[发明专利]用于液体/固体分离诸如粒状固体脱水和搅拌浸析的方法及装置

说明书

本发明提供了用于液体/固体分离的方法和装置，使用于诸如对细粒状固体脱水以及在浸析工艺中从矿石回收有价值的金属。一个应用涉及到从含金原料中搅拌浸析诸如金的金属的方法。通过搅拌在罐中形成浆料，并且允许其沉淀。滤床形成为从罐中排出液体，并且诸如井点的竖直筛滤管解决了在滤床上表面上不透膜的形成。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年9月27日递交的、名称为“Method and Apparatus forAgitation Leaching(用于搅拌浸析的方法及装置)”的美国临时申请序号61/883,411根据35U.S.C.§119(e)的权益，该申请通过引用方式合并于本文中。

技术领域

本发明涉及用于诸如粒状固体脱水以及在浸析过程中从矿石中回收有价值金属的应用中的、用于液体/固体分离的方法及装置。在一个方面，本发明涉及诸如从含金原料中搅拌浸析金的、搅拌浸析金属的方法。

背景技术

从液体中分离粒状固体具有多种应用。这些应用包括在浸析过程中粒状浆料脱水以及从固体中分离液体。从粒状矿物材料中浸析组分是利用各种各样的材料和装备来实现的。浸析工序尤其用于从诸如金、银、铜和铀矿石的粒状矿石中回收金属。从矿石中提取这些金属的主流工艺是用浸滤剂进行浸析。典型的浸析方法具有多种缺陷，尤其是需要精细地碾磨矿石用于连续搅拌浸析或者对较粗糙的材料使用批量浸析方法。

罐浸析典型地是连续的过程，而大桶浸析以批量方式操作。罐浸析通常用于从矿石中提取金和银。罐浸析与大桶浸析的不同之处在于，在罐浸析中材料充分精细地研磨而形成浆料，浆料能够在重力作用下流动或者当被泵送时而流动，而在大桶浸析中，典型地较粗糙材料放置到大桶中用于浸析。罐浸析方法中的罐通常装有搅拌器以保持固体悬浮在罐中且改善固体与液体与气体的接触。能够设置挡板来提高搅拌效率且防止圆形罐中浆料的离心作用。在大桶浸析中大桶通常不包含该装备。在罐浸析中，浆料被搅拌，而在大桶浸析中，固体在大桶中保持静止，溶液移动，因此为实现相同百分比的所浸析有价值材料的回收，典型地大桶浸析所需的保持时间比罐浸析的保持时间多。

罐浸析和大桶浸析均涉及到将尺寸减小以及分类后的矿石放置到包含浸析溶液的、处于环境操作条件下的罐或大桶中，以及允许有价值材料从矿石中浸析到溶液中。在罐浸析中，已研磨、分类的固体已经与水混合而形成浆料，并且浆料被泵送到罐中。浸滤剂添加到罐中以实现浸析反应。在连续式系统中，浆料随后从一个罐溢流到下一个罐，或者泵送到下一罐。最终，利用某种形式的液体/固体分离工艺将富液与固体分离，并且溶液传送到下一回收阶段。在大桶浸析中，固体装载到大桶中，并且一旦大桶填满，其溢出浸析溶液。溶液从罐中排出，并且再循环到大桶中或者泵送到回收工艺的下一阶段。

影响提取效率的因素为：i)保持时间—在浸析系统中固体耗费的时间。这被计算为浸析罐的总容积容量除以固体/液体浆料的容积吞吐量。ii)颗粒尺寸—矿石被碾磨成使期望矿物暴露于浸析剂的尺寸。在罐浸析中，该尺寸必须是能够由搅拌器充分混合且悬浮的尺寸。在大桶浸析中，该尺寸是最经济可行的尺寸，平衡回收以克服处理材料的成本增加。iii)浆料密度—浆料密度(百分比固体)确定保持时间。浆料的沉淀率和粘度是浆料密度的函数。反过来，粘度控制气体质量传递和浸析率。iv)溶解的气体—气体，典型地为氧气，可以注入溶液中以获得期望的溶解气体水平。vi)添加试剂，并且适当量的试剂始终保持在浸析回路中以使金属回收最大化。v)温度—影响反应动力学。Vi)浸析—抑制成分，诸如耗浸滤剂矿物或碳质材料。

常规的知识表明，用于搅拌浸析的最大颗粒尺寸应当在直径上远小于1mm以允许在合理的保持时间内进行最大回收，以及允许充分的均匀混合。在通过碳俘获的金浸析中，使用精细研磨的颗粒允许进行碳分离。该精细颗粒尺寸要求昂贵的研磨。

相关技术的前述示例及其有关的局限性意在示例性的，而不是限制性的。通过阅读说明书和研究附图，相关技术的其它局限性对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明概述