逆流浸出

根据提取方法和所用设备的不同，冶金通常分为“火法”和“湿法”2 大类。由于火法冶金耗能大、污染严重等特性，在现代有色冶金所占的比重正逐年降低。湿法冶金具有投资省、综合回收率高以及对环境造成污染易于控制的优势，近几十年来得到了长足发展。浸出工序是湿法冶金工艺中的重要工序。浸出就是在水溶液中利用浸出剂与固体原料( 如矿物原料、冶金过程的固态中间产品、废旧物料等) 作用，使有价元素变为可溶性化合物进入水溶液，而主要伴生元素进入浸出渣。浸出过程为湿法冶金中应用最多的过程，目前生产的全部Al₂O₃、占总产量80%以上的锌、15% 以上的铜都首先要通过浸出过程使有价金属进入溶液，几乎所有稀有金属的生产流程都包括有1 个或多个浸出工序，浸出过程的指标在很大程度上决定了整个金属冶炼的效益。

目前现有的浸出方法大都属于“静态间歇槽浸”范畴。“静态间歇槽浸”方法较好地解决了矿料中有价元素的提取( 回收) 率，但也存在以下不足：一般采用立式搅拌槽，消耗过多的搅拌能量，并且极易形成搅拌死角，不能用于低品位矿料的溶浸；各段设备间断工作，多段浸出时涉及设备台数多，占用大面积厂房，投资偏高；不易做到封闭运行，不利于操作环境进一步改善。

浸出最常用的方式有渗滤浸出、搅拌浸出和压热浸出等。

渗滤浸出是浸出溶液在静止的固体物料间渗透流过，以实现原料与溶液的接触和浸出。实现这一浸出过程的技术方法有堆浸、原地浸出、渗滤槽浸或池浸等，主要用于低品位矿、废矿和尾矿等冶金废弃的浸出。该浸出槽通常设有假底，假底距槽底100～200mm。假底结构常用方木条组成格板，并于格子上铺设帆布、麻袋或席子之类的既能防止矿砂滤去又便于含金溶液渗下的过滤层。浸出液经出液管流出。有的渗滤浸出槽是架空的，还在槽底中心设有工作门，供尾矿卸出用。槽底多呈微倾斜状，其形状一般为圆筒形、长方形或正方形。其材料可以是木质、混凝土或低碳钢。小型矿山使用的槽直径5～12m，高1.5～2.5m，每批处理矿石75～150 t；更小规模的渗滤槽每批处理15～30 t。国外的大型渗滤浸出槽直径在17m以上，高3m，每批可处理干料1000t以上。

搅拌浸出是处理高品位矿或精矿普遍采用的浸出方式。采用细磨矿石，在一定反应器中实施搅拌浸出，各种不同浸出反应器适用于不同的浸出过程。浸出反应器是高效实施浸出工艺的关键环节，应具有良好传质性能，保证液－固之间或液－固－气之间充分接触，并具有良好温度等操作参数的控制条件，保证浸出在设定工艺条件下进行，同时还应具有足够的耐腐蚀性能和抗磨性能。根据搅拌装置的不同，搅拌器可以分为螺旋桨、叶轮或蜗轮式机械搅拌器，靠压缩空气提升的压缩空气搅拌器，借助耙臂旋转和压缩空气提升的空气与机械联合搅拌器；搅拌浸出按物料加入方式可分为间歇搅拌浸出和连续搅拌浸出；对于较难处理的矿石则主要采用压热浸出较为有效。按操作压力又可分为加压搅拌浸出和常压搅拌浸出。搅拌浸出具有物料和溶液一起激烈运动、物料表面浸出剂不断更新的特点，因而浸出的反应速度快，金属的提取率高。浸出时间一般需要2～5h，金属提取率一般高于90%。搅拌浸出主要用于粒度小于0.3mm 的高品位矿石、精矿和焙砂的浸出。

压热浸出与焙烧法相比，无论从加工工艺还是环保角度看都具有较多的优点，但要求发展性能较好的耐腐蚀材料，以保证压热浸出设备的需要。随着可开采的高品位矿石数量的逐渐减少，要求实现从低品位矿石或矿渣中经济地提取有用金属，从而逐渐发展了地浸、准浸、微生物浸出等新的浸出方法。特别是堆浸已成为大规模处理贫矿、后矿、废矿石的有效而又经济可行的方法。

堆浸是处理贫矿、表外矿或矿山产出的含金属品味很低的废石的有效方法，对上述矿的浸出而言，具有工艺简单、投资少、成本较低的特点。目前广泛用于低品味铜矿、金矿以及铀矿的处理。堆浸法的过程是将待浸出的矿石露天堆放在水泥涂沥青的地面上，地面设有沟槽或水管，以便收集溶液。利用泵将浸出剂喷洒在矿堆上，并在流过矿堆时与矿石进行反应，将其中有价元素浸出，再由底部沟槽管道收集。为使浸出剂中有价金属富集到一定浓度，溶液往往循环，直至达到要求为止，矿堆经过一定时期的浸出，将有价金属大部分回收后，再废弃。其浸出周期，大型堆长达1～3年，小型矿堆为5～6周。堆浸法处理的原料有2种类型，即采出的原矿块直接堆浸和矿块经破碎至10～50mm后再堆浸，为保证矿堆内的渗透性，对细粒要进行制粒处理。

回转式连续逆流浸出机组是主要由回转式连续浸出室、机头浓密机、机尾浓密机3大组件构成的联动机组。回转式连续浸出室由直径不同或相同的圆柱、圆锥形筒体组合而成，两端封头设有中空轴，并由滚动轴承支撑。浸出室一端的中空轴上设有齿轮或链轮与传动系统联接，并带动浸出室按设定转速回转。浸出室内设有多个隔仓板，隔仓板呈圆形或带有缺口，多个隔仓板缺口的方位在径向上按180°或其他方式交错分布。

浸出室内设有多组抄板，多组可调或不可调容积的矿渣料捞勺。浸出室筒体上设有若干人孔、卸料孔、温度计插孔。浸出室两端分别称为矿料进入端( 简称机头) 和矿渣排出端( 简称机尾) 。机头中空轴附设密封组件，并插入一组相互密封、不同管径的同轴套管。同轴套管露出中空轴外的一端由具有万向节功能的支座支撑。同轴套管的内管与螺旋给料机相连；外管为浸出液排出管，外管插入浸出室的一端上装有高位溢流堰及溢流导管，溢流堰沿口的高度接近浸出室筒体的水平最高处。机尾中空轴附设密封组件，并插入一组相互密封、不同管径的同轴套管和1条非同轴输水管，其中外管为矿渣排出管，其伸入浸出室的部位上径向装有1个带漏斗的排渣导管，非同轴输水管置入排渣导管内部，其最高处接近漏斗沿口，漏斗沿口沿水平方向略高于机头的高位溢流堰的沿口; 同轴套管的中管为浓密机洗涤水返回管；内管为液态或气态浸出剂( 溶质) 的输入管，插入浸出室稍深的部位。

机头外另设浓密机，用于浸出后液的初步固液分离。浓密机为上柱面、下锥面的容器，上部设有溢流堰和汇流管；中部设有浸出后液导入管；下部出口与浆料泵相连，浆料泵出口与螺旋给料机料箱连接。

机尾另设浓密机，用于矿渣的排出前洗涤与脱水。机尾浓密机为上柱面、下锥面的容器，上部设有溢流堰和汇流管，汇流管与浆料泵连接，浆料泵出口连接机尾同轴套管的中管；浓密机中部设有矿渣导入管；下部出口通过柔性密封件与螺旋排渣机的入口连接；螺旋排渣机由弹簧支座支撑，并设有震实电机，排渣出口设有弹性密封阀头。根据浸出工艺所使用的浸出液系统不同，回转式连续浸出机组的过流部件材质可选用普钢、耐酸不锈钢、工业纯钛、工程塑料衬里或部分复合材料制造。回转式连续浸出机组的部分动力装置设置调速功能，以适应工艺参数的变化。

回转式连续逆流浸出机组将浸出、洗涤与过滤等过程合并为一个过程，相对于传统过程来说省工、节能、效率高，不仅能处理高品位的废料，还能处理低品位的自然矿以及尾矿等，该机组能自热运行，且耐腐蚀、耐高温、耐磨损和抗结晶，为一种非常有应用前途的联动机组。