CN109971949A - 一种超级浸出装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种超级浸出装置及方法，所述装置包括超浸腔体、活化结构、通气结构、控温结构和控制结构；超浸腔体包括外套和内套，外套和内套之间设有分段式中空，两端分别设有端盖，端盖上分别设有进料管、衬板、过滤筛网、出料管和介质排放口；活化结构包括轴、轴动力输入结构、销棒和活化介质；通气结构包括进气流量计和通气管道；控温结构包括循环水管道组成的循环系统；控制结构包括pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪、压力表和轴转速变频控制器。本发明还包括一种超级浸出方法。本发明能打破矿物内部对有价金属的包裹，使其充分裸露出来，同时解决浸出装置中气体传质不均一、溶液氧化还原电位值和pH值波动大、有价金属浸出效率低、出料难的难题。

Description

一种超级浸出装置及方法

技术领域

本发明涉及一种浸出装置及方法，具体涉及一种超级浸出装置及方法。

背景技术

在化工、冶炼等技术领域中，如硫脲浸金反应、氰化浸金反应、有氧参与的化学反应等，常常需要考虑溶液的氧化还原电位值、氧溶量大小、物料混合的均一性和物料中有价金属与浸出剂接触强度。而有价金属浸出效率、生产成本与反应过程密不可分，物料浆化的均匀性和有价金属浸出反应的快慢直接受到浸出过程分子热运动和氧化还原电位的影响。在现有的技术中，大多采用普通搅拌装置对物料进行强化浸出，无法有效打开物料中被包裹有价金属，进而影响物料中有价金属的浸出效率。

CN205851015U公开了一种带温度检测装置的砂磨机，其结构包括调气阀、砂磨筒、固定架、出料管、前罩板、进料口、法兰盘、压力表、控温桶、温度控制器、开关、控制电线、温度检测装置、控制面板、气压表、出气口、机架、脚轮、隔板、油水分离器，所述的调气阀和油水分离器连接，所述的砂磨筒和固定架连接，本发明具有控温桶和温度控制器，能在砂磨机温度过高时及时对其进行控温，对砂磨机进行降温处理，避免因为温度过高而导致磨筒温度过高而致使机器的零件受到损坏，还会对物料造成一定的影响的问题，还具有温度检测装置，能对砂磨机进行实时的温度检测，避免温度过高，还具有控制面板，能对机器采用全自动化的操作，节省了人力和物力。该装置仅仅应用于物料研磨，不耐腐蚀，使用成本高，不能有效测量溶液中氧化还原电位值和pH值，不能通入空气强化浸出过程，也不能准确测量溶液中氧含量，不能满足湿法冶金领域有价金属高效浸出的要求。

CN204799355U提供了一种砂磨机控温装置及含有该装置的砂磨机，砂磨机控温装置安装于砂磨机腔体上，砂磨机控温装置具有用于对砂磨机腔体降温的控温管路、用于储存控温液的控温液罐、用于驱动控温液的泵和用于检测控温管路内液体流速并在该流速低于预设值时报警的监测报警器，控温管路的两端间隔分别与控温液罐相连通，并与砂磨机腔体进行热交换泵安装于控温管路上，使控温液在控温管路内循环流动监钡报警器设置于控温管路上，其探头伸入控温管路中对控温液的流速进行监测。整个过程均为自动进行，无需人工操作，因而简化了操作，提高了工作效率。该装置不能对溶液中氧容量、pH值进行实时监测，不能精确控制溶液氧化还原电位。

CN205518024U提供了一种砂磨机，包括研磨罐、端盖、分离器、进料管、出料管和进气管端盖固定于研磨罐端部，端盖与研磨罐共同形成研磨腔进料管通过管体连通至研磨腔，形成进料通道分离器穿设于端盖上并延伸至研磨腔内出料管通过管体连通至分离器，形成从研磨腔经分离器连通至出料管的出料通道进气管设置于出料管至分离器之间的管体上，形成从进气管经分离器连通至研磨腔的反吹通道。该装置仅仅能对物料进行简单的物理研磨，散热效果差，不耐腐蚀，对化学反应过程中氧化还原电位值、pH值等不能测量更不能够实现精确的控制。

因此，目前已公开的类似装置仍难以满足有氧参与的氧化反应放大生产中，打破物料内部有价金属被包裹状态的需要，对于溶液中氧溶量、pH值、氧化还原电位值的精确控制，达到降低生产成本、能源消耗、气体资源、以及高效浸出有价金属的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述问题，提供一种可打破矿物内部对有价金属的包裹，溶氧量控制精度高、溶液pH值和氧化还原电位控制精度高的超级浸出装置及方法，本发明能够打破矿物内部对有价金属的包裹，使其充分裸露出来的同时解决浸出装置中，气体传质不均一、溶液氧化还原电位值和pH值波动大、有价金属浸出效率低、出料难的难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之超级浸出装置，包括超浸腔体、活化结构、通气结构、控温结构和控制结构；

所述超浸腔体包括外套和内套，所述外套和内套之间设有分段式中空，所述分段式中空作为循环水管道，分别设有循环水进口和循环水出口，所述外套和内套的两端分别设有端盖，一端的端盖设有进料管和衬板，另一端的端盖设有过滤筛网、出料管和介质排放口；

所述活化结构包括轴、轴动力输入结构、销棒和活化介质；所述轴通过机械密封安装在端盖上，所述轴的一部分位于超浸腔体内，且安装有分级轮，所述轴与轴动力输入结构相连接，所述销棒安装在分级轮上，且沿轴轴向分布，所述活化介质分散在超浸腔体内；

所述通气结构包括进气流量计和通气管道，所述进气流量计设于通气管道上，所述通气管道穿过端盖伸至超浸腔体内，且位于超浸腔体内的通气管道上设有通气孔；

所述控温结构包括超浸腔体上循环水管道组成的循环系统，能准确调节浸出过程中反应温度；

所述控制结构包括pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪、压力表和轴转速变频控制器，所述pH/电位计的电极探头和氧溶仪的氧溶探头安装在超浸腔体内，所述轴转速变频控制器能准确控制轴转动速度。

进一步，所述轴通过轴承座进行支撑。

进一步，所述轴动力输入结构包括电机和皮带传动机构，所述电机与皮带传动机构相连，所述皮带传动机构与轴连接。

进一步，所述分级轮由不同直径桶状轮连接而成，分级轮转动可带动超浸腔体内物料与活化介质充分接触。

进一步，所述销棒由耐腐蚀陶瓷材料制成，所述活化介质为氧化锆珠，用来研磨物料。

进一步，所述通气管道为两个以上，所述通气孔为两个以上。

进一步，所述进料管通过超浸腔体的连接固定部件和衬板与超浸腔体的横向轴线呈一倾角30º＜θ＜75º倾斜进入超浸腔体中。

进一步，所述循环水进口设在超浸腔体的下部，所述循环水出口设在超浸腔体的上部。

进一步，所述pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪均集成在一个集成控制器上。

本发明之超级浸出方法，包括以下步骤：

（1）将含金物料和水加入超级浸出装置中进行浆化处理，浆化完成后，调节溶液pH值，加入非氰浸金药剂，通入富氧气体，加入添加剂控制溶液电位值，进行控电位强化浸出，实现易溶金的高效快速浸出，物料过滤分离后，大部分的金以配位离子的形式进入到溶液中，浸出渣作为第二阶段深度提金原料；

（2）将步骤（1）所得的浸出渣与水加入超级浸出装置中进行浆化处理，浆化完成后，调节溶液pH值，加入非氰浸金药剂，通入富氧气体，加入添加剂控制溶液电位值，针对第一阶段浸出渣所含难浸金进行控电位超级浸出，实现难浸金的深度浸出，反应结束后，过滤洗涤，尾渣可无害化堆存；

（3）第一阶段所得的浸出液中的金元素采用金属置换法回收，过滤分离得到金泥。

进一步，步骤（1）中，所述的含金原料可以是含金氧化矿、原生金矿、硫化金矿、含砷金矿、浮选金精矿、重选金精矿或各种金矿、金精矿的焙烧产物、黄金冶炼厂含金尾渣等。

进一步，步骤（1）和步骤（2）中，浆化过程搅拌速度为200～800r/min；控制通入富氧气体流量为2.5～80L/min，温度为10～90℃，搅拌时间为0.3～1.0h，该条件下物料与溶液接触充分，可实现物料的快速浆化。

进一步，步骤（1）和步骤（2）中，所述的调节溶液pH值采用加入酸或碱的方式。

进一步，步骤（1）和步骤（2）中，所述的非氰浸金药剂可为硫脲、硫氰酸盐、多硫化合物、石硫合剂、卤化物、溴化物、碘化物等中的一种或几种。

进一步，步骤（1）和步骤（2）中，所述的添加剂可为硫酸铁、氯化铁、硅酸钠、亚硫酸钠、偏重硫酸钠中的一种或几种。

进一步，步骤（2）中，过滤洗涤后的尾液可返回步骤（1）或步骤（2）浆化工序。

进一步，步骤（3）中，过滤分离的滤液经简单处理并重新调整pH值后可返回步骤（1）或步骤（2）浆化工序再次利用。

本发明之超级浸出方法，以各种含金物料为原料，可自由选取非氰浸金剂作为提金药剂，结合超级浸出装置，采用控电位强化浸出—超级浸出梯级浸出的方法实现金的高效浸出，尾渣金含量最低可降至2g/t以下，是完全无氰化的提金体系。在该浸出体系特定条件下，超浸装置的高能冲击力可以反复冲破药剂膜，强化固液之间传质过程，使得浸出得以连续进行，同时颗粒的裂纹不断延伸和拓宽，内部超细金也得到释放和浸出，达到深度提金的目的。浸出剂与金形成稳定存在的配合物，并使金浸出后采用金属置换法得到粗金产品，浸出液及试剂可经处理后返回前期工序重复利用。

针对不同含金物料，该浸出体系第一阶段含金物料经强化浸出工序后金的浸出率可达到80%～85%，第二阶段浸出渣经超级浸出工序可进一步降低渣中金含量，渣含金量最低可降至2g/t以下，该工艺具有浸出率高、速度快、体系稳定、易于控制、试剂成本低等优点。总之本发明以非氰浸出剂为原料，采用控电位强化浸出—超级浸出的方法，可实现含金物料中易溶金和难浸金梯级高效浸出，提高浸金效率，缩短提金周期，降低工艺成本，使得该法成为一种简单、高效、低成本、短周期、利环保的且适合各种含金物料的提金工艺，具有可观的开发、推广价值。

与现有技术相比，本发明之超级浸出装置具有如下优点：

1、安装pH/电位计，可以实时监控溶液中pH值和氧化还原电位变化情况，进而调节pH值、控制添加剂用量及通气量，达到精确控制溶液中氧化还原电位的目的，有利于物料中有价金属的高效浸出，降低浸出过程物料的消耗。

2、通过在超浸腔体外套和内套之间形成一个分段的中空，通入设定温度的循环水并控制水的流量，有效控制超浸腔体内的反应温度，满足不同反应所需温度，保证反应高效进行。

3、在超浸腔体内增加活化介质，浸出过程中超级活化介质与物料猛烈撞击，超浸装置的高能冲击力可以反复冲破药剂膜，使得浸出得以连续进行，同时颗粒的裂纹不断延伸和拓宽，内部被包裹的有价金属也得到浸出。

4、针对不同粒度的物料，选定不同尺寸规格的活化介质，配合相应缝隙的过滤筛网，有效防止浆料通过过滤筛网的堵塞现象；保证超浸装置正常工作下的最高超浸效率和浸出率，减少因堵塞现象而造成的浪费。

5、在轴的末端安装溶氧仪探头，轴的外侧安装有出气孔，可以准确测量溶液中氧含量，通过调节进气流量计进气量的大小，控制出气孔的出气量的大小，使得气液充分接触，确保反应体系中氧容量在一个稳定合适的数值，有利于有氧浸出反应的平稳顺利进行。

6、在超浸腔体末端安装可控制出料粒度大小的筛网，反应结束后物料可快速排出，避免腔体中物料的沉积；出料口为螺纹接口，可外接管道便于物料的转移。

7、在对物料进行超浸时，是在密闭的环境下工作，操作简单，该装置不但安装简单、运行平稳且噪音低，对浆料温度、腔内压力、流量等参数进行监控，自动化程度高，为我们提供安全、环保的工作环境，不仅能满足常规物料浸出有价金属要求，更加能适合于打开难处理物料中包裹金属的精细化控电位超高速浸出有价金属要求。

附图说明

图1 为本发明之超级浸出装置实施例的结构示意图；

图中：1.超浸腔体，2.电机，3.皮带轮传动机构，4.轴，5.双端面机械密封，6.轴承座，7.进气流量计，8.进料管，9.衬板，10.活化介质，11.通气管道，12.通气孔，13.循环水出口，14.分段式中空，15.出料管，16.氧溶探头，17.电极探头，18.介质排放口，19.端盖，20.循环水进口，21.过滤筛网，22.销棒，23.分级轮，24.内套，25.外套，26.集成控制器。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例

参照图1，本实施例之超级浸出装置，包括超浸腔体1、活化结构、通气结构、控温结构和控制结构；

所述超浸腔体1包括外套25和内套24，所述外套25和内套24之间设有分段式中空14，所述分段式中空14作为循环水管道，分别设有循环水进口20和循环水出口13，所述外套25和内套24的两端分别设有端盖19，一端的端盖19设有进料管8和衬板9，另一端的端盖19设有过滤筛网21、出料管15和介质排放口18；所述衬板9用于防止物料倒流；

所述活化结构包括轴4、轴动力输入结构、销棒22和活化介质10；所述轴4通过双端面机械密封5安装在端盖19上，所述轴4的一部分位于超浸腔体1内，且安装有分级轮23，所述轴4与轴动力输入结构相连接，所述销棒22安装在分级轮23上，且沿轴4轴向分布，所述活化介质10分散在超浸腔体1内；

所述通气结构包括进气流量计7和通气管道11，所述进气流量计7设于通气管道11上，所述通气管道11穿过端盖伸至超浸腔体1内，且位于超浸腔体1内的通气管道11上设有通气孔12；

所述控温结构包括超浸腔体1上循环水管道组成的循环系统，能准确调节浸出过程中反应温度；

所述控制结构包括pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪、压力表和轴转速变频控制器，所述pH/电位计的电极探头17和氧溶仪的氧溶探头16安装在超浸腔体1内，所述轴转速变频控制器可准确控制轴转动速度；所述温度测量仪、压力表的安装和使用属于现有技术，在此不作详述。

本实施例中，所述轴4通过轴承座6进行支撑。

本实施例中，所述轴动力输入结构包括电机2和皮带传动机构3，所述电机2与皮带传动机构3相连，所述皮带传动机构3与轴4连接。

本实施例中，所述分级轮23由不同直径桶状轮连接而成，分级轮23转动可带动超浸腔体内物料与活化介质充分接触。

本实施例中，所述销棒22由耐腐蚀陶瓷材料制成，所述活化介质10为氧化锆珠，用来研磨物料。

本实施例中，所述通气管道11为两个以上，所述通气孔12为两个以上。

本实施例中，所述超浸腔体1的内侧材料可根据不同物料要求选择合适的材料。

本实施例中，所述进料管8通过超浸腔体1的连接固定部件和衬板9与超浸腔体的横向轴线呈一倾角30º＜θ＜75º倾斜进入超浸腔体1中，进料的流量可根据所需要的超浸效果、物料的粒度分布和所需的产量要求，调整物料输送泵的输送频率来控制。

本实施例中，所述通气管道11采用防腐材料制作而成，可采用316L不锈钢作为制作材料。

本实施例中，所述循环水进口20设在超浸腔体1的下部，所述循环水出口13设在超浸腔体1的上部，可根据反应温度要求，调整循环水的流量和进入超浸腔体中空结构前水的温度，从而控制超级浸出反应的温度在合适范围内。

本实施例中，所述外套25的上下部，安装连接有多个用于对超浸腔体内浸出反应控制温度用的循环水进、出管道，并且循环水是下进上出，每一对循环水的进出管道都是相对独立的，在外套25上均匀分布，通过循环水进口向外套25与内套24形成的分段式中空中输送额定温度循环水，然后从循环水出口返回至循环水循环系统，如此循环往复，即可达到控制超浸腔体内浆料的温度在合适范围以内，同时节约水资源。

本实施例中，所述内套24耐腐蚀、耐磨、耐高温，并具有良好的导热性能。结合控温结构使超浸腔体内的浆料温度控制在所需范围之内；所述外套25优选采用316L不锈钢，具有防腐作用，所述销棒（或分散盘）优选采用聚氨酯材料。

本实施例中，所述过滤筛网21在超浸腔体1内是静态的，可根据物料的粒度来选择合适的尺寸大小；要清洗或更换过滤筛网21时，可先从介质排放口18排除一部分介质，防止掉落在地造成浪费。

本实施例中，所述端盖19为316L不锈钢材料，为方便对超浸腔体内的维护，端盖连接有前后移动的轨道；所述双端面机械密封5的前后两个端面优先采用SiC陶瓷材料。

本实施例中，所述pH/电位计可采用常规的铂电极或者甘汞电极对电位进行测量，可准确测得溶液中实时pH值和电位值，所述氧溶仪可准确测得溶液中的氧溶量，所述pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪均集成在一个集成控制器上，电位值、pH值和氧溶量均在一个集成控制器26上显示。

本实施例中，所述集成控制器26还设有报警系统、控制版面等部件，通过测得系统的压力、温度、流量等信息控制主轴的转速，当以上指标超过安全值时，系统自动报警，超过设定的临界值时自动关闭。从而提高该含金物料活化超浸装置的机械自动化，减少工作人员的数量和降低工作人员的劳动强度。

本实施例之超级浸出方法， 取某黄金冶炼厂难浸含金物料为浸出原料，该难处理金矿化学成分如表1所示；

表1难浸含金物料主要元素含量

所取矿物中主要物相为脉石(SiO₂)和毒砂(FeAsS)；

包括以下步骤：

（1）将矿物与水按液固比3:1（单位：L/kg）加入超级浸出装置中，搅拌轴转速调制550r/min，控制进气流量计7显示通气压力值为0.4MPa，溶液表液面大量冒泡，浆化时间30min；浆化完成后，采用硫酸调节pH至0.9～1.1，加入相当于步骤1中水的质量0.5%的硫脲，调节进气流量计7通入富氧气体压力值为0.1MPa，添加相当于步骤1中水的质量0.8%的硫酸铁，此时测得溶液电位在260～310mv之间，搅拌速度为350r/min，强化浸出1h后，强化浸出渣含金量为14.1g/t，强化浸出阶段金浸出率为82.84%，贵液中金含量为21.74g/m³；

（2）将强化浸出渣与水按液固比4:1（单位：L/kg）加入超级浸出装置中，搅拌轴转速调制550r/min，浆化30min，强化浸出渣浆化完成后，采用硫酸调节pH至0.9～1.1，加入相当于水的质量0.5%的硫脲，调节进气流量计通入富氧气体压力值为0.5MPa，添加相当于水的质量0.6%的硫酸铁，此时测得溶液电位在260～330mv之间；

开启水循环系统，保证超级浸出过程中温度维持在稳定数值，调节变频调速装置增大轴转速为1400r/min，超级活化介质与物料剧烈撞击，在打开金的包裹过程中，金元素也浸出到溶液中，超临界活化浸出0.5h后，物料经筛网放出，超浸渣中金含量为2.57g/t，最终金浸出率为96.87%；

（3）贵液用铁粉置换，金置换率为99.83%，贫液中金含量为0.037g/m³，置换后所得溶液经简单处理后返回浆化工序循环利用。

显然，本发明的上述实例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超级浸出装置，其特征在于：包括超浸腔体、活化结构、通气结构、控温结构和控制结构；

所述超浸腔体包括外套和内套，所述外套和内套之间设有分段式中空，所述分段式中空作为循环水管道，分别设有循环水进口和循环水出口，所述外套和内套的两端分别设有端盖，一端的端盖设有进料管和衬板，另一端的端盖设有过滤筛网、出料管和介质排放口；

所述活化结构包括轴、轴动力输入结构、销棒和活化介质；所述轴通过机械密封安装在端盖上，所述轴的一部分位于超浸腔体内，且安装有分级轮，所述轴与轴动力输入结构相连接，所述销棒安装在分级轮上，且沿轴轴向分布，所述活化介质分散在超浸腔体内；

所述通气结构包括进气流量计和通气管道，所述进气流量计设于通气管道上，所述通气管道穿过端盖伸至超浸腔体内，且位于超浸腔体内的通气管道上设有通气孔；

所述控温结构包括超浸腔体上循环水管道组成的循环系统；

所述控制结构包括pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪、压力表和轴转速变频控制器，所述pH/电位计的电极探头和氧溶仪的氧溶探头安装在超浸腔体内，所述轴转速变频控制器能准确控制轴转动速度。

2.根据权利要求1所述的超级浸出装置，其特征在于：所述轴通过轴承座进行支撑。

3.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述轴动力输入结构包括电机和皮带传动机构，所述电机与皮带传动机构相连，所述皮带传动机构与轴连接。

4.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述分级轮由不同直径桶状轮连接而成。

5.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述销棒由耐腐蚀陶瓷材料制成，所述活化介质为氧化锆珠。

6.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述通气管道为两个以上，所述通气孔为两个以上。

7.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述进料管通过超浸腔体的连接固定部件和衬板与超浸腔体的横向轴线呈一倾角30º＜θ＜75º倾斜进入超浸腔体中。

8.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述循环水进口设在超浸腔体的下部，所述循环水出口设在超浸腔体的上部。

9.根据权利要求1或2所述的超级浸出装置，其特征在于：所述pH/电位计、氧溶仪、温度测量仪均集成在一个集成控制器上。

10.一种利用权利要求1所述装置实施的超级浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将含金物料和水加入超级浸出装置中进行浆化处理，浆化完成后，调节溶液pH值，加入非氰浸金药剂，通入富氧气体，加入添加剂控制溶液电位值，进行控电位强化浸出，实现易溶金的高效快速浸出，物料过滤分离后，大部分的金以配位离子的形式进入到溶液中，浸出渣作为第二阶段深度提金原料；

（2）将步骤（1）所得的浸出渣与水加入超级浸出装置中进行浆化处理，浆化完成后，调节溶液pH值，加入非氰浸金药剂，通入富氧气体，加入添加剂控制溶液电位值，针对第一阶段浸出渣所含难浸金进行控电位超级浸出，实现难浸金的深度浸出，反应结束后，过滤洗涤，尾渣无害化堆存；

（3）第一阶段所得的浸出液中的金元素采用金属置换法回收，过滤分离得到金泥。