化学分选工艺与设备研讨.doc

第6章 化学分选工艺与设备 6. 1 化学分选过程与设备 6. 1. 1 化学分选过程 1. 概述 对于品位低、嵌布粒度细、组成复杂的物料，单纯依靠常规分选方法（如重磁选和浮选）往往得不到满意的结果。用化学分选方法，或物理分选与化学分选联合来处理某些“难选”物料，是可行的选择。 所谓化学分选是基于物料组分的化学性质的差异，利用化学方法改变物料性质组成，然后用其他的方法使目的组分富集的资源加工工艺，它包括化学浸出与化学分离两个主要过程。比较典型的化学分选过程一般包括了准备作业等六个主要作业，见图6-1。 图6-1 化学分选过程框图 2. 准备作业 包括对物料的破碎与筛分、磨矿与分级及配料混匀等机械加工过程。目的是使物料破磨到一定的粒度，为下一作业准备适宜的细度、浓度，有时还用物理选矿方法除去某些有害杂质或使目的矿物预先富集，使矿物原料与化学试剂配料混匀。 有关准备作业的工艺与设备，请参阅本书第2章。 3. 焙烧作业 焙烧的目的是为了改变矿石的化学组成或除去有害杂质，使目的组分转变为容易浸出或有利于物理分选的形态，为下一作业准备条件。焙烧种类有： （1）氧化焙烧（或硫酸化焙烧）。即在氧化气氛中加热硫化矿，将矿石中的全部（或部分）硫化物转变为相应的金属氧化物（或硫酸盐）的过程。 （2）还原焙烧。还原焙烧是在低于炉料熔点和还原气氛条件下，使矿石中的金属氧化物转变为相应低价金属氧化物或金属的过程。 （3）氯化焙烧。即在一定的温度气氛条件下，用氯化剂使矿物原料中的目的组分转变为气相或凝聚相的氯化物，以使目的组分分离富集的工艺过程。 （4）钠盐烧结焙烧。钠盐烧结焙烧是在矿物原料焙烧中加入钠盐，如碳酸钠、食盐、硫酸钠等，在一定的温度和气氛条件下，使矿物原料中的难溶的目的组分转变为可溶性的相应钠盐，所得焙砂（烧结块）可用水、稀酸或稀碱进行浸出，目的组分转变为溶液，从而使目的组分达到分离富集的目的。 （5）煅烧。煅烧是天然化合物或人造化合物的热离解或晶形转变过程，此时化合物受热离解为一种组分更简单的化合物或发生晶形转变。碳酸盐的热离解称为焙解。煅烧作业可用于直接处理矿物原料以适于后续工艺要求，也可再用化学分选处理而制取化学精矿。 4. 浸出作业 （1）浸出方法与浸出剂。浸出就是将固体物料加入液体溶剂，使溶剂选择性地溶解物料中某些组分的工艺过程。用于的试剂称为浸出剂，浸出所得的溶液称为浸出液，浸出后的残渣称为浸出渣。常用的浸出方法见表6-1。 表6-1 浸出方法按浸出剂特点分类 浸出方法 常用浸出剂 酸浸出 碱浸出 盐浸出 细菌浸出 水浸出 硫酸、盐酸、硝酸、亚硫酸 氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、氨水 硫酸铁、氰化钠、氯化钠、硫酸铵 菌种 + 硫酸 + 硫酸铁 水 （2）浸出。物料在浸出过程中，根据浸出剂的运动方式，将浸出分为渗滤浸出和搅拌浸出两种。渗滤浸出又分为三种：槽浸、堆浸和就地浸出。 ① 槽浸。槽浸是把物料碎磨至一定的粒度后装入铺有假底的浸池、渗浸槽中（见图6-2），使浸出剂通过固定的物料层而完成浸出过程。 ② 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，对上述矿的浸出而言，它具有工艺简单、投资省、成本较低的特点。 矿石堆浸分为构筑堆浸场、矿石破碎或制粒、筑堆、渗浸及从浸液中回收目的组分等四个作业。 a. 构筑堆浸场。堆浸场宜设在有一定坡度的不透水地面上（山坡、山谷或平地）。若地面渗水能力强则应进行防渗处理，常用尾矿掺粘土、沥青、钢筋混凝土、橡胶板或软塑料板等做垫层材料。根据矿源条件，垫层可供一次或多次使用。 b. 矿石破碎或制粒。堆浸法处理的原料有两种类型：第一种是矿块经破碎至10～50mm后再堆浸；这是最常用的方法。第二钟是制粒后再堆浸，为了克服粉矿，尤其是粘土的不良影响，美国矿业局于1978年研制了粉矿制粒堆浸工艺。贫金矿制粒堆浸时，将矿块碎至小于l0mm，每吨矿石加水泥2.2～4.5kg作粘结剂，加入浓氰化物溶液，使物料中的水分含量达12％，然后在制粒机上制成10～12mm的矿粒，经固化后送去筑堆。这种固化矿粒较坚固，孔隙率大，渗透性好，在矿堆中不移动，渗浸时不会产生沟流现象。 c. 筑堆。筑堆的方法有多堆法、分层法、斜坡法及吊装法（见图6-3）。常用筑堆机械有卡车、推土机等。 d. 渗浸及回收有用组分。用各种类型的喷洒器将浸出剂均匀地喷洒于矿堆表面，使其自上而下地渗滤通过矿堆，浸出剂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。渗浸后用清水洗涤矿堆几次以提高回收率。 堆浸场和矿堆的结构见图6-4，整个堆浸过程见图6-5。 图6-4堆浸场和矿堆的结构 图