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文檔簡介
1、4 浸出過程生產(chǎn)及設(shè)備4.2浸出的方法及設(shè)備4.2.1 攪拌浸出 實質(zhì):是將充分磨細(0.040.1mm以保證足夠的比表面積)原料,然后與浸出劑混合,在激烈攪拌并保證一定溫度的條件下進行反應(yīng)。參數(shù):有礦石粒度、浸出劑的用量和耗量、液固比、溫度以及時間。攪拌是:為了防止礦粒下沉,調(diào)勻濃度或溫度,保證固液相更好的相互接觸,減小液膜擴散層的厚度,從而加快浸出速率,也稱“常規(guī)浸出”。 設(shè)備要求:1)結(jié)構(gòu)上要求:其攪拌效果好,相應(yīng)地液-固或液-固-氣)相間有良好的傳質(zhì)條件,同時能按工藝要求控制適當?shù)臏囟群蛪毫Γ?)應(yīng)有足夠的強度且在作業(yè)條件下其材質(zhì)對所處理的物料有足夠的耐腐蝕性能,即應(yīng)選擇適當?shù)牟牧虾蛢?nèi)
2、襯。(1)機械攪拌浸出槽 1) 槽體:其材質(zhì)應(yīng)對所處理的溶液有良好的耐腐性。普通碳素鋼、搪瓷、鋼殼上襯環(huán)氧樹脂后再砌石墨磚或內(nèi)襯橡膠、不銹鋼、鑄鐵、碳鋼、高硅鐵。 2) 加熱系統(tǒng)。用夾套或螺管通蒸氣間接加熱、蒸氣直接加熱。 3) 攪拌系統(tǒng)。渦輪式、錨式、螺旋式、框式、耙式等不同類型。攪拌的轉(zhuǎn)速、功率隨槽尺寸和處理的礦漿性質(zhì)和工藝條件要求而定。圖4-12 機械攪拌浸出槽結(jié)構(gòu)示意圖(2)空氣攪拌浸出槽又稱帕秋卡槽 工作原理:利用壓縮空氣的氣動作用來攪拌礦漿的。槽內(nèi)設(shè)兩端開口的中心管,壓縮空氣導人中心管的下部,氣泡沿管上升的過程中將礦漿由管的下部吸人并上升,由其上端流出,在管外向下流動,如此循環(huán)。圖
3、4-12空氣攪拌浸出槽(3)管道浸出器工作原理:混合好的礦漿利用隔膜泵以較快的速度(0.55m/s)通入反應(yīng)管,反應(yīng)管外有加熱裝置對礦漿進行加熱,在反應(yīng)管的前部主要利用已反應(yīng)后的礦漿的余熱用夾套加熱,后部則用高壓蒸氣加熱到浸出所需的最高溫度(如鋁土礦290)。因而礦漿在沿管道通過的過程中溫度逐步升高并進行反應(yīng)。(4)熱磨浸出器特點:在磨礦的同時進行浸出,它將磨礦過程對礦物的機械活化作用、對礦粒表面固態(tài)生成物膜的剝離作用、對礦漿的攪拌作用與浸出的化學反應(yīng)有機結(jié)合,因而浸出速度及浸出率遠比機械攪拌浸出高。圖4-14 熱磨浸出器結(jié)構(gòu)示意圖(5)流態(tài)化浸出塔工作原理:礦物原料通過加料口加入浸出塔內(nèi),浸
4、出劑溶液連續(xù)由噴嘴進入塔內(nèi),在塔內(nèi)其線速度超過臨界速度,使固體物料發(fā)生流態(tài)化,形成流態(tài)化床。在床內(nèi)兩相間傳質(zhì)傳熱條件良好,迅速進行各種浸出反應(yīng)。浸出液流到擴大段時,流速降低到臨界速度以下,固體顆粒沉降,而清液則從溢流口流出。為保證浸出的溫度,塔可做成夾套通蒸氣加熱,亦可以用其他加熱方式加熱。圖4-15流態(tài)化浸出塔示意圖4.2.2 加壓浸出某些浸出過程需在溶液的沸點以上進行;對某些有氣體參加反應(yīng)的浸出過程,氣體反應(yīng)劑的壓力增加有利于浸出過程,故在高壓下進行,稱為高壓浸出或壓力溶出。在加熱加壓條件下的浸出,是一種強化浸出,可提高浸出速率。工業(yè)上采用加壓浸出方法回收的金屬有鋁、鎢、鈾、鉬、釩、銅、鎳
5、、鋅、鈷、錳和金等??煞譃闊o氧參加和有氧參加兩大類。無氧浸出是通過提高溫度,增大有價金屬在浸出溶劑中的溶解度,從而加速浸出過程的方法。 加壓浸出設(shè)備有多種類型,如加壓的帕丘卡槽、壓力塔壓力球罐、壓力鍋、立式壓力釜、管式壓力釜及臥式壓力釜。4.2.3 滲濾浸出 浸山劑借重力自上而下或借壓力自下而上,或水平方式滲濾流過固定礦石層的一種浸出稱滲濾浸出(又稱固定床浸出)滲濾浸出法:常用以浸出低品位、粗顆粒(913mm)的礦物原料,有時亦用以浸出透過性能良好的燒結(jié)塊。水泥或鋼槽做內(nèi)襯材料,槽底有假底能讓溶液通過而礦粒不能漏下,待處理的礦則放在假底上,浸出液連續(xù)流過礦粒層。流動的方式:可以是從槽上部流入,
6、然后從底部流出;也可以從底部流入,然后以溢流的方式從上部流出,一般情況下后一種方式工藝更可靠,溶液通過礦粒層的過程中,即與礦粒發(fā)生反應(yīng)將其中的有價金屬浸出。4.2.4 堆浸堆浸:是處理貧礦、表外礦或礦山產(chǎn)出的含金屬品位很低的廢石的有效方法,目前廣泛用于低品位銅礦、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,并在流過礦堆時與礦石進行反應(yīng),將其中有價元素浸出,再由底部溝槽管道收集。為使浸出液中有價金屬富集到一定濃度,溶液往往循環(huán),直至達到要求為止,礦堆經(jīng)過一定時期的浸出,將有價金屬大部分回收后,再廢棄
7、。其浸出周期,對大型堆(礦石量超過105噸)長達13年,對小型礦堆(礦石量數(shù)千噸)約56周。4.3 浸出工藝(1) 間歇浸出 間歇過程(或稱周期過程)是反應(yīng)物料一次投入反應(yīng)器,在一定的條件下進行反應(yīng)(浸出),達到要求的轉(zhuǎn)化率(浸出率)后,卸出產(chǎn)物。然后進行下一批操作。(2) 連續(xù)浸出 連續(xù)過程是反應(yīng)物料連續(xù)不斷進入反應(yīng)器,產(chǎn)物連續(xù)不斷從反應(yīng)器中排出,在中間經(jīng)過的反應(yīng)器中,物料在一定條件下,停留適當時間來進行反應(yīng),以便達到要求的轉(zhuǎn)化率(浸出率)。(a)連續(xù)并流浸出 并流連續(xù)浸出是將浸出劑、水和精礦連續(xù)加入到反應(yīng)器中,并連續(xù)卸料。在這種情況下,設(shè)計的攪拌系統(tǒng)必須使固體和液體在溢流時保持進料時的比例
8、。一般是在幾個串聯(lián)起來的反應(yīng)器內(nèi)進行。并流浸出(順流浸出):被浸物料和浸出劑的流動方向相同。串聯(lián)并流連續(xù)浸出的特點是:(a)各單個反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速度是恒定的,但同一串聯(lián)系列中各個反應(yīng)器則互不相同,可根據(jù)浸出過程的要求在不同的反應(yīng)器內(nèi)控制不同的溫度、攪拌速度;(b)設(shè)備生產(chǎn)能力大;(c)易于進行自動控制;(d)熱利用率高,能耗低。 (f)與連續(xù)逆流相比浸出率較低,過程試劑消耗大殘留溶劑濃度高。(b)連續(xù)逆流浸出 根據(jù)逆流原理進行精礦浸出,就是在一系列串聯(lián)的分解槽中。浸出劑和精礦漿分別由系列的兩端加入,精礦與溶劑逆向而行。逆流浸出: 被浸物料和浸出劑的運動方向相反,即經(jīng)幾次浸出貧化后的
9、物料與新浸出液接觸,得到進一步反應(yīng);而原始被浸物則與浸出液接觸 ,使其中浸出劑得到充分利用。逆流浸出可以得到目的組分含量較高的浸出液,可以充分利用浸出液中的剩余浸出劑。因而浸出劑耗量較低,同時效率高,還可以減少設(shè)備的尺寸 。 但操作控制相對要求技術(shù)高。這種方式很適宜于低品位精礦的浸出,因低品位精礦需耗大量的浸出劑(如酸或堿),而在并流操作過程中隨著反應(yīng)的進行,浸出液中浸出劑濃度逐漸降低,金屬離子的濃度又逐漸增加,使浸出速度顯著降低。當用逆流浸出時,已與浸出劑接觸過的精礦,再次與新的浸出劑反應(yīng),得到進一步浸出;同時巳與精礦接觸過的母液,再與新礦反應(yīng),使其中剩余的浸出劑得到利用。最后達到浸出液中金屬離子濃度高,而殘渣中有價金屬的濃度降到最低,而且浸出劑用量最少。同時效率高,還可減小設(shè)備的尺寸,易實現(xiàn)連續(xù)化和自動化。(3)錯流浸出 被浸物料分別被幾份新浸出劑浸出,而每次浸出所得的浸出液均勻送到后續(xù)作業(yè)處理。錯流浸出的浸
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