[实用新型]一种流化态生物浸矿反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物浸矿设备，特别是一种流化态生物浸矿反应器。

背景技术

生物冶金技术是选冶领域发展最快的一项新技术，具有经济安全和低碳环保等优势，拥有广阔的工业应用前景。该技术是利用矿区广泛存在的硫、铁氧化细菌与矿石中的硫化矿物（黄铁矿、黄铜矿和镍黄铁矿等）作用将物溶解，需要回收的元素保留在浸出渣中或以离子形态进入溶液，需回收的元素通过富集、分离和提取等工艺成为可供销售的工业产品。该技术的工业化实施有堆浸和槽浸两类工艺，其中堆浸工艺常用于处理耗酸矿物少、不易泥化的矿石，槽浸工艺常用于处理采用传统选矿富集的精矿产品。

目前，槽浸工艺主要是采用机械搅拌方式，多用于高砷难处理金精矿、高砷铜精矿以及含铜钴镍的混合精矿。例如公开号为CN101016584，公开日为2007年08月15日的中国专利文献公开了发明名称为“多导流筒气环流生物反应器细菌浸矿与浸矿菌培养”的方案，该方案采用内环流气提式生物反应器，以压缩空气作为液体提升动力促进物料宏观混合和传质过程，并为微生物生长和矿物的生物氧化提供氧气，与传统搅拌式浸矿生物反应器相比大大减轻了矿砂对微生物菌体的磨损和破坏。

但是由于生物浸出过程的特殊性，在槽浸工艺中机械搅拌矿浆的同时还需不断向矿浆中通入大量的空气，以保障矿浆中溶氧浓度满足浸矿微生物生长繁殖的需要；另外，浸矿微生物有一定的耐剪切限度，过高的搅拌速度会导致浸矿微生物大量死亡，使得生物浸矿过程不能有效进行。

针对生物槽浸工艺特点，生物冶金领域研究人员长期致力于开发一种减小或取消机械搅拌提升作用、降低能耗、提高生物浸矿效率的反应器。

实用新型内容

本实用新型是针对生物槽浸工艺特点和现有机械搅拌方式存在的矿浆浓度低、能耗高、生物浸矿效率低等难点问题，提供一种无需机械搅拌的流化态生物浸矿反应器，该反应器利用气体喷射作用带动反应器内的矿浆上升，实现矿浆混流与循环；可适应多种环境条件下生物浸矿作业的需求，具有安全高效、节能、操作检修简单和适应性强等特点。

本实用新型要解决问题的技术方案如下：

一种流化态生物浸矿反应器，其特征在于：主要包括溢流导槽、反应器罐体，溢流导槽安装于反应器罐体顶部；

反应器罐体的侧壁上端设有进料口，通过管道与调浆槽、浆料泵或上一个反应器出料口相连接，用于向反应器中补充新的含菌矿浆；反应器罐体内中心轴线的中心位置设置有组合式导流管，组合式导流管与反应罐底部、顶部均有一定距离，组合式导流管包括由七个空心的正六面柱体组合而成的蜂窝状结构、蜂窝状结构外套接的圆筒体；所述组合式导流管主要用于引导喷射气流以及由气流带动的矿浆向上运动，保障三相循环混流状态，实现气相中氧气和二氧化碳的输送；所述组合式导流管的正上方设置有呈空心圆柱体状的气液分离器，用于使导流管中排除的微气泡兼并为气泡与矿浆分离、逸出，气液分离器的直径介于反应器罐体直径和组合式导流管外切圆直径之间。

所述反应器罐体的底部设置有两个检修排料口，用于在设备故障或定期检修过程中排除反应器内残余的矿浆。

所述组合式导流管的每个正六面柱体内部均安装有气体分散器，用于将喷射的气流分割为微小气泡，扩大气液传输面，提高气液传输效率。

所述组合式导流管的圆筒体的直径、高度与反应器罐体的直径、高度的比值均分别在大于等于0.5-小于等于0.8之间。

所述溢流导槽的顶部设置有出气口，底部设置有倾斜的导流沟槽，导流沟槽的较低端设置有出料口；导流沟槽用于汇聚反应器罐体中溢流的矿浆，汇流的矿浆通过出料口输送至下一工序；反应器逸出的气体通过出气口排除，出气口上安装有空气冷凝器，以减少液体蒸发量。