逆流浸出

根據提取方法和所用設備的不同，冶金通常分為“火法”和“濕法”2 大類。由於火法冶金耗能大、污染嚴重等特性，在現代有色冶金所佔的比重正逐年降低。濕法冶金具有投資省、綜合回收率高以及對環境造成污染易於控制的優勢，近幾十年來得到了長足發展。浸出工序是濕法冶金工藝中的重要工序。浸出就是在水溶液中利用浸出劑與固體原料( 如礦物原料、冶金過程的固態中間產品、廢舊物料等) 作用，使有價元素變為可溶性化合物進入水溶液，而主要伴生元素進入浸出渣。浸出過程為濕法冶金中應用最多的過程，目前生產的全部Al₂O₃、佔總產量80%以上的鋅、15% 以上的銅都首先要通過浸出過程使有價金屬進入溶液，幾乎所有稀有金屬的生產流程都包括有1 個或多個浸出工序，浸出過程的指標在很大程度上決定了整個金屬冶煉的效益。

目前現有的浸出方法大都屬於“靜態間歇槽浸”範疇。“靜態間歇槽浸”方法較好地解決了礦料中有價元素的提取( 回收) 率，但也存在以下不足：一般採用立式攪拌槽，消耗過多的攪拌能量，並且極易形成攪拌死角，不能用於低品位礦料的溶浸；各段設備間斷工作，多段浸出時涉及設備台數多，佔用大面積廠房，投資偏高；不易做到封閉運行，不利於操作環境進一步改善 ^[1]  。

浸出最常用的方式有滲濾浸出、攪拌浸出和壓熱浸出等。

滲濾浸出是浸出溶液在靜止的固體物料間滲透流過，以實現原料與溶液的接觸和浸出。實現這一浸出過程的技術方法有堆浸、原地浸出、滲濾槽浸或池浸等，主要用於低品位礦、廢礦和尾礦等冶金廢棄的浸出。該浸出槽通常設有假底，假底距槽底100～200mm。假底結構常用方木條組成格板，並於格子上鋪設帆布、麻袋或席子之類的既能防止礦砂濾去又便於含金溶液滲下的過濾層。浸出液經出液管流出。有的滲濾浸出槽是架空的，還在槽底中心設有工作門，供尾礦卸出用。槽底多呈微傾斜狀，其形狀一般為圓筒形、長方形或正方形。其材料可以是木質、混凝土或低碳鋼。小型礦山使用的槽直徑5～12m，高1.5～2.5m，每批處理礦石75～150 t；更小規模的滲濾槽每批處理15～30 t。國外的大型滲濾浸出槽直徑在17m以上，高3m，每批可處理乾料1000t以上。

攪拌浸出是處理高品位礦或精礦普遍採用的浸出方式。採用細磨礦石，在一定反應器中實施攪拌浸出，各種不同浸出反應器適用於不同的浸出過程。浸出反應器是高效實施浸出工藝的關鍵環節，應具有良好傳質性能，保證液－固之間或液－固－氣之間充分接觸，並具有良好温度等操作參數的控制條件，保證浸出在設定工藝條件下進行，同時還應具有足夠的耐腐蝕性能和抗磨性能。根據攪拌裝置的不同，攪拌器可以分為螺旋槳、葉輪或蝸輪式機械攪拌器，靠壓縮空氣提升的壓縮空氣攪拌器，藉助耙臂旋轉和壓縮空氣提升的空氣與機械聯合攪拌器；攪拌浸出按物料加入方式可分為間歇攪拌浸出和連續攪拌浸出；對於較難處理的礦石則主要採用壓熱浸出較為有效。按操作壓力又可分為加壓攪拌浸出和常壓攪拌浸出。攪拌浸出具有物料和溶液一起激烈運動、物料表面浸出劑不斷更新的特點，因而浸出的反應速度快，金屬的提取率高。浸出時間一般需要2～5h，金屬提取率一般高於90%。攪拌浸出主要用於粒度小於0.3mm 的高品位礦石、精礦和焙砂的浸出。

壓熱浸出與焙燒法相比，無論從加工工藝還是環保角度看都具有較多的優點，但要求發展性能較好的耐腐蝕材料，以保證壓熱浸出設備的需要。隨着可開採的高品位礦石數量的逐漸減少，要求實現從低品位礦石或礦渣中經濟地提取有用金屬，從而逐漸發展了地浸、準浸、微生物浸出等新的浸出方法。特別是堆浸已成為大規模處理貧礦、後礦、廢礦石的有效而又經濟可行的方法。

堆浸是處理貧礦、表外礦或礦山產出的含金屬品味很低的廢石的有效方法，對上述礦的浸出而言，具有工藝簡單、投資少、成本較低的特點。目前廣泛用於低品味銅礦、金礦以及鈾礦的處理。堆浸法的過程是將待浸出的礦石露天堆放在水泥塗瀝青的地面上，地面設有溝槽或水管，以便收集溶液。利用泵將浸出劑噴灑在礦堆上，並在流過礦堆時與礦石進行反應，將其中有價元素浸出，再由底部溝槽管道收集。為使浸出劑中有價金屬富集到一定濃度，溶液往往循環，直至達到要求為止，礦堆經過一定時期的浸出，將有價金屬大部分回收後，再廢棄。其浸出週期，大型堆長達1～3年，小型礦堆為5～6周。堆浸法處理的原料有2種類型，即採出的原礦塊直接堆浸和礦塊經破碎至10～50mm後再堆浸，為保證礦堆內的滲透性，對細粒要進行制粒處理 ^[2]  。

迴轉式連續逆流浸出機組是主要由迴轉式連續浸出室、機頭濃密機、機尾濃密機3大組件構成的聯動機組。迴轉式連續浸出室由直徑不同或相同的圓柱、圓錐形筒體組合而成，兩端封頭設有中空軸，並由滾動軸承支撐。浸出室一端的中空軸上設有齒輪或鏈輪與傳動系統聯接，並帶動浸出室按設定轉速回轉。浸出室內設有多個隔倉板，隔倉板呈圓形或帶有缺口，多個隔倉板缺口的方位在徑向上按180°或其他方式交錯分佈。

浸出室內設有多組抄板，多組可調或不可調容積的礦渣料撈勺。浸出室筒體上設有若干人孔、卸料孔、温度計插孔。浸出室兩端分別稱為礦料進入端( 簡稱機頭) 和礦渣排出端( 簡稱機尾) 。機頭中空軸附設密封組件，並插入一組相互密封、不同管徑的同軸套管。同軸套管露出中空軸外的一端由具有萬向節功能的支座支撐。同軸套管的內管與螺旋給料機相連；外管為浸出液排出管，外管插入浸出室的一端上裝有高位溢流堰及溢流導管，溢流堰沿口的高度接近浸出室筒體的水平最高處。機尾中空軸附設密封組件，並插入一組相互密封、不同管徑的同軸套管和1條非同軸輸水管，其中外管為礦渣排出管，其伸入浸出室的部位上徑向裝有1個帶漏斗的排渣導管，非同軸輸水管置入排渣導管內部，其最高處接近漏斗沿口，漏斗沿口沿水平方向略高於機頭的高位溢流堰的沿口; 同軸套管的中管為濃密機洗滌水返回管；內管為液態或氣態浸出劑( 溶質) 的輸入管，插入浸出室稍深的部位。

機頭外另設濃密機，用於浸出後液的初步固液分離。濃密機為上柱面、下錐面的容器，上部設有溢流堰和匯流管；中部設有浸出後液導入管；下部出口與漿料泵相連，漿料泵出口與螺旋給料機料箱連接。

機尾另設濃密機，用於礦渣的排出前洗滌與脱水。機尾濃密機為上柱面、下錐面的容器，上部設有溢流堰和匯流管，匯流管與漿料泵連接，漿料泵出口連接機尾同軸套管的中管；濃密機中部設有礦渣導入管；下部出口通過柔性密封件與螺旋排渣機的入口連接；螺旋排渣機由彈簧支座支撐，並設有震實電機，排渣出口設有彈性密封閥頭。根據浸出工藝所使用的浸出液系統不同，迴轉式連續浸出機組的過流部件材質可選用普鋼、耐酸不鏽鋼、工業純鈦、工程塑料襯裏或部分複合材料製造。迴轉式連續浸出機組的部分動力裝置設置調速功能，以適應工藝參數的變化 ^[3]  。

迴轉式連續逆流浸出機組將浸出、洗滌與過濾等過程合併為一個過程，相對於傳統過程來説省工、節能、效率高，不僅能處理高品位的廢料，還能處理低品位的自然礦以及尾礦等，該機組能自熱運行，且耐腐蝕、耐高温、耐磨損和抗結晶，為一種非常有應用前途的聯動機組 ^[3]  。