一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置，它包括溶液进入管道，蒸汽进入管道，高压釜，闪蒸槽；所述高压釜尾端的排料口与闪蒸槽的进料口连接；所述溶液进入管道从高压釜前端直接与高压釜内部连通；所述蒸汽进入管道从高压釜底部直接与高压釜内部连通。本发明还公开利用上述装置进行硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热方法。本发明充分考虑闪蒸槽的作用，利用压力容器溶液热平衡的特性，在一定温度及压力条件下，对压力容器中溶液采用蒸汽直接加热，蒸汽带入溶液的水份，通过闪蒸过程，部分又可以蒸发成水份带出溶液，仅保持加热溶液所需热量蒸汽变成水份留在溶液中，以维持压力容器溶液热平衡，不会造成系统溶液体积膨胀。
【专利说明】—种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于湿法冶金【技术领域】，具体涉及一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置及方法。
【背景技术】
[0002]湿法锌冶炼系统溶液体积平衡是生产过程中必须十分关注的问题，因为生产过程操作不当，就会发生系统溶液体积膨胀，由于湿法锌冶炼全系统设备容积是一定的，一旦系统溶液体积膨胀，要减小体积是比较困难的，花费时间较长，而生产过程是不允许溶液外泄的，因此，一般采取减少投料量的方式来维持生产，这样就造成系统溶液锌离子浓度降低，严重影响系统各项技术指标，生产操作过程影响系统溶液体积平衡的主要原因是加入系统的水量，一般在焙烧制酸湿法锌冶炼生产中，吨产品锌耗水大约10吨，其中蒸汽耗量约
3.5~4.5吨，加压氧浸因为没有焙烧制酸，吨产品锌耗水较低，其中蒸汽耗量约2.5吨，因此，控制加入湿法锌冶炼系统的水量及蒸汽量是防止系统溶液体积膨胀的关键因素，一般加入系统的水有冲洗水、污水处理后的中水等，对于蒸汽加热溶液尽量采用间接加热方式，以防止蒸汽变成水进入系统，造成系统溶液体积膨胀。
[0003]在传统的硫化锌精矿加压氧浸生产中，对溶液加热采用二种方式，第一种方式对进高压釜之前的料液采用换热器蒸汽间接加热后再进入高压釜，第二种方式是在高压釜内设置盘管，对进入高压釜的溶液采用蒸汽间接加热。采用换热器蒸汽间接加热溶液的方式，由于溶液含酸较高，含固 量较大，加热温度高，经常造成换热器腐蚀泄漏，固体颗粒堵塞，设备维护工作量大，采用高压釜内盘管蒸汽间接加热溶液的方式，由于高压釜内的高温高压高酸作用，盘管易损坏，需经常更换，更为严重的是因为高压釜内设置有盘管，致使物料在高压釜内流通不畅，经常堵塞高压釜，造成停釜清垢，严重影响生产，因为高压釜在高温高压条件下操作，经常停釜或开釜不容易，操作困难。高压釜内的盘管以及高压釜外的换热器带来了很多弊端，但是大家都担心蒸汽直接进入高压釜后变成水，然后进入料液中，使料液的体积膨胀，认为闪蒸槽只有降温降压的功能，而忽略了其在降温降压过程中排水蒸汽的功能，因此都没有真正对高压釜进行结构上的改进，没有拆除这些部件而直接将料液和蒸汽加入高压釜。
【发明内容】
[0004]本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置及方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
所述用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置包括溶液进入管道，蒸汽进入管道，高压釜，闪蒸槽；所述高压釜尾端的排料口与闪蒸槽的进料口连接；所述溶液进入管道从高压釜前端直接与高压釜内部连通；所述蒸汽进入管道从高压釜底部直接与高压釜内部连通。[0006]其中，所述高压釜顶部设有排气口，排气口处设有排气口调节阀。
[0007]所述排料口处设有排料开关阀；所述进料口处设有排料调节阀。
[0008]溶液进入管道上设有进料开关阀；所述蒸汽进入管道与高压釜的连接处设有蒸汽调节阀和蒸汽进口开关阀。
[0009]所述闪蒸槽上设有闪蒸槽排气口，闪蒸槽排气口处设有闪蒸槽调节阀；闪蒸槽(2 )上还设有溶液排出口，溶液排出口处设有截止阀。
[0010]所述用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热方法使用上述蒸汽加热装置，具体步骤为:
(1)打开截止阀Fl；
(2)打开闪蒸槽调节阀F2,设定排气压力100~200KPa,通过控制闪蒸槽调节阀F2的开度自动调节压力，设定排气温度102~120°C ；
(3)打开排料调节阀F3，设定一定流量，根据高压釜内液位高低，通过控制排料调节阀F3的开度来自动调节流量；打开排料开关阀F4 ；
(4)打开排气口调节阀F5，控制高压釜的工作压力为1000~1200Kpa，防止高压釜中溶液“跑液冒槽”；
(5)打开进料开关阀F6 ;使料液直接进入高压釜中，所述料液中固体的质量百分比浓度为 60— 70% ；
(6)打开蒸汽进口开关阀F7和蒸汽调节阀F8，使蒸汽直接进入高压釜内，通过调节F7和F8的开度自动调节控制蒸汽流量，控制高压釜内温度为120~150°C ;通过蒸汽对高压釜中的料液直接进行加热，被加热后的料液进入闪蒸槽进行降温降压，然后从溶液排出口排除。
[0011]下面结合原理对本发明作进一步说明:
本发明取消了高压釜内的蒸汽间接加热盘管；将蒸汽管直接联通高压釜，采用蒸汽直接加热溶液的方式；在高压釜的正常排气管口增设自动调节阀，以控制高压釜的工作压力，防止高压釜中溶液“跑液冒槽”;采用闪蒸槽对高压釜排出的溶液进行降温降压，以维持溶液热平衡从溶液蒸发多余水份，保持系统溶液体积平衡；减小水与硫化锌精矿混合的液固比，加大混合矿浆的固体浓度(混合矿浆中固体的质量百分比浓度为60— 70%)，以减小矿衆带入高压爸的水份。
[0012]本发明充分考虑闪蒸槽的作用，克服了现有技术人员担心蒸汽直接进入高压釜后变成水，然后进入料液中，使料液的体积膨胀的技术偏见，利用压力容器溶液热平衡的特性，在一定温度及压力条件下，对压力容器中溶液采用蒸汽直接加热，蒸汽带入溶液的水份，通过闪蒸过程，部分又可以蒸发成水份带出溶液，仅保持加热溶液所需热量蒸汽变成水份留在溶液中，以维持压力容器溶液热平衡，不会造成系统溶液体积膨胀。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
1、采用蒸汽直接加热方式，设备简单，操作容易，热效率高；
2、解决了采用蒸汽间接加热溶液，造成设备容易腐蚀、固体颗粒堵塞的问题，解决了高压釜固物料流通不畅，造成停釜清垢的问题；
3、利用闪蒸过程，将蒸汽带入溶液的水份部分又蒸发成水分带出溶液，以维持高压釜中溶液热平衡，保持系统溶液体积平衡；4、采用高固体浓度矿浆进入高压釜，以减小矿浆带入高压釜的水份；
5、在硫化锌精矿进行一段加压氧浸过程中，硫化锌精矿会发生放热反应，直接加热溶液所需的蒸汽量较小，而通过闪蒸过程，可以从溶液中蒸发出的水份将大于直接蒸汽加热溶液带入的水份，即采用高压釜硫化锌精矿加压氧浸直接蒸汽加热溶液的方式，具有蒸发溶液水份，缩小系统溶液体积的功能，可防止设备的腐蚀及堵塞问题，不会造成系统溶液体积膨胀。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明蒸汽加热装置的结构示意图。
[0015] 图中，1、高压釜；2、闪蒸槽；3、溶液进入管道；4、蒸汽进入管道；5、排气口 ；6、排料口 ；7、进料口 ；8、闪蒸槽排气口 ；9、溶液排出口 ；F1、截止阀；F2、闪蒸槽调节阀；F3、排料调节阀；F4、排料开关阀；F5、排气口调节阀；F6、进料开关阀；F7、蒸汽进口开关阀；F8、蒸汽调节阀。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
参见图1，所述用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置包括溶液进入管道3，蒸汽进入管道4，高压釜1，闪蒸槽2 ;所述高压釜I尾端的排料口 6与闪蒸槽2的进料口 7连接；其特征在于，所述溶液进入管道3从高压釜I前端直接与高压釜I内部连通；所述蒸汽进入管道4从高压釜I底部直接与高压釜I内部连通。
[0017]其中，所述高压釜I顶部设有排气口 5，排气口 5处设有排气口调节阀F5。
[0018]所述排料口 6处设有排料开关阀F4 ;所述进料口 7处设有排料调节阀F3。
[0019]溶液进入管道3上设有进料开关阀F6 ;所述蒸汽进入管道4与高压釜I的连接处设有蒸汽调节阀F8和蒸汽进口开关阀F7。
[0020]所述闪蒸槽2上设有闪蒸槽排气口 8，闪蒸槽排气口 8处设有闪蒸槽调节阀F2 ;闪蒸槽2上还设有溶液排出口 9，溶液排出口 9处设有截止阀Fl。
[0021]实施例2
一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热方法，所述方法使用实施例1所述的蒸汽加热装置，具体步骤为:
(1)打开截止阀Fl；
(2)打开闪蒸槽调节阀F2，设定排气压力100~200KPa，排气温度102~120°C；
(3)打开排料调节阀F3，打开排料开关阀F4；
(4)打开排气口调节阀F5，控制高压釜的工作压力为1000~1200KPa；
(5)打开进料开关阀F6;使料液直接进入高压釜中，所述料液中固体的质量百分比浓度为 60— 70% ；
(6)打开蒸汽进口开关阀F7和蒸汽调节阀F8，使蒸汽直接进入高压釜内，控制高压釜内温度为120~150°C ;通过蒸汽对高压釜中的料液直接进行加热，被加热后的料液进入闪蒸槽进行降温降压，然后从溶液排出口排除。
[0022]进入高压釜的溶液为:混合矿浆10m3/h (固体浓度65%，含水7t/h)，废酸34m3/h(含水31t/h)，打开高压釜进料开关阀F6，溶液进入高压釜，打开高压釜蒸汽进口开关阀F7,自动控制调节蒸汽调节阀F8，加入蒸汽1.0t/h，控制高压釜内溶液温度120~150°C，利用闪蒸槽对高压釜排出的高温高压溶液进行降温降压，同时从溶液中蒸发出水份排入大气，闪蒸槽的排气压力100~200kPa，排气温度102~120°C，排入大气水份5.0t/h。通过闪蒸过程，对进入高压釜中 溶液水份蒸发多排入大气5.0-1.0=4.0t/h，缩小了溶液体积。
【权利要求】
1.一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热装置，所述加热装置包括溶液进入管道(3)，蒸汽进入管道(4)，高压釜(1)，闪蒸槽(2);所述高压釜(I)尾端的排料口(6)与闪蒸槽(2)的进料口(7)连接；其特征在于，所述溶液进入管道(3)从高压釜(I)前端直接与高压釜(I)内部连通；所述蒸汽进入管道(4)从高压釜(I)底部直接与高压釜(I)内部连通。
2.如权利要求1所述的蒸汽加热装置，其特征在于，所述高压釜(I)顶部设有排气口(5)，排气口(5)处设有排气口调节阀(F5)。
3.如权利要求2所述的蒸汽加热装置，其特征在于，所述排料口(6)处设有排料开关阀(F4);所述进料口(7)处设有排料调节阀(F3)。
4.如权利要求3所述的蒸汽加热装置，其特征在于，溶液进入管道(3)上设有进料开关阀(F6);所述蒸汽进入管道(4)与高压釜(I)的连接处设有蒸汽调节阀(F8)和蒸汽进口开关阀(F7)。
5.如权利要求4所述的蒸汽加热装置，其特征在于，所述闪蒸槽(2)上设有闪蒸槽排气口(8)，闪蒸槽排气口(8)处设有闪蒸槽调节阀(F2);闪蒸槽(2)上还设有溶液排出口(9)，溶液排出口(9)处设有截止阀(Fl )。
6.一种用于硫化锌精矿加压氧浸的蒸汽加热方法，其特征在于，所述方法使用权利要求5所述的蒸汽加热装置，具体步骤为: (1)打开截止阀(Fl); (2)打开闪蒸槽调节阀(F2)，设定排气压力100~200KPa，排气温度102~120°C； (3)打开排料调节阀(F3)，打开排料开关阀(F4)； (4)打开排气口调节阀(F5)，控制高压釜的工作压力为1000~1200KPa； (5)打开进料开关阀(F6);使料液直接进入高压釜中，所述料液中固体的质量百分比浓度为 60— 70% ； (6)打开蒸汽进口开关阀(F7)和蒸汽调节阀(F8)，使蒸汽直接进入高压釜内，控制高压釜内温度为120~150°C ;通过蒸汽对高压釜中的料液直接进行加热，被加热后的料液进入闪蒸槽进行降温降压，然后从溶液排出口排除。
【文档编号】C22B19/00GK103952546SQ201410193975
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】何醒民, 舒见义, 张成松, 左小红, 陈阜东 申请人:长沙有色冶金设计研究院有限公司