硫化鋅精礦加壓氧浸的礦漿降溫降壓冷卻方法

王令明（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410011）

?

硫化鋅精礦加壓氧浸的礦漿降溫降壓冷卻方法

王令明
（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410011）

摘 要：介紹了一種硫化鋅精礦加壓氧浸的礦漿降溫降壓冷卻方法及裝置，取消了調節槽，簡化了設備配置，縮短了生產工序，解決了生產中礦漿容易堵塞系統的問題，熔融硫可以采用熱濾法生產元素硫，打破了“閃蒸一調節”的傳統觀念，可以采用一步閃蒸，優化了鋅加壓氧浸礦漿降溫降壓的方法及裝置。

關鍵詞：冶加壓氧浸；閃蒸；調節；熔融硫；硫晶型

1 引言

硫化鋅精礦加壓氧浸是在高溫高壓條件下進行，為滿足后續工序要求，必須對高溫高壓礦漿進行降溫降壓，使降溫降壓后的礦漿進入常壓工況的凈化，電積及浮選工序［1］，對加壓氧浸的高溫高壓礦漿，傳統的降溫降壓方法是采用閃蒸——調節方式，閃蒸是將高溫高壓礦漿通過排料閥進入一個容器，該容器裝有一個氣體放散調節閥，設定閃蒸壓力，調節閥門開啟度排氣，使高溫高壓礦漿瞬時體積變大，達到降溫降壓的目的，經閃蒸后的礦漿還保持一定壓力進入調節槽，調節槽的作用是對礦漿繼續降溫降壓，因此，調節槽要保持一定的高液位，一般礦漿液位為5～8m，利用礦漿比重來平衡壓力，防止調節槽中礦漿“冒槽”，同時，調節槽還要冷卻礦漿，使從硫化鋅精礦中被氧化的熔融硫，轉變成可浮選及熱過濾的單質硫，由于調節槽是一個密閉容器，為了防止腐蝕，槽體一般都襯有耐酸磚，長徑比較大，冷卻面積小，對礦漿的冷卻效果差，雖然，對調節槽也可增加水冷盤管來加強冷卻效果，一旦操作控制不當，礦漿中熔融硫快速長大，將堵塞調節槽，生產中經常發生由于礦漿冷卻溫度控制不當，堵塞調節槽而造成停產檢修的情況。加壓氧浸礦漿經閃蒸槽降溫降壓、調節槽冷卻后，進入旋流器或濃密機分離，分離出上清液送凈化，電積及熔鑄生產鋅錠，底流送浮選產出硫精礦及尾礦，硫精礦可進一步采用熱濾法生產硫磺。

該方法見圖1。

圖1　傳統的降溫降壓方法示意圖

本方法及裝置對降溫降壓冷卻過程解決了礦漿中熔融硫快速長大堵塞生產系統的問題，使從硫化鋅精礦中被氧化的熔融硫轉變成可浮選及熱過濾的單質硫。

2 本方法及裝置內容

本方法及裝置包括下列步驟［2］，見圖2：

（1）本方法裝置包括：排料閥1，閃蒸槽2，排氣閥3，中間槽4，濃密機5。

（2）打開排料閥，高溫高壓礦漿進入閃蒸槽，設定排氣閥排氣壓力，礦漿經閃蒸槽降溫降壓后，經閃蒸槽排料管進入中間槽，中間槽礦漿進入濃密機冷卻分離，分離出上清液送凈化、電積及熔鑄生產鋅錠，底流送浮選產出硫精礦及尾礦，尾礦可回收鉛銀，硫精礦可進一步采用熱濾法生產硫磺。

本方法及裝置優點如下：

圖2　本方法的降溫降壓方法示意圖

（1）取消了調節槽，減少了設備投資，優化了設備配置。

（2）將閃蒸槽布置在地面，減短了閃蒸槽進料管及排料管長度，便于管道清理。

（3）閃蒸槽排出礦漿采用排料管輸送，管道中有一定壓力輸送至中間槽，可防止長大的單質硫沉積，而調節槽為一個容器，礦漿中長大的單質硫易沉積在槽體底部造成堵塞。

（4）閃蒸槽排料管與中間槽對礦漿形成了“液封”，即利用礦漿液位及比重來平衡閃蒸槽排出礦漿的壓力，與調節槽對礦漿“液封”作用相同，但設備及配置簡單。

（5）利用濃密機對礦漿進行冷卻及分離，同時達到礦漿冷卻及分離的目的，濃密機表面積大，其冷卻效果比調節槽好，在礦漿冷卻過程中長大的單質硫也不會對濃密機造成堵塞。

3 具體實施方式

打開排料閥，高溫高壓礦漿（溫度145～155℃，壓力1100～1300kPa）進入閃蒸槽，設定排氣閥排氣壓力為200kPa，礦漿經閃蒸槽降溫降壓后經閃蒸槽排料管進入中間槽，中間槽礦漿（溫度約95～102℃，壓力為常壓）進入濃密機冷卻分離，分離出上清液送凈化、電積及熔鑄生產鋅錠，底流送浮選產出硫精礦及尾礦，尾礦可回收鉛銀，硫精礦可進一步采用熱濾法生產硫磺。

4 問題討論

（1）對生產元素硫的影響。

調節槽原設計理念是將閃蒸槽降溫降壓后的礦漿在一定壓力下，保持一定停留時間，使從硫化鋅精礦中被氧化的熔融硫，轉變成可浮選及熱過濾的單質硫，但在實際生產，由于硫化鋅精礦加壓氧浸控制條件的變化，操作不當，容易造成熔融硫顆粒快速長大，堵塞調節槽，以致生產無法進行，實際生產中不得不對調節槽增加礦漿泵，連續不斷地從調節槽底部抽取礦漿直接進濃密機，以維持生產正常進行，礦漿并沒有在調節槽中停留一定時間，而直接短路排出，在后續的濃密機及貯槽中停留，完成了熔融硫長大成型的過程，可進行后續浮選及熱過濾的作業過程，生產元素硫［3］。

（2）對元素硫晶型結構的影響。

硫化鋅精礦在常壓富氧浸出中，硫同樣被氧化轉變成元素硫［4］，但產出的氧浸渣經浮選得到硫精礦卻不能采用熱濾法生產元素硫，而硫化鋅精礦加壓氧浸產出的氧浸渣中熔融硫可以采用熱濾法生產元素硫，其原因是元素硫晶型結構不同，在常壓富氧浸出中，礦漿在大氣壓狀態下完成反應，不需要降溫降壓過程，而在加壓氧浸中，必須要有降溫降壓過程，正是這個降溫降壓即閃蒸過程改變了元素硫的晶型結構［5］，才使得硫化鋅精礦加壓氧浸產出的氧浸渣中熔融硫可以采用熱濾法生產元素硫，雖然調節槽中有一定壓力，礦漿繼續進行降溫降壓，但閃蒸過程已在閃蒸槽中快速完成而改變了元素硫的晶型結構，因此，取消調節槽，不影響閃蒸過程，對加壓氧浸產出的熔融硫同樣可以采用熱濾法生產元素硫。

（3）一步閃蒸。

對硫化鋅精礦加壓氧浸中礦漿的降溫降壓可以采用一步閃蒸［6］，即直接將礦漿從高壓降至大氣壓，將原保留在調節槽中的一定壓力完全由閃蒸槽釋放，取消調節槽，降溫降壓的礦漿可直接進入濃密機，這樣避免了礦漿中熔融硫在調節槽及進出管道的堵塞問題，這種方式的閃蒸槽高于濃密機，礦漿采用自流直排，這對企業原有設施的改造具有現實意義。

5 結語

本方法及裝置解決了硫化鋅精礦加壓氧浸的礦漿降溫降壓過程中容易堵塞系統的生產實際問題，取消了調節槽，熔融硫可以采用熱濾法生產元素硫，簡化了設備，縮短了生產工序，打破了“閃蒸—調節”的傳統觀念，可以采用一步閃蒸，為一種鋅加壓氧浸礦漿降溫降壓過程中簡便實用的方法及裝置。

參考文獻：

［1］姚興云, 蘇平. 謝里特鋅壓力浸出在HBMS精煉廠二十年的運行實踐[J]. 中國有色冶金, 2011(5):1-8.

［2］王吉坤, 周廷熙. 硫化鋅精礦加壓酸浸技術及產業化[M]. 北京:冶金工業出版社,2005:180-181.

［3］鄧孟俐. 硫化鋅精礦加壓浸出元素硫的形成機理及硫回收工藝的研究[J]. 工程設計與研究, 2008(總125期):14-18.

［4］李若貴. 株冶常壓富氧直接浸出搭配鋅浸出渣煉鋅[J]. 中國有色冶金, 2011(3):1-4.

［5］何醒民, 周煒, 董曉偉. 從常壓富氧煉鋅高硫渣中回收元素硫的方法[J]. 銅業工程, 2013(6):18-19.

［6］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.

The Temperature and Pressure Decrease Cooling Method of Sulfuric Zinc Concentrate Pressure Leaching Slurry

WANG Ling-ming
（Changsha Engineering and Research Institute Ltd. of Nonferrous Metallurgy, Changsha 410011, Hunan, China）

Abstract:This paper introduced the temperature and pressure decrease cooling method and equipment of sulfuric zinc concentrate pressure leaching process. The conditional tank was removed, the equipment and process was simplified, resolving the problem of slurry block in production. The melted sulfur slag can produce sulfur in heating filtration, which changed the traditional theory of“flashingcondition”. One-step flashing can be used, and the temperature and pressure decrease cooling method and equipment of zinc pressure leaching process was optimized.

Keywords:pressure leaching；flashing；condition；melted sulfur slag；sulfur constitution

作者簡介：王令明（1969-），男，湖南益陽人，高級工程師，主要從事有色冶金專業的設計工作。E-mail: wangming1558@sina.com

收稿日期：2015-09-06

中圖分類號：TF813

文獻標識碼：B

文章編號：1009-3842（2016）01-0068-03