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

一种控制硫化锌精矿加压浸出物料粒径的方法
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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