一種硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法

李允斌

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410011）

一種硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法

李允斌

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410011）

介紹了一種用于硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法，利用壓力容器溶液熱平衡的特性，對傳統的加壓氧浸蒸汽加熱方式進行改進，將間斷加熱改為直接加熱，本方法解決了高壓釜固物料流通不暢，造成停釜清垢的問題，設備簡單，操作容易，熱效率高，為一種硫化鋅精礦加壓氧浸高效、節能環保的蒸汽加入方法。

加壓氧浸；間接加熱；直接加熱；熱效率；溶液體積平衡

1 引 言

濕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，由于濕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泄的，因此，一般采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，一般在焙燒制酸濕法鋅冶煉生產中，噸產品鋅耗水大約10t，其中蒸汽耗量約3.5～4.5t，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2.5t，因此，控制加入濕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沖洗水、污水處理后的中水等，對于蒸汽加熱溶液盡量采用間接加熱方式，以防止蒸汽變成水進入系統，造成系統溶液體積膨脹［1］。

在傳統的硫化鋅精礦加壓氧浸生產中，對溶液加熱采用二種方式，第一種方式對進高壓釜之前的溶液采用換熱器蒸汽間接加熱后進入高壓釜，第二種方式在高壓釜內設置盤管，對進入高壓釜的溶液采用蒸汽間接加熱。采用換熱器蒸汽間接加熱溶液的方式，由于溶液含酸較高，含固量較大，加熱溫度高，經常造成換熱器腐蝕泄漏，固體顆粒堵塞，設備維護工作量大，采用高壓釜內盤管蒸汽間接加熱溶液的方式，由于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［2］。

本方法為一種用于硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方式，可防止設備的腐蝕及堵塞，亦不會造成系統溶液體積膨脹。

2 工藝方法

利用壓力容器溶液熱平衡的特性［3］，在一定溫度及壓力條件下，對壓力容器中溶液采用蒸汽直接加熱，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。根據硫化鋅精礦加壓氧浸的特點，本方法技術方案如下：

（1）取消高壓釜內的蒸汽間接加熱盤管。

（2）將蒸汽管直接聯通高壓釜，采用蒸汽直接加熱溶液的方式。

（3）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”。

（4）采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余水份，保持系統溶液體積平衡。

（5）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，以減小礦漿帶入高壓釜的水份。

本方法技術方案優點在于［4］：

（1）采用蒸汽直接加熱方式，設備簡單，操作容易，熱效率高。

（2）解決了采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）采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于直接蒸汽加熱溶液帶入的水份，即采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。

本方法的加壓氧浸蒸汽加熱工藝流程見圖1，傳統的加壓氧浸蒸汽加熱工藝流程見圖2。

圖2 傳統工藝流程圖

3 工藝過程描述

工藝過程描述如下［5］：

（1） 打開閃蒸槽溶液排出口截止閥F1。

（2）打開閃蒸槽調節閥F2，設定排氣壓力100～200KPa，自動調節壓力，排氣溫度102～120℃。

（3）打開高壓釜排料調節閥F3，設定一定流量，根據高壓釜內液位高低，自動調節流量。

（4）打開高壓釜排料開關閥F4。

（5）打開高壓釜正常排氣口調節閥F5，自動調節控制高壓釜的工作壓力，一般為1000～1200KPa，防止高壓釜中溶液“跑液冒槽”。

（6）打開高壓釜進料開關閥F6。

（7）打開高壓釜蒸汽進口開關閥F7，打開蒸汽調節閥F8，自動調節控制蒸汽流量，根據高壓釜內溶液所需溫度，一般為120～150℃。

4 實施例

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℃，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℃，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。

5 結語

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，采用蒸汽直接加熱壓力容器中溶液，通過閃蒸過程，蒸汽帶入溶液的水份部分又可蒸發成水份帶出溶液，不會造成系統溶液體積膨脹，本方法設備簡單，操作容易，熱效率高，解決了高壓釜固物料流通不暢，造成停釜清垢的問題，為一種硫化鋅精礦加壓氧浸高效、節能環保的蒸汽加入方法［6］。

［1］彭容秋， 等.鉛鋅冶金學［M］.北京：科學出版社， 2003：316-317.

［2］趙愛君.鎳鈷濕法冶煉臥式加壓釜概述［J］.中國有色冶金，2014（4）：62-64.

［3］孫倬.重有色金屬冶煉設計手冊（常用數據卷）［K］.北京：冶金工業出版社， 1996：730-735.

［4］張樂如， 等.鉛鋅冶煉新技術［M］.長沙：湖南科學技術出版社，2006：136-137.

［5］左小紅.硫化鋅精礦兩段逆流氧壓浸出原理及綜合回收鎵鍺工藝研究［J］.湖南有色金屬， 2009（1）：26-28.

［6］任鴻九， 等.有色金屬清潔冶金［M］.長沙：中南工業大學出版社，2006：24-27.

The Steam Heating Method in Pressure Leaching from Sulfuric Zinc Concentrate

LI Yun-bin
（Changsha Engineering And Research Institute Ltd.of Nonferrous Metallurgy， Changsha 410011， Hunan， China）

This paper introduced the steam heating method in pressure leaching from sulfuric zinc concentrate， according to solution heat equilibrium in pressure vessel， which changed the traditional heating method in pressure leaching from interval heating to direct steam heating， and solved the problem of slurry flow and periodic cleaning by autoclave， simple equipment， easy operation and high thermal energy.It is a high energy saving and environmental steam heating method in pressure leaching from sulfuric zinc concentrate.

pressure Leaching；interval heat；direct heat；thermal energy；solution equilibrium

TF813

A

1009-3842（2015）06-0026-02

2015-01-23

李允斌（1969-），男，湖南武岡人，高級工程師，國家注冊冶金工程師，主要從事有色金屬冶煉及冶煉煙氣收塵設計工作。E-mail：Lybin2@163.com