一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置及方法

2023-09-20 07:22:50

一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置，它包括溶液進入管道，蒸汽進入管道，高壓釜，閃蒸槽；所述高壓釜尾端的排料口與閃蒸槽的進料口連接；所述溶液進入管道從高壓釜前端直接與高壓釜內部連通；所述蒸汽進入管道從高壓釜底部直接與高壓釜內部連通。本發明還公開利用上述裝置進行硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法。本發明充分考慮閃蒸槽的作用，利用壓力容器溶液熱平衡的特性，在一定溫度及壓力條件下，對壓力容器中溶液採用蒸汽直接加熱，蒸汽帶入溶液的水份，通過閃蒸過程，部分又可以蒸發成水份帶出溶液，僅保持加熱溶液所需熱量蒸汽變成水份留在溶液中，以維持壓力容器溶液熱平衡，不會造成系統溶液體積膨脹。
【專利說明】—種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於溼法冶金【技術領域】，具體涉及一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置及方法。
【背景技術】
[0002]溼法鋅冶煉系統溶液體積平衡是生產過程中必須十分關注的問題，因為生產過程操作不當，就會發生系統溶液體積膨脹，由於溼法鋅冶煉全系統設備容積是一定的，一旦系統溶液體積膨脹，要減小體積是比較困難的，花費時間較長，而生產過程是不允許溶液外洩的，因此，一般採取減少投料量的方式來維持生產，這樣就造成系統溶液鋅離子濃度降低，嚴重影響系統各項技術指標，生產操作過程影響系統溶液體積平衡的主要原因是加入系統的水量，一般在焙燒制酸溼法鋅冶煉生產中，噸產品鋅耗水大約10噸，其中蒸汽耗量約
3.5~4.5噸，加壓氧浸因為沒有焙燒制酸，噸產品鋅耗水較低，其中蒸汽耗量約2.5噸，因此，控制加入溼法鋅冶煉系統的水量及蒸汽量是防止系統溶液體積膨脹的關鍵因素，一般加入系統的水有衝洗水、汙水處理後的中水等，對於蒸汽加熱溶液儘量採用間接加熱方式，以防止蒸汽變成水進入系統，造成系統溶液體積膨脹。
[0003]在傳統的硫化鋅精礦加壓氧浸生產中，對溶液加熱採用二種方式，第一種方式對進高壓釜之前的料液採用換熱器蒸汽間接加熱後再進入高壓釜，第二種方式是在高壓釜內設置盤管，對進入高壓釜的溶液採用蒸汽間接加熱。採用換熱器蒸汽間接加熱溶液的方式，由於溶液含酸較高，含固 量較大，加熱溫度高，經常造成換熱器腐蝕洩漏，固體顆粒堵塞，設備維護工作量大，採用高壓釜內盤管蒸汽間接加熱溶液的方式，由於高壓釜內的高溫高壓高酸作用，盤管易損壞，需經常更換，更為嚴重的是因為高壓釜內設置有盤管，致使物料在高壓釜內流通不暢，經常堵塞高壓釜，造成停釜清垢，嚴重影響生產，因為高壓釜在高溫高壓條件下操作，經常停釜或開釜不容易，操作困難。高壓釜內的盤管以及高壓釜外的換熱器帶來了很多弊端，但是大家都擔心蒸汽直接進入高壓釜後變成水，然後進入料液中，使料液的體積膨脹，認為閃蒸槽只有降溫降壓的功能，而忽略了其在降溫降壓過程中排水蒸汽的功能，因此都沒有真正對高壓釜進行結構上的改進，沒有拆除這些部件而直接將料液和蒸汽加入高壓釜。

【發明內容】

[0004]本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置及方法。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
所述用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置包括溶液進入管道，蒸汽進入管道，高壓釜，閃蒸槽；所述高壓釜尾端的排料口與閃蒸槽的進料口連接；所述溶液進入管道從高壓釜前端直接與高壓釜內部連通；所述蒸汽進入管道從高壓釜底部直接與高壓釜內部連通。[0006]其中，所述高壓釜頂部設有排氣口，排氣口處設有排氣口調節閥。
[0007]所述排料口處設有排料開關閥；所述進料口處設有排料調節閥。
[0008]溶液進入管道上設有進料開關閥；所述蒸汽進入管道與高壓釜的連接處設有蒸汽調節閥和蒸汽進口開關閥。
[0009]所述閃蒸槽上設有閃蒸槽排氣口，閃蒸槽排氣口處設有閃蒸槽調節閥；閃蒸槽(2 )上還設有溶液排出口，溶液排出口處設有截止閥。
[0010]所述用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法使用上述蒸汽加熱裝置，具體步驟為:
(1)打開截止閥Fl；
(2)打開閃蒸槽調節閥F2,設定排氣壓力100~200KPa,通過控制閃蒸槽調節閥F2的開度自動調節壓力，設定排氣溫度102~120°C ；
(3)打開排料調節閥F3，設定一定流量，根據高壓釜內液位高低，通過控制排料調節閥F3的開度來自動調節流量；打開排料開關閥F4 ；
(4)打開排氣口調節閥F5，控制高壓釜的工作壓力為1000~1200Kpa，防止高壓釜中溶液「跑液冒槽」；
(5)打開進料開關閥F6 ;使料液直接進入高壓釜中，所述料液中固體的質量百分比濃度為 60— 70% ；
(6)打開蒸汽進口開關閥F7和蒸汽調節閥F8，使蒸汽直接進入高壓釜內，通過調節F7和F8的開度自動調節控制蒸汽流量，控制高壓釜內溫度為120~150°C ;通過蒸汽對高壓釜中的料液直接進行加熱，被加熱後的料液進入閃蒸槽進行降溫降壓，然後從溶液排出口排除。
[0011]下面結合原理對本發明作進一步說明:
本發明取消了高壓釜內的蒸汽間接加熱盤管；將蒸汽管直接聯通高壓釜，採用蒸汽直接加熱溶液的方式；在高壓釜的正常排氣管口增設自動調節閥，以控制高壓釜的工作壓力，防止高壓釜中溶液「跑液冒槽」;採用閃蒸槽對高壓釜排出的溶液進行降溫降壓，以維持溶液熱平衡從溶液蒸發多餘水份，保持系統溶液體積平衡；減小水與硫化鋅精礦混合的液固比，加大混合礦漿的固體濃度(混合礦漿中固體的質量百分比濃度為60— 70%)，以減小礦眾帶入高壓爸的水份。
[0012]本發明充分考慮閃蒸槽的作用，克服了現有技術人員擔心蒸汽直接進入高壓釜後變成水，然後進入料液中，使料液的體積膨脹的技術偏見，利用壓力容器溶液熱平衡的特性，在一定溫度及壓力條件下，對壓力容器中溶液採用蒸汽直接加熱，蒸汽帶入溶液的水份，通過閃蒸過程，部分又可以蒸發成水份帶出溶液，僅保持加熱溶液所需熱量蒸汽變成水份留在溶液中，以維持壓力容器溶液熱平衡，不會造成系統溶液體積膨脹。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
1、採用蒸汽直接加熱方式，設備簡單，操作容易，熱效率高；
2、解決了採用蒸汽間接加熱溶液，造成設備容易腐蝕、固體顆粒堵塞的問題，解決了高壓釜固物料流通不暢，造成停釜清垢的問題；
3、利用閃蒸過程，將蒸汽帶入溶液的水份部分又蒸發成水分帶出溶液，以維持高壓釜中溶液熱平衡，保持系統溶液體積平衡；4、採用高固體濃度礦漿進入高壓釜，以減小礦漿帶入高壓釜的水份；
5、在硫化鋅精礦進行一段加壓氧浸過程中，硫化鋅精礦會發生放熱反應，直接加熱溶液所需的蒸汽量較小，而通過閃蒸過程，可以從溶液中蒸發出的水份將大於直接蒸汽加熱溶液帶入的水份，即採用高壓釜硫化鋅精礦加壓氧浸直接蒸汽加熱溶液的方式，具有蒸發溶液水份，縮小系統溶液體積的功能，可防止設備的腐蝕及堵塞問題，不會造成系統溶液體積膨脹。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明蒸汽加熱裝置的結構示意圖。
[0015] 圖中，1、高壓釜；2、閃蒸槽；3、溶液進入管道；4、蒸汽進入管道；5、排氣口 ；6、排料口 ；7、進料口 ；8、閃蒸槽排氣口 ；9、溶液排出口 ；F1、截止閥；F2、閃蒸槽調節閥；F3、排料調節閥；F4、排料開關閥；F5、排氣口調節閥；F6、進料開關閥；F7、蒸汽進口開關閥；F8、蒸汽調節閥。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
參見圖1，所述用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置包括溶液進入管道3，蒸汽進入管道4，高壓釜1，閃蒸槽2 ;所述高壓釜I尾端的排料口 6與閃蒸槽2的進料口 7連接；其特徵在於，所述溶液進入管道3從高壓釜I前端直接與高壓釜I內部連通；所述蒸汽進入管道4從高壓釜I底部直接與高壓釜I內部連通。
[0017]其中，所述高壓釜I頂部設有排氣口 5，排氣口 5處設有排氣口調節閥F5。
[0018]所述排料口 6處設有排料開關閥F4 ;所述進料口 7處設有排料調節閥F3。
[0019]溶液進入管道3上設有進料開關閥F6 ;所述蒸汽進入管道4與高壓釜I的連接處設有蒸汽調節閥F8和蒸汽進口開關閥F7。
[0020]所述閃蒸槽2上設有閃蒸槽排氣口 8，閃蒸槽排氣口 8處設有閃蒸槽調節閥F2 ;閃蒸槽2上還設有溶液排出口 9，溶液排出口 9處設有截止閥Fl。
[0021]實施例2
一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法，所述方法使用實施例1所述的蒸汽加熱裝置，具體步驟為:
(1)打開截止閥Fl；
(2)打開閃蒸槽調節閥F2，設定排氣壓力100~200KPa，排氣溫度102~120°C；
(3)打開排料調節閥F3，打開排料開關閥F4；
(4)打開排氣口調節閥F5，控制高壓釜的工作壓力為1000~1200KPa；
(5)打開進料開關閥F6;使料液直接進入高壓釜中，所述料液中固體的質量百分比濃度為 60— 70% ；
(6)打開蒸汽進口開關閥F7和蒸汽調節閥F8，使蒸汽直接進入高壓釜內，控制高壓釜內溫度為120~150°C ;通過蒸汽對高壓釜中的料液直接進行加熱，被加熱後的料液進入閃蒸槽進行降溫降壓，然後從溶液排出口排除。
[0022]進入高壓釜的溶液為:混合礦漿10m3/h (固體濃度65%，含水7t/h)，廢酸34m3/h(含水31t/h)，打開高壓釜進料開關閥F6，溶液進入高壓釜，打開高壓釜蒸汽進口開關閥F7,自動控制調節蒸汽調節閥F8，加入蒸汽1.0t/h，控制高壓釜內溶液溫度120~150°C，利用閃蒸槽對高壓釜排出的高溫高壓溶液進行降溫降壓，同時從溶液中蒸發出水份排入大氣，閃蒸槽的排氣壓力100~200kPa，排氣溫度102~120°C，排入大氣水份5.0t/h。通過閃蒸過程，對進入高壓釜中 溶液水份蒸發多排入大氣5.0-1.0=4.0t/h，縮小了溶液體積。
【權利要求】
1.一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱裝置，所述加熱裝置包括溶液進入管道(3)，蒸汽進入管道(4)，高壓釜(1)，閃蒸槽(2);所述高壓釜(I)尾端的排料口(6)與閃蒸槽(2)的進料口(7)連接；其特徵在於，所述溶液進入管道(3)從高壓釜(I)前端直接與高壓釜(I)內部連通；所述蒸汽進入管道(4)從高壓釜(I)底部直接與高壓釜(I)內部連通。
2.如權利要求1所述的蒸汽加熱裝置，其特徵在於，所述高壓釜(I)頂部設有排氣口(5)，排氣口(5)處設有排氣口調節閥(F5)。
3.如權利要求2所述的蒸汽加熱裝置，其特徵在於，所述排料口(6)處設有排料開關閥(F4);所述進料口(7)處設有排料調節閥(F3)。
4.如權利要求3所述的蒸汽加熱裝置，其特徵在於，溶液進入管道(3)上設有進料開關閥(F6);所述蒸汽進入管道(4)與高壓釜(I)的連接處設有蒸汽調節閥(F8)和蒸汽進口開關閥(F7)。
5.如權利要求4所述的蒸汽加熱裝置，其特徵在於，所述閃蒸槽(2)上設有閃蒸槽排氣口(8)，閃蒸槽排氣口(8)處設有閃蒸槽調節閥(F2);閃蒸槽(2)上還設有溶液排出口(9)，溶液排出口(9)處設有截止閥(Fl )。
6.一種用於硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法，其特徵在於，所述方法使用權利要求5所述的蒸汽加熱裝置，具體步驟為: (1)打開截止閥(Fl); (2)打開閃蒸槽調節閥(F2)，設定排氣壓力100~200KPa，排氣溫度102~120°C； (3)打開排料調節閥(F3)，打開排料開關閥(F4)； (4)打開排氣口調節閥(F5)，控制高壓釜的工作壓力為1000~1200KPa； (5)打開進料開關閥(F6);使料液直接進入高壓釜中，所述料液中固體的質量百分比濃度為 60— 70% ； (6)打開蒸汽進口開關閥(F7)和蒸汽調節閥(F8)，使蒸汽直接進入高壓釜內，控制高壓釜內溫度為120~150°C ;通過蒸汽對高壓釜中的料液直接進行加熱，被加熱後的料液進入閃蒸槽進行降溫降壓，然後從溶液排出口排除。
【文檔編號】C22B19/00GK103952546SQ201410193975
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】何醒民, 舒見義, 張成松, 左小紅, 陳阜東 申請人:長沙有色冶金設計研究院有限公司