摘要：在含氧的氰化物溶液中金的溶解，稱爲氰化浸出。金的浸出是氰化法提錦工藝過程中的重要環節，影響金浸出的因素主要包括氰化物及氧濃度、溫度、金粒大小和形狀、礦漿粘度、浸出時間及雜質離子的影響。氰化物和氧的濃度是決定金溶解速度的兩個最主要的因素，而氧的提供是靠風機，某選礦廠先後使用瞭(le)螺杆式空氣壓縮機及羅茨鼓風機向浸出攪拌槽中供氣，經生産實踐證明，羅茨鼓風機在該選礦廠的使用效果好於(yú)螺杆式空氣壓縮機。
關(guān)鍵錦工：氰化浸出；氧濃度；羅茨鼓風(fēng)機
1 概述
1.1 選礦廠簡介
某新建黃金選礦廠採(cǎi)用全泥氰化炭漿吸附工藝，原設計處理量爲882t/d，經工藝技術改造之後現處理量爲1800t/d。改造前氰化浸出爲6台?7×7.5m攪拌槽，使用BLT-175A螺杆式空氣壓縮機供風，生産(chǎn)過程中供風量不足，攪拌槽内氣泡量較少，不能充分提供氰化浸出需氧量；改造後增加兩台?10×11m攪拌槽，使用TRRE-150雙級羅茨鼓風機供風，可滿足現生産(chǎn)需求。
1.2 礦(kuàng)石的礦(kuàng)物成分
區内礦石礦物成分比較簡單(dān)，金屬礦物主要爲黃鐵礦，少量的方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦，微量的輝銅礦、黝銅礦、輝钼礦，偶見銀金礦、碲金礦、自然金、輝銀礦等；脈石礦物主要爲石英，其次爲斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、絹雲母、方解石等。
礦石中有益組分主要爲銀元素，有害元素As最高含量0.002%。金的粒度一般爲0.02-0.01mm之間(jiān)，金的嵌布形式有三種：裂隙金、包裹金和粒間(jiān)金，其中裂隙金爲主。礦石自然類型按氧化礦所占含量劃(huà)分爲氧化礦，按工業類型屬含金低硫化物石英脈型。
1.3 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造
（1） 礦石結構
以晶粒結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)――壓碎結(jié)構(gòu)爲主，其次爲包含交代結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)等。
（2） 礦石構造
主要爲細脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、條帶(dài)狀構(gòu)造等。
2 存在的主要問題
2.1 金氰化浸出原理
在含氧的氰化物溶液中金的溶解，稱(chēng)爲(wèi)氰化浸出。其反應式如下：
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O=4Na[Au（CN）2] + 4NaOH
金的浸出是氰化法提錦工藝過(guò)程中的重要環(huán)節，影響金浸出的因素主要包括氰化物及氧濃度、溫度、金粒大小和形狀、礦漿粘度、浸出時間及雜質離子的影響。
氰化物和氧的濃度是決定金溶解速度的兩個最主要的因素。在金的溶解過程中，首先是消耗金粒周圍表層溶液中的氰化物和氧，並(bìng)使其在表層溶液中的濃度下降。爲瞭(le)使金繼續溶解，必須有數量大緻相等的氰化物和氧從鄰近的溶液層擴散到金粒的表面附近，如果表層氰化物和氧的濃度不足，則金的溶解速度将會減緩；另一方面，氰化物和氧的擴散速度必須有一定的比例，或者說溶液中氰化物和氧的濃度應有一個合理的比例。
在氰化物濃度較低時，金的溶解速度隻取決於(yú)氰化物溶液的濃度；相反，氰化物濃度較高時，溶液中氧的濃度就成瞭(le)決定性的條件。所以在氰化過程中，任何引起氧濃度的降低，都将導緻金溶解速度的降低。
2.2 浸出存在問題
該選礦廠原礦品位較低（0.7g/t），氰化物濃度控制在0.15～0.25‰，供風設備(bèi)爲BLT-175A螺杆式空氣壓縮機。實際生産(chǎn)中，尾礦品位持續偏高，達不到設計要求，增大氰化物濃度及磨礦細度後，效果仍然不明顯。經過對工藝流程的考察，發現空氣壓縮機供風不足，浸出攪拌槽内氣泡量較少，未能滿足金浸出時足夠的氧氣濃度，金不能完全浸出，導緻尾礦品位偏高。
空壓機參數見表1。
表1 BLT-175A螺杆式空氣壓縮機相關(guān)參(cān)數
BLT-175A空氣壓縮機(jī)設計(jì)排氣量爲21m3/min。
空氣壓縮機配管時，所有管路和管路接頭應滿足額(é)定壓力，應盡量減少使用彎頭及各類閥阻，減少壓力損失，配管内徑應大於(yú)以下粗略計算值：
d=3.85（L×V1.85/P×△P）0.2 mm
L―― 配管長度，m
V―― 排氣(qì)量，m3/min
P―― 工作壓(yā)力（絕(jué)壓(yā)），Mpa
△P允許(xǔ)壓力損(sǔn)失（一般取0.01～0.02Mpa）
實際生産(chǎn)配管：4寸管（101.6mm），長(zhǎng)度30m，工作壓力0.6Mpa。
據此算得排氣量爲15 m3/min，小於(yú)設計(jì)排氣量。
3 改進措施
3.1 空氣(qì)壓縮機(jī)改造
該選礦廠原有兩台BLT-175A空氣壓縮機，一台運轉，一台備用，針對空氣壓縮機排氣量不足的問題，增加瞭一台TRRE-150型雙級羅茨鼓風機替換原有空氣壓縮機，羅茨鼓風機工作原理是通過一對轉子的“齧合”（轉子之間有間隙，又不相互接觸）使進氣口隔開，轉子由一對同步齒輪傳動，做反方向運動，将吸入的氣體無内壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達排氣口的瞬間，因排氣側高壓氣體的回流而
在礦場(chǎng)的脫水工藝中，以往人們常用圓盤過濾機或圓筒過濾機。所使用的壓力風源雖形式各異，但存在著(zhe)一定的缺點。我們認爲，用羅茨鼓風機作過濾機的壓力風源，是有其優勢的。
一、羅茨鼓風(fēng)機用於(yú)精礦脫水的效果有以下幾個方面可以看出：
1.能耗低。與水環式壓縮機比較，羅茨鼓風(fēng)機的節能效果更好一點(diǎn)。
2.取消瞭(le)供水系統。羅茨鼓風機不需供水，這不但節約瞭(le)水量消耗，而且從(cóng)根本上排除瞭(le)壓力風中含水的可能性，對脫水作業是有益的。
3.工作穩定，維修工作霣小。羅茨鼓風機可以長(zhǎng)時間運行，除更換瞭(le)一次齒輪箱的潤滑油外，其它方面均正常。
4.運行可靠，便於操作。在連續運行過程中，從未因羅茨鼓風機故障而影響生産。由於操作簡單，除瞭(le)定期補充适量的潤滑脂外，幾乎沒有其它維修工作量。因此操作工很快就能适應羅茨鼓風機的使用過程，並(bìng)對改造感到滿意。
5.節約油耗。從(cóng)羅茨鼓風(fēng)機（的工作原理和維修工作量小不難看出，羅茨鼓風(fēng)機的耗油量是很少的。與水環式壓縮機比，至少可以節約清洗零件用油，與塞柱式壓縮機比則可節約氣缸潤滑用油。
圖1 羅茨鼓風(fēng)機在礦場(chǎng)中的應用
二、羅茨鼓風機的性能
羅茨鼓風機的性能比較适合精礦脫水工藝的緣故。精礦脫水用壓力風的目的是将已經過真空脫水的濾餅，從濾布上吹脫和剝(bō)刮下來。爲瞭(le)保持已幹燥瞭(le)的精礦不再摻入水分和延長濾布的扁命，對風源的壓力、風量及氣體的組成有特定的要求。羅茨鼓風機的性能如下。
1.風壓：羅茨鼓風機是（由兩個不直接接觸的轉子同步旋轉，推移氣缸容積内的氣體，在排氣腔内達到升壓的目的。它屬於(yú)容積式回轉型的氣體壓縮設備(bèi)，其壓力比ε=1.2-1.7。常用的羅茨鼓風機壓力一般爲3500-5000毫米水柱，與精礦脫水要求的值十分接近。
2.風(fēng)量：羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量與有效工作容積和轉速的乘積成正比。總耗風(fēng)量與過(guò)濾機的總面積成正比。
Q=λ·(π/2)·D2·Cn·L·n 米3/分 （1）
式中：
λ——排氣(qì)系數(shù)，λ=0.6-0,9;
D——轉子直徑，米；
L——轉子長度，米；
n——轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；
Cn——面積(jī)利用系數(shù)。
在生産(chǎn)過程中，還應考慮過濾布的材質，濾布質地緊密時耗風量小，反之則耗風量大。通過選擇适當的羅茨鼓風機型号和改變(biàn)轉速，能在很廣的範圍内改變(biàn)風量，以适應精礦脫水的要求。
3.風壓與風量的關系：由於(yú)羅茨鼓風機（的壓力比較小，轉子之間、轉子與氣缸體之間存在著(zhe)間隙，使得風機的AP—Q曲線比較平坦，如下圖，間隙的存在事實上起著(zhe)自動調節壓力的作用，當風量增大時壓力下降，同時洩漏量也下降，從而起到維持壓力的作用。這一特點無疑對精礦脫水作業是極爲重要的。
圖2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能曲線
精礦脫水要求風壓比較穩定，在風量突然增大時，（如濾布局部破損）風壓不能下降過多；風量突然下降時，風壓不能升得太髙。這也就是說要求在風量變(biàn)化時風壓變(biàn)化較小。從(cóng)圖2不難看出，在風壓爲0.1—0.2公斤力/厘米2這一區域裏，風量變(biàn)化引起的壓力改變(biàn)是比較小的，這一區域正好是過濾機的工作範圍。
三、羅茨鼓風機的選擇
羅茨鼓風機是用於(yú)化鐵爐、鍛冶爐等裝置的設備。如果直接按說明書的數據選用，必然會産生噪聲過大、風壓偏高等缺點。羅茨鼓風機的噪聲，主要是氣動噪聲，由周期性的定容壓縮造成，其次還有内部間隙洩漏、渦流及機械運動所産生的噪聲。爲瞭(le)防止噪聲污染和調整風壓，我們認爲分兩步選擇風機的方法是合理的。
按《選礦設計手冊(cè)》的數椐，確(què)定風量與風壓。
風(fēng)量：Q=KQ·Qd·∑S 米3/分 （2）
式中：Qd——《手冊(cè)》中規定的單(dān)位過濾面積耗風量，米3/分；
∑S——過(guò)濾設備(bèi)的總過(guò)濾面積，米2;
KQ——可靠系數(shù)，取1.1。
風(fēng)壓(yā)：ΔP=KP.Pd(3)
式中：Pd——《手冊(cè)》中規定的風(fēng)壓數椐，公斤力/厘米2;
Kp——壓頭損(sǔn)失系數(shù)，取1.5。
按（1)、（2)式求得的風(fēng)量與風(fēng)壓值，即可按說明書選擇合适的風(fēng)機(jī)型号。
(二）確(què)定風機的轉速及電(diàn)機功率
實際(jì)耗風(fēng)量可按下式求得
Q'=K'Q·Qd·∑S' (4)
式中.:∑S'——有效吹風(fēng)面積(jī)，米2;
K'Q——可靠系數(shù)，取K'Q=2-3。
實際耗風(fēng)量確(què)定以後，則可按(1)式 求得風(fēng)機的轉速。令Q/=Q，
則(zé)轉(zhuǎn)速n=2Q' /(λ·D2·Cn·L·π) 轉(zhuǎn)/分 （5）
電(diàn)動(dòng)機的功率可按下式計算：
（6）
式中：ΔP'——實際(jì)靜(jìng)壓升，公斤力/厘米2;取0,25-0.3公斤力/ 厘米2;
ηm——機(jī)槭效率，約爲(wèi)0.87-0.94;
ηt——傳(chuán)動(dòng)效率，約爲0.92-0.98;
K——容量儲(chǔ)備(bèi)系數，取1.15。
按此即可選擇電動機的型号、規格。當電動機的轉速與風機轉速不能配合時，可採(cǎi)用三角皮帶傳(chuán)動。
四、安裝方式及風(fēng)壓調(diào)節
羅茨鼓風機（用於(yú)精礦脫水，宜作整體安裝，在機座與基礎間應墊以10-12毫米厚的軟橡皮闆，以吸收由於(yú)機體振動所産(chǎn)生的噪音。
排風口處(chù)應安裝儲(chǔ)氣箱，箱頂宜配置安全閥以防止風機超壓運行。儲(chǔ)氣筘還可以保持排氣均勻和吸收氣動噪聲。
進風口處(chù)應安裝防塵(chén)罩，以防止雜物進入風機内，造成風葉損壞。
進風口與排風口之間應安裝一段直徑與排氣口相等的連通管，並(bìng)在管子的中間裝一閘閥，用以調(diào)節排氣壓力。
圖3 羅茨鼓風(fēng)機(jī)安裝示意圖
羅茨鼓風機用於(yú)精礦脫水無疑是成功的。它結構簡單、工作可靠、運行穩定、維修工作量小，還能夠節電、節水。如果用它取代水環式壓縮機，其節電、節水的效果更在技術上和經濟上取得瞭(le)較好的效果。
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改造前浮選區域主要由一台型号爲Ｌ９３ＷＤ的羅茨鼓風機給鉛浮選槽和鋅浮選槽的粗選系統、掃選系統、精選系統供風，鉛和鋅浮選槽共計５１槽；電機功率爲２００ｋＷ；啓動方式爲變頻器啓動，運行方式爲變頻器定頻運行。選礦作業中調整裝在浮選槽上的５１隻風閥來控制浮選泡沫的厚度。通常調整風壓在２～３Ｐａ之間。當每槽浮選設備(bèi)的風閥開啓較小風量時，羅茨鼓風機在高風壓過負荷工礦下運行，運行持續時間一長會燒壞鼓風機主電機，主電機故障後将造成選礦系統停産。２０１７年６月份發生兩次鼓風機主電機燒壞事故。嚴重影響瞭(le)該選礦廠生産任務的完成和精礦品位指标，給調整選礦工藝帶來瞭(le)難度。之後經過公司設備(bèi)能源部電氣技術人員分析，要想系統平穩運行，需要對現有羅茨鼓風機電控系統進行升級改造。
電氣技術人員從節約技改投資，並(bìng)利用現有主電氣設備，使其技術改造後能達到理想的恒壓供風閉環運行目标。首先設備能源部技術人員根據模拟電路負反饋原理設計瞭(le)電氣原理圖，並(bìng)由專業負責人牽頭結合現場設備工礦進行瞭(le)專題技術圖紙會審，認爲電氣原理圖設計缜密，主線清晰，控制精確，投資合理，設計方案可行。原理圖中選用壓力變送器一隻，用於採集鼓風機輸出風壓信号，型号爲ＷＥＴ－１３１，量程０～６０ｋＰａ，輸出信号４～２０ｍＡ；智能ＰＩＤ調節器一台，用於採集信号的自動分析和快速處理，裝置電源ＡＣ２２０Ｖ，輸出信号４～２０ｍＡ；開關電源裝置一台，用於儀表的供電，輸入電壓ＡＣ２２０Ｖ，輸出電壓ＤＣ２４Ｖ；信号隔離器一隻，用於穩定信号，保證變換後的信号與地之間絕對獨立；控制電源電壓表一隻；電磁繼電器一隻；轉換開關一隻［２］。
風壓力變送器安裝在羅茨鼓風機出風管适當位置，其它電氣元器件集成在配電箱内，其中對智能ＰＩＤ調節器進行瞭(le)升級改造，配電箱安裝在變頻器适當位置。鼓風機供風裝置電氣原理如圖１所示，壓力變送器由開關電源＋２４ＶＭ和ＧＮＤ提供２４Ｖ直流電源，控制線ＩＮ和ＧＮＤ将採(cǎi)集到的供風管壓力轉換成４～２０ｍＡ電流信号輸入到信号.
羅茨鼓風機電動機不需大修，一年按照燒壞兩次計算，年節約電動機修理費：２００ｋＷ×７０元／度×２＝２．８萬元改造之前羅茨鼓風機變(biàn)頻器在４５Ｈｚ下運行，改造後羅茨鼓風機變(biàn)頻器在２５～４５Ｈｚ之間運行。由電機軸功率與頻率的三次方成正比推理可知：技改前羅茨鼓風機變(biàn)頻器在下運行年年運行電費４５Ｈｚ３３０×０．４９元／度＝５６．５８萬元；羅茨鼓風機變(biàn)頻器在２５下運行，本文根據現場(chǎng)羅茨鼓風機變(biàn)頻器實際運行４５Ｈｚ 年運行電費Ｐ＝２００ｋＷ×０．３４３×２４ｈ×３３０×３５Ｈｚ萬元－２６．６萬元＝２９．９８萬元。羅茨鼓風機年節約運行費用合計＝２．８萬元＋２９．９８萬元＝３２．７８萬元。
技術改造後羅茨鼓風機能按照選礦需要設定的壓力恒壓供風，保證瞭(le)選礦指标的穩定，同時年可節約選礦運行費用３２．７８萬元，選礦回收率提高１％萬元。随著(zhe)恒壓供風裝置在該選礦作業中的應用，選礦作業能有效提高效率、降低運行成本、穩定生産指标，提高産品回收率。
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羅茨鼓風機用途泰悉爾羅茨鼓風機吸料羅茨鼓風機
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