HAT4045型氰化浸出槽工业试验研究.doc

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.10.010HAT4045型氰化浸出槽工业试验研究吴峰，董干国，赖茂河，史帅星（北京矿冶科技集团有限公司，北京市高效节能矿冶装备工程研究中心，北矿机电科技有限责任公司，北京 100160）摘要：介绍了HAT4045型氰化浸出槽的设计原则及主要结构特点，并将HAT4045型氰化浸出槽进行了平行对比工业试验。结果表明，在不同充气器开启个数的条件下，HAT4045型氰化浸出槽搅拌均匀，槽内不同深度处矿浆浓度基本相同；在总充气量减少25%的情况下，HAT4045型氰化浸出槽中不同深度处的平均溶氧量和金的浸出率与对比槽基本相当；在总充气量相同时，HAT4045型氰化浸出槽不同深度处的平均溶氧量比对比槽高26.6%，金浸出率高3个百分点。关键词：HAT4045型氰化浸出槽；工业试验；溶解氧；搅拌；浸出中图分类号：TF831文献标志码：A文章编号：1007-7545（2018）10-0000-00Industrial Test on HAT4045 Cyanide Leaching TankWU Feng, DONG Gan-guo, LAI Mao-he, SHI Shuai-xing(BGRIMM Technology Group, Beijing Engineering Research Center on Efficient and Energy Conservation Equipment of Mineral Processing, BGRIMM Machinery & Automation Technology Co. Ltd, Beijing 100160, China)Abstract：Design principle and main structure characteristics of HAT4045 cyanide leaching tank were introduced. Parallel comparative industrial tests of HAT4045 cyanide leaching tank were carried out. The results show that HAT4045 cyanide leaching tank is agitated evenly with different numbers of aerators opened and concentration of slurry in different depth is basically the same in tank. When the total aeration volume is reduced by 25%, the average dissolved oxygen and gold leaching rates of HAT4045 cyanide leaching tank at different depths are basically the same as those of the comparative tank. When the total aeration volume is the same, the average dissolved oxygen content of HAT4045 cyanide leaching tank at different depths is 26.6% higher than that of the comparative tank, and gold leaching rate is 3 percentage points higher than that of the comparative tank.Keywords：HAT4045 cyanide leaching tank; industrial test; dissolved oxygen; mixing; leaching氰化法提金工艺简单、回收率高、单位成本较低、能够就地产金、大大避免了金矿石长途运输所引起的各种弊端，已成为我国黄金工业生产的主力1。随着细粒浸染型金矿的大力开发，经过细磨后的搅拌氰化法提金得到了长足的发展，使金矿提金技术进入了新阶段。搅拌氰化浸出具有厂房占地面积小、浸出时间较短、机械化程度高、金浸出率高及原料适应性强等特点。氰化浸出槽作为搅拌氰化浸出提金工艺的重要设备，在我国黄金生产企业及研究机构引起了相当程度的重视，不断有新的技术和设备涌现出来2-3。目前国内外工业生产中应用的氰化浸出槽主要由普通的矿浆搅拌槽加上简单的充气系统构成，基本是选矿和化工搅拌槽的简单延伸，没有充分考虑搅拌与充气系统之间的相互关系，存在搅拌效率高则充气效率低下或者充气效率高则搅拌效率低下的矛盾状态，典型的类型如中心充气轴流式浸出槽和空气搅拌浸出槽即帕丘卡槽，因此研究开发新型高效的氰化浸出槽迫在眉睫4。针对目前使用的氰化浸出槽的不足，我们开发了具有独特充气系统的HAT型氰化浸出槽，本文对HAT4045型氰化浸出槽与普通槽进行工业对比试验，验证HAT型氰化浸出槽的优越性。1 HAT4045型氰化浸出槽的设计原则及特点目前，普遍接受的氰化浸金反应式1为：4Au+8CN-+O2+2H2O=4Au(CN)2-+4OH- (1)从式（1）可以看出，充足的氧气与含氰矿浆均匀混合能加快化学反应速度，氰化浸出槽作用即为通过搅拌加快溶液中CN-和溶解在矿浆中O2的扩散速度，从而促进Au与CN-快速反应，以提高浸出速度及增强氰化效果，使生产高效进行。收稿日期：2018-05-16基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目(2012AA061503）作者简介：吴峰（1986-），男，山西大同人，硕士，工程师.1.1 HAT4045型氰化浸出槽设计原则依据氰化浸金的反应式，并充分考虑工业生产实际，HAT4045型氰化浸出槽的主要设计原则如下：1）在搅拌系统作用下，矿浆在槽内各部位浓度一致，沿槽体深度不分层，不同粒径颗粒充分悬浮且分布均匀；2）必须使空气与矿浆相充分均匀快速混合，槽截面上的气泡弥散范围大；3）必须增大气相和矿浆相的接触界面，使空气能够更多地溶入矿浆相，为反应的进行持续不断地提供O2；4）具备停车后不需放矿再启动的能力。1.2 HAT4045型氰化浸出槽特点依据上述设计原则，设计出的HAT4045型氰化浸出槽结构简图如图1所示，主要包括由电机减速机及轴承体组成的动力系统、起支撑和作为走道的横梁组件、由双叶轮及旋转轴组成的搅拌系统、槽体部件、易于试验取样的取样系统和充气系统等。取样系统是专门针对工业试验独特设计的，使得试验过程中取样方便快捷，每一个取样点配备有独立的开关阀门，可以将矿样通过竖直管引到地面的取样桶中，减轻工作量。充气系统由距槽体底部某一高度均匀分布的8根外置充气器和周边环形管组成，每个充气器可单独控制开关，根据耗氧量的不同选择充气器前端喷嘴大小，充气器内部独特的设计使得喷射出的气泡直径小、气液相接触面积大且气泡在槽中的停留时间长，有利于提高氧的溶解速率和整体利用率。搅拌系统上的两个叶轮形式为改进的SJ型叶轮，两个叶轮的间距及下层叶轮离底的间距根据实验室及数值模拟并考虑实际操作情况确定，确保搅拌效果。另外，在搅拌系统和充气系统的耦合作用下，能够使得小气泡在槽截面上均匀弥散，有效提高槽体容积利用率。图1 HAT4045氰化浸出槽结构简图Fig.1 Schematic diagram of HAT4045 cyanide leaching tank2 HAT4045型氰化浸出槽工业试验研究2.1 试验系统的搭建及操作条件的确定HAT4045型氰化浸出槽工业试验在新疆某金矿氰化作业进行，为考察试验槽的工艺性能，采用与试验槽相同容积的工业生产在用浸出槽进行平行对比工业试验，通过对比有关参数指标来评价HAT4045型氰化浸出槽的工艺性能。工业试验流程见图2，将生物氧化渣经过浓密脱药，加入石灰和氰化钠调浆，矿浆浓度25%35%，调好的矿浆通过搅拌槽溢流箱均匀给入试验槽与对比槽，试验槽和对比槽同时进行工业生产，两个槽子的溢流合并给入第二个浸出槽，第二个浸出槽的溢流给入第三个浸出槽，依次到第八个浸出槽的溢流作为最终浸出液进入下一工序，完成氰化作业。图2 HAT4045型氰化浸出槽工业试验流程图Fig.2 Industrial test flow diagram of HAT4045 cyanide leaching tank工业试验时，HAT4045型氰化浸出槽的试验配置见图3，主要由电能表、变频器、浸出槽、流量计、减压阀、空压机等组成。其中，为了保证试验槽和对比槽有效容积一致，在试验槽槽体高度4 m处开溢流口。在确定试验槽的运转参数时，参考清水试验结果5及对比槽运转参数，确定试验槽搅拌系统的转速为28 r/min，试验槽分别开启充气器个数为6个和8个两种工业试验与对比槽进行单台设备的指标对比。图3 HAT4045型氰化浸出槽的试验配置Fig.3 Test configuration of HAT4045 cyanide leaching tank2.2 试验相关指标考察工业试验连续进行30天，HAT4045型氰化浸出槽和对比槽分别对溶解氧、搅拌性能和单台设备的金浸出率进行了考察。2.2.1 溶解氧的考察为了考察HAT4045型氰化浸出槽内溶解氧的水平值，在充气器开启8个（总气量与对比槽相当）和6个（总气量比对比槽减少25%）两种情况下，与原有普通浸出槽进行对比，分别在离槽体底部不同深度处用DO110溶氧仪进行测量，统计10个班样测量的平均值，两种浸出槽的溶氧量情况见图4。可以看出，试验槽在开启8个充气器的情况下，不同高度处的溶氧量基本保持了饱和值，各深度处溶氧量的平均值比对比槽增加26.6%；试验槽在开启6个充气器的情况下，各深度处的溶氧量平均值与对比槽基本相当，说明试验浸出槽内氧的溶解效率高，即空气利用率高。图4 浸出槽中不同深度处的溶氧量Fig.4 Dissolved oxygen at different depths of leaching tank2.2.2 搅拌性能的考察为了考察HAT4045型氰化浸出槽的搅拌性能，通过取样系统获得浸出槽内不同深度处的矿浆浓度分布情况。先后在充气器打开6个和8个两种试验情况下，在距反应器底部0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 m共6个位置各进行2次深槽取样，矿浆浓度分布情况见图5。从图5Error! Reference source not found.可以看出，在不同充气器开启个数的情况下，HAT4045型氰化浸出槽整体运行平稳，槽内矿浆悬浮比较均匀，没有分层现象，说明试验浸出槽矿粒悬浮能力好，为HAT4045型氰化浸出槽的良好工艺性能奠定了基础。图5 浸出槽中不同深度处矿浆浓度的分布情况Fig.5 Pulp density distribution at different depth of leaching tank2.2.3 指标统计及对比平行对比工业试验指标统计见表1。可以看出，当给矿条件完全一样时，HAT4045型氰化浸出槽开启6个充气器即总供气量比对比槽减小25%时，金的平均浸出率与原有浸出槽基本相当；HAT4045型氰化浸出槽开启8个充气器即总供气量与对比槽基本相同时，金的平均浸出率比对比槽的高3个百分点。表1 平行对比工业试验指标表1 Parallel industrial test indicators浸出槽充气器开启数量/个氧化渣含金/(gt-1)浸出渣含金/(gt-1)金浸出率/%试验槽830.032.9190.3对比槽830.033.8287.3试验槽628.612.5391.2对比槽828.612.5491.13 结论1）在总充气量减少25%的情况下，HAT4045型氰化浸出槽中不同深度处的平均溶氧量与对比槽的基本相当；当总充气量相同时，HAT4045型氰化浸出槽不同深度处的平均溶氧量比对比槽高26.6%。2）在不同充气器开启个数的条件下，HAT4045型氰化浸出槽搅拌均匀，槽内不同深度处矿浆浓度基本相同，没有出现分层现象。3）当给矿条件相同时，在总供气量减小25%的情况下，HAT4045型氰化浸出槽金的平均浸出率与原有浸出槽基本相当；当总充气量相同时，HAT4045型氰化浸出槽金的平均浸出率比对比槽高3个百分点。参考文献1 杨玮. 复杂难处理金精矿提取及综合回收的基础研究与应用D. 长沙：中南大学，2011.2 陈家镛. 湿法冶金手册M. 北京：冶金工业出版社，2005：1394-1398.3 秦毅，苏许贵. 敞开式浸出(吸附)搅拌槽J. 有色设备，1989(3)：28-32.4 吴峰，董干国，史帅星. 中国黄金矿山氰化浸出槽的研究及应用J. 黄金，2014，35（增刊1）：121-126.5 吴峰，董干国，史帅星，等. 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