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抽濾裝置反應(yīng)器在冶金行業(yè)礦漿浸出反應(yīng)與固液分離中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

更新時(shí)間:2025-10-14      點(diǎn)擊次數(shù):294
一、實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)
冶金礦漿浸出(如銅、金礦石酸浸)傳統(tǒng)工藝需 “浸出反應(yīng)(攪拌槽)+ 固液分離(板框過(guò)濾)" 分步操作,存在浸出劑利用率低(≤70%)、分離耗時(shí)(≥2h)、浸出率波動(dòng)大(±5%)的痛點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)以 “浸出 - 分離一體化" 為核心,設(shè)計(jì)抽濾裝置反應(yīng)器,實(shí)現(xiàn)礦漿浸出時(shí)實(shí)時(shí)分離浸出液,優(yōu)化浸出效率與金屬回收率,目標(biāo)為:浸出率提升≥5%、分離時(shí)間縮短 50%、浸出劑利用率≥85%。
二、實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
  1. 材料:銅礦石(粒徑 0.1-0.3mm,銅品位 2.5%)、硫酸浸出劑(濃度 1.5mol/L);

  1. 設(shè)備:定制抽濾裝置反應(yīng)器(容積 5L,含攪拌槳、聚四氟乙烯濾膜(孔徑 0.22μm)、負(fù)壓控制系統(tǒng))、原子吸收分光光度計(jì)(測(cè)銅離子濃度)、電子天平(測(cè)濾渣含水率)。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化
(一)實(shí)驗(yàn)變量設(shè)定
采用單因素變量法,以銅浸出率、濾渣含水率為評(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)化 3 個(gè)關(guān)鍵參數(shù):
  1. 浸出溫度(A):25℃、40℃、55℃(影響浸出反應(yīng)速率,過(guò)高易致浸出劑揮發(fā));

  1. 抽濾負(fù)壓(B):0.04MPa、0.06MPa、0.08MPa(控制分離速率,過(guò)大易堵塞濾膜);

  1. 攪拌轉(zhuǎn)速(C):200rpm、300rpm、400rpm(保證礦漿均勻性,提升浸出劑接觸效率)。

(二)實(shí)驗(yàn)流程
  1. 稱取 100g 礦樣與 500mL 硫酸浸出劑加入反應(yīng)器,設(shè)定溫度、轉(zhuǎn)速;

  1. 啟動(dòng)負(fù)壓系統(tǒng),實(shí)時(shí)抽濾分離浸出液,每 30min 取樣測(cè)銅離子濃度,計(jì)算浸出率;

  1. 反應(yīng)結(jié)束(浸出率穩(wěn)定),測(cè)濾渣含水率,對(duì)比傳統(tǒng)分步工藝(攪拌浸出 4h 后板框過(guò)濾)。

(三)最佳參數(shù)確定
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:
  • 溫度 40℃時(shí),浸出率達(dá) 88%(25℃為 75%,55℃為 86%,高溫致硫酸揮發(fā));

  • 負(fù)壓 0.06MPa 時(shí),濾渣含水率 12%(0.04MPa 為 20%,0.08MPa 濾膜堵塞);

  • 轉(zhuǎn)速 300rpm 時(shí),浸出均勻性最佳(200rpm 浸出不均,400rpm 能耗過(guò)高)。

最佳組合:40℃、0.06MPa、300rpm。
四、實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)證
與傳統(tǒng)工藝對(duì)比:
指標(biāo)
傳統(tǒng)分步工藝
提升幅度
銅浸出率
83%
88%
6%
浸出 - 分離總時(shí)間
4.5h
2h
56%
浸出劑利用率
68%
87%
28%
濾渣含水率
18%
12%
33%
五、結(jié)論
抽濾裝置反應(yīng)器通過(guò) “浸出 - 分離同步進(jìn)行",解決傳統(tǒng)工藝效率低的問(wèn)題。40℃、0.06MPa、300rpm 的參數(shù)組合,可顯著提升冶金礦漿浸出率與浸出劑利用率,縮短處理時(shí)間,為冶金行業(yè)礦漿預(yù)處理提供高效、集成化的實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)參考。



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