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1、4 浸出过程生产及设备,4.2浸出的方法及设备,4.2.1 搅拌浸出 实质:是将充分磨细(0.040.1mm以保证足够的比表面积)原料，然后与浸出剂混合，在激烈搅拌并保证一定温度的条件下进行反应。参数:有矿石粒度、浸出剂的用量和耗量、液固比、温度以及时间。搅拌是:为了防止矿粒下沉，调匀浓度或温度，保证固液相更好的相互接触，减小液膜扩散层的厚度，从而加快浸出速率，也称“常规浸出”。,设备要求：1）结构上要求:其搅拌效果好，相应地液-固或液-固-气)相间有良好的传质条件，同时能按工艺要求控制适当的温度和压力；2）应有足够的强度且在作业条件下其材质对所处理的物料有足够的耐腐蚀性能，即应选择适当的材料
2、和内衬。,（1）机械搅拌浸出槽,1)槽体:其材质应对所处理的溶液有良好的耐腐性。普通碳素钢、搪瓷、钢壳上衬环氧树脂后再砌石墨砖或内衬橡胶、不锈钢、铸铁、碳钢、高硅铁。2)加热系统。用夹套或螺管通蒸气间接加热、蒸气直接加热。3)搅拌系统。涡轮式、锚式、螺旋式、框式、耙式等不同类型。搅拌的转速、功率随槽尺寸和处理的矿浆性质和工艺条件要求而定。,图4-12 机械搅拌浸出槽结构示意图,（2）空气搅拌浸出槽,又称帕秋卡槽 工作原理：利用压缩空气的气动作用来搅拌矿浆的。槽内设两端开口的中心管，压缩空气导人中心管的下部，气泡沿管上升的过程中将矿浆由管的下部吸人并上升，由其上端流出，在管外向下流动，如此循环。
3、,图4-12空气搅拌浸出槽,（3）管道浸出器,工作原理：混合好的矿浆利用隔膜泵以较快的速度(0.55m/s)通入反应管，反应管外有加热装置对矿浆进行加热，在反应管的前部主要利用已反应后的矿浆的余热用夹套加热，后部则用高压蒸气加热到浸出所需的最高温度(如铝土矿290)。因而矿浆在沿管道通过的过程中温度逐步升高并进行反应。,（4）热磨浸出器,特点：在磨矿的同时进行浸出，它将磨矿过程对矿物的机械活化作用、对矿粒表面固态生成物膜的剥离作用、对矿浆的搅拌作用与浸出的化学反应有机结合，因而浸出速度及浸出率远比机械搅拌浸出高。,图4-14 热磨浸出器结构示意图,（5）流态化浸出塔,工作原理：矿物原料通过加料
4、口加入浸出塔内，浸出剂溶液连续由喷嘴进入塔内，在塔内其线速度超过临界速度，使固体物料发生流态化，形成流态化床。在床内两相间传质传热条件良好，迅速进行各种浸出反应。浸出液流到扩大段时，流速降低到临界速度以下，固体颗粒沉降，而清液则从溢流口流出。为保证浸出的温度，塔可做成夹套通蒸气加热，亦可以用其他加热方式加热。,图4-15流态化浸出塔示意图,4.2.2 加压浸出,某些浸出过程需在溶液的沸点以上进行；对某些有气体参加反应的浸出过程，气体反应剂的压力增加有利于浸出过程，故在高压下进行，称为高压浸出或压力溶出。在加热加压条件下的浸出，是一种强化浸出，可提高浸出速率。工业上采用加压浸出方法回收的金属有铝
5、、钨、铀、钼、钒、铜、镍、锌、钴、锰和金等。可分为无氧参加和有氧参加两大类。无氧浸出是通过提高温度，增大有价金属在浸出溶剂中的溶解度，从而加速浸出过程的方法。,加压浸出设备有多种类型，如加压的帕丘卡槽、压力塔压力球罐、压力锅、立式压力釜、管式压力釜及卧式压力釜。,4.2.3 渗滤浸出,浸山剂借重力自上而下或借压力自下而上，或水平方式渗滤流过固定矿石层的一种浸出称渗滤浸出(又称固定床浸出)渗滤浸出法：常用以浸出低品位、粗颗粒(913mm)的矿物原料，有时亦用以浸出透过性能良好的烧结块。水泥或钢槽做内衬材料，槽底有假底能让溶液通过而矿粒不能漏下，待处理的矿则放在假底上，浸出液连续流过矿粒层。流动的
6、方式：可以是从槽上部流入，然后从底部流出；也可以从底部流入，然后以溢流的方式从上部流出，一般情况下后一种方式工艺更可靠，溶液通过矿粒层的过程中，即与矿粒发生反应将其中的有价金属浸出。,4.2.4 堆浸,堆浸：是处理贫矿、表外矿或矿山产出的含金属品位很低的废石的有效方法，目前广泛用于低品位铜矿、金矿以及铀矿的处理。堆浸法的过程：是将待浸出的矿石露天堆放在水泥涂沥青的地面上，地面设有沟槽或水管，以便收集溶液。利用泵将浸出剂喷洒在矿堆上，并在流过矿堆时与矿石进行反应，将其中有价元素浸出，再由底部沟槽管道收集。为使浸出液中有价金属富集到一定浓度，溶液往往循环，直至达到要求为止，矿堆经过一定时期的浸出，
7、将有价金属大部分回收后，再废弃。其浸出周期，对大型堆(矿石量超过105吨)长达13年，对小型矿堆(矿石量数千吨)约56周。,4.3 浸出工艺,（1）间歇浸出 间歇过程(或称周期过程)是反应物料一次投入反应器，在一定的条件下进行反应(浸出)，达到要求的转化率（浸出率）后，卸出产物。然后进行下一批操作。（2）连续浸出 连续过程是反应物料连续不断进入反应器，产物连续不断从反应器中排出，在中间经过的反应器中，物料在一定条件下，停留适当时间来进行反应，以便达到要求的转化率(浸出率)。,（a）连续并流浸出 并流连续浸出是将浸出剂、水和精矿连续加入到反应器中，并连续卸料。在这种情况下，设计的搅拌系统必须使固
8、体和液体在溢流时保持进料时的比例。一般是在几个串联起来的反应器内进行。,并流浸出(顺流浸出)：被浸物料和浸出剂的流动方向相同。串联并流连续浸出的特点是：(a)各单个反应器内反应物的浓度，反应速度是恒定的，但同一串联系列中各个反应器则互不相同，可根据浸出过程的要求在不同的反应器内控制不同的温度、搅拌速度；(b)设备生产能力大；(c)易于进行自动控制；(d)热利用率高，能耗低。（f）与连续逆流相比浸出率较低,过程试剂消耗大残留溶剂浓度高。,（b）连续逆流浸出 根据逆流原理进行精矿浸出，就是在一系列串联的分解槽中。浸出剂和精矿浆分别由系列的两端加入，精矿与溶剂逆向而行。,逆流浸出：被浸物料和浸出剂的
9、运动方向相反，即经几次浸出贫化后的物料与新浸出液接触，得到进一步反应；而原始被浸物则与浸出液接触，使其中浸出剂得到充分利用。逆流浸出可以得到目的组分含量较高的浸出液，可以充分利用浸出液中的剩余浸出剂。因而浸出剂耗量较低，同时效率高，还可以减少设备的尺寸。但操作控制相对要求技术高。,这种方式很适宜于低品位精矿的浸出，因低品位精矿需耗大量的浸出剂(如酸或碱)，而在并流操作过程中随着反应的进行，浸出液中浸出剂浓度逐渐降低，金属离子的浓度又逐渐增加，使浸出速度显著降低。当用逆流浸出时，已与浸出剂接触过的精矿，再次与新的浸出剂反应，得到进一步浸出；同时巳与精矿接触过的母液，再与新矿反应，使其中剩余的浸出剂得到利用。最后达到浸出液中金属离子浓度高，而残渣中有价金属的浓度降到最低，而且浸出剂用量最少。同时效率高，还可减小设备的尺寸，易实现连续化和自动化。,（3）错流浸出 被浸物料分别被几份新浸出剂浸出，而每次浸出所得的浸出液均匀送到后续作业处理。错流浸出的浸出速度较快。浸出时间较短，浸出率较高。但浸出液的体积大，浸出液中剩余浸出剂浓度较高，因而浸出剂耗量大，浸出液中目的组分含量较低。这种方法主要适用于处理低品位的价值高的金属。,
