專利名稱：攪拌罐中生物浸出方法的控制的制作方法
攪拌罐中生物浸出方法的控制
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的來講涉及一種生物浸出方法，更具體地講，本
發(fā)明涉及當(dāng)該類方法在攪拌罐反應(yīng)器中實(shí)施時(shí)，對(duì)其進(jìn)行控制以降低 能耗。在攪拌罐反應(yīng)器中進(jìn)行的生物浸出法可用于使難溶的硫 化金濃縮物和硫化銅濃縮物氧化，還適用于硫化鎳和硫化鋅。在這些 操作中，壓縮輸送給反應(yīng)器的空氣或氧氣所耗電能，以及在反應(yīng)器中 分配氣體所需的能量，即是實(shí)際運(yùn)行成本。在攪拌罐中，將由水、營(yíng)養(yǎng)物和硫化物濃縮物組成的生物 浸出運(yùn)行漿料進(jìn)料到反應(yīng)器中，反應(yīng)器中有適當(dāng)?shù)奈⑸锬苁箒嗚F和 硫化物氧化。這種氧化過程需要氧氣。將氧氣以空氣、富含氧氣的空氣或氧氣等氣態(tài)形式輸送到 反應(yīng)器中。該氣體從高可靠性下行式泵送攪拌器或放射型葉輪下部通 入反應(yīng)器中。這一裝置剪切漿料而且將進(jìn)氣流打成小氣泡。這樣極大 地增加了氣流的表面積并且增加了氧氣轉(zhuǎn)移到漿料中的速率。氧的轉(zhuǎn)移速率與下列情況成正比
a) 氣體的加入量，除非氣體速率超過葉輪對(duì)它的*能力。
b) 氣體中的氧分壓；和
c) 由攪拌器傳送至漿料的功率量。然而，氧的轉(zhuǎn)移速率與漿料中的溶解氧含量成反比。
反應(yīng)消耗氧的速率(需氧量)取決于硫化物進(jìn)料到該反應(yīng)
器的速率，而該速率本身又受到產(chǎn)量或者受到濃縮物級(jí)別的影響。通常，典型的生物浸出方法在例如最小和最大溶解氧濃
度、攪拌器分散氣體的限度等多個(gè)限制條件下行使功能。在這些限制
條件中，根據(jù)設(shè)備的位置、其大小和其需氧量決定的運(yùn)行該方法存在 優(yōu)化條件。設(shè)計(jì)一個(gè)評(píng)估進(jìn)料條件超過設(shè)備壽命部分的設(shè)備是常規(guī)實(shí) 踐。實(shí)際上，設(shè)備通常在遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)的濃縮物級(jí)別或進(jìn)料速率下 運(yùn)行。這是由于多種因素例如礦物學(xué)的變化如采礦*、設(shè)計(jì)和實(shí)際 的硫化物浮選和處理其他礦石的偏差、因?yàn)檫\(yùn)行原因變更濃縮物噸 位、釆礦速率等。如果反應(yīng)器中的需氧量下降，則用于輸送氣體的設(shè)備如壓 縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)將在低水平運(yùn)行。圖l表示每處理千克硫化物的能耗隨 包括一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器的嗜熱菌設(shè)備(therm叩hile plant)的攪拌 器輸入功率而變化。兩條曲線中，下面的曲線給出了前面提及的、全 硫化物噸位輸送到該設(shè)備時(shí)的關(guān)系，而上面的曲線給出了當(dāng)該硫化物 進(jìn)料噸位減少50%并降低氣體輸送功率至補(bǔ)償時(shí)的關(guān)系。盡管降低了 供給設(shè)備的氣體速率，很明顯，根據(jù)提供給攪拌器的功率量，為補(bǔ)償 降低的硫化物進(jìn)料速率，每處理單位硫化物的能耗，從19%增加到 39%。圖2包括用于相同性能的供氣嗜溫菌設(shè)備(mes叩hile plant) 的類似曲線圖。兩條曲線中，下面的曲線表示滿噸位硫化物，而上面 的曲線表示半噸位碌"匕物。因石克化物的噸位減少而上升的每處理單位 硫化物的能源成本，從26%增加到60%。本發(fā)明涉及在上述條件下，旨在降低每處理單位硫化物能 耗的控制技術(shù)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供進(jìn)行生物浸出工藝的方法，該方法包括以下步 驟將硫化物礦漿送料到反應(yīng)器，在反應(yīng)器中用氣體噴漿，在反應(yīng)器 中漿料用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，促使硫化物礦堆發(fā)生生物氧化，以及 根據(jù)至少 一種下列情況控制向反應(yīng)器噴入氣體的供給速率和給電機(jī)
供給能量的速率測(cè)定的需氧量和推測(cè)的需氧量。 附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明通過實(shí)施例并參考附圖作進(jìn)一步描述，附圖中

圖1和圖2涉及現(xiàn)有情況并已進(jìn)行了描述；
圖3分別表示在正常硫化物級(jí)別、 一半硫化物級(jí)別以及一半硫化 物級(jí)別和降低的攪拌功率時(shí)，嗜熱菌設(shè)備的壓縮機(jī)和攪拌器的每單位 硫化物能耗；
圖4分別表示在滿噸位、三分之二噸位以及三分之二噸位和降低 的攪拌功率時(shí)，嗜熱菌設(shè)備的壓縮機(jī)和攪拌器的每單位硫化物能耗； 和
圖5是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的方式的框圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述附圖5是設(shè)備10的框圖，其中根據(jù)本發(fā)明的原理，在攪 拌罐中進(jìn)行生物浸出硫化物的氧化過程。該設(shè)備包括一系列攪拌罐反應(yīng)器，盡管圖5中只有一個(gè) 罐，稱為12。該罐包括攪拌器即葉輪14(這些術(shù)語在本說明書中可互 換使用)，它是使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)由電動(dòng)機(jī)16驅(qū)動(dòng)的。電能由電 源18供給電動(dòng)機(jī)。氣體源20用于將噴入氣體導(dǎo)入罐12底端的擴(kuò)散器或類似 的散發(fā)裝置22。導(dǎo)入的氣體可以是空氣、富含氧氣的空氣或足夠純的 氧氣。氣體源20可以包括一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)、氣泵或類似裝置。這 一方面可使用常規(guī)裝置。由氣體源供給反應(yīng)罐的氣體速率由可將此信 息傳遞給控制計(jì)算機(jī)26的傳感器24進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該控制器接受來自其 他源的信息輸入并能行使控制功能，以便變換氣體源供給反應(yīng)器的氣 體速率。漿料28以受控方式導(dǎo)入罐中。該漿料包含水、營(yíng)養(yǎng)物和
〃琉化物礦濃縮物。本發(fā)明原理的應(yīng)用并不限于具體的礦物類型，通常 這些原理可用于回收金、銅、鎳和鋅的方法。所討論的罐不一定是一級(jí)反應(yīng)器，而可以是接受一級(jí)反應(yīng)
器的產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一 步氧化的二級(jí)反應(yīng)器。罐12裝有自身維持的微生物群，該微生物群作為催化劑 用于亞鐵和硫化物的氧化。這些反應(yīng)中需要氧氣，如上所述，氧氣可 由氣體源20提供。罐12中漿料的溶解氧水平將由適當(dāng)?shù)膫鞲衅?0進(jìn)行監(jiān) 測(cè)。排出氣體的組成由傳感器32進(jìn)行測(cè)定。需氧量可由源于傳感器 24檢測(cè)的氣體源20的輸出數(shù)據(jù)，以及傳感器32的輸出數(shù)據(jù)計(jì)算出來， 或者運(yùn)用適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ约皵嚢杵麟娫?8的輸出、氣體源20和傳感器 30估計(jì)出來，或者由操作者人工測(cè)出攝氧率?？紤]到給設(shè)備中的所有罐提供氣體的總功率和任何供氣 限制，根據(jù)具體情況而定，將估計(jì)或測(cè)量的攝氧率用在適當(dāng)?shù)乃惴ㄖ校?以建立應(yīng)供給電機(jī)16的最有效電能水平?？梢酝ㄟ^控制計(jì)算機(jī)26自 動(dòng)實(shí)現(xiàn)該算法或依靠培訓(xùn)過的操作者輸入的信號(hào)人工實(shí)現(xiàn)該算法。測(cè) 定和記錄所有罐攪拌器和供氣壓縮機(jī)的總能耗以便追蹤。本發(fā)明的目的是通過控制輸入攪拌器的功率以及控制輸 送到漿料的氣體量提高氧化過程的效率。圖3表示操作的三個(gè)點(diǎn)，即正常操作點(diǎn)40，如果硫化物 級(jí)別降一半并且攪拌器功率不降低時(shí)的操作點(diǎn)42,和如果^L化物級(jí)別 降一半并且攪拌器功率適量降低時(shí)的操作點(diǎn)44。圖3表示在一半硫化物級(jí)別運(yùn)行時(shí)，電能成本，即運(yùn)行電 機(jī)16和氣體源20的成本，如果不降低攪拌器供能的話，約為35%以 上。然而，如果降低該能量水平，則每處理單位硫化物的能耗約為21% 以上。如果降低硫化物級(jí)別，那么氧化過程的效率會(huì)以在圖1到 圖3中描述過的方式降低。要記住的是在生物設(shè)備中，如果能達(dá)到相
同百分?jǐn)?shù)值的礦物回收，級(jí)別的降低并不意味著方法保持率的降低。通常濃縮物噸位降低，導(dǎo)致設(shè)備中的產(chǎn)量減少。圖4表示 該設(shè)備正常運(yùn)行(點(diǎn)48)時(shí)和在設(shè)計(jì)能力的三分之二水平并減少攪拌機(jī) 能耗運(yùn)行(點(diǎn)50)時(shí)以及在設(shè)計(jì)能力的三分之二水平并不減少攪拌機(jī)能 耗運(yùn)行(點(diǎn)52)時(shí)的效率。如果僅僅降低氣體源20的功率的話，濃縮物 進(jìn)料速率的降低將使每處理單位硫化物的能量增加24%。然而，如果 通過處理器30對(duì)電機(jī)16和氣體源20進(jìn)行優(yōu)化控制，以控制攪拌能 量和通風(fēng)能量，則每處理單位硫化物的能耗增加約為14%。本發(fā)明尋求優(yōu)化設(shè)備生物浸出段的運(yùn)行。涉及能量控制的 方面可通過應(yīng)用各種速度的、通?；陔娔艿尿?qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。還可能應(yīng)用 測(cè)定的或推測(cè)的氧利用率與數(shù)學(xué)相關(guān)性和數(shù)學(xué)模型一起優(yōu)化整個(gè)工 藝或各個(gè)反應(yīng)器需求。在后一個(gè)方面，必須記住，本發(fā)明參照單個(gè)反 應(yīng)器或反應(yīng)罐予以描述，但實(shí)際上，使用了一系列反應(yīng)罐。因此，本發(fā)明允許以相應(yīng)的降低能耗提高整體效率?？赏ㄟ^能量輸入到電機(jī)和能量輸入到氣體源之間的相互 影響實(shí)現(xiàn)能耗的降低。然后相對(duì)于優(yōu)化電機(jī)的能耗，優(yōu)化了輸入的合 計(jì)能量?？勺詣?dòng)地利用該方法所獲得的信息或者可以把所獲得的 信息傳給控制人員，然后由控制人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯た刂埔詫?shí)現(xiàn)控制 步驟。
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)行生物浸出工藝的方法，其中所述方法包括以下步驟將硫化物礦漿送料到反應(yīng)器，在反應(yīng)器中用氣體噴漿，在反應(yīng)器中漿料用電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，促使硫化物礦堆發(fā)生生物氧化，以及根據(jù)至少一種下列情況控制向反應(yīng)器噴入氣體的供給速率和給電機(jī)供給能量的速率測(cè)定的需氧量和推測(cè)的需氧量。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述方法包括以下步驟根據(jù)向反應(yīng) 器噴入氣體的供給速率和從反應(yīng)器排出的氣體組成派生數(shù)據(jù)，以及依 據(jù)派生的數(shù)據(jù)計(jì)算需氧量。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述需氧量取決于電動(dòng)攪拌器的攪拌 功率，向反應(yīng)器噴入氣體的供給速率和漿料中的溶解氧水平。
4. 權(quán)利要求l的方法，其中所述方法包括以下步驟如果所述漿 料的硫化物等級(jí)降低，則降低將所述漿料進(jìn)料到反應(yīng)器的進(jìn)料速率。
全文摘要
一種在反應(yīng)器中硫化物礦漿的生物浸出方法，其中根據(jù)測(cè)定的或推測(cè)的漿料需氧量，通過改變向反應(yīng)器噴入氣體的供給速率，和改變向反應(yīng)器中電動(dòng)攪拌器的供能，對(duì)所述方法進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)C22B3/18GK101341264SQ200680042207
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
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