濕法煉銅中瓜爾膠溶液配制設備，研究濕法煉銅中陰極平滑劑瓜爾膠溶液的配制和影響溶液配制的因素，考察攪拌時間、靜止時間、溫度對溶液配制 的影響。在工藝試驗的基礎上研制溶液配制設備，冶金技術采用集成化設計、模塊化配置和自動化控制。主體設備包括高效混合器、靜態 分散器、快速釋放機。輔助設備有多級上料裝置、精密給料裝置以及自動控制系統等。設備特點是溶液濃度準確，水粉髙效混合， 黏度快速釋放，瞬間達到最佳分散狀態，不產生水包粉現象。膠粉用量在0.2%?0.8%之間連續可調，黏度波動范圍小，自動配液 黏度波動±2%，手動配液黏度波動±5%。配液設備出口黏度達到標稱黏度的90%以上，靜止5?lOmin即達到標稱黏度。
隨著富礦資源的日益枯竭，二次資源（廢石、表 外礦、尾礦等）的合理利用日益引起重視。濕法冶 金技術是將溶浸采礦、化學選礦、細菌浸出、溶劑萃 取、電積等技術融為一體，濕法煉銅中瓜爾膠溶液配制設備，對從二次資源中回收金屬 非常有效。濕法冶金技術用于從各種礦石中回收金 屬已被生產實踐證明具有投資省、見效快、成本低、 對環境污染少、礦產資源利用率高等一系列優點。 近些年來，以此法生產陰極銅產量增長迅速u]。
采用髙電流密度進行銅電積沉淀過程中，一些 添加劑可以改善陰極的質量。其中作為陰極平滑劑 的瓜爾膠，可以使陰極銅平滑生長，瘤子變小甚至沒 有。同時可以減少一些雜質如硫、鐵、鉛在陰極的夾 雜，加人量一般在l〇〇~200g/t陰極銅。電積添加 劑瓜爾膠是食用型的天然植物膠，屬于高黏型，1% 水溶液黏度為6000mPa • S。瓜爾膠在電解槽中降 解很快，降解的產物不會引起生產問題。
瓜爾膠在具有良好水溶性的同時，也具有獨特 的水溶機理，如果掌握不好很容易導致溶解速度慢， 黏度釋放不充分以及出現大量水包粉即“魚眼”， “魚眼”一旦形成很難打破，阻礙了粉體的進一步溶 解和黏度釋放，不僅造成原料浪費和溶液黏度降低， 而且還嚴重影響膠液的正常使用。為解決這個問 題，使用單位不得不采用人工篩網過濾，加之定期清 洗槽內壁等方式來處理，雖能勉強維持生產作業的 進行，但造成了物料損失和管道堵塞，更為重要的是，配液質量無法有效地控制和保證。
北京礦冶研究總院天然植物膠發展中心從 1982年開始率先在國內開展瓜爾膠的生產及應用 研究，目前已經成為中國最大瓜爾膠生產商,在北京 建成了千噸級的加工基地。生產的瓜爾膠已經逐漸 取代國外進口產品，越來越多地被國內各濕法煉銅 廠所采用。中心密切關注用戶在使用瓜爾膠過程中 出現的工藝技術問題，鑒于對植物膠性能的深人研 究以及強大的設備研發能力，針對濕法煉銅使用特 點，在大量試驗研究的基礎之上，研制出瓜爾膠溶液 專用配制設備，極大地改善了前面所述的問題，為行 業提供一個較為全面和完善的解決方案，徹底消除 “魚眼”，提高配液質量，降低勞動強度。
1 影響溶液配制因素
瓜爾膠是以半乳甘露聚糖為主要成分的天然植 物膠，屬于高分子聚合物，濕法煉銅中瓜爾膠溶液配制設備，在水中的溶解原理是這樣 的，當與水接觸時即進行水合，單糖上的羥基與水中 的氫形成氫鍵，從而使聚合物半乳甘露聚糖水化，隨 著水分子進人并結合到聚合物鏈上的數目增多，聚 合物溶脹伸展開來，與其他聚合物線團相互作用形 成黏稠溶液。為了研究瓜爾膠溶液黏度增長與攪拌 強度、靜止時間、溫度等的關系，選用我院生產的瓜 爾膠進行試驗，溶液黏度按照輕工業部瓜爾膠標準 QB2246-1996測定，試驗用瓜爾膠標準黏度為 6000mPa * s〇
所用儀器有NDJ-1旋轉黏度計和高速攪拌器。 以高速攪拌器攪拌時間做為攪拌強度的度量，以放 置時間做為靜止時間。
1.1攪拌時間
用普通自來水在6000r/min攪拌速度下配制濃 度1.0%瓜爾膠溶液，常溫下分別攪拌1，2,3,4, 5min,然后測定溶脹5min的黏度值，結果見表1。 從表1可以看出，瓜爾膠溶液黏度與攪拌時間有關， 增加攪拌時間，會提高溶脹速度，使黏度升高。
表1攪拌時間對溶脹速度影響
Table 1 Influence of agitating time on
dissolving velocity
攪拌時間/min12345
黏度/mPa _ s43005200575058005800
1.2靜止時間
用普通自來水在6000r/min攪拌速度下配制濃 度1.0%瓜爾膠溶液，常溫下攪拌lmin后靜止放 置，分別測定靜置溶脹5,10,15,20,25,30min黏度 值，結果見表2。從表2可以看出，瓜爾膠溶液黏度 與靜止時間有關，增加靜止時間，溶脹程度增強，使 黏度升高。
表2靜止時間對溶液黏度影響
Table 2 Influence of static time on solution viscosity
靜止時間min5 1015202530
黏度/mPa • s4300 50505300540055005500
1.3溫度
用普通自來水在600〇r/rnin攪拌速度下配制濃 度1.0%瓜爾膠溶液，攪拌lmin后分別在2丈和 16T溫度下靜止放置，測定靜置溶脹5,10,15,20, 25,30min黏度值，結果見表3。從表3可以看出，瓜 爾膠溶液黏度與溫度有關，相同溶脹時間下溶液溫 度低則黏度高，但是相差不大，可以通過延長靜止時 間彌補溫度造成的黏度差。
表3溫度對溶脹速度影響
Table 3 Influence of temperature on dissolving velocity
攪拌時間/min51015202530
黏度/ 2^C480050005100530055005500
mPa • s 16^1550055005600560056005600
2 溶液配制設備
以試驗結果為基礎，研制出適合濕法煉銅工業 生產中瓜爾膠溶液配制的專用設備，濕法煉銅中瓜爾膠溶液配制設備，具有自動型和 手動型，配液能力為9 ~ 15m3/h,總裝機容量為 28kW。
2.1設備構成
主體設備包括高效混合器、靜態分散器、快速釋 放機。輔助設備有多級上料裝置、精密給料裝置等 以及自動控制系統。
主體設備保證水和膠粉迅速高效混合，保證溶 液黏度的快速釋放，瞬間達到最佳分散狀態，不產生 水包粉的現象。解決了膠粉易形成膠團，需靜止較 長時間釋放黏度的弊端。
輔助設備解決了膠粉上料問題，降低工人的勞 動強度，操作方便，易于維護，實現膠粉的準確喂料， 確保配制出濃度準確穩定的溶液。
自動控制系統由硬件、軟件和配套儀器組成，統 一由工控計算機控制，各種參數完全在線顯示，按照 預設程序自動進行配液，具有操作簡單、配制方便、 數據準確、穩定可靠等特點。該系統提高配液精度， 方便信息管理，實現工業自動化。根據用戶輸入的 指令自動計算溶液的配比濃度，直接輸出。實現對 管線水量、罐體里溶液和膠粉的存量等信息的自動 采集和顯示。實現對整套設備自動監控，對異常情 況進行自動報警。對整個生產情況和工作進度進行 自動記錄，存儲和打印。
2.2 工藝水平
該設備達到世界領先f平，溶液濃度準確，水粉 高效混合，黏度快速釋放^間達到最佳分散狀態， 不產生水包粉現象。配液組分包括水量、膠粉量的 加入精度高，膠粉用量在0.2% ~0.8%之間連續可 調，黏度波動范圍小，自動配液黏度波動±2%，手動 配液±5%。水溫15^配液設備出口黏度達到標稱 黏度的95%以上，水溫10T達到90%以上，靜止5 ~10min即達到標稱黏度，適合在-40弋至40^環 境條件下工作。
2.3應用情況
瓜爾膠溶液配制設備在2001 ~ 2007年，先后應 用于大慶油田、遼河油田、中原油田、延長油田各個 配液站，完全達到客戶要求，贏得用戶好評。該技術 和設備在應用中不斷成熟和完善，已形成專有技術、 專利設備、專家團隊、專業品質。在2002年度獲得 國家重點新產品稱號以及一項發明專利（專利號 ZL200310113315.9)和三項實用新型專利（專利號 分別為 ZL200320103172. 9, ZL200320103170. X 和 ZL200320103171.4)。
目前正準備在各濕法煉銅廠進行推廣應用，最 新開發的第三代全自動高效快速配液成套裝備具有 世界領先水平，采用集成化設計、模塊化配置、自動 化控制的方式，濕法煉銅中瓜爾膠溶液配制設備，專門為濕法煉銅廠特制小型配液試 驗裝置，以解決出現的各種問題，最大限度地滿足用
約瓜爾膠300 ~ 500kg，加上溶液黏度穩定，均勻一 致無膠塊，從而保證電積銅質量以及節省的設備清 理、維護費用，總計價值5 ~ 10萬元，因此全自動高 效快速配液成套裝備在冶金行業的推廣應用，更顯 必要。，
戶的要求。
3 結論和建議
在節約能源、降低能耗、減少污染物排放的大背 景下，該套設備的適時推出具有重大的社會意義和 經濟價值。
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