吸附装置是煤-油聚团选金新工艺实现工业应用的最核心设备。已设计和采用的设备有下行式串级型搅拌吸附装置(Down stream multistage stirring tank,简称DSMST)和偏心提升管凹型倾斜筛环流式吸附床(Gas一lift loop reactor with eccentric tube and inclined sieve,简称EILR),以满足操作性能好和投资费用低的要求。
1)下行式串级型搅拌吸附装置(DSMST)
下行式串级型搅拌吸附装置的结构如图1所示。在所设计的DSMST吸附装置中,应用桨叶产生的抽力将浆相和煤一油聚团从混合室上端入口吸入混合室,混合相从槽底出口经提升管排出,从而使煤一油聚团分布均匀,而且无需空气提升装置就能实现浆相或煤油聚团的级间传递。把一个搅拌室分成多槽,同时减少槽与槽之间的返混,浆相在搅拌槽内的流动趋向柱塞流,浆相和煤油聚团各微元有更多的均等机会进行接触和吸附分离。
安装级间筛分装置可以使经过上一级槽子吸附的浆相进入下一级槽子进行吸附,同时使煤一油聚团保留在原来的槽内,进行任意次数的循环。该过程以半回流形式进行。级间筛分装置由提升管和Z型筛组成,省去了压缩气体和振动机械系统。混合相的提升量由提升管的高度调节。Z型筛筛网孔径应在煤-油聚团直径和矿粉直径之间。实验结果表明,以筛分代替浮选,能使工艺流程缩短,设备简化。[next]
从DSMST吸附装置与全混式高速搅拌吸附槽的吸附性能比较可知,在矿的含金品位为4.0~5.5g/t条件下,1L的全混式高速搅拌吸附槽在搅拌速度为1400r/min时,金的回收率为84.0%;3.6L的DSMST在搅拌速度为580r/min时,金的回收率为84.0%~85.5%。
DSMST吸附装置的放大性能列于表1。
表1 DSMST吸附装置的放大性能(间歇操作) | |||||
吸附槽容积/L | 处理矿重/kg | 停留时间/min | 原矿品位/(g·t-1) | 渣品位/(g·t-1) | 金吸附回收率/% |
0.5 | 0.15 | 60 | 5.72 | 0.94 | 83.6 |
0.5 | 0.15 | 60 | 10.65 | 1.61 | 84.9 |
50 | 14 | 30 | 9 | 3.6 | 80 |
50 | 14 | 60 | 9 | 3.5 | 80.6 |
经过30kg/h级连续运转,三槽串联吸附,每槽吸附时间0.5h。第一槽吸附量达90%以上,第二、三槽吸附量只占总量的百分之几。流量为0.6~2.1m3/h时,金的回收率达到80%以上,渣中金品位可降至0.9g/t。吸附总时间可缩短至1h(而氰化炭浆法搅拌吸附时间长达28h)。经60余次循环后,载金聚团进行焙烧,金品位达2559g/t,富集600倍以上。经连续化试验证明,DSMST吸附装置具有放大性能好、投资费用低和效率高等特点。
2)偏心提升管凹型倾斜筛环流式吸附床(EILR )
EILR吸附床,如图2所示。它属于气体提升式接触器。为了便于气体同时完成物料的搅拌和输送任务,置中心管于偏心位置。当连续操作时凹型倾斜筛取代溢流口,使浆相溢出而使煤一油聚团滞留床内。EILR吸附床内部无转动部件,结构简单,制造成本低,操作维修方便。该吸附床放大实验表明,当尺寸从40mm×600mm放大到800mm×3000mm,操作方式从间断改为连续时,金的吸附回收率从83.6%变化到82.4%~83.3%,放大性能良好。曾用该设备在中科院化冶所进行了吨级连续性试验,金的吸附回收率达85%。[next]
在连续操作条件下EILR吸附床与DSMST吸附装置的吸附性能如表5.3.2所示。从表2可以看出,EILR吸附床与DSMST吸附装置吸附性能相近,但EILR吸附床结构简单、投资费用低、操作和维修方便,应该为煤一油聚团选金的首选设备。
表2 EILR吸附床与DSMST吸附装置吸附性能比较 | |||||
吸附槽类型 | 处理矿重/kg | 停留时间/min | 原矿品位/(g·t-1) | 渣品位/(g·t-1) | 金吸附回收率 |
DSMST50L | 14 | 30 | 16.8 | 4.1 | 81.5 |
DSMST50L | 14 | 60 | 16.8 | 3.8 | 82.9 |
EILRФ800mm×3000mm | 40 | 30 | 14.9 | 3.1 | 84 |
EILRФ800mm×3000mm | 40 | 60 | 14.8 | 3 | 84.6 |