在浸出過程中,實(shí)現(xiàn)了目的組分由固相到液相的轉(zhuǎn)移,爾后還要通過固液兩相的分離操作,才能及時丟棄尾礦,取得適于后續(xù)處理的浸出液。在溶液凈化和化學(xué)精礦的制取中,目的組分定量地由液相轉(zhuǎn)人固相后,也要伴之以固液分離操作、才能得到中間產(chǎn)品或合格精礦。當(dāng)然浸出礦漿也可以不預(yù)先進(jìn)行固液分離而送后續(xù)處理,例如用旋流器分離粗砂之后采用礦漿吸附,或者采用沉淀一浮選、置換一浮選組成所謂聯(lián)合流程。但要得到含水分較少的精礦,也回避不了固液分離。可見固液分離乃是礦物化學(xué)處理中必有不可少的過程。
與物理選礦相比,礦物化學(xué)處理中的固液分離有許多特點(diǎn):料漿往往有較強(qiáng)的腐蝕性,因而要注意設(shè)備材料的選擇;沉降與過濾比較困難,要注意設(shè)備的選型。此外,還有一個突出的特點(diǎn),就是固相要洗滌。這是因?yàn)楣桃悍蛛x后固相夾帶的溶液與分離出去的溶液濃度相同,若不進(jìn)行洗滌,則在浸出階段會降低浸出作業(yè)回收率;在化學(xué)產(chǎn)品制取階段,則會降低產(chǎn)品質(zhì)量,所以洗滌也是一個必要的過程。
’通常意義上的固液分離包括上述兩個方面,在礦物化學(xué)處理中,不僅十分必要,而且十分重要。對于那些難以分離的細(xì)粒料漿或膠質(zhì)沉淀,固液分離的成敗乃是整個工藝過程能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
研究固液分離全過程,應(yīng)當(dāng)首先研究待分離料漿的性質(zhì),然后根據(jù)料漿的性質(zhì)及后續(xù)工序的要求選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備,最后確定工藝流程和操作條件。
固液分離的料漿,其性質(zhì)不是劃一的,應(yīng)對具體料漿進(jìn)行具體分析,一般可以從下述幾個方面來考慮:
(1)料漿中液體介質(zhì)的物理化學(xué)特性。所謂物理化學(xué)特性,主要指液體介質(zhì)酸堿性的強(qiáng)弱和腐蝕性的大小,這是選擇設(shè)備結(jié)構(gòu)材料的依據(jù)。例如,對稀硫酸介質(zhì),各種槽設(shè)備可襯耐酸磚、耐酸瓷片、耐酸橡膠、環(huán)氧玻璃鋼、聚抓乙烯和金屬鉛等。有條件的地方也可以使用不銹耐酸鋼材質(zhì)的設(shè)備與管道。硝酸介質(zhì)大致屬于此類。對于鹽酸和抓化物介質(zhì)、一般的堿性介質(zhì)和濃硫酸貯梢,均可使用鋼鐵制品。
(2)固體的粒度與濃度。對浸出礦漿,其粒度由浸出前的磨礦細(xì)度決定;對沉淀料漿,則由沉淀物的本性與結(jié)晶條件決定。一般地說,粒度越粗越易分離,所以在浸出階段不能只考慮浸出率的提高而使磨礦粒度過細(xì),還要兼顧固液分離的難易。料漿的濃度過低(例如10%),不宜直接送過濾,應(yīng)事先進(jìn)行濃密。沉淀料漿濃度一般較低,常要事先增濃。反過來,對濃度較大的浸出礦漿,如要進(jìn)行濃密,則要稀釋到液固比達(dá)6一8。
(3)料漿中固體穎粒的特性。若固體顆粒堅(jiān)實(shí)、不易相互貓附,則在沉降過濾操作中,固體不易被壓縮,溶液通道不易堵塞,因而易于實(shí)現(xiàn)固液分離。若料漿中含有較多的硅膠和氫氧化鐵膠體,會使固液分離陷于困境。
(4)固體與液體介質(zhì)的比重差。比重差大,易于分離,在重力沉降中尤其如此。
欲使固液兩相分離,必須有推動力。按照推動力的不同,可將固液分離分為三類,即重力沉降、離心分離與過濾。