麦瑞尔—克劳维工艺研究——工厂操作数据的回归分析.pdf

2 0 0 1年 3月 第 3 0卷第 2期 有色矿山 No n f e r r o u s M i | l 既 M a r ． ． 2 0 01 vo I 3 0 No 2 麦瑞 尔 一克 劳维工 艺 研究 工 厂操 作 数据 的 回归分 析 [ 关 薯 词 ]锌 效 率 ； 数学 摸 型 ； 回归 分析 [ 摘要 ]用完好 的麦端尔 一克劳维 Me r r i l l C r o we - r艺 即锌粉置换工艺 ． 译注 可从碱性 氰 化溶液 中有效地回收贵金属 。本文从锌教率角度对三十银 回收工 厂操作数据进行 了分析且用 多 元 回 归分 析技 术 建 立 了数 学模 型 ， 模 型 预 测 值 与 生 产 实 际 吻合 非 常好 。 回 归分 析 结 果 表 明， 置 换 沉淀前给液中银含量是影响 麦瑞 尔 一克劳维工 艺锌效率的主要操作参 数． 尤其 当贵液 晶位较 低 时 ， 情 况 更是 如 此 。贵 液 品位 及 流速 是 有 利 于提 高 锌 效 率 的 两 十 参 数 ， 而 贵 液 中氰 化钠 浓 度及 锌 粉添加量的增大会导致锌效率 降低。最后， 数学 摸型表明， 对 工艺操作略施调整就会适度提 高麦 瑞 尔 一克 劳维 工艺 的 经 济效 益 。 [ 文章编号 】1 0 0 2 ． 8 9 5 1 2 0 0 1 0 2 0 0 3 4 0 4 1 引言 2 麦瑞尔 一克劳维沉淀法 本文作为麦瑞尔 一克劳维工艺研究之一 的 延续 ， 用 回 归分 析方 法 对三 个 银 回收 工 厂 的操作数据 进行 了分 析 ， 表 1列 出 了被 研 究 三个 厂的操作参数及锌效率的年平均数。锌 效率的 定义为沉淀贵 金属 所需锌 的化学计 算 量除以添 加的 总锌 粉 量。 基 于 生产 实 践， 可 以预料瑞 尔 一克劳 维沉淀法 的锌效率 主要 与 表 1 中的操作参数有关 ， 且厂与厂之间明显 不 同。 衰 l 工厂操作参数f 1 9 9 0年全年平均】 本文所叙 述研 究的主要 目的是在 生产实 际的 可能范 围 内， 通 过 优 化 锌效 率提 高 麦 瑞 尔 一克劳维 沉淀 法的 沉淀效果 。用多 元回归 分 析 技术 对那些 明显影 响锌效率 的参数进行 了鉴别， 并提供了锌效率与这些参数之间关 系的 定量判断 。 释 ⋯ ⋯ [ ． { j L - 1 { l I r d 维普资讯 第 2期 麦瑞尔 一克劳维工 艺研究工厂操作数据 的回归分析 内停 留时 间长 。P a r g a 、 Wa n及 Mi l l e r指 出。 大 约 1 O％的银是在 管路 中沉淀 出来 的 ， 而 其 余 的 9 0％是 在 溶液 通 过 滤 饼 时 在压 滤机 内 完成的 。 3 建立数 学模型 s P s S ／ P c 是一种 微 型计 算机 利用 的 对 数据进 行管理 并 分 析 的很 有用 的 软件 包 ， 它 是 为 I B M P C 及 I B M P s ／ 2 TM 系 统 兼 有 1 0 MB或更 多存储量硬 盘 的单 个 用户计 算 机 设计 的， 利用 这 个 程 序对 三 个银 氰化 厂 的 日 常操 作数 据进 行 了回归分 析 。建立 的模型 时 间跨度为 1 9 9 0年 1月 至 1 2月， 共 分 析 了 4 个工 厂参 数 ， 每个 参 数 为 月平 均 数 据， 共 1 2 个月 。4个参数如 下 品位 贵液 中银 品位， g ／ t ； 添加量 日锌粉添 加量 ， g ； 流速 每分 钟银通过 量， g ／ rai n ； Na C N 氰化钠 浓度 。 g ／ t 。 把锌 效 率 Z E 做 为 因变 量 ， 其 定 义式 为 ％ l o 0 表征三 个工厂 的与 以上参 数有关 的克荣 维工 艺数 学模 型见表 2 。 哀 2 多元回归分析结果 多元 回归相 关系数 R2 表 明， 对工 厂 l有 9 2 ％的操 作 数据可 由方 程 1 准确表 示， 对 工 厂 2和工 厂 3有 9 9 ％的操 作 数据 可 由方 程 2 、 3 分别表 示 。当然 ， 自变量 的非线性 行 为及 自变量 之 间的相 互 作 用 是 预 料之 中的 ， 本次 没有 特别分 析探讨 。 锌效率 的模 型预测 值与工 厂实 际数据 的 比较示 于 图 2 ， 从 中可 以 看 出 两者 之 间 吻合 的很好 。 田 2工 厂特 性 的数 学 模型 琢 捌 4 模型 化结果说 明 可以预 料， 建 立起 的 每 个工 厂 的 数学 模 型在 大多数 情况 下都 反 映 了工 厂 操 作 实 际。 四种 操 作参数对 锌效率 的影 响程 度取 决 于它 们与 因变量的对应相关关系。这 3 个模型都 反映 了这 四种 参 数对锌效率 的一贯影 响。 4． 1贵液 中银品 位 在工厂操 作 中， 人 们 已充分 意 识 到 贵 液 银 品位 对麦瑞 尔 一克 劳维 工 艺 效 率 的影 响 。 从方程 1 、 2 及 3 可 以 看 出， 在三 个 不 同 工 厂操 作中 ， 贵 液 中银 品 位 是唯 一 对 锌 效率 有 相似 影响的参数 。 锌效率与工厂 1 、 工厂 2及工厂 3中贵 液 品位 的函数关 系示 于图 3 。 由图可 以说 明 贵液 品位是 影响麦瑞 尔 一克 劳维 工艺锌效率 的主要操 作 参 数 ， 如 不考 虑 操 作 环境 及 其 它 参数 ， 锌 效率 可 由方 程 4 估 算 Y3． 9 7 L ． 28 9 x 4 式 中 锌 效率 ； 贵液 中银 品位 。 如 图 4所示 ， 总 的说 来估 算值 与 实 际 吻 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1 正 圉 3责液 品位 与 锌效 率 关 系 合的较好 ， 但在 贵液 晶位 高时偏 差较大 ， 其原 因是 因为 其它 操 作参 数 的 影 响。 因此， 影 响 麦瑞尔 一克劳维工 艺锌效率 的主要 参数很 明 显是贵液 中贵金属 品位。 圉 4责液 品位 变 化 时锌 效 率随 时间 变化 估 算 位 4． 2流连 方程 1 2 3 表 明 ， 超 过一个 极值再增 大流速 由于过滤 问题 滤 饼破坏 及 贵液 停 留 时 间不足 等原因 ， 虽然会 导致锌效 率下 降， 但 在一定范 围 内， 增 大 贵液 流 速对 提 高 锌效 率 是 有 利 的。这种 现 象证 实 了 P a r g a及 Mi l l e r 的发现， 即 9 0 ％的银 还原 是 在板 框压 滤 机 中 进 行 的。较 高的流速会 引起 锌粉充填料 层的 质 量传递系数 提 高 ， 因而 还 原反 应 速度 会 随 着 流速 的增 加而 提 高。 当 然， 增 加 流速 的有 利程度 取 决 于 操 作 条 件 是 否 在 合 理 范 围 之 内 。 对 方程 1 2 3 仔 细研 究可 以发现 增 大流速锌效 率 的提 高速度 随贵液 品位的增 大 而增大 。当贵液 品位 为 3 9 ． 1 8 g ／ t 时 ， 流 速 每 分钟增 加 1 0 0克锌 效 率 提 高 5 ％， 而 当 贵 液 平均 品 位 为 4 ． 0 5 4 g ／ t时， 流 速 每 分 钟 提 高 1 0 0 g ． 锌效率 只提 高 0 ． 4 ％。 4． 3 Na C N 浓 度 在 沉淀工艺 中发现 Na CN浓度 的增 大对 锌效 率 的提 高 是 不利 的． 因为 锌 溶解 度 随 着 Na CN 浓度 的增 大 明 显提 高 ， 这 一 点表 示 高 Na CN浓 度并 不 总是 有 益。 当氰化 钠 浓度 超 过抑 制形成 Z n OH 2所 需 浓度 且其 中游 离 氰 化物浓度 过大到 超过保证 最大 的贵金属 沉 淀速度 所 需 浓 度 时 ， 这 时 ， 过 量 的锌 就 会 溶 解 ， 从 而导 致 锌效 率 降低 。 可 以通 过 降 低 氰 化物 浓度 的 方法 来 提 高 经济效 益． 但 要 注意 保持适 当的 氰化 物浓 度 以 避 免 z n OH 2的 形成并保 证最 大 的置换 沉淀速 度 。 4 ． 4日锌粉添加量 通 常情况 下， 生 产 中 添 加 的锌 粉 量 为置 换 贵 金属 所需 化 学计 算 量 的 5～3 0倍 ， 这取 决 于贵液成 分及 置换 效 率 。方 程 1 2 3 表 明， 麦瑞 尔 一克劳 维 工 艺 日锌 粉 添加 量 的 增 大会导 致锌 效 率 降低 。换 句 话说 ， 提 高 添 加 量会增 加置换沉 淀 同等数量 贵金属所 需的 锌耗 。提 高锌效率 的方 法是 非 常小心地 减小 目锌粉添加 量 ， 这 样做 仍会得到 低 品位 贫液 。 生 产 出低 品位贫液是 麦瑞 尔 一克劳 维工 艺操 作 的主要 目的， 但 这 个 目的通 常都 是 以添加 过 量的锌 粉 以及 通 常情 况 下 过 量 的 Na C N 浓度 来 实现 的。 5 经 济分析 数据 表 明， 可 以通 过改 变 四 个 分析 过 的 参数来 提高 锌效 率 ， 即 减 少锌 粉 及 氰化 物 添 加量或 者提 高贵液银 品位及 贵液 流速 。虽然 贵液 品位的提 高 会提 高 锌效 率 ， 但 这 不 是 一 个很 易 改 变 的 参 数， 通 常 取 决 于 浸 原 品位 。 贵液 流速 也不 易 改变 ， 它通 常 是采 用 的提 银 工艺类 型、 洗 涤率 及 浸出条件 等的 函数 ， 任何 提 高贵液 流速 的作法都会 以牺 牲 贵液 品位 为 代价 。表 3显示 了提 高 锌 效 率 1 5 ％所可 能 取到 的费用 节 省， 这个 策 略 可通 过 在 生 产 实 维普资讯 第 2期 麦 瑞 尔 一克 劳维 工 艺研 究 工 厂操 作 数据 的 回归分 析 际许 可范 围 内通过对 贵液流 速或锌 添加量进 行 修整 予以实现 。 衰 3 锌效率提高 1 5 ％可取得的年经济效益 表 3还表 明降低贵 液 中氰 化物浓度 并不 是提高锌 效率 实 际手 段 ， 且 在这 种情 况 下 只 有工 厂 1可达到 目的 。表 3中修正值是 利用 方程 1 2 3 进行计 算的 ， 计算 时每次 只改 变一个操 作参数 而固定 其它参数 。 6 简要及结论 本文研 究了麦瑞 尔 一克 劳维工 艺中几个 主要参数 对 锌效 率 的 影响 。研 究 结 果表 明． 贵液 品位 进 液 中银 品位 是影 响麦瑞 尔 一克 劳维沉淀法 锌效 率 的最 主要 参 数 ， 贵 液 品 位 及 流速的增 大都 能提 高 锌效 率 而 Na C N 浓 度 的增大 会导 致 锌 过 量溶 解 ， 从 而有 害 于 锌 效率 的提 高 。减步锌 粉添 加量 当然会提 高锌 效 率． 但这是 否可 能 实 现取决 于工 厂 实 际 条 件。这些结果证实了其它文献 中的理论及试 验 室试验研 究观 察结果 。 建立 的数学模 型使对 工厂 实际操 作参 数 略 施调整所 可能得 到的经 济效益 提供 了定量 判断 依据 ， 因 而模 型对 于是 否 应 对 工 厂操 作 进行 短期 或 长期 调 整进 行 决 策， 是一 个 非 常 有用 的函数 。 王夕亭译 张新宽校 上接 第 2 5页 [ 6 ] 金 耀 清 ， 王 春 生 等 ． MDH 型 乳 化 炸 药 的 研 制 [ J ] ． 金属矿山， 1 9 9 5 ， 8 68 ． [ 7 ] 聂辉成等 ． 用铝粉提高散装炸药的威力 [ J ]世 界 采 矿快 报 ， 1 9 9 2 。 1 0 3 0． [ 8 ] w ． A． 克 罗斯 比 ． 何 时 在 散 装 炸 药 中添 加 铝 橱 使 爆破 有 效 [ J ]国外 金 属 矿 山 ， 1 9 9 2 ． 1 2 ； 4 3 47． [ 9 ] W ． A． 克罗 斯 比 ． 散 装 炸 药 中 添 加 铝 粉 可 降 低 钻 孔 和 爆 破 费 用 [ J ] 国 外 金 属 矿 山，1 9 8 9 。 1 0 6 4 ． [ 1 0 ] F o r d M a n d M ． D．B ONNE AU． 1 9 9 1 De v e l o p me n t i n Ca s t Bl a s t i n g u i n g Hi gh Bu l k S t r e n g t h a t Ri e t s p r ul t op 衄e a s t S e r v i c e s 1 7 An nu a l Co n f e r e n ∞o n Ex p l o s i v e s a n d Bl a s t ing Te c h n i q u e , L o s Ve g a s -Ne v a d a ， F e b n a m y ． 维普资讯