HAT6065型氰化浸出攪拌槽清水動力學研究

1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2013.08.012HAT6065型氰化浸出攪拌槽清水動力學研究張明，馮天然，董干國（北京礦冶研究總院 礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 100160）摘要：研究了HAT6065型高氣泡表面積通量氰化浸出攪拌槽的清水動力學性能，簡要分析了4種充氣器配置條件下，充氣量、空氣分散度、溶解氧量、空氣保有量等參數(shù)之間的關系。結果表明，在4種充氣器配置條件下，氰化浸出攪拌槽的空氣分散度均較高，可以為確定工業(yè)應用條件提供依據(jù)。關鍵詞：高氣泡表面積通量；溶解氧；氰化浸出槽；流體動力學；空氣分散度中圖分類號：TF831文獻標志碼：A文章編號：1

2、007-7545（2013）08-0000-00Hydrodynamics Study of HAT6065 Mechanical Agitation Cyaniding Leaching TankZHANG Ming, FENG Tian-ran, DONG Gan-guo(State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology, Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China)Abstract：Th

3、e hydrodynamics of HAT6065 mechanical agitation leaching tank with high bubble surface area flux was studied. The relationships between gas flow rate, air dispersity, dissolved oxygen, air holdup and etc. were briefly analyzed with the configuration positions of four bubble generators. The results s

4、how that the air dispersity in mechanical agitation leaching tank maintains high with the configuration positions of four bubble generators. This result can serve as the basis for industrial application.Key words: high bubble surface area flux; dissolved oxygen; cyaniding leaching tank; hydrodynamic

5、s; air dispersity在攪拌氰化浸出過程中，氰化物和氧的濃度是決定金浸出速度的最主要因素1。當氰化物濃度較高時，金的浸出速度隨溶液中氧濃度的增大而增大2。HAT型氰化浸出攪拌槽是北京礦冶研究總院研制的一種高氣泡表面積通量浸出設備，它采用全新的充氣方式，以高壓空氣為氣源，通過充氣器將高壓空氣噴射入礦漿中，在礦漿中形成大量微小氣泡，極大地增加了氣液接觸面積，提高了礦漿中的溶解氧量，從而提高金的氰化浸出速率，縮短金的氰化浸出時間。本文對HAT6065型氰化浸出攪拌槽的清水動力學測試進行研究。1 試驗部分HAT6065型氰化浸出攪拌槽清水試驗系統(tǒng)見圖1，主要測量參數(shù)包括：充氣量、空氣分散度

6、、溶解氧量、空氣保有量等。圖1 氰化浸出攪拌槽清水試驗示意圖Fig.1 Sketch map of HAT6065 mechanical agitation cyaniding leaching tank收稿日期：2013-01-31基金項目：國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）項目（2012AA061503）作者簡介：張明（1986-），男，貴州遵義人，碩士，助理工程師.1.1 試驗條件根據(jù)氰化浸出工藝耗氧量的需要，HAT6065型氰化浸出攪拌槽共安裝12個能夠單獨控制、距槽底高度1 m的充氣器。在0.45 MPa充氣壓力的條件下，測定了12個、8個、6個和4個充氣器時氰化浸出攪拌槽的充氣量

7、、溶解氧量和空氣保有量。1.2 充氣量的測定為準確地測量充氣量，一般用各測量點代表的測試區(qū)域相等的原則設定測點分布。考慮到HAT6065型氰化浸出攪拌槽為圓柱形，具有對稱性，因此只測試1/4個圓截面的充氣量。測試點的布置如圖2所示，1/4個圓截面內(nèi)布置12個測試點。選用排水集氣法進行充氣量的測量，為保證測試的準確性，采用多次測量取平均值的方法進行測試。圖2 測量點分布圖Fig.2 Distribution of measuring points1.3 空氣分散度的計算空氣分散度（）越高，空氣在氰化浸出攪拌槽中的分散越均勻。計算公式為：=Q/(QmaxQmin)式中：Q為全部測試點的平均充氣量，

8、Qmax和Qmin分別為全部測試點中的最大和最小充氣量3。1.4 溶解氧量的測量HAT6065型氰化浸出攪拌槽內(nèi)的溶解氧量采用DO110溶氧儀進行測量。將溶氧儀的探頭與一個重物一起綁在一根細繩上，按照事先在繩子上做好的標記將溶氧儀測量探頭放到距離槽底不同高度的測量點上，待溶氧儀上的讀數(shù)穩(wěn)定時記錄溶解氧量。整個氰化浸出攪拌槽內(nèi)布置多個測試點，用所有測量點不同高度處的溶解氧量的平均值表示氰化浸出攪拌槽內(nèi)的溶解氧量。1.5 空氣保有量（含氣率）的測定攪拌槽內(nèi)氣體占全部礦漿的比率稱為含氣率4，其測定方法見文獻4。2 結果與討論2.1 試驗結果HAT6065型氰化浸出攪拌槽清水條件下動力學測量結果見表1

9、。表1 動力學測量結果Table 1 Results of dynamics test序號充氣器數(shù)量/個充氣量/(m3m-2min-1)空氣分散度空氣保有量/%溶解氧量/10-61120.292.905.2911.61280.182.874.7610.26360.142.963.6210.07440.102.172.939.282.2 結果分析2.2.1 空氣分散度與充氣量的關系氰化浸出攪拌槽內(nèi)空氣分散度與充氣量之間的關系如圖3所示。圖3 空氣分散度與充氣量的關系Fig.3 Relationship between air dispersity and air flow rate圖3表明，在各

10、個充氣量條件下，空氣分散度都大于2，說明空氣在氰化浸出槽內(nèi)的分布較均勻。主要原因是：首先，HAT6065型氰化浸出攪拌槽的12個充氣器均勻地布置在攪拌槽的圓周方向，可以等間隔打開或關閉充氣器，打開的充氣器始終是均勻布置的；其次，葉輪的攪拌作用使氣泡更容易分散到整個槽體內(nèi)。2.2.2 空氣保有量與充氣量的關系氰化浸出攪拌槽內(nèi)空氣分散度與充氣量的關系如圖4所示。圖4 空氣保有量與充氣量的關系Fig.4 Relationship between gas holdup and air flow rate從圖4可知，空氣保有量隨充氣量變化非常明顯，基本成線性關系。2.2.3 溶解氧量與充氣量的關系氰化浸

11、出攪拌槽內(nèi)充氣量與溶解氧量的關系見圖5。圖5 充氣量與溶解氧量的關系Fig.5 Relationship between air flow rate and dissolved oxygen從圖5可看出，當充氣量在0.100.29 m3/(m2min)的條件下，水中平均溶解氧差別不大。這是因為當充氣量達到某個數(shù)值后，氰化浸出攪拌槽開始進入過充氣狀態(tài)，水中溶解氧量趨于飽和，很多氣泡從氰化浸出攪拌槽表面逸出進入大氣中。2.3 HAT6065型與常規(guī)SJ型氰化浸出攪拌槽的對比常規(guī)SJ型6 m6.5 m氰化浸出攪拌槽采用中空軸中心進氣，靠葉輪的攪拌作用將空氣流打碎為小氣泡。該設備存在的主要問題是氣泡直

12、徑大，主要集中在攪拌軸附近，槽體邊壁處僅有少量氣泡，空氣分散效果差，溶解氧量低，空氣利用率低，大部分空氣逸出礦漿表面返回大氣等問題。造成金的氰化浸出速率慢，氰化浸出周期長。在清水條件下，SJ型66.5m氰化浸出攪拌槽動力學參數(shù)測量結果：充氣量0.14 (m3m-2min-1)、空氣分散度0.81、空氣保有量2.78%、溶解氧量7.3710-6。對比表1可知，在相同充氣量條件下，HAT6065型氰化浸出攪拌槽的氣泡彌散均勻，溶解氧量大，有利于金的氰化浸出。3 結論1）在12個、8個、6個和4個充氣器條件下，氰化浸出攪拌槽的空氣分散度均較高，都可以作為工業(yè)應用時充氣器的配置方案。2）與常規(guī)氰化浸出槽相比，在相同充氣量條件下，HAT6065型氰化浸出攪拌槽內(nèi)的氣泡分散均勻，溶解氧量大。在4種充氣器配置方案下，氰化浸出攪拌槽內(nèi)的溶解氧量均較大，具體的充氣器配置方案需要根據(jù)氰化浸出礦物性質(zhì)和工藝要求來確定。