粗颗粒矿石沉降和气力提升试验研究

臧 宏

（广西赛可昱新材料科技有限公司，广西 防城港 538000）

搅拌浸出是人类最早采用的矿石浸出方式，是一种有效的强化浸出方法。优点设备简单，仅需槽、泵一类设备，可以连续，也可间闲运行，流程组合灵活，规模可大可小，关键是浸出效率高，资源利用率高。但对物料粒级有要求，物料粒径＜0.075mm粒级占比80%以上。粒径小需要磨矿制备，增加了成本，增加了设备投资，需要固液分离设备投入，且要求高。粗颗粒矿石浸出如满足浸出要求，达到金属回收目的，则不需要磨细处理，降低成本，经济效益，提高生产经营竞争能力。粗颗粒矿石浸出需要解决两个问题，一个是沉降，一个是连续性。矿石颗粒粗，沉降速度快，容易沉底，传质效率低，反应速率慢，反应时间延长。矿石颗粒不能悬浮，要实现槽间连续作业需要外力帮助，促使达到槽间输送。利用压缩空气来输送矿浆在冶金行业应用广泛，常应用于黄金矿山选矿氰化碳浆的提升。本试验研究拟通过对粗颗粒矿石物料搅拌沉降性能和气力提升试验研究，以期获得实践应用的技术支撑。

1 试验目的

将粒径0.5mm～3mm和2mm～6mm粗颗粒矿石配制成一定浓度矿浆，搅拌情况下考查矿石颗粒的悬浮状况，获得合适搅拌强度。在合适的搅拌强度下利用气力提升，考察气体流量与矿石颗粒输送情况。通过沉降性能和气力提升试验研究，获得粗颗粒矿石连续搅拌浸出的可行性。

2 试验

（1）试验原料及设备。试验原料：蛇纹石矿，粒径0.5mm～3mm、2mm～6mm。试验设备：三联空气提升搅拌装置、烘箱、台称、过滤装置等。搅拌浸出槽体Φ500mm×1200mm，有效容积0.197m³，双层搅拌桨，空气提升器管径Φ75mm。

（2）试验方法。①沉降与搅拌输入功率。采用单槽试验，矿浆浓度不变，转速是变量，测定对应转速下的矿浆浓度。称取矿石，配制成试验浓度的矿浆，启动搅拌，搅拌10min，取样，每次取样量固定。矿浆过滤，渣烘干称重，计算某一转速下的矿浆浓度。每次取样后及时补充水量和矿石。对应转速下测定槽底矿石沉积高度。②连续浸出提升试验。采用三联搅拌浸出槽，称取矿石，配制成试验浓度矿浆，搅拌转速、空气流量不变，连续添加水和矿石，连续运行10h，每隔半小时取样，测定矿浆浓度。

3 试验结果与讨论

3.1 搅拌强度

在试验条件下，控制转速为100、150、200、250、300、350、400（r/min），起始矿浆浓度是25%、30%、35%，矿石粒级0.5mm～3mm，2mm～6mm，试验结果见表1、表2。

表1 0.5mm～3mm粒径搅拌转速与矿浆浓度变化表

据表1可知，粒径0.5mm～3mm物料当搅拌转速达到250r/min～300r/min时，矿粒是悬浮的，实现了混合目的。增加转速矿浆浓度有所提高，但增幅不大，250r/min即可。

表2 0.5mm～3mm粒径物料转速与矿砂沉积厚度情况表

据表2可知，搅拌速度达到250r/min时，槽底已没有矿石沉积，处于悬浮状态，与表1试验结果吻合。

3.2 空气流量与提升高度

在试验条件下，矿石粒径0.5mm～3mm，矿浆浓度30%，搅拌转速250r/min，压缩空气流量是1、1.5、2、2.5、3、3.5、4（m³/h）。试验结果见表3。

表3 粒径0.5mm～3mm空气流量与矿浆浓度变化表

表3可知，粒径0.5mm～3mm物料在空气流量达到2.5m³/h时，矿浆浓度为6.68%，增加空气流量，矿浆浓度变化不大。

表4 粒径2mm～6mm空气流量与矿浆浓度变化表

试验条件下，矿石粒径2-6mm，矿浆浓度25%，搅拌转速250r/min、300r/min、350r/min、400r/min，空气流量2、2.5、3.0、3.5。结果见表4。

据表4知，粒径2mm～6mm物料在高转速和大气量下矿浆浓度很低，没有效果。转速400r/min、空气流量3.5m³/h提升出来的矿浆浓度只有2.8%。

据表3和表4知，颗粒太粗空气提升不能获得理想出液矿浆浓度，空气提升没有实质性意义。粒径0.5mm～3mm效果稍好，粒径2mm～6mm效果差。

3.3 连续运行实

试验结果：转速250r/min空气流量2.5m³/h，矿浆浓度是4.5%；转速300r/min空气流量3m³/h，矿浆浓度是7.8%。粒径0.5mm～3mm物料采用搅拌空气提升方式进行连续浸出作业，出液矿浆浓度低于槽内矿浆浓度，不能满足要求。

4 结论

①粗颗粒矿料粒径0.5mm～3mm搅拌浸出是可行的，当搅拌转速达到250r/min时，颗粒能悬浮在介质体系中。②粗颗粒矿料搅拌浸出，当物料粒径在2mm～6mm时，悬浮情况差，沉底现象严重。③在一定的搅拌强度下，气力提升能帮助粗颗粒矿料实现槽间输送。④矿浆流量有限制要求的情况下，不能采用气力提升实现槽间粗颗粒矿料的输送。