HAT6065型氰化浸出搅拌槽清水动力学研究.pdf

2 0 1 3 年第8 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 3 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 8 ．0 1 2 H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽清水动力学研究 张明，冯天然，董干国 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 0 1 6 0 摘要研究了H A T 6 0 6 5 型高气泡表面积通量氰化浸出搅拌槽的清水动力学性能，简要分析了4 种充气 器配置条件下，充气量、空气分散度、溶解氧量、空气保有量等参数之间的关系。结果表明，在4 种充气 器配置条件下，氰化浸出搅拌槽的空气分散度均较高，可以为确定工业应用条件提供依据。 关键词高气泡表面积通量；溶解氧；氰化浸出槽；流体动力学；空气分散度 中图分类号T F 8 3 1文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 3 0 8 0 0 3 9 0 3 H y d r o d y n a m i c sS t u d yo fH A T 6 0 6 5M e c h a n i c a lA g i t a t i o n C y a n i d i n gL e a c h i n gT a n k Z H A N GM i n g 。F E N GT i a n r a n 。D O N GG a n g u o S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n gS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c h I n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eh y d r o d y n a m i c so fH A T 6 0 6 5m e c h a n i c a la g i t a t i o nl e a c h i n gt a n kw i t hh i g hb u b b l es u r f a c ea r e a f l u xw a ss t u d i e d ．T h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e ng a sf l o wr a t e ，a i rd i s p e r s i t y ，d i s s o l v e do x y g e n ，a i rh o l d u pa n d e t c ．w e r eb r i e f l ya n a l y z e dw i t ht h ec o n f i g u r a t i o np o s i t i o n so ff o u rb u b b l eg e n e r a t o r s ．T h er e s u l t ss h o w t h a tt h ea i rd i s p e r s i t yi nm e c h a n i c a la g i t a t i o nl e a c h i n gt a n km a i n t a i n sh i g hw i t ht h ec o n f i g u r a t i o np o s i t i o n s o ff o u rb u b b l eg e n e r a t o r s ．T h i sr e s u l tc a ns e r v ea st h eb a s i sf o ri n d u s t r i a la p p l i c a t i o n ． K e yw o r d s h i g hb u b b l es u r f a c ea r e af l u x ；d i s s o l v e do x y g e n ；c y a n i d i n gl e a c h i n gt a n k ；h y d r o d y n a m i c s ；a i r d i s p e r s i t y 在搅拌氰化浸出过程中，氰化物和氧的浓度是 决定金浸出速度的最主要因素[ 1 ] 。当氰化物浓度较 高时，金的浸出速度随溶液中氧浓度的增大而增 大[ 2 ] 。H A T 型氰化浸出搅拌槽是北京矿冶研究总 院研制的一种高气泡表面积通量浸出设备，它采用 全新的充气方式，以高压空气为气源，通过充气器将 高压空气喷射入矿浆中，在矿浆中形成大量微小气 泡，极大地增加了气液接触面积，提高了矿浆中的溶 解氧量，从而提高金的氰化浸出速率，缩短金的氰化 浸出时间。本文对H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽的 清水动力学测试进行研究。 收稿日期2 0 1 3 0 1 3 1 基金项目国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 项目 2 0 i 2 A A 0 6 1 5 0 3 作者简介张明 1 9 8 6 一 ，男，贵州遵义人，硕士，助理工程师． 1 试验部分 H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽清水试验系统见 图1 ，主要测量参数包括充气量、空气分散度、溶解 氧量、空气保有量等。 1 ．I 试验条件 根据氰化浸出工艺耗氧量的需要，H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽共安装1 2 个能够单独控制、距槽 底高度1m 的充气器。在0 ．4 5M P a 充气压力的条 件下，测定了1 2 个、8 个、6 个和4 个充气器时氰化 浸出搅拌槽的充气量、溶解氧量和空气保有量。 万方数据 4 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 2 0 1 3 年第8 期 图1氰化浸出搅拌槽清水试验示意图 F i g ．1 S k e t c hm a po fH A T 6 0 6 5m e c h a n i c a l a g i t a t i o nc y a n i d i n gl e a c h i n gt a n k 1 ．2 充气量的测定 为准确地测量充气量，一般根据各测量点代表 的测试区域相等的原则设定测点分布。考虑到 H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽为圆柱形，具有对称 性，因此只测试1 ／4 个圆截面的充气量。测试点的 布置如图2 所示，1 ／4 个圆截面内布置1 2 个测试 点。选用排水集气法进行充气量的测量，为保证测 定结果的准确性，采用多次测量取平均值的方法进 行测试。 图2 测量点分布图 F i g ．2 D i s t r i b u t i o no fm e a s u r i n gp o i n t s 1 ．3 空气分散度的计算 空气分散度 7 ／ 越高，空气在氰化浸出搅拌槽中 的分散越均匀。计算公式为 刀 Q ／ Q m a 。一Q 。。 式中Q 为全部测试点的平均充气量，Q 。。。和 Q 。。分别为全部测试点中的最大和最小充气量[ 3 ] 。 1 ．4 溶解氧量的测量 H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽内的溶解氧量采 用D 0 1 1 0 溶氧仪进行测量。将溶氧仪的探头与一 个重物一起绑在一根细绳上，按照事先在绳子上做 好的标记将溶氧仪测量探头放到距离槽底不同高度 的测量点上，待溶氧仪上的读数稳定时记录溶解氧 量。整个氰化浸出搅拌槽内布置多个测试点，用所 有测量点不同高度处的溶解氧量的平均值表示氰化 浸出搅拌槽内的溶解氧量。 1 ．5 空气保有量 含气率 的测定 搅拌槽内气体占全部矿浆的比率称为含气 率[ 4 ] ，其测定方法见文献[ 4 ] 。 2 结果与讨论 2 ．1 试验结果 H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽清水条件下动力 学测量结果见表1 。 表1动力学测量结果 T a b l e1 R e s u l t so fd y n a m i c st e s t 2 ．2 结果分析 2 ．2 ．1 空气分散度与充气量的关系 氰化浸出搅拌槽内空气分散度与充气量之间的 关系如图3 所示。 图3 表明，在各个充气量条件下，空气分散度 都大于2 ，说明空气在氰化浸出槽内的分布较均匀。 主要原因是首先，H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽的 1 2 个充气器均匀地布置在搅拌槽的圆周方向，可以 等间隔打开或关闭充气器，打开的充气器始终是均 匀布置的；其次，叶轮的搅拌作用使气泡更容易分散 到整个槽体内。 2 ．2 ．2 空气保有量与充气量的关系 氰化浸出搅拌槽内空气分散度与充气量的关系 如图4 所示。 从图4 可知，空气保有量随充气量变化非常明 显，基本成线性关系。 2 ．2 ．3 溶解氧量与充气量的关系 万方数据 2 0 1 3 年第8 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 4 1 憾 耧 套 旷 籽 充气量／ m “m 4 m i n 。 图3空气分散度与充气量的关系 F i g ．3R e l a t i o n s h i pb e t w e e na i rd i s p e r s i t y a n da i rf l o wr a t e 毋 ＼ 嘲 扭 鹾 扩 制 图4空气保有量与充气量的关系 F i g ．4R e l a t i o n s h i pb e t w e e ng a sh o l d u p a n da i rf l o wr a t e 氰化浸出搅拌槽内充气量与溶解氧量的关系见 图5 。 从图5 可看出，当充气量在0 ．1 0 ～0 ．2 9 m 3 ／ m 2 r a i n 时，水中平均溶解氧差别不大。这是 因为当充气量达到某个数值后，氰化浸出搅拌槽开 始进入过充气状态，水中溶解氧量趋于饱和，很多气 泡从氰化浸出搅拌槽表面逸出进入大气中。 2 ．3H A T 6 0 6 5 型与常规S J 型氰化浸出搅拌槽的 对比 常规S J 型中6m 6 ．5m 氰化浸出搅拌槽采用 中空轴中心进气，靠叶轮的搅拌作用将空气流打碎 为小气泡。该设备存在的主要问题是气泡直径大， 主要集中在搅拌轴附近，槽体边壁处仅有少量气泡， 空气分散效果差，溶解氧量低，空气利用率低，大部 土 三 由 球 鐾 过 图5充气量与溶解氧量的关系 F i g ．5 R e l a t i o n s h i pb e t w e e na i rf l o wr a t e a n dd i s s o l v e do x y g e n 分空气逸出矿浆表面返回大气等问题。造成金的氰 化浸出速率慢，氰化浸出周期长。 在清水条件下，S J 型垂6 6 ．5 m 氰化浸出搅拌 槽动力学参数测量结果空气分散度0 ．8 1 、充气量 0 ．1 4 m 3 m - 2 r a i n _ 1 、空气保有量2 ．7 8 ％、溶 解氧量7 ．3 7 1 0 一。 对比表1 可知，在相同充气量的条件下， H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽的气泡弥散均匀，溶 解氧量大，有利于金的氰化浸出。 3结论 1 在1 2 个、8 个、6 个和4 个充气器条件下，氰 化浸出搅拌槽的空气分散度均较高，都可以作为工 业应用时充气器的配置方案。 2 与常规氰化浸出槽相比，在相同充气量条件 下，H A T 6 0 6 5 型氰化浸出搅拌槽内的气泡分散均 匀，溶解氧量大。在4 种充气器配置方案下，氰化浸 出搅拌槽内的溶解氧量均较大，具体的充气器配置 方案需根据氰化浸出矿物性质和工艺要求确定。 参考文献 [ 1 ] 黄礼煌．金银提取技术I - M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 5 2 - 4 ． [ 2 ] 黄金生产工艺指南编委会．黄金生产工艺指南[ M ] ． 北京地质出版社，2 0 0 0 ． [ 3 ] 北京矿冶研究总院．K Y F 一2 0 0 浮选机工业试验报告 [ R ] ．北京北京矿冶研究总院，2 0 0 8 ． [ 4 ] 杨丽君，史帅星，陈东，等．2 0 0I T i 3 充气机械搅拌式浮选 机动力学研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 2 2 9 3 】． 万方数据