250r/min時，槽底已沒有礦石沉積，處于懸浮狀態，與表1試驗結果吻合。

3.2 空氣流量與提升高度

在試驗條件下，礦石粒徑0.5mm～3mm，礦漿濃度30%，攪拌轉速250r/min，壓縮空氣流量是1、1.5、2、2.5、3、3.5、4（m3/h）。試驗結果見表3。

表3 粒徑0.5mm～3mm空氣流量與礦漿濃度變化表

表3可知，粒徑0.5mm～3mm物料在空氣流量達到2.5m3/h時，礦漿濃度為6.68%，增加空氣流量，礦漿濃度變化不大。

表4 粒徑2mm～6mm空氣流量與礦漿濃度變化表

試驗條件下，礦石粒徑2-6mm，礦漿濃度25%，攪拌轉速250r/min、300r/min、350r/min、400r/min，空氣流量2、2.5、3.0、3.5。結果見表4。

據表4知，粒徑2mm～6mm物料在高轉速和大氣量下礦漿濃度很低，沒有效果。轉速400r/min、空氣流量3.5m3/h提升出來的礦漿濃度只有2.8%。

據表3和表4知，顆粒太粗空氣提升不能獲得理想出液礦漿濃度，空氣提升沒有實質性意義。粒徑0.5mm～3mm效果稍好，粒徑2mm～6mm效果差。

3.3 連續運行實

試驗結果：轉速250r/min空氣流量2.5m3/h，礦漿濃度是4.5%；轉速300r/min空氣流量3m3/h，礦漿濃度是7.8%。粒徑0.5mm～3mm物料采用攪拌空氣提升方式進行連續浸出作業，出液礦漿濃度低于槽內礦漿濃度，不能滿足要求。

4 結論

①粗顆粒礦料粒徑0.5mm～3mm攪拌浸出是可行的，當攪拌轉速達到250r/min時，顆粒能懸浮在介質體系中。②粗顆粒礦料攪拌浸出，當物料粒徑在2mm～6mm時，懸浮情況差，沉底現象嚴重。③在一定的攪拌強度下，氣力提升能幫助粗顆粒礦料實現槽間輸送。④礦漿流量有限制要求的情況下，不能采用氣力提升實現槽間粗顆粒礦料的輸送。