本發(fā)明涉及一種黃金氰化浸出系統(tǒng)，更具體的說是一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)成為黃金的生產(chǎn)和消費大國。黃金產(chǎn)量在1995年突破了100噸大關，而到了2007年首次超過南非后，一直穩(wěn)居世界第一，2015年產(chǎn)量達到450.053噸。

隨著金礦資源的大規(guī)模開采，易浸金礦日益枯竭，使黃金的生產(chǎn)成本不斷提高，而難浸金礦將成為今后黃金工業(yè)的重要資源。目前，世界黃金產(chǎn)量的三分之一以上來自難浸金礦，難浸金礦石的儲量占世界金礦總儲量的60％，并且這一比例仍在提高。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國已探明黃金地質(zhì)儲量中，約有30％的金礦石屬于難浸金礦。在過去100多年里，浸金技術(shù)得到了快速發(fā)展，但隨著易采金礦資源的減少，浸金技術(shù)的發(fā)展又步入了一個“瓶頸”階段。在這種情況下，若要繼續(xù)提高浸金速率，需要實現(xiàn)新的技術(shù)突破，根本途徑就是從浸金過程的本質(zhì)特性出發(fā)尋求新思路。如何進一步地優(yōu)化提金工藝并提高生產(chǎn)效率，從而達到縮減基建規(guī)模、節(jié)約投資及降低生產(chǎn)成本的目的，已經(jīng)成為當前黃金冶煉工作的一項重大課題。

被美國工業(yè)界稱之為“工業(yè)味素”的功率超聲技術(shù)是以物理、機械振動、電子、材料等多學科為基礎的高新技術(shù)。當高能超聲波在流體介質(zhì)中傳播時，將產(chǎn)生空化效應、機械效應、熱效應等一系列物理化學效應，尤其是空化泡破裂瞬間將產(chǎn)生瞬時局部高溫高壓，并伴有強力微射流。上述物理化學效應可以改變被處理介質(zhì)的物理化學屬性，加快和強化物理化學反應，并已在石油開采、石油煉化、水處理、食品加工等領域得到成功應用。

大功率超聲波在黃金的氰化浸出過程中，能夠改善化學反應條件，加快化學反應速率，提高礦物浸出率，降低化學試劑用量，從而實現(xiàn)強化浸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)，將功率超聲技術(shù)應用于黃金氰化浸出環(huán)節(jié)，將大功率超聲波與傳統(tǒng)的化學處理工藝相結(jié)合，能夠改善化學反應條件，加快化學反應速率，使氰化浸出的化學反應更加高速、高效地進行，進而提高直收率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。傘形機構(gòu)可將超聲波處理設備更簡單快捷地安裝進入氰化罐中，并保證換能器陣列在氰化罐的空間中均布，使超聲聲場分布更加均勻，提高設備處理效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)由超聲波電源、傘形機構(gòu)、超聲波換能器單元和氰化罐組成，超聲波換能器單元固定連接在傘形機構(gòu)上，超聲波換能器單元的輸入端口通過電線與超聲波電源的輸出端口相連，超聲波電源為超聲波換能器單元提供基礎電能輸入并控制超聲波換能器單元的工作狀態(tài)；傘形機構(gòu)位于氰化罐中。

所述的超聲波換能器單元由多個換能器并聯(lián)組成，所述換能器均固定在所述傘形機構(gòu)上，形成換能器陣列。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)所述的傘形機構(gòu)由中心桿、上層展開機構(gòu)、中層展開機構(gòu)和底層展開機構(gòu)組成。所述上層展開機構(gòu)包括上連桿、上連接塊和上固定塊，所述上連接塊連接在所述中心桿的下端，所述上連桿有多個，所述上連桿的一端鉸接在所述上連接塊上，所述上連桿的另一端鉸接在所述上固定塊上；所述中層展開機構(gòu)包括中連桿、中連接塊和中固定塊，所述中連接塊固定連接在所述超聲波換能器單元上，所述中連桿有多個，所述中連桿的一端鉸接在所述中連接塊上，所述中連桿的另一端鉸接在所述中固定塊上；所述底層展開機構(gòu)包括下連桿、下連接塊和下固定塊，所述下連接塊固定連接在所述超聲波換能器單元上，所述下連桿有多個，所述下連桿的一端鉸接在所述下連接塊上，所述下連桿的另一端鉸接在所述下固定塊上。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)所述中層展開機構(gòu)有多個。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)所述上連桿、中連桿和下連桿的結(jié)構(gòu)尺寸相同。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)所述下固定塊的下端設置有萬向輪。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)所述下連接塊的底端設置有防滑機構(gòu)。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)所述的氰化罐中裝有金礦礦漿并實時通入空氣，所述金礦礦漿浸沒固定在傘形機構(gòu)上的超聲波換能器單元。

本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)的有益效果為：

1.大功率超聲波作用下，對氰化浸出反應具有催化作用，促進反應平衡正向移動，提升有效反應率，可使黃金浸出率提升1％以上；

2.大功率超聲波作用下，布朗運動加劇，化學反應速率加快，導致同比浸出時間節(jié)約50％以上；

3.大功率超聲波作用下，由于反應總效率的提升反應率升高，反應時間降低，因而氰化鈉消耗量可節(jié)約30％以上；

4.氰化設備使用量與氰化時間正相關，由于氰化時間的減少，也有效減少了氰化設備使用量，節(jié)約能源，節(jié)省空間；

5.根據(jù)超聲波換能器自身性能，本發(fā)明可以進行連續(xù)工作，工作效率高；

6.傘形機構(gòu)可將超聲波處理設備更簡單快捷地安裝進入氰化罐中，并保證換能器陣列在氰化罐的空間中均布，使超聲聲場分布更加均勻，提高設備處理效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的傘形機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中上層展開機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2中中層展開機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖2中底層展開機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖2中上連接塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖2中中連接塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖2中下連接塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖2中上固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖2中中固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為圖2中下固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為上固定塊的剖視圖。

圖13為中固定塊的剖視圖。

圖14為下固定塊的剖視圖。

圖15為上連接塊的剖視圖。

圖16為中連接塊的剖視圖。

圖17為下連接塊的剖視圖。

圖中：傘形機構(gòu)1；中心桿1-1；防滑機構(gòu)1-1-1；上層展開機構(gòu)1-2；上連桿1-2-1；上連接塊1-2-2；上固定塊1-2-3；中層展開機構(gòu)1-3；中連桿1-3-1；中連接塊1-3-2；中固定塊1-3-3；底層展開機構(gòu)1-4；下連桿1-4-1；下連接塊1-4-2；下固定塊1-4-3；超聲波換能器單元2；氰化罐3。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17說明本實施方式，本發(fā)明一種超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)，將功率超聲技術(shù)應用于黃金氰化浸出環(huán)節(jié)，將大功率超聲波與傳統(tǒng)的化學處理工藝相結(jié)合，能夠改善化學反應條件，加快化學反應速率，使氰化浸出的化學反應更加高速、高效地進行，進而提高直收率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。傘形機構(gòu)可將超聲波處理設備更簡單快捷地安裝進入氰化罐中，并保證換能器陣列在氰化罐的空間中均布，使超聲聲場分布更加均勻，提高設備處理效率。

該超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)由超聲波電源、傘形機構(gòu)1、超聲波換能器單元2和氰化罐3組成，超聲波換能器單元2固定連接在傘形機構(gòu)1上，超聲波換能器單元2的輸入端口通過電線與超聲波電源的輸出端口相連，超聲波電源為超聲波換能器單元2提供基礎電能輸入并控制超聲波換能器單元2的工作狀態(tài)；傘形機構(gòu)1位于氰化罐3中。超聲波電源選用weberultrasonics公司的sonopower系列或同類產(chǎn)品，用于控制超聲波換能器單元2的工作狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)工作電壓、頻率等參數(shù)對超聲波換能器單元2的功率、頻率等進行調(diào)節(jié)，獲得所需要的聲場。氰化罐3是可封閉的罐子，用于放置超聲波換能器單元2和金礦礦漿，用做超聲波強化黃金氰化浸出的容器。傘形機構(gòu)1用于固定超聲波換能器單元2，并將超聲波換能器單元2安置在氰化罐3的內(nèi)部。此外，傘形機構(gòu)1可以展開和收攏，便于放入氰化罐3內(nèi)部或從氰化罐3內(nèi)部取出。

所述的超聲波換能器單元2由多個換能器并聯(lián)組成，所述換能器均固定在所述傘形機構(gòu)1上，超聲換能器均選用weberultrasonics公司的hddoubletwin高溫超聲波-棒式換能器系列或同類產(chǎn)品，在傘形機構(gòu)1展開狀態(tài)下均布于氰化罐3內(nèi)。

所述的傘形機構(gòu)1由中心桿1-1、上層展開機構(gòu)1-2、中層展開機構(gòu)1-3和底層展開機構(gòu)1-4組成。所述上層展開機構(gòu)1-2包括上連桿1-2-1、上連接塊1-2-2和上固定塊1-2-3，所述上連接塊1-2-2通過螺紋連接或焊接等方式連接在所述中心桿1-1的下端，所述上連桿1-2-1有多個，所述上連桿1-2-1的一端鉸接在所述上連接塊1-2-2上，所述上連桿1-2-1的另一端鉸接在所述上固定塊1-2-3上；所述中層展開機構(gòu)1-3包括中連桿1-3-1、中連接塊1-3-2和中固定塊1-3-3，所述中連接塊1-3-2通過螺紋連接或焊接等方式固定連接在所述超聲波換能器單元2上，所述中連桿1-3-1有多個，所述中連桿1-3-1的一端鉸接在所述中連接塊1-3-2上，所述中連桿1-3-1的另一端鉸接在所述中固定塊1-3-3上；所述底層展開機構(gòu)1-4包括下連桿1-4-1、下連接塊1-4-2和下固定塊1-4-3，所述下連接塊1-4-2通過螺紋連接或焊接等方式固定連接在所述超聲波換能器單元2上，所述下連桿1-4-1有多個，所述下連桿1-4-1的一端鉸接在所述下連接塊1-4-2上，所述下連桿1-4-1的另一端鉸接在所述下固定塊1-4-3上。所述上固定塊1-2-3與中固定塊1-3-3之間、中固定塊1-3-3與下固定塊1-4-3通過螺紋連接或焊接等方式固定連接在超聲波換能器單元2上。通過這樣的連接方式，將超聲波換能器單元2上固定連接在傘形機構(gòu)1。當向上提起傘形機構(gòu)1機構(gòu)時，在重力的作用下，上連桿1-2-1、中連桿1-3-1和下連桿1-4-1均會向下轉(zhuǎn)動，使得傘形機構(gòu)1收攏，便于將傘形機構(gòu)1從氰化罐3內(nèi)部取出。當傘形機構(gòu)1向下降落并且最底端接觸到氰化罐3內(nèi)部底端時，下連桿1-4-1會由于下固定塊1-4-3與氰化罐3內(nèi)部底端接觸從而慢慢向上轉(zhuǎn)動直至防滑機構(gòu)1-1-1的下表面與氰化罐3內(nèi)部底端的表面接觸，從而將傘形機構(gòu)1展開，使得超聲波換能器單元2均勻分布在氰化罐3內(nèi)部。

所述中層展開機構(gòu)1-3有多個，這樣可以固定更多的換能器，提高黃金氰化浸出的效果。

所述上連桿1-2-1、中連桿1-3-1和下連桿1-4-1的結(jié)構(gòu)尺寸相同。

所述下固定塊1-4-3的下端設置有萬向輪，從而便于傘形機構(gòu)1在氰化罐3內(nèi)部的展開與位置移動。

所述下連接塊1-4-2的底端通過螺紋連接或焊接等方式設置有防滑機構(gòu)1-1-1，防滑機構(gòu)1-1-1用于防止傘形機構(gòu)1隨意滑動。

所述的氰化罐3中裝有金礦礦漿并實時通入空氣，所述金礦礦漿浸沒固定在傘形機構(gòu)1上的超聲波換能器單元2?？諝庾鳛榛瘜W反應中反應物的一部分，提供氧氣，并對金礦礦漿起到一定的空氣攪拌作用。

超聲波換能器單元2對氰化罐中3的金礦礦漿進行持續(xù)聲空化處理，各個換能器相互之間并聯(lián)連接。

采用上述的超聲波強化黃金氰化浸出系統(tǒng)進行黃金氰化浸出的方法，包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)金礦礦漿的組分分析結(jié)果及其物理、化學特性，針對單只超聲波設備，對相關變量超聲波功率、超聲波頻率、氰化鈉濃度、礦漿液固比、空氣流量、礦漿處理量進行正交實驗小試樣，并通過評價標準浸出率、浸出時間、氰化鈉消耗量評估得到主要變量主要影響因素，再通過優(yōu)化實驗參數(shù)，最終確定小型實驗的最優(yōu)工藝參數(shù)；

步驟二：按照小型實驗的最優(yōu)工藝參數(shù)進行小型實驗，得到最優(yōu)工藝下的浸出率與浸出時間的關系曲線和對應的氰化鈉消耗量，評價超聲強化浸出效果；

步驟三：針對工業(yè)現(xiàn)場條件，通過工業(yè)應用的超聲波強化浸出設備，將小型實驗的最優(yōu)工藝參數(shù)線性放大，進行工業(yè)實驗，得到浸出率與浸出時間的關系曲線和氰化鈉消耗量，評價超聲強化浸出效果，并優(yōu)化工藝路線。

本超聲波強化氰化浸出的方法所述的浸出物是黃金，也可以是銀、鉑、銅等其他重金屬中的一種。

本發(fā)明的工作原理是：

大功率超聲波能夠起到強化浸出的作用，主要是由于液相中氣泡在特定聲波作用下發(fā)生空化，瞬間產(chǎn)生熱點，即聲空化動力學過程形成的高溫、高壓區(qū)，溫度可達近5000℃，壓力高達100mpa，溫度時間變化率達108℃/s，并伴有強大沖擊波。超聲波在黃金的氰化浸出過程中主要有以下三方面作用：

空蝕活化效應：空化泡崩潰所產(chǎn)生的沖擊波作用于固體表面，所形成的微射流速度高達l000m/ns，使固體表面發(fā)生局部侵蝕、破壞，或清除礦物表面影響浸出的薄膜及化學反應中生成的鈍化膜，特別是能夠清除微觀裂紋、縫隙、缺陷、礦塊間隙及部分連生體裂縫中吸附的雜質(zhì)，從而使礦物表面保持高度活性。在沖擊波作用下，可使氧及氰化物快速進入到被浸物的縫隙與空穴中，使該處黃金參加反應，從而提高黃金的浸出率。

熱效應：空化過程中，傳聲媒質(zhì)吸收聲能轉(zhuǎn)化為熱能。在高溫高壓作用下，強化了傳質(zhì)效應，加快了化學反應速度。

機械效應：超聲波除了在液相中產(chǎn)生空化作用外，還有使傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點產(chǎn)生振動位移、速度、加速度的機械效應，可以細化晶粒，促進微細顆粒的彌散，提高反應環(huán)境中固-液的接觸面積，同樣可改善化學反應條件，起到強化浸出作用。

綜上所述，大功率超聲波能夠改善化學反應條件，加快化學反應速率，提高礦物浸出率，降低化學試劑用量，從而實現(xiàn)強化浸出。

本發(fā)明的工作過程是：

首先，將傘形機構(gòu)收攏，穿過氰化罐罐口，待整個機構(gòu)進入氰化罐中時，展開傘形機構(gòu)，并將超聲波換能器單元的輸入端口通過電纜線與超聲波電源的輸出端口相連。然后，將氰化罐中通入金礦礦漿和空氣，浸沒所有換能器。最后，啟動電源，調(diào)節(jié)電源參數(shù)，使超聲波換能器單元處于最優(yōu)工作狀態(tài)，金礦礦漿受到大功率的超聲波作用產(chǎn)生空化現(xiàn)象。其中，空化現(xiàn)象產(chǎn)生的空蝕效應使金礦顆粒表面發(fā)生局部侵蝕、破壞，或清除礦物表面影響浸出的薄膜及化學反應中生成的鈍化膜，從而使礦物表面保持高度活性。在沖擊波作用下，可使氧及氰化物快速進入到被浸物的縫隙與空穴中，使該處黃金參加反應，從而提高黃金的浸出率；其熱效應強化了傳質(zhì)效應，加快了化學反應速度；其機械效應細化晶粒，促進微細顆粒的彌散，提高反應環(huán)境中固-液的接觸面積，同樣可改善化學反應條件，起到強化浸出作用。

當然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護范圍。