一种贫液中捕收载金粉炭的装置与方法与流程

1.本发明涉及载金粉炭捕收技术领域，特别是涉及一种贫液中捕收载金粉炭的装置与方法。


背景技术：

2.太平矿业氰化堆浸提金工艺中，活性炭作为吸附剂富集金。由于吸附时提窜炭的摩擦和解吸后水冷的热应力，活性炭逐渐粉化，-350目的部分粉炭不能被筛分回收，随着贫液被泵送上浸堆，不仅造成了金流失，还会在堆上截金。用滤膜抽滤发现贫液固体含量2.3g/m3，经灰化分析53％为炭，其余为矿泥，两者难以分离，统称为粉炭。粉炭粒度细，d
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仅为13.5μm。在强碱性的贫液中粉炭带负电，电动电位ζ约为-22.52～-17.88mv。经过计算，发现粉炭难沉降、难团聚，不能用常规固液分离手段回收。而且，在高离子浓度贫液中粉炭电泳迁移率很低，无法像干燥颗粒可以单靠电场力捕收。为防止粉炭上堆，曾采用在管道中加滤袋拦截粉炭，而实践表明该种过滤方式并不能有效回收粉炭反而阻碍了正常生产，因为粉炭过于细密会快速堵塞滤袋，反冲洗系统不能有效清洁滤袋，需频繁拆卸管道，增加了现场工作量。且频繁启停管道阀门会产生“水锤”效应，对管道有损伤。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种贫液中捕收载金粉炭的装置与方法。
4.为实现上述目标区域，本发明提供了如下方案：
5.一种贫液中捕收载金粉炭的装置，包括：
6.框架，所述框架上设置有电极，所述电极上缠绕有滤材，所述电极用于产生电场，将贫液中的粉炭沉积在所述滤材上。
7.优选的，滤材应选用渗透性好、表面粗糙度大、纤维交错形成浅层孔道状结构的材料，对颗粒有较好的捕收与吸纳能力，优选聚丙烯无纺滤材。
8.滤材的孔径应为颗粒d
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的1.5倍，对颗粒捕收的同时不易堵塞，有较好的渗透性，能长时间捕收。
9.所述滤材交替在各个电极上穿插缠绕形成沉积夹层，所述沉积夹层用于沉积粉炭。
10.优选的，所述电极，包括：耦合柱状电极，所述耦合柱状电极包括：柱状电极，所述柱状电极设置在框架的两侧；所述柱状电极的阴极接线柱与电源的负极连接；所述柱状电极的阳极接线柱与电源的正极连接。
11.优选的，所述电极，包括：耦合板网状电极，所述耦合板网状电极包括：板电极和网电极，所述板电极和网电极交替设置在所述框架内部，所述板电极的接线柱与电源的负极连接，所述网电极的接线柱与电源的正极连接。
12.本发明还提供了一种贫液中捕收载金粉炭的方法，包括：
13.将多个贫液中捕收载金粉炭的装置错流布置在贫液池中，装置至多只封堵贫液流向截面的2/3，在捕收粉炭的同时减少对贫液流动的影响；
14.利用电源控制电极发出预设强度的电场强度，使贫液池中的粉炭沉积在滤材上。
15.优选的，当电极为耦合柱状电极时，控制电源使耦合柱状电极发出550v/m的场强。
16.优选的，当电极为耦合板网状电极时，控制电源使耦合板网状电极发出5500v/m的场强。
17.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
18.本发明提供了一种贫液中捕收载金粉炭的装置与方法，与现有技术相比，本发明通过利用电源控制电极发出预设强度的电场强度，使贫液池中的粉炭沉积在滤材上，不仅提高了粉炭的捕集能力，还减少了粉炭自身载金损失，提升了经济效益。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明提供的第一种贫液中捕收载金粉炭的装置的正视图；
21.图2为本发明提供的第一种贫液中捕收载金粉炭的装置的侧视图；
22.图3为本发明提供的第二种贫液中捕收载金粉炭的装置的正视图；
23.图4为本发明提供的第二种贫液中捕收载金粉炭的装置的侧视图；
24.图5为本发明提供的常规的利用滤材沉积粉炭原理图；
25.图6为本发明提供的利用耦合柱状电极沉积粉炭原理图；
26.图7为本发明提供的利用耦合板网状电极沉积粉炭原理图；
27.图8为本发明提供的沉积单元投放示意图；
28.图9为本发明提供的滤材缠绕示意图；
29.图10为本发明提供的常规的利用滤材沉积粉炭的形貌图；
30.图11为本发明提供的利用耦合柱状电极形成550v/m电场沉积粉炭的形貌图；
31.图12为本发明提供的利用耦合板网状电极形成5500v/m电场沉积粉炭的形貌图。
32.符号说明：
33.1、框架；2、柱状电极；3、耦合柱状电极的接线柱；4、导线；5、电源；6、电源正极；7、电源负极；8、耦合板网状电极接线柱；9、网电极；10、板电极。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同
的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
36.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
37.为使本发明的上述目标区域、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
38.请一并参阅图1-8，一种贫液中捕收载金粉炭的装置，包括：
39.框架，所述框架1上设置有电极，所述电极上缠绕有滤材，所述电极用于产生电场，将贫液中的粉炭沉积在所述滤材上。其中，所述滤材应选用渗透性好、表面粗糙度大、纤维交错形成浅层孔道状结构的材料，对颗粒有较好的捕收与吸纳能力，优选聚丙烯无纺滤材。滤材的孔径应为颗粒d
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的1.5倍，对颗粒捕收的同时，不易堵塞，有较好的渗透性，能长时间捕收。
40.所述滤材交替在各个电极上穿插缠绕形成沉积夹层，所述沉积夹层用于沉积粉炭。
41.如图1-2所示，作为本发明实施例中的一种具体的实施方式，本发明的中电极，包括：耦合柱状电极，所述耦合柱状电极包括：柱状电极2，所述柱状电极2设置在框架1的两侧；所述柱状电极2的阴极接线柱与电源5的负极连接；所述柱状电极的阳极接线柱与电源5的正极连接。
42.如图3-4所示，作为本发明实施例中的另一种具体的实施方式，本发明的中电极，包括：耦合板网状电极，所述耦合板网状电极包括：板电极10和网电极9，所述板电极10和网电极9交替设置在所述框架1内部，所述板电极10的接线柱与电源5的负极连接，所述网电极9的接线柱与电源5的正极连接。
43.需要说明的是，本发明中的框架1的长*宽*高为52cm*24cm*52cm。柱状电极为铱钛电极棒，阳极可选柱状铱电极、阴极可选柱状钛电极，其尺寸为：直径8mm，长56mm，构成两极间距为20cm。板网状电极的阳极可选用316不锈钢网电极、阴极可选用304不锈钢板电极，其尺寸为长50cm、宽20cm，构成阴阳两极间距为2cm。
44.如图5所示，单纯滤材沉积的原理是经滤材折叠缠绕至沉积框架上，将沉积框架投入贫液中，依靠贫液裹挟粉炭自然流动碰撞滤材表面，实现粉炭的自然沉积。
45.如图6-7所示，本发明利用电极吸附的原理是在两电极之间缠绕固定滤材，通过调节直流电源，控制输出电流、电压的大小，实现形成可变场强。在阴阳极之间，带电颗粒物有向相反电极一侧的运动趋势。因粉炭在贫液中带负电，耦合电场使粉炭在阳极附近的滤材的沉积能力，从而实现抵抗水流扰动的影响，增强粉炭在滤材上的沉积。
46.本发明还提供了一种贫液中捕收载金粉炭的方法，包括：
47.步骤1：将贫液中捕收载金粉炭的装置(简称沉积单元)错流布置在贫液池中；
48.如图8所示，本发明将沉积单元在贫液池中采取错流布置的方式，可以保证贫液流动，提升粉炭捕收效果。
49.根据贫液性质，本发明选择了聚丙烯织造滤材、锦纶织造滤材、聚丙烯无纺滤材，三款耐腐蚀材料。将滤材裁剪成沉积框架所需尺寸，即长2m、宽0.48m，交错缠绕至沉积框架上。首先对20μm三种材料进行沉积8h、16h、24h、32h、40h、48h的沉积动力学实验，对比分析后发现20μm聚丙烯无纺滤材因其表层纤维形成了孔道状结构，有较好的沉积效率。16h沉积的沉积率为40％，沉积量为79.31g/m2。对5μm、10μm、50μm孔径的聚丙烯无纺滤材进行沉积动力学实验发现，孔径为20μm效果最好。根据粉炭粒度分布和滤材孔径的关系推断出结论，即滤材孔径为粉炭粒径d
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的1.5倍时沉积捕收效果最佳。综上得出滤材参数为：聚丙烯无纺滤材、滤材孔径为粉炭粒径d
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的1.5倍(20μm)、沉积时间16h，此时可实现最佳沉积效果。
50.步骤2：利用电源控制电极发出预设强度的电场强度，使贫液池中的粉炭沉积在滤材上。
51.由于两种构型的电极布置方式不同，导致其极间距不同，故在相同的输出电流、电压下致使其场强不同。调整构件7直流电源调整输出电压、电流为：(20v、10ma)、(50v、20ma)、(80v、30ma)、(110v、40ma)、(140v、50ma)下实验，此时柱状电极场强为100v/m、250v/m、400v/m、550v/m、700v/m；板网状电极场强为：1000v/m、2500v/m、4000v/m、5500v/m、7000v/m。在不同场强下沉积16h，柱状电极场强为550v/m沉积率达到最大值53％，当超过该值沉积率开始下降；板网状电极场强为5500v/m时沉积率达到最大值55％，当超过该值沉积率开始下降。
52.综上得出场强最佳参数为：柱状电极场强550v/m、板网状电极场强5500v/m。板网状电极耦合后的提升效率更为明显。
53.下面结合具体的实施过程对本发明做进一步的说明：
54.堆浸工艺中活性炭由于吸附时提窜炭的摩擦和解吸后水冷的热应力，活性炭逐渐粉化，-350目粉炭不能被现场回收，随贫液进入贫液池，而后随贫液上浸堆。不仅造成载金炭自身载金损失，上堆后继续吸附，造成堆上截金。故贫液池中粉炭亟需治理，减少粉炭上堆，提高经济效益。
55.在现场中可采用上述板网状电极耦合滤材沉积捕收粉炭，场强5500v/m，沉积16h，4个捕收装置交替布置，每个装置缠绕滤材50m2，一年内截留粉炭19.84t，含金约7.4kg。滤材每年消耗49吨，耗费44万元；每年耗电量为131400kwh，电费6万元。滤材烘干后，与载金粉炭合计约69t，含金92g/t。作为含金物料售卖，该品位下这类易火法回收的含金物料售价约1万元/t，则年收入69万元，年净赚19万元，这是直接经济效益。
56.更重要的是，在贫液池中投入沉积单元，可减少粉炭上堆量，大大降低了在堆上的截金量，提高了整体的经济效益，这是间接经济效益。
57.具体在工业应用中的实施方式如下：
58.①
滤材固定
59.将滤材裁剪为长0.48m，宽2m的矩形条状，然后折叠交错缠绕至电极框架上，使滤材在框架中间形成一个个沉积夹层，贫液流过时粉炭将在夹层中沉积。沉积夹层如图9所示，图9中11为滤材，12、13为电极，14是滤材交替在电极上穿插缠绕形成的沉积夹层，缠绕方向如图中箭头所指方向。此时，每穿插一层滤布的尺寸为宽0.48m，长0.20m。
60.②
沉积单元投放
61.如图8所示，根据粉炭在贫液中的水利运动特性计算，粉炭在贫液中难沉降，即粉
炭在贫液的上部平流层中，通过多次实验探索，将沉积框架没过水面投掷即可。沉积单元在贫液池中错流布置。装置的截面不应超过贫液流向截面的2/3，尽可能减少对贫液流动的影响。
62.③
电场调整
63.在安全电流下多次实验发现，板网状电极在电压为110v、电流为40ma时沉积效果最佳，此时电场强度为5500v/m，在该场强下沉积16h，滤材沉积粉炭的效果提升最为明显。较单纯滤材沉积，沉积率提高15个百分点。
64.④
沉积回收效果
65.如图10-11所示，使用铱钛柱状电极的构型，当电场强度超过250v/m后，沉积率较单纯的滤材沉积增加，且随场强增强而增加，即当场强足够大时拖拽力克服了贫液对粉炭的粘滞力，形成阳极附近高场强吸附区；当场强超过550v/m时，沉积率下降。较优的工艺参数为场强550v/m，沉积16h时，此时沉积率为53％，单位面积沉积量为104.93g/m2，较无电场时的沉积率提高13个百分点，沉积量增加25.62g/m2，效果明显。
66.如图12所示，使用不锈钢板网电极的构型，当电场强度超过1000v/m后粉炭沉积率较单纯的滤材沉积有所增加，当电场强度超过5500v/m时，沉积率开始下降。较优的工艺参数为，场强5500v/m，沉积16h，此时沉积率为55％，单位面积沉积量108.95g/m2，较无电场时的沉积率增长了15个百分点，沉积量提高了29.64g/m2。
67.综上，滤材耦合板网状电极，场强调整至5500v/m，较单纯滤材沉积，沉积率提高了15个百分点，即流经沉积框架贫液所含55％的粉炭可被沉积捕收，大大提高了滤材的沉积捕集能力。而滤材耦合柱状电极，场强调整至550v/m，较单纯滤材沉积，沉积率提高了13个百分点，但滤材耦合柱状电极后沉积不均匀，仅在靠近电极的地方有明显沉积。
68.⑤
沉积后载金粉炭与滤材处理
69.将沉积后的滤材拆离框架，烘干后用作含金物料售卖。
70.若单次投入4组沉积单元，每组滤材使用量为50m2，单次沉积16h，年耗材量为109500m2，约49吨，使用后滤材当做含金物料售，本发明通过利用电源控制电极发出预设强度的电场强度，使贫液池中的粉炭沉积在滤材上，不仅提高了粉炭的捕集能力，还减少了粉炭自身载金损失，提升了经济效益。
71.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。
72.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种贫液中捕收载金粉炭的装置，其特征在于，包括：框架，所述框架上设置有电极，所述电极上缠绕有滤材，所述电极用于产生电场，将贫液中的粉炭沉积在所述滤材上。2.根据权利要求1所述的一种贫液中捕收载金粉炭的装置，其特征在于：所述滤材为渗透性好、表面粗糙度大、纤维交错形成浅层孔道状结构的材料，对颗粒有较好的捕收与吸纳能力，优选聚丙烯无纺滤材。3.根据权利要求1所述的一种贫液中捕收载金粉炭的装置，其特征在于，在沉积捕收粉炭时，滤材孔径为粉炭粒径的1.5倍。4.根据权利要求1所述的一种贫液中捕收载金粉炭的装置，其特征在于：所述滤材交替在各个电极上穿插缠绕形成沉积夹层，所述沉积夹层用于沉积粉炭。5.根据权利要求1所述的一种贫液中捕收载金粉炭的装置，其特征在于：所述电极，包括：耦合柱状电极，所述耦合柱状电极包括：柱状电极，所述柱状电极设置在框架的两侧；所述柱状电极的阴极接线柱与电源的负极连接；所述柱状电极的阳极接线柱与电源的正极连接。6.根据权利要求1所述的一种贫液中捕收载金粉炭的装置，其特征在于：所述电极，包括：耦合板网状电极，所述耦合板网状电极包括：板电极和网电极，所述板电极和网电极交替设置在所述框架内部，所述板电极的接线柱与电源的负极连接，所述网电极的接线柱与电源的正极连接。7.一种贫液中捕收载金粉炭的方法，其特征在于，包括：将贫液中捕收载金粉炭的装置错流布置在贫液池中，截面面积不超过贫液流向截面面积的2/3；利用电源控制电极发出预设强度的电场强度，使贫液池中的粉炭沉积在滤材上。8.根据权利要求7所述的一种贫液中捕收载金粉炭的方法，其特征在于，当电极为耦合柱状电极时，优选控制电源使耦合柱状电极发出550v/m的场强。9.根据权利要求7所述的一种贫液中捕收载金粉炭的方法，其特征在于，当电极为耦合板网状电极时，优选控制电源使耦合板网状电极发出5500v/m的场强。

技术总结
本发明提供了一种贫液中捕收载金粉炭的装置与方法，其中，该装置包括：框架，所述框架上设置有电极，所述电极上缠绕有滤材，所述电极用于产生电场，将贫液中的粉炭沉积在所述滤材上。本发明通过利用电源控制电极发出预设强度的电场强度，使贫液池中的粉炭沉积在滤材上，不仅提高了粉炭的捕集能力，还减少了粉炭自身载金损失，提升了经济效益。提升了经济效益。提升了经济效益。


技术研发人员：李沛 张嘉乐 曹钊 李冠华 白杨 苗腾飞 田雨川 武海龙 尚文波
受保护的技术使用者：内蒙古太平矿业有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/28