浸出槽,指在常壓和低于373K溫度下實(shí)現(xiàn)浸出作業(yè)的液固反應(yīng)器。
小型滲濾槽可用金屬制造,根據(jù)浸出介質(zhì)的種類,襯以不同的防腐蝕材料。大型滲濾槽則用鋼筋混凝土制成,內(nèi)壁襯以鉛皮、玻璃鋼、輝綠巖板或瓷磚等耐腐蝕材料。滲濾槽的多孔假底覆蓋棕櫚網(wǎng)、竹蔑墊或?yàn)V布。浸出過程中,通常將數(shù)槽排列,以便能采用逆流浸出體系;新的固體加入最后的槽內(nèi),稀溶液則加入到第一個(gè)槽中,然后依次地從一個(gè)槽泵向另一個(gè)槽。槽數(shù)愈多,浸出效率愈高,但所費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。浸出槽亦可依高低排列,使液體由重力自行流動(dòng),節(jié)省用泵。通常使用的滲濾槽的礦石容量為12000t。
滲濾槽最適用于處理多孔及砂質(zhì)物料,而不適用于處理被壓實(shí)成無滲透性的塊料。保證物料具有良好滲濾作用的首要因素,是物料粒度的均一性而不是其實(shí)際的大小。固體物料粒度不一時(shí),小顆粒就會(huì)填塞大顆粒的空隙,使溶液穿過床層的速度變慢或者形成溝流,影響浸出效率。滲濾槽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用于浸出過程時(shí)溶劑消耗和動(dòng)力消耗都少,并可以省去價(jià)格昂貴的濃密機(jī)或過濾機(jī),但它占地面積大,浸出周期長(zhǎng)。
以壓縮空氣為動(dòng)力將固體物料攪動(dòng)的圓柱形浸出反應(yīng)器。所謂帕丘卡槽即為一種典型的壓縮空氣攪拌槽,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。槽內(nèi)設(shè)有一兩端開口的中心垂直管,壓縮空氣由另一根管導(dǎo)入。當(dāng)槽子裝入礦漿后,壓縮空氣經(jīng)由導(dǎo)管進(jìn)入槽內(nèi),引起物料由中心管上升,并由外部環(huán)形空間下降而循環(huán),使固體物料得以保持懸浮狀態(tài)。這種槽適用于細(xì)磨固體物料的浸出,可用木材或鋼板制造。常用的是一種帶有60度圓錐形底的圓柱形槽,直徑一般為3~6m,高13~15m,內(nèi)襯適當(dāng)?shù)姆栏牧?,如橡膠、玻璃鋼、耐酸瓷磚、輝綠巖板等??諝鈮毫?.142~0.214MPa??諝鈹嚢璨鄣慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易防腐,無傳動(dòng)機(jī)械,維修方便。中國(guó)株洲冶煉廠濕法煉鋅浸出鋅焙砂就是使用這種類型的浸出槽,礦漿用壓縮空氣排出,槽的容積為100m3。
用葉槳作為攪拌器,通過電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng),使固體物料攪動(dòng)起來在浸出劑中保持懸浮狀態(tài)的浸出反應(yīng)器。攪拌器的形式有槳葉式、螺旋槳葉式、雙槳葉式、透平槳葉式,轉(zhuǎn)數(shù)90~310r/min,攪拌器功率2.8~13kw。機(jī)械攪拌槽攪拌激烈,動(dòng)力消耗較空氣攪拌槽小,但對(duì)攪拌器的耐磨、防腐要求嚴(yán)格。它適用于細(xì)磨固體物料的浸出,通常在小型浸出工廠中使用。
裝有道爾型攪拌機(jī)(Dorragitator)的浸出反應(yīng)器,如圖4所示。這種攪拌槽帶有一個(gè)底部開口中空管的圓形平底槽,壓縮空氣由槽中的空管導(dǎo)入。這個(gè)中空管也作為兩個(gè)攪拌臂的中軸,一個(gè)臂在頂部,另一個(gè)臂在底部。底部的臂上裝有攪拌杷,將沉降的物料刮向中空管,使物料能被壓縮氣提升,而上臂則協(xié)助分散水相,是礦漿混合均勻。轉(zhuǎn)數(shù)為1-4 r/min.這種攪拌槽的動(dòng)力消耗少,容積大,尤其適宜用于浸出過程需有氧的金銀礦氰化法浸出以及鈾礦的浸出。槽內(nèi)可以裝設(shè)加熱蛇形管。
卡邁爾塔(Kartourcolumn) 礦漿連續(xù)地向下流動(dòng)和溶液向上流動(dòng)、浸出和固液分離同時(shí)進(jìn)行的柱形反應(yīng)器。用加入絮凝劑和纖維質(zhì)的辦法使礦漿穩(wěn)定,如圖5示。這種塔用于金礦浸出,可強(qiáng)化氰化過程,而且把全部浸出和液固分離步驟放在一個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行,簡(jiǎn)化了過程和設(shè)備。處理礦石的粒度從一3.5mm至40μm,能顯著節(jié)省磨礦費(fèi)用??ㄟ~爾塔法比堆浸的金屬回收率高,允許處理較細(xì)的礦石,更適用于山區(qū),并可在寒冷地區(qū)常年運(yùn)轉(zhuǎn),該塔內(nèi)直徑一般為5m,高30m。
(leaching tank)
在有色金屬提取冶金中應(yīng)用較廣泛的浸出槽主要有滲濾槽、壓縮空氣攪拌槽、機(jī)械攪拌槽、空氣與機(jī)械聯(lián)合攪拌槽及卡邁爾塔。浸出槽的選用,主要考慮被浸出物料的特性、規(guī)模、能耗等因素。
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采用中性浸出及反酸浸出法研究了從高鐵鋅焙砂中浸出鋅.試驗(yàn)結(jié)果表明:中性浸出及反酸浸出的鋅浸出率分別為63%~67%及79%~80.8%;反酸浸出渣的量減少20%,過濾性能得到改善.浸出渣的物相分析結(jié)果表明,反酸浸出過程中避免了Fe(OH)3膠體的形成,鋅暴露更充分,鋅浸出率更高及固液分離效果更好.反酸浸出工藝表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟(jì)效益.
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研究了反應(yīng)釜中閃鋅礦精礦常壓富氧浸出過程,得出了最佳浸出條件:精礦粒度<44μm的大于92%,浸出溫度373K,轉(zhuǎn)速800r/min,浸出液固比5mL/g,[Zn]始=0.76mol/L,酸鋅摩爾比H2SO4/Zn=1.27,氧分壓pO2=0.3MPa,浸出時(shí)間5h.在此條件下,鋅的浸出率大于95%.對(duì)鋅精礦和浸出渣的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明,閃鋅礦等主要礦物的浸出過程以生成H2S的反應(yīng)為主,H2S再被氧化成元素硫,從而實(shí)現(xiàn)礦物的浸出.
浸出所用設(shè)備稱作浸出槽。浸出槽有兩種類型,一為空氣攪拌槽,另一為機(jī)械攪拌槽。這種槽既可用于浸出作業(yè),又可用于凈液作業(yè)。根據(jù)作業(yè)條件不同,選用某種槽。一般地說,作業(yè)過程有氧化作用宜用空氣攪拌槽,作業(yè)過程有還原作用宜用機(jī)械攪拌槽。如鋅焙燒礦浸出時(shí)需要使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵,故多采用空氣攪拌槽。而加鋅粉除銅、鎘凈液時(shí)系還原過程,故多采用機(jī)械攪拌槽。
攪拌槽就是機(jī)械攪拌浸取槽的簡(jiǎn)稱,分為單槳攪拌和多槳攪拌兩種。槽體為圓柱形,槽底為圓球形或平底。中央設(shè)有循環(huán)筒,攪拌器裝在循環(huán)筒下部。槽體通常用碳鋼內(nèi)襯耐酸磚制成。攪拌器有槳式、螺旋槳式、錨式和滑輪式等形式,最常用螺旋槳式攪拌槳葉輪一般由碳鋼襯膠制作、通常將螺旋槳攪拌器的直徑取為槽體直徑的0.25一0.35。
宇減江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置的攪拌設(shè)備主要使用設(shè)備有除鐵槽、氧化槽、浸出槽、漿化槽、江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置、絮凝劑溶解槽、凈化槽、置換槽、酸洗槽、化合桶、硫化桶、中轉(zhuǎn)桶等。
江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置宇減生產(chǎn)的江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置中攪拌罐由攪拌罐體、攪拌罐蓋、攪拌器、支承、傳動(dòng)裝置、軸封裝置等組成,另可根據(jù)工藝要求配置加熱裝置或冷卻裝置;在攪拌過程中可進(jìn)料控制、出料控制、攪拌控制及其它手動(dòng)自動(dòng)控制等,充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化及人性化的設(shè)計(jì)。 江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置中攪拌罐體、攪拌罐蓋、攪拌器、軸封等,可根據(jù)不同的工藝要求選用碳鋼或不銹鋼等材料來制作。 攪拌罐體與攪拌罐蓋可采用法蘭密封聯(lián)結(jié)或焊接聯(lián)結(jié)。攪拌罐體與攪拌罐蓋可根據(jù)工藝要求開進(jìn)料、出料、觀察、測(cè)溫、測(cè)壓、蒸汽分餾、安全放空等工藝管孔。 攪拌罐蓋上部配置有傳動(dòng)裝置(電機(jī)或減速器),由傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)攪拌罐內(nèi)的攪拌器。 軸封裝置可采用機(jī)封或填料、迷宮密封等多種形式(根據(jù)用戶需要確定)。
我廠江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置技術(shù)力量雄厚、設(shè)備精良,并始終遵循“科技興業(yè)、質(zhì)量第一、用戶至上”的宗旨,為用戶提供有優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置并可為不同的客戶提供一對(duì)一的攪拌器設(shè)計(jì)、制造服務(wù)。擁有專業(yè)的技術(shù)人員,具有豐富的設(shè)計(jì)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可根據(jù)不同行業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的攪拌設(shè)計(jì),并與多家高技術(shù)專業(yè)設(shè)計(jì)院合作,確保提供滿足客戶需求的技術(shù)和產(chǎn)品。江蘇頂進(jìn)式攪拌裝置http://www.jbzzcj.cn/Case/。
浸出最常用的方式有滲濾浸出、攪拌浸出和壓熱浸出等。
滲濾浸出是浸出溶液在靜止的固體物料間滲透流過,以實(shí)現(xiàn)原料與溶液的接觸和浸出。實(shí)現(xiàn)這一浸出過程的技術(shù)方法有堆浸、原地浸出、滲濾槽浸或池浸等,主要用于低品位礦、廢礦和尾礦等冶金廢棄的浸出。該浸出槽通常設(shè)有假底,假底距槽底100~200mm。假底結(jié)構(gòu)常用方木條組成格板,并于格子上鋪設(shè)帆布、麻袋或席子之類的既能防止礦砂濾去又便于含金溶液滲下的過濾層。浸出液經(jīng)出液管流出。有的滲濾浸出槽是架空的,還在槽底中心設(shè)有工作門,供尾礦卸出用。槽底多呈微傾斜狀,其形狀一般為圓筒形、長(zhǎng)方形或正方形。其材料可以是木質(zhì)、混凝土或低碳鋼。小型礦山使用的槽直徑5~12m,高1.5~2.5m,每批處理礦石75~150 t;更小規(guī)模的滲濾槽每批處理15~30 t。國(guó)外的大型滲濾浸出槽直徑在17m以上,高3m,每批可處理干料1000t以上。
攪拌浸出是處理高品位礦或精礦普遍采用的浸出方式。采用細(xì)磨礦石,在一定反應(yīng)器中實(shí)施攪拌浸出,各種不同浸出反應(yīng)器適用于不同的浸出過程。浸出反應(yīng)器是高效實(shí)施浸出工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié),應(yīng)具有良好傳質(zhì)性能,保證液-固之間或液-固-氣之間充分接觸,并具有良好溫度等操作參數(shù)的控制條件,保證浸出在設(shè)定工藝條件下進(jìn)行,同時(shí)還應(yīng)具有足夠的耐腐蝕性能和抗磨性能。根據(jù)攪拌裝置的不同,攪拌器可以分為螺旋槳、葉輪或蝸輪式機(jī)械攪拌器,靠壓縮空氣提升的壓縮空氣攪拌器,借助耙臂旋轉(zhuǎn)和壓縮空氣提升的空氣與機(jī)械聯(lián)合攪拌器;攪拌浸出按物料加入方式可分為間歇攪拌浸出和連續(xù)攪拌浸出;對(duì)于較難處理的礦石則主要采用壓熱浸出較為有效。按操作壓力又可分為加壓攪拌浸出和常壓攪拌浸出。攪拌浸出具有物料和溶液一起激烈運(yùn)動(dòng)、物料表面浸出劑不斷更新的特點(diǎn),因而浸出的反應(yīng)速度快,金屬的提取率高。浸出時(shí)間一般需要2~5h,金屬提取率一般高于90%。攪拌浸出主要用于粒度小于0.3mm 的高品位礦石、精礦和焙砂的浸出。
壓熱浸出與焙燒法相比,無論從加工工藝還是環(huán)保角度看都具有較多的優(yōu)點(diǎn),但要求發(fā)展性能較好的耐腐蝕材料,以保證壓熱浸出設(shè)備的需要。隨著可開采的高品位礦石數(shù)量的逐漸減少,要求實(shí)現(xiàn)從低品位礦石或礦渣中經(jīng)濟(jì)地提取有用金屬,從而逐漸發(fā)展了地浸、準(zhǔn)浸、微生物浸出等新的浸出方法。特別是堆浸已成為大規(guī)模處理貧礦、后礦、廢礦石的有效而又經(jīng)濟(jì)可行的方法。
堆浸是處理貧礦、表外礦或礦山產(chǎn)出的含金屬品味很低的廢石的有效方法,對(duì)上述礦的浸出而言,具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、成本較低的特點(diǎn)。目前廣泛用于低品味銅礦、金礦以及鈾礦的處理。堆浸法的過程是將待浸出的礦石露天堆放在水泥涂瀝青的地面上,地面設(shè)有溝槽或水管,以便收集溶液。利用泵將浸出劑噴灑在礦堆上,并在流過礦堆時(shí)與礦石進(jìn)行反應(yīng),將其中有價(jià)元素浸出,再由底部溝槽管道收集。為使浸出劑中有價(jià)金屬富集到一定濃度,溶液往往循環(huán),直至達(dá)到要求為止,礦堆經(jīng)過一定時(shí)期的浸出,將有價(jià)金屬大部分回收后,再?gòu)U棄。其浸出周期,大型堆長(zhǎng)達(dá)1~3年,小型礦堆為5~6周。堆浸法處理的原料有2種類型,即采出的原礦塊直接堆浸和礦塊經(jīng)破碎至10~50mm后再堆浸,為保證礦堆內(nèi)的滲透性,對(duì)細(xì)粒要進(jìn)行制粒處理 。