粗顆粒礦石沉降和氣力提升試驗(yàn)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(qiáng)化浸出方法。優(yōu)點(diǎn)設(shè)備簡單，僅需槽、泵一類設(shè)備，可以連續(xù)，也可間閑運(yùn)行，流程組合靈活，規(guī)模可大可小，關(guān)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(shè)備投資，需要固液分離設(shè)備投入，且要求高。粗顆粒礦石浸出如滿足浸出要求，達(dá)到金屬回收目的，則不需要磨細(xì)處理，降低成本，經(jīng)濟(jì)效益，提高生產(chǎn)經(jīng)營競爭能力。粗顆粒礦石浸出需要解決兩個(gè)問題，一個(gè)是沉降，一個(gè)是連續(xù)性。礦石顆粒粗，沉降速度快，容易沉底，傳質(zhì)效率低，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)時(shí)間延長。礦石顆粒不能懸浮，要實(shí)現(xiàn)槽間連續(xù)作業(yè)需要外力幫助，促使達(dá)到槽間輸送。利用壓縮空氣來輸送礦漿在冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛，常應(yīng)用于黃金礦山選礦氰化碳漿的提升。本試驗(yàn)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(yàn)研究，以期獲得實(shí)踐應(yīng)用的技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

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(qiáng)度。在合適的攪拌強(qiáng)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(yàn)研究，獲得粗顆粒礦石連續(xù)攪拌浸出的可行性。

2 試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)原料及設(shè)備。試驗(yàn)原料：蛇紋石礦，粒徑0.5mm～3mm、2mm～6mm。試驗(yàn)設(shè)備：三聯(lián)空氣提升攪拌裝置、烘箱、臺(tái)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(yàn)方法。①沉降與攪拌輸入功率。采用單槽試驗(yàn)，礦漿濃度不變，轉(zhuǎn)速是變量，測定對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的礦漿濃度。稱取礦石，配制成試驗(yàn)濃度的礦漿，啟動(dòng)攪拌，攪拌10min，取樣，每次取樣量固定。礦漿過濾，渣烘干稱重，計(jì)算某一轉(zhuǎn)速下的礦漿濃度。每次取樣后及時(shí)補(bǔ)充水量和礦石。對應(yīng)轉(zhuǎn)速下測定槽底礦石沉積高度。②連續(xù)浸出提升試驗(yàn)。采用三聯(lián)攪拌浸出槽，稱取礦石，配制成試驗(yàn)濃度礦漿，攪拌轉(zhuǎn)速、空氣流量不變，連續(xù)添加水和礦石，連續(xù)運(yùn)行10h，每隔半小時(shí)取樣，測定礦漿濃度。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 攪拌強(qiáng)度

在試驗(yàn)條件下，控制轉(zhuǎn)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(yàn)結(jié)果見表1、表2。

表1 0.5mm～3mm粒徑攪拌轉(zhuǎn)速與礦漿濃度變化表

據(jù)表1可知，粒徑0.5mm～3mm物料當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速達(dá)到250r/min～300r/min時(shí)，礦粒是懸浮的，實(shí)現(xiàn)了混合目的。增加轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速與礦砂沉積厚度情況表

據(jù)表2可知，攪拌速度達(dá)到250r/min時(shí)，槽底已沒有礦石沉積，處于懸浮狀態(tài)，與表1試驗(yàn)結(jié)果吻合。

3.2 空氣流量與提升高度

在試驗(yàn)條件下，礦石粒徑0.5mm～3mm，礦漿濃度30%，攪拌轉(zhuǎn)速250r/min，壓縮空氣流量是1、1.5、2、2.5、3、3.5、4（m3/h）。試驗(yàn)結(jié)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(dá)到2.5m3/h時(shí)，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(yàn)條件下，礦石粒徑2-6mm，礦漿濃度25%，攪拌轉(zhuǎn)速250r/min、300r/min、350r/min、400r/min，空氣流量2、2.5、3.0、3.5。結(jié)果見表4。

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

據(jù)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(shí)質(zhì)性意義。粒徑0.5mm～3mm效果稍好，粒徑2mm～6mm效果差。

3.3 連續(xù)運(yùn)行實(shí)

試驗(yàn)結(jié)果：轉(zhuǎn)速250r/min空氣流量2.5m3/h，礦漿濃度是4.5%；轉(zhuǎn)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(jìn)行連續(xù)浸出作業(yè)，出液礦漿濃度低于槽內(nèi)礦漿濃度，不能滿足要求。

4 結(jié)論

①粗顆粒礦料粒徑0.5mm～3mm攪拌浸出是可行的，當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速達(dá)到250r/min時(shí)，顆粒能懸浮在介質(zhì)體系中。②粗顆粒礦料攪拌浸出，當(dāng)物料粒徑在2mm～6mm時(shí)，懸浮情況差，沉底現(xiàn)象嚴(yán)重。③在一定的攪拌強(qiáng)度下，氣力提升能幫助粗顆粒礦料實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)槽間粗顆粒礦料的輸送。