李允斌

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410011）

一種硫化鋅精礦加壓氧浸的蒸汽加熱方法

李允斌

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)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(duì)傳統(tǒng)的加壓氧浸蒸汽加熱方式進(jìn)行改進(jìn)，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(wèn)題，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，熱效率高，為一種硫化鋅精礦加壓氧浸高效、節(jié)能環(huán)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(tǒng)溶液體積平衡是生產(chǎn)過(guò)程中必須十分關(guān)注的問(wèn)題，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程操作不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生系統(tǒng)溶液體積膨脹，由于濕法鋅冶煉全系統(tǒng)設(shè)備容積是一定的，一旦系統(tǒng)溶液體積膨脹，要減小體積是比較困難的，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，而生產(chǎn)過(guò)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(lái)維持生產(chǎn)，這樣就造成系統(tǒng)溶液鋅離子濃度降低，嚴(yán)重影響系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。生產(chǎn)操作過(guò)程影響系統(tǒng)溶液體積平衡的主要原因是加入系統(tǒng)的水量，一般在焙燒制酸濕法鋅冶煉生產(chǎn)中，噸產(chǎn)品鋅耗水大約10t，其中蒸汽耗量約3.5～4.5t，加壓氧浸因?yàn)闆](méi)有焙燒制酸，噸產(chǎn)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(tǒng)的水量及蒸汽量是防止系統(tǒng)溶液體積膨脹的關(guān)鍵因素，一般加入系統(tǒng)的水有沖洗水、污水處理后的中水等，對(duì)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(jìn)入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)溶液體積膨脹［1］。

在傳統(tǒng)的硫化鋅精礦加壓氧浸生產(chǎn)中，對(duì)溶液加熱采用二種方式，第一種方式對(duì)進(jìn)高壓釜之前的溶液采用換熱器蒸汽間接加熱后進(jìn)入高壓釜，第二種方式在高壓釜內(nèi)設(shè)置盤管，對(duì)進(jìn)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(jīng)常造成換熱器腐蝕泄漏，固體顆粒堵塞，設(shè)備維護(hù)工作量大，采用高壓釜內(nèi)盤管蒸汽間接加熱溶液的方式，由于高壓釜內(nèi)的高溫高壓高酸作用，盤管易損壞，需經(jīng)常更換，更為嚴(yán)重的是因?yàn)楦邏焊獌?nèi)設(shè)置有盤管，致使物料在高壓釜內(nèi)流通不暢，經(jīng)常堵塞高壓釜，造成停釜清垢，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，因?yàn)楦邏焊诟邷馗邏簵l件下操作，經(jīng)常停釜或開(kāi)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(shè)備的腐蝕及堵塞，亦不會(huì)造成系統(tǒng)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(duì)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(guò)閃蒸過(guò)程，部分又可以蒸發(fā)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(huì)造成系統(tǒng)溶液體積膨脹。根據(jù)硫化鋅精礦加壓氧浸的特點(diǎn)，本方法技術(shù)方案如下：

（1）取消高壓釜內(nèi)的蒸汽間接加熱盤管。

（2）將蒸汽管直接聯(lián)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(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)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(duì)高壓釜排出的溶液進(jìn)行降溫降壓，以維持溶液熱平衡從溶液蒸發(fā)多余水份，保持系統(tǒng)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(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于［4］：

（1）采用蒸汽直接加熱方式，設(shè)備簡(jiǎn)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(shè)備容易腐蝕、固體顆粒堵塞的問(wèn)題，解決了高壓釜固物料流通不暢，造成停釜清垢的問(wèn)題。

（3）利用閃蒸過(guò)程，將蒸汽帶入溶液的水份部分又蒸發(fā)成水分帶出溶液，以維持高壓釜中溶液熱平衡，保持系統(tǒng)溶液體積平衡。

（4）采用高固體濃度礦漿進(jìn)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(jìn)行一段加壓氧浸過(guò)程中，硫化鋅精礦會(huì)發(fā)生放熱反應(yīng)，直接加熱溶液所需的蒸汽量較小，而通過(guò)閃蒸過(guò)程，可以從溶液中蒸發(fā)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(fā)溶液水份，縮小系統(tǒng)溶液體積的功能。

本方法的加壓氧浸蒸汽加熱工藝流程見(jiàn)圖1，傳統(tǒng)的加壓氧浸蒸汽加熱工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 傳統(tǒng)工藝流程圖

3 工藝過(guò)程描述

工藝過(guò)程描述如下［5］：

（1） 打開(kāi)閃蒸槽溶液排出口截止閥F1。

（2）打開(kāi)閃蒸槽調(diào)節(jié)閥F2，設(shè)定排氣壓力100～200KPa，自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力，排氣溫度102～120℃。

（3）打開(kāi)高壓釜排料調(diào)節(jié)閥F3，設(shè)定一定流量，根據(jù)高壓釜內(nèi)液位高低，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量。

（4）打開(kāi)高壓釜排料開(kāi)關(guān)閥F4。

（5）打開(kāi)高壓釜正常排氣口調(diào)節(jié)閥F5，自動(dòng)調(diào)節(jié)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(kāi)高壓釜進(jìn)料開(kāi)關(guān)閥F6。

（7）打開(kāi)高壓釜蒸汽進(jìn)口開(kāi)關(guān)閥F7，打開(kāi)蒸汽調(diào)節(jié)閥F8，自動(dòng)調(diào)節(jié)控制蒸汽流量，根據(jù)高壓釜內(nèi)溶液所需溫度，一般為120～150℃。

4 實(shí)施例

進(jìn)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(kāi)高壓釜進(jìn)料開(kāi)關(guān)閥F6，溶液進(jìn)入高壓釜，打開(kāi)高壓釜蒸汽進(jìn)口開(kāi)關(guān)閥F7，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥F8，加入蒸汽1.0t/h，控制高壓釜內(nèi)溶液溫度120～150℃，利用閃蒸槽對(duì)高壓釜排出的高溫高壓溶液進(jìn)行降溫降壓，同時(shí)從溶液中蒸發(fā)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(guò)閃蒸過(guò)程，對(duì)進(jìn)入高壓釜中溶液水份蒸發(fā)多排入大氣5.0-1.0=4.0t/h，縮小了溶液體積。

5 結(jié)語(yǔ)

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(guò)閃蒸過(guò)程，蒸汽帶入溶液的水份部分又可蒸發(fā)成水份帶出溶液，不會(huì)造成系統(tǒng)溶液體積膨脹，本方法設(shè)備簡(jiǎn)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(wèn)題，為一種硫化鋅精礦加壓氧浸高效、節(jié)能環(huán)保的蒸汽加入方法［6］。

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

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

［3］孫倬.重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)（常用數(shù)據(jù)卷）［K］.北京：冶金工業(yè)出版社， 1996：730-735.

［4］張樂(lè)如， 等.鉛鋅冶煉新技術(shù)［M］.長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)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(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)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(jí)工程師，國(guó)家注冊(cè)冶金工程師，主要從事有色金屬冶煉及冶煉煙氣收塵設(shè)計(jì)工作。E-mail：Lybin2@163.com