多管組氣混槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)

潘大東，王海濤，劉文明

(吉林省地質(zhì)技術(shù)裝備研究所，長(zhǎng)春 130000)

常規(guī)氣體攪拌槽是由供氣壓縮機(jī)、主進(jìn)氣管路、輔進(jìn)氣管路、槽體部件及循環(huán)桶等部件構(gòu)成。槽體部件為滿足氣體擾流需要，要求徑高比例為3∶7，底部底板成60°角的錐底，中心部位設(shè)單循環(huán)桶樣式。設(shè)主進(jìn)氣管及輔進(jìn)氣管各一套，布置在循環(huán)桶的中心和底部。壓縮空氣經(jīng)主、輔進(jìn)氣管進(jìn)入槽體內(nèi)的礦漿中，在循環(huán)桶的內(nèi)外壓差及錐形底導(dǎo)流的作用下，形成軸向環(huán)流，使礦漿及浸出劑循環(huán)混合作用，完成對(duì)金精礦的浸出。由于攪拌槽的徑高比接近1∶1，直徑達(dá)8 m，若形成底部錐底，將大大增加槽體的高度，對(duì)槽子的容積改變較大，因此在設(shè)計(jì)平底結(jié)構(gòu)時(shí)，要對(duì)常規(guī)的氣體攪拌槽做變型處理。

1 多管組氣混槽的設(shè)計(jì)

1.1 介質(zhì)

進(jìn)入浸出吸附槽的礦漿濃度不超過(guò)45%，粒度為-200目，占90%以上。氣混槽所需處理的浸出段工藝參數(shù)如下：原料密度：3.2～3.5 g/cm3；礦漿密度：1.38～1.40 g/cm3；濃度：40%；粒度-400目，占90%以上。由此得出礦漿的密度及適中的濃度。粒度較細(xì)，在滿足工藝需求的前提下，適合氣動(dòng)混合作業(yè)。

1.2 多管組氣混槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鑒于氣體攪拌槽結(jié)構(gòu)的特殊性，特將槽體的原設(shè)計(jì)由錐底、單循環(huán)桶做以改變，以獲取更廣泛的充氣擾流面積及更大的處理量。具體思路：將圓柱形的槽體內(nèi)區(qū)域劃分成若干個(gè)小區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域含有獨(dú)立的充氣管組，從而作用影響整個(gè)槽體的礦漿，以便達(dá)到擾流浸出效果。為避免礦漿沿槽體底部邊緣沉積，槽體底部設(shè)計(jì)與槽體成45°角的圍板。

1.3 多管組氣混槽的參數(shù)核定

槽體給定規(guī)格為φ 8 m×H 9 m。根據(jù)平面模型要求，將直徑8 m的區(qū)域劃分13個(gè)直徑3 m的區(qū)域，各區(qū)域間互有重合，形成整個(gè)槽體區(qū)域的全覆蓋，見(jiàn)圖1。

圖1 槽體結(jié)構(gòu)的劃分區(qū)域Fig.1 Zoning of tank body structure

1)氣體參數(shù)：計(jì)算φ 8 m×H 9 m氣體攪拌槽的有效容積為：Vo=430 m3。根據(jù)浸出槽充氣量和風(fēng)壓查詢選礦設(shè)計(jì)手冊(cè)得出單臺(tái)攪拌槽所需的風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)量為8.6～10.7 m3/min，充氣壓力2.5～3.5 kg/cm2。

2)空壓機(jī)選型參數(shù)：攪拌槽暫設(shè)定所需8臺(tái)，單臺(tái)風(fēng)量按11 m3/min選型，總風(fēng)量為88 m3/min。必須加附合理的安全系數(shù)，安全系數(shù)選擇1.6。8臺(tái)多管組氣混槽、空氣壓縮機(jī)所需總風(fēng)量按標(biāo)準(zhǔn)選型135 m3/min，為3臺(tái)185 kw無(wú)油螺桿式空壓機(jī)，單臺(tái)最大工作壓力0.4 Mpa，流量45 m3/min，即總裝機(jī)功率為555 kw。

3)充氣管路直徑選擇計(jì)算：本臺(tái)多管組氣混槽共計(jì)有13組充氣循環(huán)管組，為確保底部充氣壓力保持一致，充氣管路直徑的選型可見(jiàn)式(1)。

1.25×13×d0≤d

(1)

其中d0為充氣管直徑(mm)；d為進(jìn)氣管直徑(mm)，即為空壓機(jī)出氣接口管直徑。計(jì)算選取標(biāo)準(zhǔn)管徑φ42 mm，壁厚5 mm。

4)多管組氣混槽設(shè)計(jì)示意結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖2。

圖2 多管組氣混槽設(shè)計(jì)示意結(jié)構(gòu)Fig.2 Design schematic structure of gas mixing tank of many tubes

2 取樣試驗(yàn)及結(jié)果分析

為分析多管組氣混槽結(jié)構(gòu)的可靠性，現(xiàn)將槽體比例縮小，制作成φ 0.8 m×H 0.9 m的有機(jī)比例槽體，內(nèi)部結(jié)構(gòu)及充氣量按比例調(diào)整。將模擬礦粉投入槽體內(nèi)，觀察礦粉與液體的混合效果。同時(shí)，對(duì)槽內(nèi)礦漿進(jìn)行分段采樣，如各段點(diǎn)礦漿濃度及粒度相差不大，即驗(yàn)證混合效果比較理想。結(jié)構(gòu)比例見(jiàn)圖3。

圖3 多管組氣混槽結(jié)構(gòu)比例Fig.3 Structure ratio of gas mixing tank of many tubes

具體方法：用一段長(zhǎng)0.9 m的軟管，將管的一端定位在取樣點(diǎn)處，另一端為取樣出口，吸出礦漿后就可以取樣。

2.1 礦漿濃度

取樣點(diǎn)各深度的礦漿濃度見(jiàn)表1。

表1 浸出吸附槽8個(gè)采樣點(diǎn)的礦漿濃度Tab.1 Pulp density of 8 sampling sites of infusion adsorption tank

從表1中可以看出，各取樣點(diǎn)的濃度相差不大，即浸出混合效果較為明顯。

2.2 礦漿粒度

為進(jìn)一步分析攪拌結(jié)果，對(duì)以上各點(diǎn)的礦漿進(jìn)行篩分，結(jié)果均為-200目，占90%以上，因此礦漿粒度分布均勻，達(dá)到選礦指標(biāo)。

3 多管組氣混槽的作用效果及與機(jī)械攪拌槽的對(duì)比

槽體內(nèi)無(wú)動(dòng)力裝置機(jī)構(gòu)，大大降低了槽體內(nèi)附件的損耗，延長(zhǎng)了氣混槽的使用壽命及更換附件的周期。經(jīng)過(guò)分段礦漿的取樣分析，槽內(nèi)礦物、藥劑及載金碳混合均勻，達(dá)到良好的工藝指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)某金精礦氰化選廠選礦工藝改擴(kuò)項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的直徑8 m，高度9 m的多管組氣混槽，打破了傳統(tǒng)氣體攪拌槽原有結(jié)構(gòu)，通過(guò)將槽體容積網(wǎng)格化的重新劃分，增大了槽體的有效容積，取得了高效浸出作業(yè)效果。