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        電解錳浸出礦漿濃密沉降的研究

        2020-09-28 05:21:12馬曉磊
        新疆有色金屬 2020年5期

        馬曉磊

        (阿克陶科邦錳業(yè)制造有限公司 阿克陶 845550)

        1 前言

        電解金屬錳是以菱錳礦原礦為原料,經(jīng)過硫酸浸出-硫化除重金屬-雙氧水靜止脫硫,再通過解析出得到金屬錳的一個(gè)生產(chǎn)過程。電解錳行業(yè)中硫酸浸出-硫化除重金屬-雙氧水靜止脫硫三個(gè)過程均需通過壓濾機(jī)進(jìn)行液固分離,尤其是硫酸浸出過程液固分離的物料量最大。為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率,減少壓濾機(jī)的使用,通過對(duì)礦漿預(yù)先進(jìn)行濃密沉降,提高礦漿濃度后再通過壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾,以降低生產(chǎn)成本。

        2 試驗(yàn)原料

        以新疆某電解錳冶煉企業(yè)硫酸浸出礦漿作為原料,其浸出液中錳含量為40.2g/L,PH 值為5 左右,浸出過程初始投料液固比為8:1,同時(shí)對(duì)浸出渣進(jìn)行篩析,用泰勒篩100 目、200 目、300 目、400 目套篩進(jìn)行篩分分析,由表1數(shù)據(jù)可知,浸渣粒度較細(xì),絕大部分分布于-400目中,占比為77.5%。

        表1 浸出渣粒度分布

        3 試驗(yàn)過程及結(jié)果

        3.1 浸渣無絮凝靜態(tài)沉降試驗(yàn)

        采用硫酸浸出礦漿進(jìn)行靜態(tài)沉降試驗(yàn),礦漿體積1000ml,試驗(yàn)沉降分析見圖1。

        圖1 靜態(tài)沉降速率圖

        通過試驗(yàn)研究,靜態(tài)沉降澄清層渾濁、發(fā)黑、較多的細(xì)粒級(jí)礦樣難以沉淀。由圖1可以看出,靜態(tài)沉降沉淀速度慢,耗時(shí)很長,根據(jù)試驗(yàn)觀察需沉淀時(shí)間2小時(shí)以上,沉淀才開始達(dá)到臨界點(diǎn)。

        3.2 絮凝劑選型試驗(yàn)

        根據(jù)以上浸渣在自然條件下沉降效果很差的情況,擬采用絮凝劑沉降。絮凝劑分別選擇聚合大分子絮凝劑聚合氯化鋁,絮凝劑108#,絮凝劑C460進(jìn)行試驗(yàn)。

        (1)配制1%的聚合氯化鋁溶液。進(jìn)行聚合氯化鋁沉降試驗(yàn),試驗(yàn)沉降分析見圖2。

        圖2 聚合氯化鋁沉降速率圖

        據(jù)試驗(yàn)觀察,在45分鐘左右,沉降開始達(dá)到臨界點(diǎn)。在PH 為5 左右情況下,單獨(dú)使用聚合大分子絮凝劑對(duì)該尾礦樣進(jìn)行沉降,與靜態(tài)沉降相比,沉降速度大幅提高,但是礦漿沉降的沉清度非常差,無法滿足沉降分離的需求。后續(xù)試驗(yàn)不考慮使用聚合大分子絮凝劑。

        (2)配制0.1%的108#絮凝劑溶液,108#絮凝劑用量為2ml,礦漿體積1000ml。試驗(yàn)沉降分析見圖3.

        圖3 108#絮凝劑沉降速率圖

        通過試驗(yàn)研究可以看出,108#絮凝劑對(duì)PH值為5、礦漿液固比8:1情況下的礦漿的沉降分離較好,澄清度與聚合氯化鋁效果相比較為透亮。圖3分析,沉降速度很快,在15 分鐘時(shí),大部分沉降已經(jīng)完成,沉降速率約為16.3mm/分。

        (3)配制0.1%的C460 絮凝劑溶液。進(jìn)行C460絮凝劑沉降試驗(yàn),C460 絮凝劑用量為2.3ml,試驗(yàn)沉降分析見圖4。

        圖4 C460絮凝劑沉降速率圖

        通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),C460 絮凝劑針對(duì)該礦漿的沉降速率與108#絮凝劑相比非常的快,但是澄清度并不理想,考慮現(xiàn)場溶液澄清度無法滿足要求,不符合要求。

        圖5 108#絮凝劑2.3毫升沉降現(xiàn)象

        3.3 絮凝劑用量變化對(duì)沉降的影響

        108#絮凝劑添加量分別為2.3 毫升、3.3 毫升,108#絮凝劑配制溶液濃度為0.1%,試驗(yàn)用1000毫升量筒,觀察沉淀分離效果。

        圖6 108#絮凝劑3.3毫升沉降現(xiàn)象

        圖7 108#絮凝劑變量沉降速率圖

        由圖5、6、7可以看出,在礦漿PH值為5時(shí),隨著108#絮凝劑的用量的增加,沉降速率變化不大,澄清度有大幅提升。

        3.4 pH值變化對(duì)沉降的影響

        圖8 108#絮凝劑2.3毫升沉降現(xiàn)象

        試驗(yàn)對(duì)礦漿液固比為8:1,用硫酸對(duì)礦漿進(jìn)行酸度調(diào)節(jié),使得礦漿PH 值為4 時(shí),對(duì)108#絮凝劑做了用量試驗(yàn),添加量分別為2.3 毫升、3.3 毫升,觀察其沉降效果。108#絮凝劑配制溶液濃度為0.1%,試驗(yàn)用1000毫升量筒,觀察沉淀分離效果。

        圖9 108#絮凝劑3.3毫升沉降現(xiàn)象

        由圖8和圖9可以看出,當(dāng)?shù)V漿的PH值升至4左右時(shí),108 的沉降現(xiàn)象非常差,即使增大絮凝劑的用量沉降現(xiàn)象也改變不大,說明108#絮凝劑的適用礦漿PH 值為>5,與標(biāo)定值相符,當(dāng)?shù)V漿酸度繼續(xù)增大,108#絮凝劑對(duì)其難以形成有效沉降絮團(tuán)。

        3.5 浸渣礦漿濃度變化對(duì)沉降的影響

        尾礦漿來源為菱錳礦浸出渣,考慮生產(chǎn)過程中礦漿濃度會(huì)有波動(dòng),因此試驗(yàn)對(duì)液固比6:1,7:1的情況下做了探索試驗(yàn)。

        當(dāng)?shù)V漿濃度為6:1 時(shí),考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

        當(dāng)?shù)V漿濃度為7:1 時(shí),考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

        圖10 液固比6:1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

        圖11 液固比7:1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

        圖12 液固比8:1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

        當(dāng)?shù)V漿濃度為8:1 時(shí),考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

        隨著礦漿濃度的增加,絮凝劑的耗量增加較明顯,當(dāng)液固比為8:1時(shí),絮凝劑108#的用量超過36g/t后,沉降速度較好,隨著用量增加,澄清層透光度會(huì)更好。當(dāng)液固比為7:1、絮凝劑108#的用量超過42g/t 時(shí),沉降速度開始較好,但需要繼續(xù)加大絮凝劑用量,澄清層的透光度才會(huì)變好。當(dāng)液固比達(dá)到6:1、絮凝劑108#用量需達(dá)到43g/t 時(shí),沉降速度加快。繼續(xù)增大絮凝劑的用量,澄清層透光度變好。繼續(xù)減小液固比后,澄清耗絮凝劑的用量大幅增加,且沉降速度很慢。因此,液固比最好能控制在8:1左右。

        4 結(jié)論

        (1)經(jīng)粒度分析浸出尾渣細(xì)度-0.038mm 的有77%。原礦顆粒則更細(xì)小,錳礦微細(xì)顆粒在礦漿中懸浮分散且親水,導(dǎo)致尾礦漿自然沉降效果很差。

        (2)對(duì)浸出礦漿絮凝劑的選擇上排除了聚合大分子絮凝劑,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究浸出礦漿在PH 值大于5 的情況下采用108#絮凝劑具有較好的沉降效果,沉降速率約為16.3mm/分,108#添加量在28g/t 原礦的情況下溶液澄清度較好,若采用高效濃密機(jī)或深錐濃密機(jī),礦漿濃度可達(dá)到30%以上,能大幅降低壓濾機(jī)負(fù)荷,效率可提升1倍以上。

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