本实用新型涉及矿产冶炼领域，具体而言，涉及一种有价金属的回收系统。
背景技术：
现有铜钴硫化物大多采用焙烧工艺进行加工，该工艺对硫含量要求较高，含量过低，硫无法实现自热，需要辅助加热系统；另外焙烧过程中钴损失较为严重，使得钴回收率低；而且焙烧得到的有价金属的浓度低，难以回收。此外，焙烧过程中含硫烟气排放对环境污染严重，环保效果差。焙烧过程中还需要较为庞大的燃料制备系统、焙烧窑系统、烟气处理系统等，这些设备的投资较大。
因此，仍需要对现有技术进行改进以解决现有技术中的铜钴硫化物中有价金属的回收存在效率低成本高的问题。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种有价金属的回收系统，以解决现有技术中有价金属的回收存在效率低成本高的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种有价金属回收系统，该回收系统包括：加压氧浸单元以及闪蒸单元，加压氧浸单元包括加压釜，加压釜具有氧气通入口、物料入口及物料出口；闪蒸单元具有闪蒸入口，闪蒸入口与物料出口相连通。
进一步地，加压釜包括釜腔及一个或多个隔板，一个或多个隔板将釜腔分割为多个相互连通的腔室，每个腔室中均设置有氧气通入口。
进一步地，加压氧浸单元还包括温控装置，温控装置包括冷却水管路和蒸汽管路，各腔室均设置有冷却水管路入口和蒸汽管路入口，冷却水管路通过冷却水管路入口通入各腔室中，蒸汽管路通过蒸汽管路入口通入各腔室中。
进一步地，隔板为多个，多个隔板的高度沿物料流动方向逐渐降低。
进一步地，加压釜还包括排气阀，排气阀靠近物料出口端设置在其中一个腔室上。
进一步地，每个腔室中均设置有搅拌装置。
进一步地，闪蒸单元包括闪蒸装置，闪蒸装置具有闪蒸入口，闪蒸入口与物料出口相连通。
进一步地，回收系统还包括尾气洗涤单元，尾气洗涤单元包括尾气洗涤装置，闪蒸单元还包括闪蒸排气口，尾气洗涤装置通过闪蒸排气口与闪蒸单元相连通。
进一步地，尾气洗涤单元还包括蒸汽及氧气缓冲装置，尾气洗涤装置包括洗涤气出口，蒸汽及氧气缓冲装置与洗涤气出口相连通。
进一步地，尾气洗涤装置还包括洗涤液出口，尾气洗涤单元还包括洗液储存装置，洗涤液出口与洗液储存装置相连通。
进一步地，回收系统还包括热量回收单元，热量回收单元与洗液储存装置相连通。
进一步地，热量回收单元包括：热量回收装置，包括热液入口及冷液出口；尾气洗涤装置包括洗涤液入口，热液入口与洗液储存装置相连通，冷液出口与洗涤液入口相连通。
进一步地，回收系统还包括给料单元，给料单元包括：给料泵，给料泵与物料入口相连通。
进一步地，给料单元还包括：给水泵，给水泵与冷却水管路相连通。
进一步地，给料单元还包括：矿浆稀释缓冲装置，矿浆稀释缓冲装置与给料泵相连通，并沿物料流动方向设置在给料泵的上游。
进一步地，给料单元还包括：矿浆储存装置，沿物料流动方向设置在矿浆稀释缓冲装置的上游，并与矿浆稀释缓冲装置相连通。
进一步地，给料单元还包括：水储存装置和酸液储存装置，水储存装置与给水泵相连通，酸液储存装置与矿浆稀释缓冲装置相连通，并沿物料流动方向设置在矿浆稀释缓冲装置上游。
应用本实用新型的技术方案，通过将加压氧浸单元与闪蒸单元相连通，便于采用加压氧浸法对铜钴镍硫化物中的有价金属进行浸出，在获得较高铜钴镍浸出率的同时将铁、铝等杂质抑制在浸出渣中，一定程度上提高了浸出液中有价金属的纯度，降低了后续工序除杂成本。而闪蒸单元的设置便于对高温高温下的加压氧浸单元的浸出产物进行降温减压，进而便于对气体和热量进行回收，降低能源及能量消耗，而且也便于与现有工艺装置进行衔接。该系统具有有价金属浸出率高、能耗低、原料的适应范围广、工艺可靠及投资成本低的优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的一种优选的实施例中的有价金属的回收系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、加压氧浸单元；20、闪蒸单元；30、尾气洗涤单元；40、热量回收单元；50、给料单元；
11、加压釜；111、物料入口；112、物料出口；113、氧气通入口；114、隔板；115、腔室；116、冷却水管路入口；117、蒸汽管路入口；118、排气阀；
21、闪蒸入口；22、闪蒸排气口；
31、尾气洗涤装置；32、蒸汽及氧气缓冲装置；33、洗液储存装置；
311、洗涤气出口；312、洗涤液出口；313、洗涤液入口；
41、热量回收装置；411、热液入口；412、冷液出口；
51、给料泵；52、给水泵；53、矿浆稀释缓冲装置；54、矿浆储存装置；55、水储存装置；56、酸液储存装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。
如背景技术提到的，现有技术中从铜钴镍硫化物中回收有价金属存在成本高效率低的缺陷，为了改善这一现状，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种有价金属回收系统，该系统包括：加压氧浸单元10以及闪蒸单元20，其中，加压氧浸单元10包括加压釜11，加压釜11具有氧气通入口113、物料入口111及物料出口112；闪蒸单元20具有闪蒸入口21，闪蒸入口21与物料出口112相连通。
上述有价金属回收系统通过将加压氧浸单元10与闪蒸单元20相连通，便于采用加压氧浸法对铜钴镍硫化物中的有价金属进行浸出，在获得较高铜钴镍浸出率的同时将铁、铝等杂质抑制在浸出渣中，一定程度上提高了浸出液中有价金属的纯度，降低了后续工序除杂成本。而闪蒸单元20的设置便于对高温高温下的加压氧浸单元10的浸出产物进行降温减压，进而便于对气体和热量进行回收，降低能源及能量消耗，而且也便于与现有工艺装置进行衔接。该系统具有有价金属浸出率高、能耗低、原料的适应范围广、工艺可靠及投资成本低的优点。
在上述有价金属回收系统中，上述加压氧浸单元10可以采用现有的加压釜，只要能够实现采用加压氧浸法对铜钴镍硫化物等矿物中的有价金属进行浸出回收即可。为了实现目标有价金属的更高浸出率，同时抑制杂质的浸出率，本申请一种优选实施例中，如图1所示，上述加压釜11采用卧式加压釜，更优选上述加压釜11包括釜腔及一个或多个隔板114，一个或多个隔板114将釜腔分割为多个相互连通的腔室115，每个腔室115中均设置有氧气通入口113，且两端的两个腔室115分别设置有物料入口111和物料出口112。
以物料是铜钴镍硫化物为例，上述加压釜11中发生的主要化学反应如下：
CoS+2O2＝CoSO4；
CuFeS2+4O2＝CuSO4+FeSO4；
NiS+2O2＝CoSO4；
FeS2+15O2+2H2O＝2Fe2(SO4)3+2H2SO4；
4FeSO4+O2+2H2SO4＝2Fe2(SO4)3+2H2O；
4FeSO4+O2+4H2O＝4H2SO4+2Fe2O3；
Fe2(SO4)3+3H2O＝Fe2O3+3H2SO4；
3Al2O3·3H2O+4H2SO4＝2(H3O)Al3(OH)6(SO4)2+4H2O。
从上述反应式可以看出，反应过程除了将铜钴镍的硫化物氧化为其相应的硫酸盐外，还可以将铁和/或铝杂质也转化为其相应的硫酸盐或氧化物、氢氧化物形式，从而对有价金属进行高效浸出。
上述优选实施例通过采用隔板114将加压釜11的釜腔分割为多个腔室115，且多个腔室115之间相互连通，使得待反应的物料先在与物料入口111连接的腔室115内与氧气发生反应，随着反应的进行，物料沿相邻腔室115之间的连通部向物料出口112方向的腔室115移动，由于各腔室115中均设置有氧气通入口113，铜钴镍硫化物等的矿浆能够被充分氧化浸出，进而使得有价金属的浸出率较高，而在氧气过量的情况下，矿浆中的铁、铝杂质被转化为氧化物或氢氧化物的形式抑制在浸出渣中，从而提高有价金属的纯度。
上述加压釜11内部优选采用钢衬防腐耐磨衬里，更优选每个腔室115配备一台机械搅拌装置，该搅拌装置采用适合于气体分散的浆叶形式，能够将通入到釜腔内的氧气充分打散并与硫化矿浆中的固体颗粒充分混合，达到额定的反应程度，同时保证氧气的利用率。
上述隔板114存在的目的是使物料在从入口到出口的推进过程中，在各个腔室115有一定的停留时间，从而延长物料在加压釜11中与氧气的接触反应时间，进而使得被氧化完全，有价金属浸出率提高。因而，对隔板114的具体设置形式也无特殊要求，只要能够实现上述目的即可。在本申请一种优选的实施例中，上述隔板114为多个，多个隔板114的高度沿物料流动方向逐渐降低。
上述优选实施例中，多个隔板114的高度沿物料流动方向逐渐降低是指多个隔板114被设置在加压釜11釜腔的同一腔内壁面上时，隔板114的高度从物料入口111到物料出口112方向上逐渐降低。这种设置方式有利于使最先进入釜腔的物料能够在充分反应的同时尽快从物料出口112排出，既使反应彻底又提高生产速率。
上述硫化矿物料与氧气反应过程通过自热维持反应，即通过硫化物与氧气之间的反应热，使系统温度维持在160～220℃之间。反应温度过高容易导致设备超温损坏或失效，容易引起安全事故。反应温度过低容易造成硫化物反应不彻底，有价金属回收率低。通过控制硫化矿物料与氧气反应的浓度即可控制系统温度维持在上述范围内。
为了更方便、更准确地控制系统温度，在本申请一种优选的实施例中，上述加压氧浸单元10还包括温控装置，该温控装置包括冷却水管路和蒸汽管路，各腔室115均设置有冷却水管路入口116和蒸汽管路入口117，冷却水管路通过冷却水管路入口116与各腔室115相连通，蒸汽管路通过蒸汽管路入口117与各腔室115相连通。
由于维持系统温度稳定性对有价金属的浸出率有重要影响，上述优选实施例中通过在各反应腔室115内设置冷却水管路和蒸汽管路，使得反应过程中当系统温度过高时，采用通入冷却水的模式来控制釜内反应温度，当釜内温度不足时可以通入蒸汽辅助加热。而且上述温控装置还可以通过自动控制系统来实现。采用自动控制系统可以将温度控制在±2℃，有效的保证了硫化物矿浆的反应率以及系统的安全可靠性。
除上述温度外，加压釜11内的反应过程中还存在另外一个重要因素---压力。加压釜11内的压力主要是由矿浆在相应温度下产生的热蒸汽的压力及系统的不凝气体(主要是氧气)的分压组成，保持一定的氧分压能够加速硫化矿固体的反应率，并有利于釜内金属件的抗腐蚀性。但过高的氧分压或釜内总压容易导致超压的安全事故，因此在操作过程中可以通过控制反应放热和通入氧气量来控制氧分压及总压。为了使压力控制更准确，系统操作更安全，在本申请一优选实施例中，上述加压釜11还包括排气阀118，排气阀118靠近物料出口112端设置在其中一个腔室115上，加压釜11通过排气阀118来实现压力控制，即在釜内压力低时降低排气量、压力高时增大排气量的模式。同时加压釜11的釜体还配备了安全阀，以保证系统不全出现超压工作的情况。
由于加压釜11内属于高温、高压、高酸度的环境，相应的管路系统对连续操作的影响很大。加压釜11内的管路系统主要包括给料矿浆管路、排料矿浆管路、冷却水管路、蒸汽管路、氧气管路、排气管路等。各管路均为压力管道，承受着高温、高压、高腐蚀及高磨蚀的介质条件，因此各管路及管路上的阀门均为高镍不锈钢或是钛材管道及阀门。为了保证各管路系统的安全性、尽快发现泄漏点或异常情况，本申请的加压氧浸单元10还配置了相应的检测工具，用于随时监控温度、压力等异常情况的发生；自动温控或压力控制系统的各类仪表也能够指示各管路及设备的工作情况，通过报警或紧急停车程序避免事故的发生。
上述加压氧浸单元10的具体配置形式可以是室内配置，配置在8m宽度的钢结构厂房内，同时配备一台检修吊车用于相关搅拌、釜衬里及管路系统的维修工作。分为两层配置，一层为加压釜11底部操作区域，用于清理釜内积渣或是结垢；二层平台主要为平时的操作及巡视。
上述回收系统中的闪蒸单元20主要作用是将加压氧浸单元10中的高温高压进行减压降温，并对其中的含酸气体进行净化和对热量进行回收，因此，任何满足上述功能的闪蒸装置的设置形式均适用于本申请。在本申请一优选实施例中，上述闪蒸单元20包括闪蒸装置，闪蒸装置具有闪蒸入口21。
闪蒸单元20主要是将加压釜11内高温、高压矿浆降到常压及沸点状态，实现与下游工序的正常衔接；在闪蒸降温降压过程中，由于矿浆体系闪蒸出大量的二次蒸汽，这部分二次蒸汽中含有固体颗粒以及酸性液滴，会对管路系统及设备造成非正常磨损及腐蚀。优选上述闪蒸装置为闪蒸槽，且闪蒸槽具有闪蒸阀，采用具有耐酸、耐磨的陶瓷部件及设备保护相应的工艺管路及设备，使得闪蒸单元20能够有效地在酸性体系下进行闪蒸，并能够使整体装置的有效作业率达到90％以上。
闪蒸单元20的具体配置形式可以是多层露天配置，配置在8m宽度的钢结构框架内，其中一层平面为清理闪蒸槽内积料及结垢通道，二层平台为闪蒸槽支撑平台，顶层平台为闪蒸阀系统操作及维护平台。
上述回收系统中，对闪蒸后产生的含酸二次蒸汽进行净化达标排放及对热量进行回收可以采用现有工艺进行操作。为了提高处理效率，降低处理成本，在本申请一种优选的实施例中，上述回收系统还包括尾气洗涤单元30，尾气洗涤单元30包括尾气洗涤装置31，闪蒸装置还包括闪蒸排气口22，尾气洗涤装置31通过闪蒸排气口22与闪蒸装置相连通。
上述尾气洗涤装置31主要处理来自闪蒸单元20及加压氧浸单元10的排气，其中闪蒸单元20为主要排气源。闪蒸单元20在闪蒸过程中排出的二次蒸汽中含有固体颗粒以及酸性液滴，该部分废气直接排放容易对环境造成污染，因而需要进行净化处理。本申请采用尾气洗涤装置31与闪蒸排气口22，不仅有效洗涤了蒸汽中夹带的固体颗粒及酸性液滴，达到环保排放的要求，而且洗水经后续气体收集和热量回收后可循环使用，相当于减少了洗水用量，从而降低了系统的能耗。此外，该洗水也可以通过自动控制，并根据系统所需要热量来调节洗水用量。该尾气洗涤装置31对固体颗粒以及酸性液滴的洗涤效率达到99％以上。
上述尾气洗涤单元30在对含酸二次蒸汽进行洗涤净化的同时，排出多余氧气及净化后的蒸汽，为了提高气体的利用效率降低能耗，在本申请一种优选实施例中，上述尾气洗涤单元30还包括蒸汽及氧气缓冲装置32，尾气洗涤装置31包括洗涤气出口311，蒸汽及氧气缓冲装置32与洗涤气出口311相连通。通过尾气洗涤装置31的洗涤气出口311将净化后的蒸汽和氧气进行收集，可进行循环利用。蒸汽及氧气缓冲装置32可以是蒸汽及氧气缓冲罐。
上述尾气洗涤装置31在用洗水对含酸二次蒸汽进行洗涤的同时，也对蒸汽中的热量进行交换，因而，洗水被加热成洗涤液。为了进一步对热量进行回收利用，降低能耗，在本申请另一种优选实施例中，上述尾气洗涤装置31还包括洗涤液出口312，尾气洗涤单元30还包括洗液储存装置33，洗涤液出口312与洗液储存装置33相连通。洗液储存装置33可以是储槽或储罐，以保存洗涤液的热量以便回收利用。
在本申请另一种优选实施例中，上述回收系统还包括热量回收单元40，热量回收单元40与洗液储存装置33相连通。任何能够将洗液储存装置33中的洗液的热量进行回收的装置均适用于本申请。
在本申请另一种优选实施例中，上述热量回收单元40包括：热量回收装置41，包括热液入口411及冷液出口412；尾气洗涤装置31包括洗涤液入口313，热液入口411与洗液储存装置33相连通，冷液出口412与洗涤液入口313相连通。
在一种具体的设置形式中，上述尾气洗涤单元30的洗液贮存装置，如洗液储槽配置在一层平面上，洗涤液依靠自流的形式从排入到洗液贮槽，冷液通过输送泵再次送到热能回收区域。
上述蒸汽及氧气缓冲装置32为系统的辅助设备，用于接收净化后的蒸汽及氧气，同时提供相应的压力控制阀组操作，以达到额定的进釜压力要求。
尾气洗涤单元30具体可以为多层露天配置，配置在8m宽度的钢结构框架内，一层为洗液贮存槽及缓冲罐区域、二层为尾气洗涤装置31支撑平台及操作平台、顶层为相应排气管道的支撑平台。
在进行加压氧浸单元10的上游，包括各种对矿物原料及矿浆的各种前处理装置，具体根据矿物种类及氧浸反应条件的不同而存在差异。在本申请的优选实施例中，上述回收系统还包括给料单元50，给料单元50包括：给料泵51，给料泵51与物料入口111相连通。
优选地，给料单元50还包括：给水泵52，给水泵52与冷却水管路相连通。
优选地，给料单元50还包括：矿浆稀释缓冲装置53，矿浆稀释缓冲装置53与给料泵51相连通，并沿物料流动方向设置在给料泵51的上游。
优选地，给料单元50还包括：矿浆储存装置54，沿物料流动方向设置在矿浆稀释缓冲装置53的上游，并与矿浆稀释缓冲装置53相连通。
优选地，给料单元50还包括：溶液储存装置，溶液储存装置包括水储存装置55和酸液储存装置56，水储存装置55与给水泵52相连通，酸液储存装置56与矿浆稀释缓冲装置53相连通，并沿物料流动方向设置在矿浆稀释缓冲装置53上游。
给料单元50按功能划分包括硫化矿浆贮存、溶液贮存、给料混合、加压釜给料泵等。矿浆储存装置54具体可以是硫化矿浆贮槽，包括1台给料矿浆贮槽，提供4小时高浓度硫化矿浆的贮存，用于与上游矿浆制备工序之间的缓冲，硫化矿浆贮槽带有机械搅拌浆，用于保证贮槽内的矿浆处于悬浮状态，避免发生固体颗粒沉淀。此外，该硫化矿浆贮槽还配置有中转离心泵，用于矿浆之间的传输。
溶液储存装置具体可以是溶液贮槽，包括2台溶液贮存，提供约4小时的溶液贮存。溶液分为普通工艺水与弱酸性溶液，其中普通工艺水主要用于加压釜11内温度的控制，与冷却水管路相连通。弱酸性溶液用于高浓度硫化矿浆的稀释，满足进釜矿浆浓度要求，该贮槽配置中转离心泵，用于溶液之间的传输。
矿浆稀释缓冲装置53具体可以是缓冲槽，比如可以是2台矿浆稀释缓冲槽。主要用于将高浓度硫化矿浆与弱酸性溶液混合，达到进釜矿浆浓度的要求，并提供一定时间的贮存功能。该缓冲槽内带机械搅拌浆，用于保证贮槽内的矿浆处于充分搅拌混合状态，在达到较好的混合效果的同时避免发生固体颗粒沉淀。该缓冲槽内还配置有中转离心泵，用于向加压釜给料泵输送矿浆。
加压釜11的给料单元50还包括给料泵51和给水泵52。具体而言，包括2台加压釜矿浆给料泵及2台工艺水泵，4台泵均为高压隔膜泵。其中2台加压釜矿浆给料泵在接收矿浆稀释缓冲槽制备完成的矿浆之后，通过隔膜腔后侧的油压增加之后加续输送到加压釜内，满足进料的需要，进料压力控制在1.5～3.2MPa。另外2台工艺水泵在接收溶液贮槽输送过来的工艺水，通过隔膜腔后侧的油压增加之后加续输送到加压釜11内，满足釜内温度控制的要求，进料压力控制在1.5～3.2MPa。
给料单元50具体配置形式可以为室外露天配置，方便各贮槽的检修。给料泵51及给水泵52等与加压釜11更近的装置为室内配置，以保护各电气、仪表及控制柜。同时还可以设置检修吊车，用于对加压釜给料泵进行维护。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：上述有价金属回收系统通过将加压氧浸单元与闪蒸单元相连通，便于采用加压氧浸法对铜钴镍硫化物中的有价金属进行浸出，在获得较高铜钴镍浸出率的同时将铁、铝等杂质抑制在浸出渣中，一定程度上提高了浸出液中有价金属的纯度，降低了后续工序除杂成本。而闪蒸单元的设置便于对高温高温下的加压氧浸单元的浸出产物进行降温减压，进而便于对气体和热量进行回收，降低能源及能量消耗，而且也便于与现有工艺装置进行衔接。该系统具有有价金属浸出率高、能耗低、原料的适应范围广、工艺可靠及投资成本低的优点。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。