1 引 言载金炭加压无氰解吸同温电解设备是我国目前载金炭解吸设备的换代产品。如何能使这种 设备达到理想的技术经济指标,而且运行稳定,操作简便,使用寿命长,售价低廉,是这种设备在 国内普遍推广的前提条件。针对这类设备存在的问题,我们进行了长达2ａ的小型试验研究,于1 998年底完成了处理能力为100ｋｇ批的样机,进行了多次解吸电解试验,取得了大量工业设 计资料。在此基础上,我们与压力容器设计及制造方面知名度较高的单位合作设计与制造了承压设 备,并与机电一体化专家共同研制出简便、高效、稳定的控制设备并完成了机电设备的选型,成功 地开发出具有中国特色的全新加压无氰解吸同温电解成套设备。其中处理能力为500ｋｇ批的成 套设备已经在某金矿成功地运行半年多时间,取得了较高的技术和经济指标。2 加压解吸设备的 技术延革早在1952年,美国就开始使用ＺＡＤＲＡ法从载金炭上解吸金。按解吸电解的工艺条 件命名,这种方法,可称之常压解吸降温电解工艺。该工艺在常压下进行解吸,解吸温度仅95℃ 。按现在的解吸理论,在150℃以下范围内,金的解吸速度是随解吸温度的提高而提高。要达到 同样贫炭金品位,95℃条件下解吸比150℃解吸所需时间要长得多。而且由于采用降温电解, 热能损失较大,加热电耗高达3600ｋＷ·ｈｔ。为了提高解吸速度,常压ＺＡＤＲＡ法发展成 为加压ＺＡＤＲＡ法。由于电解槽结构和耐温绝缘材料的限制,仍然采用降温电解工艺,故称之加 压解吸降温电解工艺。解吸温度135℃左右,压力03～045ＭＰａ,电解温度60～85℃ ,常压。与先前的常压解吸降温电解工艺相比,这种工艺将解吸电解时间从48～72ｈ缩短到2 0～36ｈ,电耗相应降低到1600～2500ｋＷ·ｈｔ。我国引进的炭浆技术就是采用这种 解吸电解工艺。多年的实践证明,这种工艺除了电耗高外,还存在“积金”、贫炭金品位高等弊病 <1>,技术经济指标尚不及我国的常压解吸同温电解设备<2>。1984年,澳大利业ＣＯＭ ＯＥＮＧＩＮＥＥＲＳ公司<3>开发出新型加压解吸电解工艺,解吸和电解均在相同的温度和压 力下进行。解吸温度140℃,解吸压力03ＭＰａ,解吸电解总时间12ｈ。设备英文名称“Ｉ ｎｔｅｇｒａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔｒｉｐｐｉｎｇｐｌａｎｔ”,简称“ＩＰＳ”,中文可译 成“全系统加压解吸装置”。比较规范的叫法是加压解吸同温电解设备。这种设备的解吸效果<4 >与常压解吸设备并没有明显差别,其最大特点是解吸时间短,仅为常压设备的50%,因此解吸 电耗大为降低。另外,解吸过程不加入氰化物,解吸成本较常压解吸同温电解设备有较明显的降低 。1987年,ＣＯＭＯＥＮＧＩＮＥＥＲＳ公司制造出1500ｋｇ批的全系统加压解吸设备, 用于Ｆｉｓｈｅｒ金矿。经过十几年的改进,形成了目前的加压解吸同温电解工艺,解吸温度提高 到150℃,压力相应地达到05ＭＰａ,解吸总时间也降低到10ｈ。近年来,我国也有一些矿 山使用类似的设备,但效果不尽人意<5>。如解吸效果差且不稳定,金属不平衡,炭粉碎过多以 及设备故障率高。加压解吸同温电解设备的优点没有得到发挥。3 加压解吸同温电解设备的基本 理论开发加压解吸同温电解工艺及设备,必须明确三个理论问题。一是解吸过程中加不加氰化物的 问题。众所周知,载金炭中吸附了大量的氰化物,足以使金以Ａｕ(ＣＮ)-2形式从载金炭上解 吸下来,只要解吸温度不超过氰化物热分解的温度。换句话说,只要解吸液中含有一定浓度的氰化 物,解吸过程不加氰化物也能进行。实际上,100℃条件下解吸时,也可以不加氰化物<6>, 只不过解吸速度低些而已。而ＣＯＭＯ公司的这种加压解吸设备在150℃条件下解吸,解吸速度 自然较快,不加入氰化物自然可以。二是所谓加压问题。这种加压解吸同温电解设备在国内称作高 压无氰解吸电解设备,这是不妥的。因为在压力划分上,05ＭＰａ只能算做低压,为安全起见, 设计时将工作压力提高到06ＭＰａ,也只能称中压。从理论上讲,解吸速度与压力关系不大(可 能成反比),解吸压力是由解吸液温度决定的,解吸液在150℃温度的平衡压力为05ＭＰａ, 加压只是为了防止解吸液大量蒸发。三是解吸温度问题。一般来说,解吸温度越高,解吸速度越快 。但解吸温度也不是越高越好,温度如果超过150℃,解吸液中的氰化物迅速分解,解吸过程反 而无法进行。在掌握了以上原则基础上,依据多年来开发常压解吸同温电解设备积累的加压解吸同 温电解试验数据和经验,我们于1997年研制出100ｋｇ批的加压解吸同温电解试验设备,在 近2ａ时间里,进行了多次解吸电解试验,收集了设计所需数据并且有许多新发现。在此基础上, 开发出新的加压解吸同温电解工艺和设备,主要有六个特点:第一,基本上选用了常压解吸同温电 解设备的工艺流程,最大特点是简单实用,便于操作。第二,新设计的解吸柱在解吸液分布、防止 炭磨损、安全生产等方面有较大改进。提高了解吸效果,解决了炭磨损问题。第三,借鉴常压解吸 设备同温电解槽专利技术,开发出新型承压电解设备。电解槽的承压外壳采用了隼式密封结构,并 使用聚四氟乙烯密封材料,承压外壳开关容易,密封效果好,材料寿命长。电解槽采用了新的结构 ,导电带设在电解槽上部,贵液流通面积增大一倍以上。由于贵液分布均匀,而且流速降低,一次 电解率提高到97%以上,杜绝了金泥流失现象。采用了独特的承压外壳与电解槽连接形式,电解 槽对承压外壳的压力沿轴向均匀分配,槽长度得以任意增加,可满足不同处理能力要求。第四,简 化了电控柜的配电线路。电控柜内仅设4只空气开关和4只交流接触器,控制设备发生故障的几率 大为减小,电控柜制造成本明显降低。第五,设计了二级温度自控、一级温度超限报警和一级超压 自控。采用了新型无泄漏解吸液循环泵、无泄漏液面计和无泄漏流量计,确保设备安全稳定运行; 第六,精心选择、合理配置设备制造所用原材料,在确保设备安全和高效条件下,力求将制造成本 降到最低,为全国范围内推广使用奠定基础。4 工业应用效果设计处理能力为500ｋｇ批的设 备于2000年6月在某炭浆厂投入使用。6个月来,运行稳定,技术指标和经济指标均达到或优 于设计指标。该设备解吸温度150℃,平衡压力05ＭＰａ,解吸一批炭总时间8ｈ,电耗68 0ｋＷ·ｈｔ,贫炭金品位均低于80ｇｔ(一般在30～50ｇｔ),金属量平衡,无粉炭,循 环泵无故障时间超过150ｄ,流量计及液面计指示准确、稳定。电解槽承压外壳经过上百次开关 ,密封材料完好,密封性能可靠。新型载金炭加压解吸同温电解设备的技术指标已达到了ＣＯＭＯ ＥＮＧＩＮＥＥＲＳ公司设备的水平,设备的造价和运行成本更低。5 存在问题及改进办法根据 设备运行情况,我们认为从技术、可操作性和经济三方面考虑,在以下几方面还应该改进。一是压 力变换器采用的是可变电阻式,在现场条件下,易受污染而产生较大误差,导致二次指示仪表指示 不准。我们认为,由于解吸系统压力由温度决定,在三级温控条件下不可能发生超压,没有必要设 压力二次指示。二是取消电解设备液面远传仪表,以降低成本。我们认为,系统在运行中是密闭的 ,解吸液不可能有较大损失,只要在预热时将液面控制在要求的范围内,整个解吸过程中,不会因 为缺少解吸液使泵抽空。三是将解吸柱材质由不锈钢改为碳钢。以往在常压解吸降温电解设备及加 压解吸降温电解设备中,为了避免“积金”,使用不锈钢解吸柱。多年实践证明,用不锈钢解吸柱 并无防止“积金”的效果。常压解吸同温电解设备一直使用碳钢解吸柱,并不发生“积金”现象。 因此,为降低设备制造成本,应该使用碳钢制造解吸柱,考虑到碳钢毕竟有轻微的腐蚀,可适当地 增加钢板的厚度。四是电解设备开启和关闭仍然费时费力,尽管采用了新的密封结构,操作还是比 较麻烦。应采用不开启承压外壳起金泥的电解设备,最大限度地降低操作人员的劳动强度,缩短起 金泥所需时间。6 结 论经过近4ａ时间的开发,已经使载金炭加压解吸同温电解设备技术和经 济指标达到了国外产品的先进水平,设备价格也大幅度降低,具备了在我国推广使用的条件。如果 我国日产400ｋｇ以上载金炭的黄金厂矿都使用这种设备,每年可节约数千万元的解吸费,节约 氰化钠数百吨及大量电力,对保护环境、节约能源意义重大。载金炭加压无氰解吸同温电解设备的 开发@高大明$冶金工业部长春黄金研究院!吉林省长春市南湖大路54号130012载金炭; ;解吸;;电解与常压解吸工艺相比,加压解吸工艺的特点在于大幅度降低解吸时间,节约电力,从而降低生产成本。因此,近年来被广为关注。针对以往加压解吸电解设备存在的问题,在工艺、设备、自动控制等方面进行开发。研制出的新型设备工艺技术指标及经济指标先进,运行稳定,操作简便,无故障率高1 樊晓斌 新星金矿解吸 -电解 冶炼设备选型与实践 黄金 ,1998,(4 ) :45～ 46
2 高大明 新型载金炭解吸电解成套设备的工业实践 黄金 ,1998,(9) :45～ 46
3 http :∥www .starwon .com .au como cpmoprod .htm
4 MrGSiddall,KenGBaxter(张文胜译 ) 加压电积提金 -解吸回路设计的改进 见 :国家黄金管理局长春黄金研究所编 1988黄金技术文集 长春 :吉林科学技术出版社 ,1990 39～ 42
5 胡斌 ,刘子龙 对高温高压无氰解吸电解工艺中粉 (碎 )炭问题的分析 黄金学报 ,1999,(3) :189～ 193
6 宋建军 常压无氰解吸工艺在后沟金矿的应用 黄金 ,2 0 0 0 ,(10 ) :36～ 38,贵液流通面积增大一倍以上。由于贵液分布均匀,而且流速降低,一次电解率提高到97%以上,杜绝了金泥流失现象。采用了独特的
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