一種射吸式富氧浸出設備的設計

陳艷波，高騰躍，徐 超，張文平，秦廣林，蔡明明，于淙權

(山東黃金礦業科技有限公司 選冶實驗室分公司，山東 煙臺 261441)

目前，國內外礦物浸出作業中多采用機械攪拌結合充氣的浸出裝置，充氣可以實現礦漿攪拌、上下循環，同時為礦物溶解提供氧氣。浸出裝置常規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(尤其是槽體底部)溶氧量少，不能高效補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量來延長浸出時間，如此增加了設備投資和目標礦物在生產流程中的積壓時間，不利于企業經濟效益的提升。

1 結構組成

1-電機；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-補氣管路；16-加藥管路；17-紊流板

圖1 射吸式富氧浸出設備結構簡圖

如圖1所示，此設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、電機和傳動裝置等構成。槽體包括進料口和出料口，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、攪拌電機和變速器等，槽體內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)、電機和泵等構成。多個射吸裝置構成浸出設備的料漿循環系統。單個料漿循環系統的射吸管、入料口可以是單個或者多個。

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

2 工作流程

礦漿由入料口進入槽體，當液位高于泵的入料口時，開啟射吸裝置電機，礦漿進入循環管路，通過射吸管時，氣體在負壓作用下由儲罐進入射吸管內與礦漿充分混合，然后再次進入槽體內。同時，由加藥管向槽體內加入各類浸出藥劑。如此，礦漿與氣體、藥劑在槽體內充分混合發生化學反應。

如果此設備制造應用，在運行過程中應注意：當氧氣儲罐中的氧壓較低時，及時補加氧氣，使氧氣穩定在一定壓力；實時監測射流泵射流壓力，發現壓力升高，及時清理管路避免發生堵塞；關注射吸管磨損情況，出現異常及時更換。

3 流程計算

3.1 單槽反應時間

單槽反應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 礦漿循環量與循環次數

礦漿通過泵上下循環不僅增大礦漿溶氧量還能促進礦漿混合，避免粗顆粒礦物沉入槽底。但過大的循環量或過多的循環次數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備磨損。所以，礦漿循環量與循環次數的計算與設定是此設備的一項重要工作。

礦漿循環量與泵的流量有關，可通過泵的流量計算。

Vk=nVB

式中Vk-礦漿循環量，m3/h；

VB-泵流量，m3/h。

4 設備創新點

此設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，從而進一步提高目標礦物的溶解速率，減少設備投資和金屬在生產流程中的積壓時間[3]。

氧氣通過射吸管自動吸入后與礦漿混合，浸出槽內礦漿溢出的氧氣通過管路進入氧氣罐再次循環利用，可提高氧氣利用率，避免氧氣浪費，節約成本。

礦漿用泵吸入后由浸出槽底部進入，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的氣泡死區。同時擾動浸出槽底部，避免礦物沉淀沉槽。

此設備處理的原料可以是礦漿，也可以其它流體，在化工、環保等領域需要氣液混合反應的工藝都可以使用此設備。

5 存在的問題

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