CN102925680B - 一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法,该方法通过对硫化锌精矿加压浸出过程操作条件的控制,解决了调节槽的堵塞问题,保证了生产系统连续稳定的运行,提高了系统的生产效率。通过采用两种浸出添加剂,与单一添加剂相比,添加剂的单耗由每吨精矿2kg降低到1.5kg,降幅达25~30%,降低了生产成本。由于有效添加剂的加入,避免了浸出过程中熔融硫对未反应精矿的包裹,使精矿反应更加完全,浸出率达到98~98.5%,提高了资源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法。
背景技术
硫化锌精矿直接加压浸出的一般操作条件为:进料矿浆浓度50—70%,控制反应器温度110—155℃,压力1.0MPa—1.5MPa,氧气浓度95%以上,酸度10—50g/l。生产过程中会由于反应器操作条件控制不当,导致浸出过程生成的元素硫熔融,粘度增大,与未反应的硫化物形成包裹聚合物,影响精矿反应的完全程度,降低锌的浸出率,不利于资源利用率的提高。同时浸出后的物料粒径在调节槽内急速长大,形成:“压槽”现象,损坏调节槽搅拌器,严重时引起整个系统堵塞,致使生产无法进行。
发明内容
为了确保硫化锌精矿直接加压浸出工艺的稳定运行,本发明旨在提供一种控制加压浸出物料粒径的方法。
为了达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法,包括如下步骤:
(1)将矿浆送入反应器;反应器中反应条件如下:反应时间为1—2h,搅拌转速为75—90r/min;温度为145—155℃,优选为150℃;矿浆酸度为20—50g/L,优选30g/L;氧气压力为1000—1300kPa(g),优选为1200 kPa(g);添加剂的加入率为1.0—1.5kg/t,优选为1.5 kg/t;所述添加剂由木质磺酸钙和坚木栲胶按质量比1:0.5—1.5,优选1:1组成;
(2)将经反应器反应后排出的矿浆送入闪蒸槽进行初步降温,所述排出时的矿浆温度为145—155℃,优选150℃;压力为1000—1300kPa(g),优选1200 kPa(g);初步降温后的矿浆温度为116—120℃,优选120℃;压力为95—105kPa(g),优选100 kPa(g);
(3)将初步降温后的矿浆送入调节槽进一步搅拌降温,控制矿浆在调节槽内停留时间为30—50min,优选40min;降温后矿浆的温度为90—95℃,压力为常压,粒径小于100μm。
其中,以重量百分比计,步骤(1)所述矿浆浓度为65—70%,其中,98%的矿浆粒径小于44μm;所述反应器中的搅拌机选择低转速大直径双层搅拌机;所述调节槽中的搅拌机选择柔性传动带三层桨叶的搅拌机,在反应槽底部事故排出口设置备用泵。
本发明方法可在现有技术的设备中实现,所述设备包括反应器,与反应器连接的闪蒸槽和与闪蒸槽连接的调节槽。
本发明还提供了一种用于上述方法的添加剂,所述添加剂由木质磺酸钙和坚木栲胶按质量比1:0.5—1.5组成;所述添加剂中木质磺酸钙和坚木栲胶的质量比为1:1。
在上述操作条件下,硫化锌精矿在反应器内停留1~2h,金属锌溶解形成硫酸锌进入溶液,硫被氧化,在150℃的温度环境下为熔融单质硫,与浸出过程中产生的铁、钙等沉淀入渣。在严格控制过程操作条件的情况下,既可以保证物料在反应器内不与未反应的硫化锌精矿形成包裹,使反应过程中金属锌浸出率达到98%以上,又可以控制反应后的渣浆在降温降压过程中粒径范围为50~100μm,从而确保上述步骤(3)的料浆从调节槽顺利溢流排出,不形成“压槽”现象,进入后续液固分离工序。
下面结合原理及优点对本发明作进一步说明:
当压力为900~1300kPa时,在130~140℃温度范围内,硫的形态对生产过程造成不利影响的程度最严重。本发明避开此温度范围是关键,温度控制主要靠调节进入反应器的蒸汽量及废电解液加热温度。
传统硫化锌精矿直接加压浸出反应过程中,一般选用的添加剂为木质磺酸钙,其分子式为C20H24CaO10S2,为一种高分子线形化合物,具有良好地扩散性。然而单一的添加剂不能保证取得理想的效果。本发明方法选用木质磺酸钙和坚木栲胶(分子式为C76H52O46)两种添加剂(两者的质量比为1:1)来对熔融硫进行分散,因为木质磺酸钙为分散剂,而坚木栲胶则是一种鞣剂,两种添加剂的同时使用,可以分散熔融硫,控制包裹物粒径的长大,使反应器内锌精矿浸出反应程度更完全,从而提高锌的浸出率。
对于所有的化学反应而言,反应器搅拌强度越大,物料接触越充分,反应越完全。硫化锌精矿直接浸出为固液气三相反应,反应器搅拌机的设计和选型非常重要。本发明选用低转速大直径双层搅拌机实现反应器内转速75—90r/min,用以保证物料的搅拌强度和搅拌均匀度。
料浆从反应器排出后,当温度降到120℃以下时,物料粒径在继续的降温降压过程中会有很大的差别。操作条件控制不当,粒径会急剧长大,粒径将超过200μm,甚至结块,在调节槽内沉槽,造成系统堵塞,致使调节槽搅拌器无法运转,对搅拌器造成损坏。本发明选用合适容积的调节槽,控制物料在调节槽内停留时间为40min左右,在较短的时间内将温度为116—120℃,压力为95—105kPa(g)的料浆进行降温降压,控制物料粒径小于100μm,保证生产的顺利进行。
为了阻止物料粒径在调节槽内长大,本发明方法使用的调节槽中选用柔性传动带三层桨叶的搅拌机,通过充分搅拌,分散物料粒径,防止“压槽”。
另外,对物料粒径长大趋势必须有预见性。因此本发明在调节槽底部事故排出口设置有备用泵,一旦发现物料粒径长大,可迅速启动备用泵抽出料浆,防止调节槽堵塞,维持生产正常进行。
本发明通过对硫化锌精矿加压浸出过程以上操作条件的控制,解决了调节槽的堵塞,保证了生产系统连续稳定的运行,提高了系统的生产效率。通过采用两种浸出添加剂,与单一添加剂相比,添加剂的单耗由每吨精矿2kg降低到1.5kg,降幅达25~30%,降低了生产成本。由于有效添加剂的加入,避免了浸出过程中熔融硫对未反应精矿的包裹,使精矿反应更加完全,浸出率达到98~98.5%,提高了资源利用率。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方法
实施例1
一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法,所述方法在如下设备中实现:所述设备包括反应器,与反应器连接的闪蒸槽和与闪蒸槽连接的调节槽;包括如下步骤:
(1)将矿浆送入反应器;反应器中反应条件如下:反应时间为1—2h,搅拌转速为75—90r/min;温度为150℃;矿浆酸度为30g/L;氧气压力为1200 kPa(g);添加剂的加入率为1.5 kg/t;所述添加剂由木质磺酸钙和坚木栲胶按质量比1:1组成;
(2)将经反应器反应后排出的矿浆送入闪蒸槽进行初步降温,所述排出时的矿浆温度为150℃;压力为1200 kPa(g);初步降温后的矿浆温度为120℃;压力为100 kPa(g);
(3)将初步降温后的矿浆送入调节槽进一步搅拌降温,控制矿浆在调节槽内停留时间为40min;降温后矿浆的温度为90—95℃,压力为常压,粒径小于100μm。
其中,以重量百分比计,步骤(1)所述矿浆浓度为65—70%,其中,98%的矿浆粒径小于44μm;所述反应器中的搅拌机选择低转速大直径双层搅拌机;所述调节槽中的搅拌机选择柔性传动带三层桨叶的搅拌机,在反应槽底部事故排出口设置备用泵。
实施例2
一种用于实施例所述方法的添加剂,该添加剂由木质磺酸钙和坚木栲胶按质量比1:1组成。
Claims (7)
1.一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将矿浆送入反应器;反应器中反应条件如下:反应时间为1—2h,搅拌转速为75—90r/min,温度为145—155℃,矿浆酸度为20—50g/L,氧气压力为1000—1300kPa(g),添加剂的加入率为1.0—1.5kg/t;所述添加剂由木质磺酸钙和坚木栲胶按质量比1:0.5—1.5组成;
(2)将经反应器反应后排出的矿浆送入闪蒸槽进行初步降温,所述排出时的矿浆温度为145—155℃,压力为1000—1300kPa(g),初步降温后的矿浆温度为116—120℃,压力为95—105kPa(g);
(3)将初步降温后的矿浆送入调节槽进一步搅拌降温,控制矿浆在调节槽内停留时间为30—50min,降温后矿浆的温度为90—95℃,压力为常压,粒径小于100μm。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,以重量百分比计,步骤(1)所述矿浆浓度为65—70%,其中,98%的矿浆粒径小于44μm。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述添加剂中木质磺酸钙和坚木栲胶的质量比为1:1。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应器中的搅拌机选择低转速大直径双层搅拌机。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调节槽中的搅拌机选择柔性传动带三层桨叶的搅拌机,在反应槽底部事故排出口设置备用泵。
6.一种用于权利要求1 或2 或4 或5所述方法的添加剂,其特征在于,所述添加剂由木质磺酸钙和坚木栲胶按质量比1:0.5—1.5组成。
7.如权利要求6所述的添加剂,其特征在于,所述添加剂中木质磺酸钙和坚木栲胶的质量比为1:1。
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