使用酸、或者通过空气或纯氧氧化来浸取矿石或矿石悬浮液的方法属于湿法冶金的范畴。其他主要的应用领域包括通过氧化硫化矿物中的硫来获取金属并将金属用于之后的加工,以及各种析出和结晶工艺。
所有这些工艺都需要混合矿石悬浮液。典型的混合任务的内容包括有效分散气体,使固体从反应槽底部到顶部均匀悬浮,并且防止沉积。这不仅必须满足工艺过程的要求,且达到较高的技术可靠性也很重要。
湿法冶金领域应用的技术包括高压釜矿石加工技术以及微生物矿石处理技术,由于得到较高矿石产量需要较长的停留时间,因此这些技术需要使用非常巨大的反应槽。另一个使用大容量反应槽的应用事例就是氢氧化铝生产技术。以下从混合技术的角度对这些方法进行了讨论。
高压釜
高压釜主要用于湿法冶金进行萃取黄金或镍的萃取,尤其在使用其他方法无法满足浸出率的情况下。加压浸取法的优点是,能够在比常压浸取更高的温度下进行,即能够获得较高的反应速率。
黄金萃取
目前开采的许多矿石中的黄金是以黄铁矿(FeS2)和砷黄铁矿等硫化矿物中所含成分的形式存在的。硫化矿石必须通过氧化硫化物进行分解,以便下游过程能够从中萃取出黄金。该工艺步骤通常在名为POX(高压氧化)高压釜的连续工作卧式高压釜中进行。
此氧化反应的一个实例就是黄铁矿的分解:
4 FeS2 + 15 O2 + 2 H2O → 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2SO4
此反应的目的在于通过使用纯氧氧化来获得可能最高的利用转化(氧化)率。这包括在保证最短停留时间或最大产量的同时,使传质达到最大化。
典型反应槽和工艺数据
目前,加压浸取是在卧式反应槽中进行,该反应槽分成4-8个隔室(图288),总容积达到900立方米。由于约70%的氧化反应在第一隔室中进行,因此第一隔室的容积通常是其他隔室的2倍,并且安装了数个搅拌器。反应物在整个高压釜中的停留时间取决于反应槽的运行模式,但通常大约为1小时。
图288:POX高压釜的典型反应槽结构
图289:高压釜搅拌器
混合任务和混合系统
氧
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