搅拌浸出的主要设备是搅拌浸出槽。搅拌浸出槽有空气搅拌浸出槽、机械搅拌浸出槽和混合搅拌浸出槽三种类型。矿浆在这些搅拌机中的流动、循环和空气的分配是不同的。
一、机械搅拌浸出槽
使用螺旋桨式、叶轮式和涡轮式搅拌机搅拌的浸出槽通称为机械搅拌浸出槽。
(一)螺旋桨式搅拌机。图1所示的螺旋桨式搅拌机是现今广泛应用于选金厂的一种机械搅拌机,国外的德弗罗(Devereaux)型搅拌机即属于此类型。槽的中央装有矿浆接受管,管上有支管。竖轴安装在支架5上并从管1中心通过。竖轴下端装有螺旋桨。为防止竖轴停止转动时矿砂沉积于螺旋桨上,在管1的下端装有圆形盖板。故这种搅拌机可在矿浆沉淀后启动。
矿浆从流槽或进料管供入浸出槽后,由于螺旋桨的快速转动,槽内矿浆经由各支管进入管1而形成旋祸,这时空气被吸入旋涡中而使矿浆含氧量达到饱和。进入管1中的矿浆在螺旋桨转动时被推向槽底,再从槽底返上来沿槽壁上升,并再次经各支管进入管1中而实现矿浆的循环。这种搅拌机的优点是矿浆受到均匀而强烈的搅拌,且吸入矿浆中的空气很充足。经氰化后的矿浆由排料管排出。
图1 螺旋桨式搅拌浸出槽
1-矿浆接受管;2-支管;3-竖轴;
4-螺旋桨;5-支架;6-盏板;
7-流槽;8-进料管;9-排料管
由于这种搅拌机能在矿浆沉淀后启动,故特别适用于沉淀矿浆的洗涤和倾析。此种搅拌机通常不需要配用别的设备,但有时也与鼓风机配合,即往槽内垂直插入几根压缩空气管,或于槽的内(外)壁安装空气提升器以提高矿浆的充气度和搅拌能力。
(二)轴流泉式搅拌机。是前苏联全苏有色金属矿冶研究所最近研制成功的一种搅拌机,并已经过半工业试验。该机(图2)是由叶轮的快速旋转,将槽底的矿浆吸入中心管并上升抛向反射罩。由于反射罩的下表面呈锥形且处于旋转状态,矿浆被抛向反射罩锥形表面后,即呈近90度改变方向以扇形洒向槽内矿浆的液面上。这时,矿浆与空气接触的表面积大,而使矿浆内充满空气。由于搅拌桨的不断旋转,矿浆不断从中心管吸入和排出而实现矿浆的循环。为防止因矿浆含固体多而生成破坏叶轮吸入作用的液面中心漏斗,在吸管内表面装有折转板7。矿浆的氰化浸出就是在这种强力搅拌的闭路循环中进行的。搅拌桨的强力搅拌,使矿浆在整个浸出槽中分布均匀,并经常被氧饱和,这给金的溶解提供了有利条件。据实验室试验,当搅拌机转数为1500r∕min、矿浆含固体55%时,溶液中溶解氧的浓度为7~7.5mg∕L。使用轴流泵式搅拌机与空气搅拌机对同一矿浆试样进行12h对比浸出试验,结果轴流泵式搅拌机浸出槽的金浸出率为82%~84%,而空气搅拌机浸出槽的浸出率仅为73%~75%。
图2 轴流泵式搅拌机
1-槽体;2-中心管;3-叶轮;
4-轴;5-锥形反射罩;6-电机;7-折转隔板
(三)叶轮式搅拌机。最新结构的一种叶轮式搅拌机为美国丹佛公司所设计的MIL型叶轮式搅拌机(图3)。这种搅拌机与其他机械搅拌机比,重量减轻50%,耗电量减少30%~40%,机械振动和摩擦小,使用寿命长。且由于叶轮能使矿浆从槽底向槽的上部流动,因而固体物料混合均匀并保持悬浮状态。它已应用于工业生产中。
图3 叶轮式搅拌槽
二、空气搅拌浸出槽
空气搅拌浸出槽在国外常称帕丘卡(或布朗Brown)空气搅拌浸出槽,它是借压缩空气的气动作用来搅拌矿浆的(图4)。槽体下部为呈60°的圆锥体。矿浆由进料管供入槽内,压缩空气经管3供入槽下部的管1中,以气泡状态顺管1上升。由于管1外部矿浆柱的压力大于管1内的矿浆压力,故使管内的矿浆作上升运动并从管1上端溢流出来而实现矿浆的循环。在间歇搅拌氰化作业时氰化后矿浆由下排料管排出;当采用连续搅拌氰化作业时,矿浆则由上排料管连续溢流排出。
图4 帕丘卡空气搅拌浸出槽
1-中心管;2-进料管;3-压缩空气管;
4-下排料管;5-上排料管;6-槽体
空气搅拌浸出槽可以不配用别的设备,但也常与空气提升器配合使用(见图5),以强化矿浆的充气和搅拌。
图5 前苏联自制的帕丘卡氰化槽
1-槽体;2-带中间空气提升器的循环器;
3-接排风机支管;4-加试剂溶液管头;5-带盖观察和取样孔;
6-分散器;7-带盖入孔;8-支管;9-阀门
空气搅拌浸出槽的规格,一般为直径3.7m,高13.7m。南非广泛使用的大型槽规格为Φ7.6m×16.8m、Φ6.8m×13.7m和Φ10.1m×13.7m。
三、混合搅拌浸出槽
此槽又称耙式搅拌机浸出槽。它所配备的耙式搅拌机在国外有多尔型、丹佛型和沃曼(Warman)型等。这是一种简单的和较简单的机械搅拌机,为矿山部门所广泛采用。由于这种浸出槽除配备耙式搅拌机之外,还常配备有鼓风机和(或)空气提升器,故又称空气、机械混合搅拌浸出槽。图6所示为槽中央装设有这类空气提升器和机械耙的平底圆槽搅拌机。还有在槽周边安装空气提升器,在槽中央安装循环管和螺旋桨的圆槽搅拌机等。
图6 耙式搅拌机浸出槽
1-空气提升管;2-耙;3-流槽;4-坚轴;5-横架;6-传动装置
矿浆由位于槽上部的进料口不断供入槽内,并分层向槽底沉降。沉降于槽底的浓矿浆借助耙的旋转(1~4r∕min)作用,向空气提升管口聚集,并在压缩空气的作用下,沿空气提升管上升并由上部溢流入具有孔洞的两只流槽内,再从流槽孔洞流回槽中。由于流槽是同竖轴一起旋转的,故从流槽孔洞流出的矿浆能均匀地洒布在槽内。经氰化处理的矿浆从与进料口相对一面的出料口连续排出,以实现连续作业。
耙式搅拌机浸出槽与空气搅拌浸出槽比,具有槽矮、槽底无沉淀物、金的溶解速度快及氰化物消耗少等优点。