专利名称：搅拌罐中生物浸出方法的控制的利记博彩app
搅拌罐中生物浸出方法的控制
背景技术：
本发明总的来讲涉及一种生物浸出方法，更具体地讲，本
发明涉及当该类方法在搅拌罐反应器中实施时，对其进行控制以降低 能耗。在搅拌罐反应器中进行的生物浸出法可用于使难溶的硫 化金浓缩物和硫化铜浓缩物氧化，还适用于硫化镍和硫化锌。在这些 操作中，压缩输送给反应器的空气或氧气所耗电能，以及在反应器中 分配气体所需的能量，即是实际运行成本。在搅拌罐中，将由水、营养物和硫化物浓缩物组成的生物 浸出运行浆料进料到反应器中，反应器中有适当的微生物能使亚铁和 硫化物氧化。这种氧化过程需要氧气。将氧气以空气、富含氧气的空气或氧气等气态形式输送到 反应器中。该气体从高可靠性下行式泵送搅拌器或放射型叶轮下部通 入反应器中。这一装置剪切浆料而且将进气流打成小气泡。这样极大 地增加了气流的表面积并且增加了氧气转移到浆料中的速率。氧的转移速率与下列情况成正比
a) 气体的加入量，除非气体速率超过叶轮对它的*能力。
b) 气体中的氧分压；和
c) 由搅拌器传送至浆料的功率量。然而，氧的转移速率与浆料中的溶解氧含量成反比。
反应消耗氧的速率(需氧量)取决于硫化物进料到该反应
器的速率，而该速率本身又受到产量或者受到浓缩物级别的影响。通常，典型的生物浸出方法在例如最小和最大溶解氧浓
度、搅拌器分散气体的限度等多个限制条件下行使功能。在这些限制
条件中，根据设备的位置、其大小和其需氧量决定的运行该方法存在 优化条件。设计一个评估进料条件超过设备寿命部分的设备是常规实 践。实际上，设备通常在远离设计的浓缩物级别或进料速率下 运行。这是由于多种因素例如矿物学的变化如采矿*、设计和实际 的硫化物浮选和处理其他矿石的偏差、因为运行原因变更浓缩物吨 位、釆矿速率等。如果反应器中的需氧量下降，则用于输送气体的设备如压 缩机或鼓风机将在低水平运行。图l表示每处理千克硫化物的能耗随 包括一级反应器和二级反应器的嗜热菌设备(therm叩hile plant)的搅拌 器输入功率而变化。两条曲线中，下面的曲线给出了前面提及的、全 硫化物吨位输送到该设备时的关系，而上面的曲线给出了当该硫化物 进料吨位减少50%并降低气体输送功率至补偿时的关系。尽管降低了 供给设备的气体速率，很明显，根据提供给搅拌器的功率量，为补偿 降低的硫化物进料速率，每处理单位硫化物的能耗，从19%增加到 39%。图2包括用于相同性能的供气嗜温菌设备(mes叩hile plant) 的类似曲线图。两条曲线中，下面的曲线表示满吨位硫化物，而上面 的曲线表示半吨位碌"匕物。因石克化物的吨位减少而上升的每处理单位 硫化物的能源成本，从26%增加到60%。本发明涉及在上述条件下，旨在降低每处理单位硫化物能 耗的控制技术。
发明概述本发明提供进行生物浸出工艺的方法，该方法包括以下步 骤将硫化物矿浆送料到反应器，在反应器中用气体喷浆，在反应器 中浆料用电动搅拌器进行搅拌，促使硫化物矿堆发生生物氧化，以及 根据至少 一种下列情况控制向反应器喷入气体的供给速率和给电机
供给能量的速率测定的需氧量和推测的需氧量。 附图简述本发明通过实施例并参考附图作进一步描述，附图中
图1和图2涉及现有情况并已进行了描述；
图3分別表示在正常硫化物级别、 一半硫化物级别以及一半硫化 物级别和降低的搅拌功率时，嗜热菌设备的压缩机和搅拌器的每单位 硫化物能耗；
图4分别表示在满吨位、三分之二吨位以及三分之二吨位和降低 的搅拌功率时，嗜热菌设备的压缩机和搅拌器的每单位硫化物能耗； 和
图5是实现本发明方法的方式的框图。
优选实施方案的描述附图5是设备10的框图，其中根据本发明的原理，在搅 拌罐中进行生物浸出硫化物的氧化过程。该设备包括一系列搅拌罐反应器，尽管图5中只有一个 罐，称为12。该罐包括搅拌器即叶轮14(这些术语在本说明书中可互 换使用)，它是使用本领域已知的技术由电动机16驱动的。电能由电 源18供给电动机。气体源20用于将喷入气体导入罐12底端的扩散器或类似 的散发装置22。导入的气体可以是空气、富含氧气的空气或足够纯的 氧气。气体源20可以包括一台或多台压缩机、气泵或类似装置。这 一方面可使用常规装置。由气体源供给反应罐的气体速率由可将此信 息传递给控制计算机26的传感器24进行监测。该控制器接受来自其 他源的信息输入并能行使控制功能，以便变换气体源供给反应器的气 体速率。浆料28以受控方式导入罐中。该浆料包含水、营养物和
〃琉化物矿浓缩物。本发明原理的应用并不限于具体的矿物类型，通常 这些原理可用于回收金、铜、镍和锌的方法。所讨论的罐不一定是一级反应器，而可以是接受一级反应
器的产物进行进一 步氧化的二级反应器。罐12装有自身维持的微生物群，该微生物群作为催化剂 用于亚铁和硫化物的氧化。这些反应中需要氧气，如上所述，氧气可 由气体源20提供。罐12中浆料的溶解氧水平将由适当的传感器30进行监 测。排出气体的组成由传感器32进行测定。需氧量可由源于传感器 24检测的气体源20的输出数据，以及传感器32的输出数据计算出来， 或者运用适当的算法以及搅拌器电源18的输出、气体源20和传感器 30估计出来，或者由操作者人工测出摄氧率。考虑到给设备中的所有罐提供气体的总功率和任何供气 限制，根据具体情况而定，将估计或测量的摄氧率用在适当的算法中， 以建立应供给电机16的最有效电能水平。可以通过控制计算机26自 动实现该算法或依靠培训过的操作者输入的信号人工实现该算法。测 定和记录所有罐搅拌器和供气压缩机的总能耗以便追踪。本发明的目的是通过控制输入搅拌器的功率以及控制输 送到浆料的气体量提高氧化过程的效率。图3表示操作的三个点，即正常操作点40，如果硫化物 级别降一半并且搅拌器功率不降低时的操作点42,和如果^L化物级别 降一半并且搅拌器功率适量降低时的操作点44。图3表示在一半硫化物级别运行时，电能成本，即运行电 机16和气体源20的成本，如果不降低搅拌器供能的话，约为35%以 上。然而，如果降低该能量水平，则每处理单位硫化物的能耗约为21% 以上。如果降低硫化物级别，那么氧化过程的效率会以在图1到 图3中描述过的方式降低。要记住的是在生物设备中，如果能达到相
同百分数值的矿物回收，级别的降低并不意味着方法保持率的降低。通常浓缩物吨位降低，导致设备中的产量减少。图4表示 该设备正常运行(点48)时和在设计能力的三分之二水平并减少搅拌机 能耗运行(点50)时以及在设计能力的三分之二水平并不减少搅拌机能 耗运行(点52)时的效率。如果仅仅降低气体源20的功率的话，浓缩物 进料速率的降低将使每处理单位硫化物的能量增加24%。然而，如果 通过处理器30对电机16和气体源20进行优化控制，以控制搅拌能 量和通风能量，则每处理单位硫化物的能耗增加约为14%。本发明寻求优化设备生物浸出段的运行。涉及能量控制的 方面可通过应用各种速度的、通常基于电能的驱动实现。还可能应用 测定的或推测的氧利用率与数学相关性和数学模型一起优化整个工 艺或各个反应器需求。在后一个方面，必须记住，本发明参照单个反 应器或反应罐予以描述，但实际上，使用了一系列反应罐。因此，本发明允许以相应的降低能耗提高整体效率。可通过能量输入到电机和能量输入到气体源之间的相互 影响实现能耗的降低。然后相对于优化电机的能耗，优化了输入的合 计能量。可自动地利用该方法所获得的信息或者可以把所获得的 信息传给控制人员，然后由控制人员进行适当的人工控制以实现控制 步骤。
权利要求
1.一种进行生物浸出工艺的方法，其中所述方法包括以下步骤将硫化物矿浆送料到反应器，在反应器中用气体喷浆，在反应器中浆料用电动搅拌器进行搅拌，促使硫化物矿堆发生生物氧化，以及根据至少一种下列情况控制向反应器喷入气体的供给速率和给电机供给能量的速率测定的需氧量和推测的需氧量。
2. 权利要求1的方法，其中所述方法包括以下步骤根据向反应 器喷入气体的供给速率和从反应器排出的气体组成派生数据，以及依 据派生的数据计算需氧量。
3. 权利要求1的方法，其中所述需氧量取决于电动搅拌器的搅拌 功率，向反应器喷入气体的供给速率和浆料中的溶解氧水平。
4. 权利要求l的方法，其中所述方法包括以下步骤如果所述浆 料的硫化物等级降低，则降低将所述浆料进料到反应器的进料速率。
全文摘要
一种在反应器中硫化物矿浆的生物浸出方法，其中根据测定的或推测的浆料需氧量，通过改变向反应器喷入气体的供给速率，和改变向反应器中电动搅拌器的供能，对所述方法进行控制。
文档编号C22B3/18GK101341264SQ200680042207
公开日2009年1月7日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者G·V·罗尔克 申请人:Bhp比尔顿有限公司