浸出矿浆固液分离过程中颗粒沉降行为研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2019.11.002浸出矿浆固液分离过程中颗粒的沉降行为研究朱坤娥，秦树辰，郑朝振，刘三平（北京矿冶科技集团有限公司，北京100160）摘要：对沉降过程中颗粒物受力、胶体荷电机理和颗粒物沉降动力学特性进行了详细分析，并对铜钴浸出矿浆和高硅锌焙砂中性浸出矿浆两种浸出矿浆性质进行了测定及对比研究，分析了矿浆中黏度的变化规律和矿物颗粒性质对沉降行为的影响。关键词：浸出矿浆；沉降动力学；颗粒；沉降行为中图分类号：TF803.2文献标志码：A文章编号：1007-7545（20

2、19）11-0000-00StudyonParticleSedimentationBehaviorofLeachingSlurriesduringSolid-LiquidSeparationZHUKun-e,QINShu-chen,ZHENGChao-zhen,LIUSan-ping(BGRIMMTechnologyGroup,Beijing100160,China)Abstract：Characteristicsofparticleloadingforce,colloidalchargemechanismandsedime

3、ntationdynamicsofparticleswereanalyzed.Propertiesoftwoeachingslurries,i.e,copper-cobalteachingslurryandhighsilicon-bearingzinccalcineneutraleachingslurry,weremeasuredandanalyzed.Variationofviscosityinslurryandeffectofmineralparticlepropertiesonsettlementwereanalyze

4、d.Keywords：leachingslurry;sedimentationdynamics;particles;sedimentationbehavior在选矿与湿法冶金过程中存在许多固/液两相分离的工序。在固液分离过程中，固体颗粒受力、颗粒带电情况和液体黏度等性质都关系到颗粒物的沉降行为，影响固液分离效果，是工程设计和工业生产中考虑的重要技术问题。本文对沉降过程中颗粒物受力、胶体荷电机理和颗粒物沉降动力学特性等沉降行为进行了分析，通过分析矿浆中黏度的变化规律和矿物颗粒性质的差异，对比研究了铜钴矿浸出矿浆和锌焙砂浸出矿浆

5、两种浸出矿浆沉降性能[1-2]。1试验原料及方法试验所用原料为铜钴浸出矿浆和高硅锌焙砂中性浸出矿浆，铜钴矿控制pH=1.5浸出2h所得矿浆经稀释后调节矿浆浓度为8%~12%；锌焙砂中性浸出矿浆为锌焙砂控制pH=5.2~5.5浸出4h所得矿浆，浓度为~9%。铜钴浸出矿浆主要成分（g/L）：Cu6.827、Co0.929、Fe0.502、H2SO45.403。锌焙砂中性浸出矿浆主要成分：Cu<0.05g/L、Co<0.05g/L、Fe1.8mg/L、Zn167.86g/L。相比于铜钴浸出矿浆，锌焙砂中性浸出矿浆中含有铁离子中和水

6、解沉淀形成的Fe(OH)3和可溶硅形成的硅胶等颗粒物质，浸出后沉降放置2h，矿浆中大颗粒沉积至底部，矿浆中部悬浮有大量细颗粒，与浸出液形成非常稳定的悬浮液，静置2周后大量细颗粒仍处于悬浮态。2沉降过程分析研究2.1颗粒受力分析颗粒在液体中受力较为复杂，而且颗粒表面形状不规则、颗粒与液体界面的接触复杂、液体流动流态多变等因素共同导致难以对其进行较为准确的分析，往往是通过受力理论分析获得单个颗粒的理论沉降速度。单个矿粒在沉降过程中所受力主要有重力、介质浮力和阻力，阻力根据作用形式与介质的绕流流态形式分为层流绕流时的黏性摩擦阻力和

7、紊流绕流时的压差阻力[3]。实际矿浆往往是大量颗粒在有限空间内的沉降过程，是群体沉降，不同于单个颗粒的自由沉降，此过程中除了受到重力、介质浮力和阻力外，还会受到颗粒与容器壁之间的碰撞作用、颗粒之间沉速差异导致的颗粒碰撞作用和颗粒之间的黏性力作用等作用力，如范德华力、双电层作用力等。流体介质加入絮凝剂后产生架桥作用，发生显著的团聚现象，也会改变其颗粒受力[4]。收稿日期：2019-05-17基金项目：国家重点研发计划（2018YFC1900400）；国家自然科学基金资助项目（51434001）；国际合作项目(KY2015020

8、04)；北京矿冶科技集团有限公司青年创新基金（QCJ201823）作者简介：朱坤娥（1988-），女，山东人，工程师.2.2胶体荷电机理在液固界面处固体表面和临近的液体通常会分别带有电性相反、电量相同的双层离子，形成双电层。固体表面带电的原因主要有：电离、吸附、离子的不等量溶解、晶格取代、