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炭浆法流程操作与设备

2019-03-14 17:10

导读:在炭浆法CIP工艺中,浸出槽是用于矿浆氰化浸出的,炭浆槽是用于活性炭吸附金的。而在CIL工艺中,矿浆的浸出和金的吸附是在同一槽中进行的,故通称浸出槽或炭浆槽。为了提高作业效率、金的浸出和回收率及降低炭的消耗,各国对改进炭浆槽的结构进行了大量研究。

 大约在1880年,入们就已经知道了用活性炭从溶液中回收的方法。但是无法解决从炭上把金解吸下来的问题,为回收金,必须焙烧活性炭,而活性炭是非常昂贵的。这样就极大地制约了炭浆提金工艺的发展。直到20世纪70年代,从载金炭上回收金的方法得到发展,使活性炭能够重复使用,从而使得炭浆法提金工艺得到了突飞猛进的发展。其工艺流程的关键包括三个步骤:第一步,从矿浆中溶解金—浸出与吸附;第二步,从载金炭上解吸金——解吸;第三步,从含金溶液中沉积金—电积。
    1.浸出与吸附
    在炭浆法CIP工艺中,浸出槽是用于矿浆氰化浸出的,炭浆槽是用于活性炭吸附金的。而在CIL工艺中,矿浆的浸出和金的吸附是在同一槽中进行的,故通称浸出槽或炭浆槽。为了提高作业效率、金的浸出和回收率及降低炭的消耗,各国对改进炭浆槽的结构进行了大量研究。现今,用于-0.208mm(-65目)或70%~80% -0.074mm(-200目)的矿浆,多采用低速中心搅拌的多尔搅拌槽和帕丘卡空气搅拌槽。为减少炭的磨损,菲律宾马斯巴特(Masbate)选厂等采用包橡胶的双螺旋桨搅拌槽,以降低叶轮尖的速度。
    近几年,应用于氧化生产多年的轴流式搅拌槽,经改进后已成功地应用于炭浆工艺中。轴流式搅拌槽有空气搅拌式和机械搅拌式两类。轴流式机械搅拌槽的中央有一个充气管,管内装有一个向下泵的水翼叶轮。由于叶轮呈轴流式和叶轮断面是弯曲的,因而具有叶轮尖速度小、轴流速度大、径向流速小等特点。中央充气管壁上有很多小槽,以便矿浆进行小循环。这种槽与其他机械搅拌槽的不同点在于必须使槽内充满矿浆后才能运转,且槽的高度和直径之比可达2:1。美国平森(Pinson )金矿选厂应用的4台轴流式搅拌槽已运转了3年。实践证明,若中央充气管的直径选择适当,它的电耗仅为普通机械搅拌槽的30%,且固体物料均匀悬浮,活性炭磨损小,金的回收率高,解决了油污染、停电时积砂和氰化物消耗高等问题,而可望成为炭浆厂的主要设备。
    活性炭吸附前需进行预筛除屑,预筛的作用是除去矿浆中的杂物,避免以后与载金炭混在一起。一般采用16~18目(0.6mm)的筛子,预筛的筛上物主要是木屑。木屑易使分离矿浆和载金炭的筛子堵塞。此外在磨矿时,金粒、石英等矿粒嵌入木屑,使含金量提高;氰化过程中,木屑不仅会吸附金氰络合物,而且用一般的洗涤方法,很难把木屑上的金洗脱下来。同时,在炭浆法中,吸附槽内存在的少量木屑,会降低金的吸附效率。因此在矿浆入浸前,要经1~2次除屑筛除屑。
    来自浸出作业的矿浆给入第一台吸附槽进入吸附作业,且连续流过串联的几台吸附槽,用活性炭吸附矿浆中溶解的金,再从最后一台吸附槽排出,即为氰化尾矿。新鲜的活性炭加在最后一台吸附槽中,用气升式提炭泵或凹叶轮立式离心泵提炭,使活性炭和矿浆之间成逆流接触。从第一个吸附槽排出的载金炭在输送到解吸工序以前要过筛和洗涤。
    矿浆与炭的分离是采用筛子实现的。炭浆法使用的活性炭粒度通常是6~12目,提炭筛一般为20目。因此给入第一个吸附槽的矿浆通常在16~18目筛上过筛以便除去大颗粒物料。氰化尾矿离开最后一个吸附槽时,也同样要在28~32目筛上过筛,目的是为了回收细粒炭(粉炭),并将其送焚烧熔炼,以便回收被吸附的金。格炭筛为24目。
    影响吸附效率的因素包括:每吨矿浆中炭的浓度(炭密度),吸附槽的数目,炭移动的相对速度,矿浆在吸附槽的停留时间,活性炭的载金量等。这些参数根据给入矿浆中金的品位和最终排出的矿浆的含金量的变化,通过试验和经验来确定。一般每升矿浆加炭24~40g左右,吸附槽4~8个。吸附率99%以上。
    研究证实:活性炭对金的吸附平衡容量与浸出液中金氰络离子浓度有密切的关系(见图3)。炭的吸附等温线与离子交换和溶剂萃取时得到的相类似。在溶液中平衡浓度为(0.1~10)×10-6范围内几乎成直线。同时还发现,金浓度愈低,平衡建立得愈慢。因此,为了获得含金量极低的尾液,必须有较长的停留时间并增加矿浆中活性炭炭的浓度。这就意味着活性炭上最终的载金量会明显地低于它可能达到的平衡载金量。这一点已为生产实践所证实。一般地说,溶液金氰络离子浓度越高,则载金炭的载金量也越高。
    较之于炭浸法,炭浆法溶液含金浓度高,槽中存活性炭量少,故活性炭上载金量也高些。炭浸法通常是前两个槽不加活性炭,专门溶金,其目的是提高活性炭的载金量。
    炭吸附系统设备要求:①在吸附槽内活性炭和矿浆要有最充分的接触;②载金炭和矿浆在筛上进行最有效的分离;③尽可能地减少整个吸附系统内活性炭粒的磨损;④在吸附槽内应尽量避免矿浆发生短路现象。
    2.中间筛(格炭筛)
    中间筛(格炭筛)是炭浆法工厂实现矿浆与炭逆向运动的关键设备。有的炭浸厂应用的是振动筛和固定筛。固定筛又可分为周边筛、桥式筛和浸没筛等。
    1)周边筛
    周边筛是南非研制成功的立式固定筛的一种,目前正应用于美国平森选厂等工厂中。筛子的最大长度为吸附槽直径的几倍。它安装在一系列呈阶梯布置的吸附槽上部周围,矿浆和活性炭由空气提升器从槽中提升到筛上。经分离后,活性炭返回槽内,矿浆经周边筛自流到下一炭浆槽,筛子用高压空气清理。由于筛子是固定的,故活性炭磨损少。但使用这种筛,矿浆收集有困难,操作维修不便,且需很宽的操作平台。
    2)桥式筛
    桥式筛是另一种立式固定筛,目前正为美国和南非一些选厂应用。筛子的最大长度约等于炭浆槽直径的4倍。一个筛子通常由10块以上的可拆卸筛板组成,筛子穿过吸附槽的槽壁,操作平台设在桥式筛中间,当呈阶梯布置的吸附槽呈单列布置时,桥式筛采用直线布置。当吸附槽呈双列布置时,桥式筛呈直角布置。桥式筛的操作原理与周边筛相似,亦用高压空气清理筛面。当于筛面增设堰板后,流量可提高到50t/m2
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