双级罗茨鼓风机在某选矿厂的应用

林文博，刘丙顺，王晖

（1. 青岛晟佰冶金窑炉长寿材料有限公司，青岛266071；2. 山东地矿国际投资有限公司，250000；3.山东联创矿业设计有限公司，济南250101）

1 概述

1.1 选矿厂简介

某新建黄金选矿厂采用全泥氰化炭浆吸附工艺，原设计处理量为882t/d，经工艺技术改造之后现处理量为1800t/d。改造前氰化浸出为6台Ø7×7.5m搅拌槽，使用BLT-175A螺杆式空气压缩机供风，生产过程中供风量不足，搅拌槽内气泡量较少，不能充分提供氰化浸出需氧量；改造后增加两台Ø10×11m搅拌槽，使用TRRE-150双级罗茨鼓风机供风，可满足现生产需求。

1.2 矿石的矿物成分

区内矿石矿物成分比较简单，金属矿物主要为黄铁矿，少量的方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿，微量的辉铜矿、黝铜矿、辉钼矿，偶见银金矿、碲金矿、自然金、辉银矿等；脉石矿物主要为石英，其次为斜长石、钾长石、绢云母、方解石等。

矿石中有益组分主要为银元素，有害元素As最高含量0.002%。金的粒度一般为0.02-0.01mm之间，金的嵌布形式有三种：裂隙金、包裹金和粒间金，其中裂隙金为主。矿石自然类型按氧化矿所占含量划分为氧化矿，按工业类型属含金低硫化物石英脉型。

1.3 矿石结构及构造

（1） 矿石结构

以晶粒结构、碎裂结构——压碎结构为主，其次为包含交代结构、填隙结构等。

（2） 矿石构造

主要为细脉状构造、块状构造、条带状构造等。

2 存在的主要问题

2.1 金氰化浸出原理

在含氧的氰化物溶液中金的溶解，称为氰化浸出。其反应式如下：

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4Na[Au(CN)2]+ 4NaOH

金的浸出是氰化法提金工艺过程中的重要环节，影响金浸出的因素主要包括氰化物及氧浓度、温度、金粒大小和形状、矿浆粘度、浸出时间及杂质离子的影响。

氰化物和氧的浓度是决定金溶解速度的两个最主要的因素。在金的溶解过程中，首先是消耗金粒周围表层溶液中的氰化物和氧，并使其在表层溶液中的浓度下降。为了使金继续溶解，必须有数量大致相等的氰化物和氧从邻近的溶液层扩散到金粒的表面附近，如果表层氰化物和氧的浓度不足，则金的溶解速度将会减缓；另一方面，氰化物和氧的扩散速度必须有一定的比例，或者说溶液中氰化物和氧的浓度应有一个合理的比例。

在氰化物浓度较低时，金的溶解速度只取决于氰化物溶液的浓度；相反，氰化物浓度较高时，溶液中氧的浓度就成了决定性的条件。所以在氰化过程中，任何引起氧浓度的降低，都将导致金溶解速度的降低。

2.2 浸出存在问题

该选矿厂原矿品位较低（0.7g/t），氰化物浓度控制在0.15～0.25‰，供风设备为BLT-175A螺杆式空气压缩机。实际生产中，尾矿品位持续偏高，达不到设计要求，增大氰化物浓度及磨矿细度后，效果仍然不明显。经过对工艺流程的考察，发现空气压缩机供风不足，浸出搅拌槽内气泡量较少，未能满足金浸出时足够的氧气浓度，金不能完全浸出，导致尾矿品位偏高。

空压机参数见表1。

表1BLT-175A螺杆式空气压缩机相关参数

BLT-175A空气压缩机设计排气量为21m3/min。

空气压缩机配管时，所有管路和管路接头应满足额定压力，应尽量减少使用弯头及各类阀阻，减少压力损失，配管内径应大于以下粗略计算值：

d = 3.85（L×V1.85/P×△P）0.2 mm

L—— 配管长度，m

V—— 排气量，m3/min

P—— 工作压力（绝压），Mpa

△P允许压力损失（一般取0.01～0.02Mpa）

实际生产配管：4寸管（101.6mm），长度30m，工作压力0.6Mpa。

据此算得排气量为15 m3/min，小于设计排气量。

3 改进措施

3.1 空气压缩机改造

该选矿厂原有两台BLT-175A空气压缩机，一台运转，一台备用，针对空气压缩机排气量不足的问题，增加了一台TRRE-150型双级罗茨鼓风机替换原有空气压缩机，罗茨鼓风机工作原理是通过一对转子的“啮合”（转子之间有间隙，又不相互接触）使进气口隔开，转子由一对同步齿轮传动，做反方向运动，将吸入的气体无内压缩的从吸气口推至排气口。气体到达排气口的瞬间，因排气侧高压气体的回流而被加压，从而完成气体输送。其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微，压力选择范围很宽，具有强制输气的特点，泵腔内运动件无需用油润滑，能避免油蒸汽对真空系统的污染，有利于获得无油真空。罗茨鼓风机结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小、容积效率高、供气量大、运行平稳、使用可靠，具有比较稳定的工作特性。其相关参数见表2。

表2TRRE-150双级罗茨鼓风机相关参数

对比表1、表2可知：两种风机电机功率相同，排气压力相同的情况下，罗茨鼓风机的排气量接近于空气压缩机的两倍，且罗茨鼓风机采用双级压缩，实行双级压缩主要有以下优点：①降低排气温度；②节省功率消耗；③提高气缸容积利用率；④降低活塞上的最大气体作用力。

3.2 排气管路改造

将双级罗茨鼓风机的排气管路由4寸改为6寸，并尽量减少弯头使用量，以减少罗茨鼓风机排气在管路流动中的压力损失。

4 改造后取得的效果

改造后由于供气量充足，使矿石中的金能够充分浸出，从而降低尾矿品位，减少金属流失；同时，供气量充足可以对浸出槽内的矿浆产生一定的搅拌作用，既可以使活性炭在矿浆内均匀分布，充分吸收溶液中的金氰络合离子，降低尾液中金属含量，又可以防止矿粒沉淀，避免矿浆浓度不均匀产生的冒槽现象及对搅拌机叶轮的损坏。

5 结语

该矿山选矿厂由于浸出吸附槽中供风量不足，从而影响金的浸出率，造成金属流失。通过对供风设备的改造，不仅有效提高了金属回收率，而且减少了矿浆冒槽事故的发生，既降低了人工作业率，又为该矿山带来了较大的经济效益。

【参考文献及资料】

[1]徐天允，徐正春. 金的氰化与冶炼[M]. 沈阳：沈阳黄金专科学校，1985.11:14-30.

[2]长春黄金设计院. 某矿山技术改造设计说明. 2010.1.