CN101899567B - 矿石加压浸出工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种矿石加压浸出工艺，包括：分级预热步骤：用蒸汽将矿石制成的矿浆分级加热到预定的预热温度；浸出步骤：将分级加热到预热温度的矿浆输送到高压釜内以在预定的浸出压力和预定的浸出温度下进行酸浸以得到浸出浆液；降温降压步骤：通过闪蒸对浸出浆液降温降压；和中和、分离和净化步骤：中和并分离降温降压后的浸出浆液以得到浸出渣和浸出液，且对浸出液进行净化。根据本发明的矿石加压浸出工艺，能源消耗少、加热快和热利用效率高、成本低。

Description

矿石加压浸出工艺

技术领域

本发明涉及一种湿法冶炼工艺，尤其是涉及一种矿石加压酸浸工艺。

背景技术

湿法冶炼工艺由于其环保方面的优势，在冶金领域越来越得到广泛的应用以代替火法冶炼工艺。湿法冶炼工艺主要包括常压浸出和加压浸出，其中加压浸出工艺的流程大体是首先将矿石制成矿浆，然后预热矿浆，将预热后的矿浆在高压釜内进行加压酸浸，然后降温降压、中和、分离浸出浆液并净化浸出液。

在传统的加压浸出工艺中，都是将矿浆一步加热到所需的预热温度。例如，中国专利申请CN1400321A公开了一种硫化锌精矿加压浸出方法，其中用蒸汽将硫化锌精矿一步加热到60-80摄氏度，然后在压力为0.8-1.3MPa、温度为135-155摄氏度的条件下在高压釜内进行浸出。

上述传统加压浸出工艺仅适用于预热温度要求较低(例如预热温度在100摄氏度以下)的情况，例如预热温度为60-80摄氏度的硫化锌精矿。对于需要较高预热温度的诸如红土镍矿和金矿的矿石，如红土镍矿需要预热到200摄氏度以上的预热温度，远高于硫化锌精矿的预热温度。如果利用传统加压浸出工艺将红土镍矿一步加热到200摄氏度以上的预热温度，需要消耗大量的加热蒸汽，热利用效率低，且加热时间厂，成本高。

此外，对于浸出温度较高的情况，传统的加压浸出工艺的降温降压也是一步完成，因此降温降压的时间长，效率低，且降温降压产生的热量没有得到循环利用，导致能源浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种矿石加压浸出工艺，其中矿浆被分级(分步)加热到预热温度，从而能源消耗少、加热快和热利用效率高、成本低。

为了实现上述目的，本发明提出一种矿石加压浸出工艺，包括：分级预热步骤：用蒸汽将矿石制成的矿浆分级加热到预热温度；浸出步骤：将分级加热到预热温度的矿浆送入高压釜以在预定的浸出压力和预定的浸出温度下进行酸浸以得到浸出浆液；降温降压步骤：通过闪蒸对浸出浆液降温降压；和中和、分离和净化步骤：中和并分离降温降压后的浸出浆液以得到浸出渣和浸出液，且对浸出液进行净化。

根据本发明实施例的矿石加压浸出工艺，由于分步地将矿浆加热到所需的预热温度，因此热利用效率高，加热快，热量消耗少，成本低。

另外，根据本发明实施例的矿石加压浸出工艺还具有如下附加技术特征：

所述分级预热步骤包括：用蒸汽将矿浆加热到第一预热温度；用蒸汽将加热到第一预热温度的矿浆加热到第二预热温度；和用蒸汽将加热到第二预热温度的矿浆加热到第三预热温度。

通过三级加热将矿浆加热到所需的预热温度，蒸汽消耗量少，加热效率高，而且，从热效率、投资、设备运行及维护综合效益考虑，三级加热相对于二级和四级以上加热更好，三级加热的方式即满足了分步加热的要求，而且所需设备相对少，降低了投资成本。

所述降温降压步骤为分级降温降压。例如，所述降温降压步骤包括：将浸出液降到第一温度和第一压力；将降到第一温度和第一压力的浸出液降到第二温度和第二压力；和将降到第二温度和第二压力的浸出液降到第三温度和第三压力。

通过分步对浸出浆液降温降压，能够快速降低浸出浆液的温度和压力。此外，与预热类似，通过三级降温降压，即实现了分级降温降压，而且设备投资少，成本也相应低。

根据本发明的一个实施例，将矿石加热到第一预热温度是利用将浸出液降到第三温度和第三压力所产生的蒸汽进行的，将矿石加热到第二预热温度是利用将浸出液降到第二温度和第二压力所产生的蒸汽进行的，且将矿石加热到第三预热温度是利用将浸出液降到第一温度和第一压力所产生的蒸汽进行的。

通过闪蒸对浸出浆液三级降温降压，每一级降温降压时都产生蒸汽，而将产生的蒸汽相对应地用于分级预热，能够循环利用降温降压产生的蒸汽，提高了循环经济效益，节约了能源，降低了成本。

根据本发明实施例的矿石加压浸出工艺可以用于加压浸出红土镍矿。

例如，对于红土镍矿而言，所述第一预热温度为85-100℃，第二预热温度为140-170℃，且第三预热温度为185-220℃。

此外，对于红土镍矿而言，所述第一温度和第一压力分别为200-230℃和1.56-2.8MPa，第二温度和第二压力分别为150-180℃和0.48-1MPa，且第三温度和第三压力分别为100-110℃和0.1-0.14MPa。

本发明的发明人通过试验证明，在对红土矿进行加压浸出时，选择上述三段预热温度划分和降温降压温度和压力划分的效果更好。

当矿石为红土镍矿时间，高压釜内的浸出压力为3.8-6MPa，且浸出温度为240-270℃。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的矿石加压浸出工艺的流程示意图；

图2是根据本发明另一实施例的矿石加压浸出工艺的流程示意图；和

图3是用于实施图2所示矿石加压浸出工艺的加压浸出设备示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图详细描述根据本发明实施例的矿石加压浸出工艺。

如图1所示，根据本发明一个实施例的矿石加压浸出工艺流程包括如下步骤：

分级预热步骤S1，其中用蒸汽将制成矿浆形式的矿石预热到所需的预热温度，该预热温度可以根据不同的矿石进行确定。分级加热到预热温度就是分步地加热矿浆，而不是一步将矿浆加热到预热温度，即首先将在一个预热器内将矿浆加热到一个中间温度，然后将加热到所述一个中间温度的矿浆输送到另一个预热器内，用蒸汽将矿浆加热到另一个中间温度，依次进行，最后，用蒸汽将矿浆加热到进入高压釜进行浸出之前的所需的预热温度。

例如，可以采取三级加热的方式分级加热矿浆，首先用蒸汽将矿浆加热到第一预热温度；接着，用蒸汽将加热到第一预热温度的矿浆加热到第二预热温度；和用蒸汽将加热到第二预热温度的矿浆加热到第三预热温度。第三预热温度就是所需的预定预热温度。通过三级加热方式，不但能够具有上述效果，而且节省设备投资成本。

接着进行浸出步骤S2，其中将分级加热到所需预热温度的矿浆输送到高压釜内，向高压釜内通入蒸汽，在预定的浸出压力和预定的浸出温度下利用硫酸对矿石进行高压酸浸，以便得到浸出浆液。所述预定的浸出压力和浸出温度可以根据具体的矿石确定。

接下来进行降温降压步骤S3，其中通过闪蒸对浸出浆液进行降温降压，例如也采取分级的方式进行降温降压。例如，与三级加热方式类似，可以采用三级降温降压方式，首先，将浸出液降到第一温度和第一压力；接着，将降到第一温度和第一压力的浸出液降到第二温度和第二压力；最后，将降到第二温度和第二压力的浸出液降到第三温度和第三压力。第三温度和第三压力就是适于下面将要进行的中和的温度。

通过闪蒸将浸出浆液的温度和压力降到预定的温度，同时产生蒸汽，可选地，产生的蒸汽可以循环用于将矿浆加热到所需的预热温度，例如，利用将浸出液降到第三温度和第三压力所产生的蒸汽将矿石加热到第一预热温度，利用将浸出液降到第二温度和第二压力所产生的蒸汽将矿石加热到第二预热温度，以及利用将浸出液降到第一温度和第一压力所产生的蒸汽将矿石加热到第三预热温度。从而循环利用了能源，减少了浪费，降低了成本。

最后进行中和、分离和净化步骤S4，其中对降温降压后的浸出浆液进行中和，例如用石灰石等中和到所需的PH值，然后分离浸出浆液以得到浸出渣和浸出液，最后对浸出液进行净化。由于中和、分离和净化步骤是加压浸出工艺中已知的流程，本领域的普通技术人员能够容易理解，这里不再详细描述。

根据本发明的矿石浸出工艺，由于采取分级加热方式将矿浆加热到所需的预热温度，因此热利用效率高，加热快，减少蒸汽消耗，降低了成本。此外，通过分级降温降压，能够快速地降低浸出浆液的温度和压力，提高了效率。根据本发明的矿石浸出工艺特别适合浸出温度要求较高的矿石，例如红土镍矿和金矿等。

下面参考图2和图3以红土镍矿为例描述根据本发明另一实施例的加压浸出工艺。

图3是用于实施图2所示加压浸出工艺的加压浸出设备示意图。如图3所示，所述加压浸出设备包括第一预热器2a，第二预热器2b，和第三预热器2c，其中第二预热器2b的进料口和出料口分别与第一预热器2a的出料口和第三预热器2c的进料口连通，第三预热器2c的出料口与高压釜1的进料口相连通。加压浸出设备还包括第一降温降压槽(闪蒸槽)3a，第二降温降压槽(闪蒸槽)3b和第三降温降压槽(闪蒸槽)3c。第二降温降压槽(闪蒸槽)3b的进料口和出料口分别与第一降温降压槽(闪蒸槽)3a的出料口和第三降温降压槽(闪蒸槽)3c的进料口相连通，第一降温降压槽3a的进料口与高压釜1的出料口相连。根据图3所示的加压浸出设备，用于执行三级预热和三级闪蒸降温降压的加压浸出工艺，与二级预热和二级闪蒸降温降压相比，效率更高，与四级和四级以上的预热和降温降压相比，设备投资大大降低，因此更加有利。

将红土镍矿的矿浆加入到第一预热槽2a内，通过蒸汽将矿浆一级加热到大约85-100℃(步骤S11)，所述蒸汽例如可以是第三降温降压槽(闪蒸槽)3c内通过闪蒸降温降压浸出浆液时产生的蒸汽。

然后，将加热到大约85-100℃的矿浆输送到第二预热槽2b内并且用蒸汽将矿浆二级加热到大约140-170℃(步骤S12)，所述蒸汽例如可以是第二降温加压槽3b内通过闪蒸降温降压浸出浆液时产生的蒸汽。

接着，将加热到大约140-170℃的矿浆输送到第三预热槽2c内，并且用蒸汽三级加热到大约185-220℃(步骤S13)，所用蒸汽可以是第一降温加压槽3a内通过闪蒸降温降压浸出浆液时产生的蒸汽。

最后，将矿浆输送到高压釜1内，向高压釜1内通入蒸汽，蒸汽可以是新蒸汽进行酸浸以得到浸出浆液(步骤S2)，例如可以使用硫酸进行酸浸，高压釜1内的浸出压力为大约3.8-6MPa，浸出温度为大约240-270℃。

经过预定时间的浸出后，将酸浸得到的浸出浆液输送到第一降温降压槽(闪蒸槽)3a内通过闪蒸进行一级降温降压(步骤S31)，例如降温到大约200-230℃，降压到大约1.56-2.8MPa。如上所述，闪蒸产生的蒸汽返回到第三预热器2c，用于三级预热。

然后，将降温到大约200-230℃、降压到大约1.56-2.8MPa的浸出浆液输送到第二降温降压槽(闪蒸槽)3b通过闪蒸进行二级降温降压(步骤S32)，例如降温到大约150-180℃、降压到大约0.48-1MPa。二级闪蒸产生的蒸汽返回到第二预热器2b用于二级预热，循环利用。

二级降温降压后的浸出浆液输送到第三降温降压槽(闪蒸槽)3c通过闪蒸进行三级降温降压(步骤S33)，如降温到大约100-110℃、降压到大约0.1-0.14MPa。三级闪蒸产生的蒸汽返回第一预热器2a用于一级预热。

最后，将三级降温降压后的浸出浆液进行中和，然后分离成浸出渣和浸出液，并且净化浸出液回收镍等成分(步骤S4)。

根据本发明实施例的红土镍矿加压浸出工艺，由于预热和降温降压都是分成三级，大大提高了效率，减少了蒸汽的消耗，并且闪蒸降温降压产生的蒸汽返回用于预热，循环利用了热量，进一步降低了能耗。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种矿石加压浸出工艺，其特征在于，包括：

分级预热步骤：用蒸汽将矿石制成的矿浆分级加热到预定的预热温度，其中，所述矿石为红土镍矿；

浸出步骤：将分级加热到预热温度的矿浆输送到高压釜内以在预定的浸出压力和预定的浸出温度下进行酸浸以得到浸出浆液；

降温降压步骤：通过闪蒸对浸出浆液降温降压；和

中和、分离和净化步骤：中和并分离降温降压后的浸出浆液以得到浸出渣和浸出液，且对浸出液进行净化，

其中，

所述分级预热步骤包括：

用蒸汽将矿浆加热到第一预热温度；

用蒸汽将加热到第一预热温度的矿浆加热到第二预热温度；和

用蒸汽将加热到第二预热温度的矿浆加热到第三预热温度，

其中，所述第一预热温度为85-100℃，第二预热温度为140-170℃，且第三预热温度为185-220℃；

所述降温降压步骤为分级降温降压；

所述降温降压步骤包括：

将浸出液降到第一温度和第一压力；

将降到第一温度和第一压力的浸出液降到第二温度和第二压力；和

将降到第二温度和第二压力的浸出液降到第三温度和第三压力，其中，所述第一温度和第一压力分别为200-230℃和1.56-2.8MPa，第二温度和第二压力分别为150-180℃和0.48-1MPa，且第三温度和第三压力分别为100-110℃和0.1-0.14MPa。

2.根据权利要求1所述的矿石加压浸出工艺，其特征在于，将矿石加热到第一预热温度是利用将浸出液降到第三温度和第三压力所产生的蒸汽进行的，将矿石加热到第二预热温度是利用将浸出液降到第二温度和第二压力所产生的蒸汽进行的，且将矿石加热到第三预热温度是利用将浸出液降到第一温度和第一压力所产生的蒸汽进行的。

3.根据权利要求1所述的矿石加压浸出工艺，其特征在于，所述浸出压力为3.8-6.0MPa，且所述浸出温度为240-270℃。

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