金矿碳浆法（CIP）工艺流程炭输送破损多？

CIP流程中活性炭的破损是一个从投料就开始的渐进过程。新炭的机械强度有明确指标，但在吸附槽搅拌、槽间输送、筛分分离、解吸再生这几个环节中反复承受剪切、摩擦和冲击，强度逐渐衰减，细炭和碎炭的比例上升。炭破损多时，细炭穿过分离筛网随尾矿流失，载金炭的损失直接表现为金的损失。炭的补充量增加，解吸系统的处理量上升，金泥中的细炭含量增加，冶炼回收率下降。操作人员通常先怀疑炭的质量，但更换炭的供应商后破损率可能短期改善，运行一段时间又回到原来的水平。炭破损的根源往往在输送环节的机械作用方式上，槽间输送的剪切力、炭浆泵的通过方式、筛分设备的运动强度，这些因素对炭的磨损贡献比炭本身的强度更大。

炭破损的主要环节和判断方法

CIP流程中炭的破损发生在几个环节。吸附槽内的搅拌是第一个环节，叶轮的剪切力直接作用在炭颗粒上，炭在槽内的循环过程中与叶轮、槽壁和其他炭颗粒碰撞摩擦。槽间输送是第二个环节，炭浆从一槽转移到另一槽时，通过管道、泵或者空气提升器，流速和压力变化产生的剪切力对炭造成损伤。筛分分离是第三个环节，炭浆通过隔炭筛网时，炭颗粒与筛网的碰撞和摩擦造成磨损。解吸和再生是第四个环节，解吸柱内的流动和热再生炉内的翻滚对炭造成热冲击和机械冲击。

炭破损的判断指标包括细炭产生量、新炭补充量和炭的粒径分布。细炭产生量通常用每吨矿石产生的细炭量表示，正常范围在每吨矿石20到80克之间。新炭补充量反映了炭损的综合水平，正常范围在每吨矿石20到80克之间。炭的粒径分布通过筛分分析测量，小于0.5毫米的细炭占比超过5%时说明破损严重。

槽间输送方式对炭破损的影响

CIP流程中炭的槽间输送方式主要有空气提升器和炭浆泵两种。空气提升器利用压缩空气把炭浆从一槽提升到下一槽，炭浆在提升管内的流速较低，对炭的剪切力小，炭的磨损相对较轻。空气提升器的缺点是提升量不稳定，压缩空气的压力和流量波动时，提升量变化，炭在槽间的移动速度不均匀。提升管内的炭浆浓度高时，炭颗粒之间的摩擦增加，磨损速率上升。

炭浆泵输送炭浆时，泵的叶轮对炭产生剪切力。离心泵的叶轮转速高，炭浆在叶轮通道内的流速快，炭颗粒与叶轮的碰撞和摩擦剧烈。离心泵输送炭浆的破损率比空气提升器高。容积式泵的转速低，对炭的剪切力小，但容积式泵的通过能力有限，适合小流量输送。隔膜泵的脉动流对炭的冲击小，但隔膜的使用寿命有限。

输送管道的流速影响炭的磨损。流速偏高时，炭颗粒与管壁的碰撞频率增加，磨损加快。流速偏低时，炭颗粒在管道中沉积，沉积后的炭颗粒在管道底部堆积，后续炭颗粒的碰撞造成磨损。输送管道的流速通常控制在每秒1.5到3.0米之间，低于1.5米时炭颗粒可能沉积，高于3.0米时磨损加快。

管道的弯头和阀门是磨损集中的位置。炭浆在弯头处改变方向时，炭颗粒与弯头外壁的碰撞加剧。弯头的曲率半径偏小时，碰撞角度大，磨损快。阀门的阀芯和阀座在炭浆通过时承受冲刷，磨损后阀门关闭不严。管道的弯头曲率半径通常为管道直径的5到10倍，阀门选用耐磨的陶瓷或者硬质合金阀芯。

吸附槽搅拌对炭破损的影响

吸附槽的搅拌强度直接影响炭的磨损速率。搅拌强度偏高时，炭颗粒与叶轮的碰撞频率增加，炭在槽内的循环速度加快，颗粒之间的摩擦加剧。搅拌强度偏低时，炭在槽内沉积，沉积层的炭颗粒承受上部炭层的压力，颗粒之间的接触应力增加，磨损同样存在。

叶轮的类型影响炭的磨损方式。径向流叶轮的剪切力大，炭颗粒在叶轮出口处承受强烈的剪切作用，破损率高。轴向流叶轮的剪切力小，炭颗粒在叶轮的推动下上下循环，与叶轮的碰撞概率低。混合流叶轮的剪切力介于两者之间。CIP吸附槽通常采用轴向流叶轮，降低炭的磨损。

叶轮的叶尖线速度影响炭的磨损速率。叶尖线速度偏高时，叶轮边缘的剪切力大，炭颗粒在叶轮边缘的碰撞剧烈。叶尖线速度通常控制在每秒3到5米之间，超过每秒6米时炭的磨损明显加快。叶轮的转速需要根据叶轮直径和叶尖线速度的限值确定。

槽内的挡板影响炭的运动路径。挡板把矿浆的旋转运动转化为轴向和径向运动，增加炭的循环路径长度。挡板的数量和宽度影响炭在槽内的停留时间和碰撞频率。挡板数量过多时，炭在挡板附近的碰撞增加，磨损加快。挡板的数量通常为4到6块，宽度为槽径的十分之一到八分之一。

筛分分离对炭破损的影响

隔炭筛网是炭浆分离的关键部件，炭浆通过筛网时，炭颗粒与筛网的碰撞和摩擦造成磨损。筛网的孔径偏小时，炭颗粒在筛网表面的停留时间长，碰撞次数增加。筛网的孔径偏大时，细炭穿过筛网，筛上炭的通过速度加快，磨损减轻但细炭流失增加。

筛网的运动方式影响炭的磨损。固定筛网依靠矿浆的流动通过筛网，炭颗粒与筛网的碰撞角度由流动方向决定。振动筛网通过振动把炭颗粒从筛孔中弹出，减少炭在筛网上的停留时间，磨损减轻。振动筛网的振幅和频率需要控制，振幅偏大时炭颗粒在筛网上的弹跳剧烈，碰撞磨损增加。

筛网的材质影响炭的磨损。金属筛网的表面硬度高，炭颗粒与筛网的碰撞反弹强，磨损较快。聚氨酯筛网的表面弹性好，炭颗粒与筛网的碰撞能量被吸收，磨损较轻。聚氨酯筛网的耐磨性和耐腐蚀性好，适合CIP流程。

解吸再生对炭破损的影响

解吸过程中，炭在解吸柱内承受热碱液的热冲击和流动冲刷。解吸温度偏高时，炭的氧化速率加快，机械强度下降。解吸液的碱度偏高时，炭的微孔结构受到碱蚀，孔隙壁变薄。解吸液的流速偏高时，炭层在解吸柱内的扰动加剧，颗粒之间的摩擦增加。

热再生过程中，炭在高温下承受热冲击。再生温度偏高时，炭的石墨化程度增加，孔隙结构坍塌，强度下降。再生炉内的翻滚和摩擦造成炭的机械磨损。再生炉的转速偏高时，炭在炉内的翻滚剧烈，磨损加快。再生炉的转速需要根据炭的强度和再生时间确定。

解吸和再生之间的酸洗环节也影响炭的强度。酸洗液的浓度偏高时，炭表面的无机结垢物被溶解，但炭的孔隙结构可能受到酸蚀。酸洗后的冲洗不彻底时，残留的酸液在热再生过程中与炭反应，加速炭的氧化。

降低炭破损的改造方向

降低炭破损需要从输送方式、搅拌参数、筛分设备和再生条件几个方面入手。

槽间输送改用空气提升器替代离心泵，降低剪切力。空气提升器的提升量需要稳定，压缩空气的压力和流量需要控制。提升管的直径需要根据炭浆流量确定，直径偏小时流速高，磨损快。提升管的材质需要耐磨，内衬陶瓷或者聚氨酯。

吸附槽的叶轮改用轴向流叶轮，降低剪切力。叶轮的叶尖线速度控制在每秒3到5米之间。叶轮的安装位置优化，叶轮距离槽底的距离为叶轮直径的0.5到1.0倍，距离液面的距离为叶轮直径的1.0到1.5倍。挡板的数量和宽度优化，减少炭在挡板附近的碰撞。

筛分设备改用振动筛网，减少炭在筛网上的停留时间。筛网的材质改用聚氨酯，吸收炭颗粒的碰撞能量。筛网的孔径根据炭的粒径分布确定，减少细炭的穿过和粗炭的停留。

解吸温度和解吸液碱度优化，降低炭的氧化和碱蚀。解吸温度控制在150摄氏度以下，解吸液的氢氧化钠浓度控制在1%到2%之间。热再生温度控制在600到700摄氏度之间，再生炉的转速根据炭的强度调整。

常见问题

问：CIP流程中炭的破损率多少算正常？

答：炭的破损率通常用细炭产生量或者新炭补充量来衡量。细炭产生量在每吨矿石20到80克之间属于正常范围，新炭补充量在每吨矿石20到80克之间属于正常范围。超过每吨矿石100克时说明破损偏高，需要排查破损环节。破损率的正常范围与矿石性质、炭的质量和流程配置有关，不同选厂的正常范围可能有差异。

问：空气提升器和炭浆泵，哪个对炭的磨损小？

答：空气提升器对炭的磨损小。空气提升器利用压缩空气提升炭浆，炭浆在提升管内的流速低，炭颗粒与管壁的碰撞轻。炭浆泵的叶轮对炭产生剪切力，炭颗粒在叶轮通道内的流速快，碰撞和摩擦剧烈。空气提升器的缺点是提升量不稳定，需要稳定的压缩空气供应。

问：活性炭的机械强度指标怎么看？

答：活性炭的机械强度通常用耐磨强度和耐压强度表示。耐磨强度通过旋转磨损试验测量，数值越高说明耐磨性越好。耐压强度通过单颗粒压缩试验测量，数值越高说明抗压能力越强。CIP流程中选用的活性炭耐磨强度通常在95%以上，耐压强度在30牛顿以上。炭的机械强度需要与矿浆的磨蚀性和设备的剪切力匹配。

问：细炭随尾矿流失，怎么回收？

答：细炭的回收需要在尾矿处理环节增加回收设备。尾矿中的细炭可以用浮选或者重选回收，浮选适合细炭与脉石的分离，重选适合细炭与粗砂的分离。回收的细炭可以返回吸附槽或者单独解吸。细炭的回收经济性取决于细炭的载金量和回收成本，载金量高时回收价值大。

问：热再生温度偏高，炭的强度下降，怎么调整？

答：热再生温度偏高时，炭的石墨化程度增加，孔隙结构坍塌，强度下降。调整方法是降低再生温度，控制在600到700摄氏度之间。再生温度的降低需要与再生时间的延长配合，保证有机物分解完全。再生炉的温度控制精度需要提高，避免局部温度过高。再生后的炭需要检测吸附容量和机械强度，验证再生效果。