電解錳浸出礦漿濃密沉降的研究

馬曉磊

（阿克陶科邦錳業(yè)制造有限公司 阿克陶 845550）

1 前言

電解金屬錳是以菱錳礦原礦為原料，經(jīng)過硫酸浸出-硫化除重金屬-雙氧水靜止脫硫，再通過解析出得到金屬錳的一個(gè)生產(chǎn)過程。電解錳行業(yè)中硫酸浸出-硫化除重金屬-雙氧水靜止脫硫三個(gè)過程均需通過壓濾機(jī)進(jìn)行液固分離，尤其是硫酸浸出過程液固分離的物料量最大。為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，減少壓濾機(jī)的使用，通過對(duì)礦漿預(yù)先進(jìn)行濃密沉降，提高礦漿濃度后再通過壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，以降低生產(chǎn)成本。

2 試驗(yàn)原料

以新疆某電解錳冶煉企業(yè)硫酸浸出礦漿作為原料，其浸出液中錳含量為40.2g/L，PH 值為5 左右，浸出過程初始投料液固比為8:1，同時(shí)對(duì)浸出渣進(jìn)行篩析，用泰勒篩100 目、200 目、300 目、400 目套篩進(jìn)行篩分分析，由表1數(shù)據(jù)可知，浸渣粒度較細(xì)，絕大部分分布于-400目中，占比為77.5%。

表1 浸出渣粒度分布

3 試驗(yàn)過程及結(jié)果

3.1 浸渣無絮凝靜態(tài)沉降試驗(yàn)

采用硫酸浸出礦漿進(jìn)行靜態(tài)沉降試驗(yàn)，礦漿體積1000ml，試驗(yàn)沉降分析見圖1。

圖1 靜態(tài)沉降速率圖

通過試驗(yàn)研究，靜態(tài)沉降澄清層渾濁、發(fā)黑、較多的細(xì)粒級(jí)礦樣難以沉淀。由圖1可以看出，靜態(tài)沉降沉淀速度慢，耗時(shí)很長(zhǎng)，根據(jù)試驗(yàn)觀察需沉淀時(shí)間2小時(shí)以上，沉淀才開始達(dá)到臨界點(diǎn)。

3.2 絮凝劑選型試驗(yàn)

根據(jù)以上浸渣在自然條件下沉降效果很差的情況，擬采用絮凝劑沉降。絮凝劑分別選擇聚合大分子絮凝劑聚合氯化鋁，絮凝劑108#,絮凝劑C460進(jìn)行試驗(yàn)。

（1）配制1%的聚合氯化鋁溶液。進(jìn)行聚合氯化鋁沉降試驗(yàn)，試驗(yàn)沉降分析見圖2。

圖2 聚合氯化鋁沉降速率圖

據(jù)試驗(yàn)觀察，在45分鐘左右，沉降開始達(dá)到臨界點(diǎn)。在PH 為5 左右情況下，單獨(dú)使用聚合大分子絮凝劑對(duì)該尾礦樣進(jìn)行沉降，與靜態(tài)沉降相比，沉降速度大幅提高，但是礦漿沉降的沉清度非常差，無法滿足沉降分離的需求。后續(xù)試驗(yàn)不考慮使用聚合大分子絮凝劑。

（2）配制0.1%的108#絮凝劑溶液，108#絮凝劑用量為2ml，礦漿體積1000ml。試驗(yàn)沉降分析見圖3.

圖3 108#絮凝劑沉降速率圖

通過試驗(yàn)研究可以看出，108#絮凝劑對(duì)PH值為5、礦漿液固比8：1情況下的礦漿的沉降分離較好，澄清度與聚合氯化鋁效果相比較為透亮。圖3分析，沉降速度很快，在15 分鐘時(shí)，大部分沉降已經(jīng)完成，沉降速率約為16.3mm/分。

（3）配制0.1%的C460 絮凝劑溶液。進(jìn)行C460絮凝劑沉降試驗(yàn)，C460 絮凝劑用量為2.3ml，試驗(yàn)沉降分析見圖4。

圖4 C460絮凝劑沉降速率圖

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，C460 絮凝劑針對(duì)該礦漿的沉降速率與108#絮凝劑相比非常的快，但是澄清度并不理想，考慮現(xiàn)場(chǎng)溶液澄清度無法滿足要求，不符合要求。

圖5 108#絮凝劑2.3毫升沉降現(xiàn)象

3.3 絮凝劑用量變化對(duì)沉降的影響

108#絮凝劑添加量分別為2.3 毫升、3.3 毫升，108#絮凝劑配制溶液濃度為0.1%，試驗(yàn)用1000毫升量筒，觀察沉淀分離效果。

圖6 108#絮凝劑3.3毫升沉降現(xiàn)象

圖7 108#絮凝劑變量沉降速率圖

由圖5、6、7可以看出，在礦漿PH值為5時(shí)，隨著108#絮凝劑的用量的增加，沉降速率變化不大，澄清度有大幅提升。

3.4 pH值變化對(duì)沉降的影響

圖8 108#絮凝劑2.3毫升沉降現(xiàn)象

試驗(yàn)對(duì)礦漿液固比為8：1，用硫酸對(duì)礦漿進(jìn)行酸度調(diào)節(jié)，使得礦漿PH 值為4 時(shí)，對(duì)108#絮凝劑做了用量試驗(yàn)，添加量分別為2.3 毫升、3.3 毫升，觀察其沉降效果。108#絮凝劑配制溶液濃度為0.1%，試驗(yàn)用1000毫升量筒，觀察沉淀分離效果。

圖9 108#絮凝劑3.3毫升沉降現(xiàn)象

由圖8和圖9可以看出，當(dāng)?shù)V漿的PH值升至4左右時(shí)，108 的沉降現(xiàn)象非常差，即使增大絮凝劑的用量沉降現(xiàn)象也改變不大，說明108#絮凝劑的適用礦漿PH 值為＞5,與標(biāo)定值相符，當(dāng)?shù)V漿酸度繼續(xù)增大，108#絮凝劑對(duì)其難以形成有效沉降絮團(tuán)。

3.5 浸渣礦漿濃度變化對(duì)沉降的影響

尾礦漿來源為菱錳礦浸出渣，考慮生產(chǎn)過程中礦漿濃度會(huì)有波動(dòng)，因此試驗(yàn)對(duì)液固比6：1，7：1的情況下做了探索試驗(yàn)。

當(dāng)?shù)V漿濃度為6：1 時(shí)，考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

當(dāng)?shù)V漿濃度為7：1 時(shí)，考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

圖10 液固比6：1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

圖11 液固比7：1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

圖12 液固比8：1情況下108#絮凝劑沉降速率圖

當(dāng)?shù)V漿濃度為8：1 時(shí)，考察絮凝劑108#不同用量下的礦漿澄清度。

隨著礦漿濃度的增加，絮凝劑的耗量增加較明顯，當(dāng)液固比為8：1時(shí)，絮凝劑108#的用量超過36g/t后，沉降速度較好，隨著用量增加，澄清層透光度會(huì)更好。當(dāng)液固比為7：1、絮凝劑108#的用量超過42g/t 時(shí)，沉降速度開始較好，但需要繼續(xù)加大絮凝劑用量，澄清層的透光度才會(huì)變好。當(dāng)液固比達(dá)到6：1、絮凝劑108#用量需達(dá)到43g/t 時(shí)，沉降速度加快。繼續(xù)增大絮凝劑的用量，澄清層透光度變好。繼續(xù)減小液固比后，澄清耗絮凝劑的用量大幅增加，且沉降速度很慢。因此，液固比最好能控制在8：1左右。

4 結(jié)論

（1）經(jīng)粒度分析浸出尾渣細(xì)度-0.038mm 的有77%。原礦顆粒則更細(xì)小，錳礦微細(xì)顆粒在礦漿中懸浮分散且親水，導(dǎo)致尾礦漿自然沉降效果很差。

（2）對(duì)浸出礦漿絮凝劑的選擇上排除了聚合大分子絮凝劑，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究浸出礦漿在PH 值大于5 的情況下采用108#絮凝劑具有較好的沉降效果，沉降速率約為16.3mm/分，108#添加量在28g/t 原礦的情況下溶液澄清度較好，若采用高效濃密機(jī)或深錐濃密機(jī)，礦漿濃度可達(dá)到30%以上，能大幅降低壓濾機(jī)負(fù)荷，效率可提升1倍以上。