CN105874088A - 方法和系统 - Google Patents
方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105874088A CN105874088A CN201380081924.2A CN201380081924A CN105874088A CN 105874088 A CN105874088 A CN 105874088A CN 201380081924 A CN201380081924 A CN 201380081924A CN 105874088 A CN105874088 A CN 105874088A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- transfer medium
- heat transfer
- preheating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 103
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011504 laterite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 23
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 15
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 3
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 235000019628 coolness Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical group [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 2
- MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 1,1'-biphenyl;phenoxybenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1.C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006244 Medium Thermal Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- -1 such as Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/02—Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
一种用于加压浸出矿石的方法和系统。该方法包括：加热包含矿石和溶剂的矿石浆料，在工作温度下使经加热的矿石浆料反应并保持在工作温度下以将有价值物质浸出至经加热的溶剂中，以及冷却该矿石浆料。通过第一传热介质的热能实现在预热步骤中预热矿石浆料。通过与第一传热介质分开的第二传热介质的热能在最终加热步骤中将所述矿石浆料进一步加热至所述工作温度。通过将经反应的矿石浆料的热能吸收至第一传热介质来在冷却步骤中冷却经反应的矿石浆料。所述第一传热介质在冷却步骤和预热步骤之间循环。
Description
发明背景
本发明涉及用于加压、高温浸出矿石的方法和系统。
在许多矿石加工工艺中，将矿石中所含有的有价值物质浸出至液相的溶剂中。由于在大多数情况下，浸出效率随温度升高，这些工艺在升高的温度下运行。因此，使用较高的压力来避免所用溶剂的沸腾。
通常通过蒸汽加热矿石和溶剂的悬浮液，所述蒸汽在浸出阶段之后的热悬浮液的逐步减压中产生，其同时冷却悬浮液。该工艺的一个问题是热的逐步回收是费力且昂贵的。
在大多数情况下悬浮液的最终加热是通过直接注射并压缩蒸汽进入溶液来实施的。但是，这样实施有以下问题：悬浮液被稀释，其不得不通过下游工艺工厂的增加并且更昂贵的蒸发容量来弥补。
发明简述
从第一方面来看，提供了一种用于加压浸出矿石的方法，包括：
a)加热包含矿石和溶剂的矿石浆料，
b)在工作温度下使经加热的矿石浆料反应并保持在工作温度下以将有价值物质浸出至经加热的溶剂中，
c)冷却该矿石浆料，该方法进一步包括：
d)通过第一传热介质的热能在预热步骤中预热矿石浆料，
e)通过与第一传热介质分开的第二传热介质的热能在最终加热步骤中将所述矿石浆料进一步加热至所述工作温度，
f)通过将经反应的矿石浆料中的热能吸收至第一传热介质来在冷却步骤中冷却经反应的矿石浆料，以及
g)在冷却步骤和预热步骤之间循环所述第一传热介质。
由此可以实现用于加压、高温浸出矿石而避免稀释悬浮液的方法。
从另一方面来看，提供了一种加压浸出矿石的系统，包括
h)用于加热包含矿石和溶剂的矿石浆料的加热装置，
i)用于在工作温度下使经加热的矿石浆料反应以将有价值物质浸出至经加热的溶剂中的反应器装置，
j)用于冷却经反应的矿石浆料的冷却装置，其中
k)加热装置包括包含热交换器的预热装置，用于通过第一传热介质的热能加热矿石浆料，
l)冷却装置包括冷却热交换器，用于通过将经反应的矿石浆料的热能吸收至该第一传热介质来冷却经反应的矿石浆料，
m)该加热装置进一步包括最终加热热交换器，用于通过与该第一传热介质分开的第二传热介质的热能来将矿石浆料加热至所述工作温度，以及
n)包含接收管道和反馈管道的循环系统、优选闭合回路循环系统，用于在预热热交换器和冷却热交换器之间循环第一传热介质。
由此可以实现简单、具有成本有效的热回收的加压浸出矿石的系统。而且可以显著减少维护工作，因为暴露于传热介质的表面上的结垢得以最小化。
通过从该工艺的热侧(hot side)(即在最终加热之后)回收能量并将其传输给“冷”矿石悬浮液来以闭合回路传热的形式完成矿石悬浮液的冷却和预热。由此，传热介质以相对于待被预热的矿石悬浮液的逆流模式运行。
该方法和系统由独立权利要求的特征部分所述内容进行表征。一些其他实施方案由其他权利要求所述内容进行表征。本发明的实施方案还公开于本专利申请的说明书和附图中。本专利申请的发明内容还可以以除了所附权利要求书所定义的之外的其他方式进行定义。还可以由几个分开的发明形成发明内容，特别是如果按照明确的或隐含的子任务或者鉴于获得的优点或优点集合来审视本发明。然后，所附权利要求书中所含有的一些定义鉴于分开的发明理念可能是不必要的。在基本发明理念范围内，本发明的不同实施方案的特征可以适用于其他实施方案。
根据一个实施方案，熔融盐用作传热介质，优选用于第二传热介质。这可以提供以下优点：快速发生矿石悬浮液的加热和冷却并具有最小化的传热表面，因为熔融盐允许在高温下操作而不损害传热介质。
根据一个实施方案，热油用作传热介质，优选用于第二传热介质。这可以提供以下优点：易处理和维护。
根据一个实施方案，水用作传热介质，优选用于第一传热介质。这可以提供以下优点：传热介质廉价，并具有其允许再循环流动最小化的高热容量。
根据一个实施方案，在预热交换器中预热矿石浆料，在所述预热热交换器中接收来自冷却步骤的热的第一传热介质，以及从所述预热热交换器排出经冷却的第一传热介质，以将其供给回冷却步骤。这可以提供以下优点：热能传输进入矿石浆料不依赖于精细的多个闪速阶段(flashstage)并且是易于控制的。
根据一个实施方案，在串联配置的至少两个预热交换器中预热矿石浆料。这提供以下优点：可将矿石悬浮液预热至高温。
根据一个实施方案，在冷却热交换器中冷却矿石浆料，其中在所述冷却热交换器中接收来自预热步骤的经冷却的第一传热介质，以及从所述冷却热交换器排出经加热的第一传热介质，以将其循环回预热步骤。这可以提供以下优点：来自矿石浆料的热能传输进入第一传热介质是易于控制的。
根据一个实施方案，在串联配置的至少两个冷却热交换器中冷却矿石浆料。这可以提供以下优点：可以从高温以受控的方式将矿石悬浮液冷却下来。
根据一个实施方案，在最终热交换器中将矿石浆料加热至工作温度。这可以提供以下优点：矿石浆料的工作温度是易于控制的，并且没有发生矿石浆料的稀释。
根据一个实施方案，在串联配置的至少两个最终热交换器中将矿石浆料加热至工作温度。这可以提供以下优点：以受控的方式达到高的工作温度。
根据一个实施方案，该工艺是由它们各自的矿石提取有价值物例如但不限于镍、钴或铝土矿的工艺。这可以提供以下优点：减少的投资和维护成本。
根据一个实施方案，该工艺是用于生产氢氧化铝的“拜耳工艺”。这可以提供以下优点：减少的投资和维护费用，改进的操作容易性，以及该工艺增加的可用性/可靠性。
根据一个实施方案，该工艺是Sherritt Gordon工艺。这可以提供类似于上述“拜耳工艺”的优点。
根据一个实施方案，反应器装置包括保持管或保持容器，以将矿石浆料在所需的操作温度下保持对于获得目标提取产率所必需的保持时间。这可以提供以下优点：时间足以完成浸出反应。
根据一个实施方案，热交换器是管式热交换器。这可以提供以下优点：可容易促进实施初级和次级传热回路。
根据一个实施方案，热交换器是板式热交换器。这可以提供以下优点：更紧凑的工厂设计可为可行的。
附图简要说明
在附图中更详细地描述了说明本公开内容的一些实施方案，其中
图1是一个示例性方法和系统的局部横截面的示意性侧视图，
图2是另一个示例性方法和系统的局部横截面的示意性侧视图，
图3是第三个示例性方法和系统的局部横截面的示意性侧视图，
在图中，为清楚起见，已简化显示一些实施方案。在图中，类似部分以相同的附图标记进行标记。
发明详述
图1是一个示例性方法和系统的局部横截面的示意性侧视图。
用于加压、高温浸出矿石的系统1的主要部件可以包括加热装置2、最终加热或反应器装置3和冷却装置4。
取决于允许的系统压力，所实现的最高浆料温度可以高达350℃，第二传热温度高达至多550℃，且第一传热回路温度高达至多300℃。
加热装置2的目的是加热包含矿石和熔剂的矿石浆料。加热装置2包括包含用于通过第一传热介质的热能加热矿石浆料的热交换器5的预热装置11，以及用于通过第二传热介质的热能将矿石浆料加热至所需温度(即工作温度)的最终加热热交换器7。
最终加热热交换器7和所述第二传热介质与预热装置11和第一传热介质是分开的。
最终加热热交换器7可以被配置在反应器装置3的上游或集成于反应器装置3中，其中在工作温度下发生经加热的矿石浆料的反应并设定保持时间。所述反应从矿石浸出有价值物质至经加热的溶剂中。取决于溶剂-矿石组合，已知的浸出反应主要在该部分中开始。
冷却装置4将经反应的矿石浆料冷却至所需温度，其优选稍微高于或为浆料在该工艺点的沸点。
冷却装置4可以包括冷却热交换器6，其中通过将所述经反应的矿石浆料的热能吸收至第一传热介质来冷却经反应且热的矿石浆料。
系统1进一步包括循环系统8，其包括接收管道9和反馈管道10，用于在预热热交换器5和冷却热交换器6之间循环第一传热介质。
热交换器5、6、7例如可以是管式热交换器、板式热交换器或者能够将浆料与传热回路分开并且本身已知的任何其他热交换器。
例如在管式热交换器中，矿石悬浮液可以通过管侧运行并且热载体可以通过壳侧运行。
第一传热介质可以包含例如熔融盐、热油、水、饱和蒸汽、过热蒸汽等。
而且，第二传热介质可以包含熔融盐、热油、水、过热蒸汽等。
传热介质优选为液体，其在高温下产生相对低的蒸气压力。传热介质优选是加压的，以维持其中的高热能密度。
熔融盐可以是例如一种商标名为的熔融盐。盐的熔点为大约150℃，并且最高操作温度为大约550℃。是硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的水溶性无机盐的低共熔混合物。当然，其他盐(即纯盐、盐混合物或盐组合物)可以用作传热介质。
可以在至多400℃的温度下使用热油，例如Dow Chemical的“Dowtherm”，并为更易于处理做准备。但是，热油不允许可由熔融盐获得的更高温度。
系统1实现用于加压、高温浸出矿石的方法，所述方法包括在两个步骤中(即在预热步骤中和在最终加热步骤中)加热包含矿石和熔剂的矿石浆料，在工作温度下使经加热的矿石浆料反应并保持在工作温度下以将有价值物质浸出至经加热的溶剂中，以及冷却热的且浸出的矿石浆料。
第一，根据液相的蒸气压力通过加压装置将所述矿石浆料加压至确保避免所述液体在所需的操作温度下沸腾的压力，并供给至系统1。所述加压装置没有示于图中。
术语“矿石”是指浆料的固体部分和由其待提取给定有价值物的固体物质，并且根据应用和用作原料的矿石，其组成发生变化。
首先，加压的矿石浆料在一个(或多个)预热交换器5中加热，以加热至所需的预热温度。所述温度可以高达至多350℃，但是当然取决于工艺要求其可以较低。
然后，将经预热和加压的矿石浆料供给至反应器装置3和其中的最终加热交换器7中。从外部热源将热能带至该工艺的最终加热交换器7是需要的，因为提取工艺大多数是吸热的，并且因为升高的温度是经济地进行提取反应所需的。此外，所获得的最终温度必须这样以致覆盖不可避免的热损失。最终加热交换器7进一步将矿石浆料升温至浸出矿石所需的工作温度。
反应器装置3可以包括至少一个保持容器15，用于将矿石浆料保持对于获得浸出工艺的目标提取产率所必需的保持时间。保持容器15可以包括保持管和/或保持槽。
浸出反应通常在150℃和450℃之间的温度下发生，例如大约400℃。该温度取决于例如所浸出的矿石和普遍的工艺条件(以及是否使用催化剂)。
当在反应器装置3中已经发生了所需反应时，将所得的反应产物供给至冷却装置4，在其中将它们冷却至经济上优化的温度并任选地减压。
在冷却装置4中配置的冷却热交换器6接收热的矿石浆料并通过将所述矿石浆料的热能传输入第一传热介质来将其冷却。因此，在冷却热交换器6中使第一传热介质的温度升高。
通过第一传热介质的循环系统8将冷却热交换器6连接至预热热交换器5。该循环系统建立闭合回路的流动管道，其中第一传热介质通过冷却热交换器6和预热热交换器5连续循环。
图1中所示的循环系统8包括接收管道9、反馈管道10、必需的热交换器、传热介质和一个或多个循环泵16。
接收管道9被配置来接收来自冷却热交换器6的经加热的第一传热介质并将其排出至预热热交换器5。
反馈管道10接收来自预热热交换器5的经冷却的第一传热介质并将其排出至冷却热交换器6。
可以由本身已知的任何合适的管、导管或管路构建接收管道9和反馈管道10。
一个(或多个)循环泵16建立通过循环系统8和热交换器5、6循环第一传热介质所需的压差。循环泵16可以是本身已知的任何合适的泵。
循环系统8可以包括额外的启动和控制装置17。
启动和控制装置17可以包括辅助加热器18和三通阀20或等价装置。所述阀20被配置来允许或阻止第一传热介质流动至辅助加热器18。典型地在该工艺的启动阶段允许流动至辅助加热器18。一旦第一传热介质的温度已经达到给定温度，阀20可以断开所述流动。
辅助加热器18可以为如图1中所示的热交换器、蒸汽动力加热器、气体加热器或电加热器或本身已知的任何合适的加热器。
在最终热交换器7中将经预热的矿石浆料加热至最终或工作温度，所述最终热交换器7接收来自热源14的热的第二传热介质。热源14可以是热交换器、气体加热器或电加热器或本身已知的任何合适的加热器。
热的第二传热介质向通过最终热交换器7运行的矿石浆料释放热，因而提高矿石浆料的温度。因此，第二传热介质冷却并被供给回热源14中。
因此，存在第二循环系统19，其建立闭合回路，其中第二传热介质通过热源14和最终热交换器7连续循环。
图1中所示的第二循环系统19包括最终接收管道12、最终反馈管道13和最终循环泵21。
接收管道9被配置来接收来自冷却热交换器6的经加热的第一传热介质并将其排出至预热热交换器5。
系统1和方法可以实施通常可适用于在升高的温度和压力下提取矿石的任何工艺，例如提取来自红土矿石等的铝土矿、镍和钴。
该方法例如可以是拜耳工艺、Sherritt Gordon工艺等的一部分。
图2是另一个方法和系统的局部横截面的示意性侧视图。系统1和方法基本上类似于图1中所示的那些，循环系统8和第二循环系统19中的多阶段热交换器配置除外。
预热装置11现在包括串联连接的两个预热热交换器5a、5b。待加热的矿石悬浮液首先进入第一预热热交换器5a，并从那里进入第二或最后一个预热热交换器5b。将从最后一个预热热交换器5b排出的矿石悬浮液供给至反应器装置3中。
接收管道9向最后一个预热热交换器5b供给第一传热介质。所述最后一个预热热交换器5b因此从冷却装置4接收热的第一传热介质。该第一传热介质向最后一个预热热交换器5b中的矿石浆料释放其一部分热能。
然后，从最后一个预热热交换器5b排出第一传热介质并通过连接管道22将其供给至第一预热热交换器5a中。
第一传热介质向第一预热热交换器5a中的矿石悬浮液释放其热能，之后将第一传热介质排出于反馈管道10中，以将经冷却的第一传热介质排出回到冷却装置4中。
图2中所公开的系统1和方法因此实现矿石悬浮液的逐步预热，其中第一传热介质的流动与矿石悬浮液的流动相反。在这样的工艺中，这是本发明特别有利的实施方案，其中矿石悬浮液必须被加热至高温，即其中在至多300℃温度的高温下发生矿石中所含有的有价值物质浸出到液相的溶剂中，如同例如一水合铝土矿提取的情况一样。
此外，冷却装置4可以包括超过一个热交换器。图2中所示的实施方案包括串联连接的两个冷却热交换器6a、6b。
接收管道9被配置来将所述冷却热交换器6a中的第一个与预热装置11连接，更精确地是与最后一个预热热交换器5b连接，用于供给其中的热的第一传热介质。
反馈管道10被配置来将预热装置11中冷却的第一传热介质排出回到所述冷却热交换器6b的最后一个中。
图2中所公开的系统1和方法也实现矿石悬浮液的逐步冷却。这是将要在这样的工艺中使用的本发明特别有利的实施方案，其中在高温下浸出了矿石悬浮液。
图2中所公开的系统1包括串联连接的两个最终热交换器7a、7b。最终接收管道12被配置来将最后一个或第二最终热交换器7b与热源14连接，以接收来自其中的经加热的第二传热介质。
然后，将已经将其一些热能释放至矿石悬浮液的热的第二传热介质从第二最终热交换器7b排出并通过连接管道22供给至第一最终热交换器7a，在其中它将矿石悬浮液升温。
在第一最终热交换器7a和热源14之间连接最终反馈管道13，以将经冷却的第二传热介质排出至所述热源14用于再加热。
但是，应当注意的是，当考虑在所述热交换器内部发生的流动时，取决于热交换器的结构，矿石悬浮液的流动相对于传热介质的流动可以为相反的或平行的或横向的。
图3是第三个示例性方法和系统的局部横截面的示意性侧视图。该实施方案具有两个预热热交换器5a、5b，其功能类似于图2中的那些。
冷却装置4包括串联连接的三个冷却热交换器6a、6b、6c，并且其功能基本上类似于图2中的那些。
此外，反应器装置3包括串联连接的三个最终热交换器7a、7b、7c。
从图1-3可以得出以下结论：系统1可以包括一个或多个预热热交换器、一个或多个冷却热交换器和一个或多个最终热交换器。热交换器的数量基于浸出工艺、所需的浸出容量等的要求。
本发明的理念是循环系统包括两个或更多个子循环系统，其每一个包括至少一个预热热交换器和至少一个冷却热交换器。
本发明并不是仅仅限于上述实施方案，而是在由所附权利要求书所限定的发明概念的范围内许多变化是可能的。在发明概念的范围内，不同实施方案和应用的属性可以与另一实施方案或应用的属性结合使用或替代其。
附图及其相关描述仅用于说明本发明的理念。本发明在所附权利要求书所限定的发明理念的范围内可以详细变化。
附图标记
1 系统
2 加热装置
3 反应器装置
4 冷却装置
5,5a,5b 预热热交换器
6,6a-6c 冷却热交换器
7,7a-7c 最终加热热交换器
8 循环系统
9 接收管道
10 反馈管道
11 预热装置
12 最终接收管道
13 最终反馈管道
14 热源
15 保持容器
16 循环泵
17 启动装置
18 辅助加热器
19 第二循环系统
20 阀
21 最终循环泵
22 连接管道。
Claims (25)
1.一种用于加压浸出矿石的方法，包括
a)加热包含矿石和溶剂的矿石浆料，
b)在工作温度下使经加热的矿石浆料反应并保持在工作温度下以将有价值物质浸出至经加热的溶剂中，
c)冷却该矿石浆料，其特征在于
d)通过第一传热介质的热能在预热步骤中预热矿石浆料，
e)通过与第一传热介质分开的第二传热介质的热能在最终加热步骤中将所述矿石浆料进一步加热至所述工作温度，
f)通过将经反应的矿石浆料的热能吸收至第一传热介质来在冷却步骤中冷却经反应的矿石浆料，以及
g)在冷却步骤和预热步骤之间循环所述第一传热介质。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于使用熔融盐作为第一传热介质。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于使用热油作为第一传热介质。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于使用水作为第一传热介质。
5.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于使用熔融盐作为第二传热介质。
6.权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于使用热油作为第二传热介质。
7.权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于使用水作为第二传热介质。
8.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在预热交换器中预热矿石浆料，
在所述预热热交换器中接收来自冷却步骤的热的第一传热介质，以及
从所述预热热交换器排出经冷却的第一传热介质，以将其供给回冷却步骤。
9.权利要求8所述的方法，其特征在于在串联配置的至少两个预热交换器中预热矿石浆料，
在所述预热热交换器中的最后一个预热热交换器中接收来自冷却步骤的热的第一传热介质，以及
从所述预热热交换器中的第一个预热热交换器排出经冷却的第一传热介质，以将其供给回冷却步骤。
10.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在冷却热交换器中冷却矿石浆料，
在所述冷却热交换器中接收来自预热步骤的经冷却的第一传热介质，以及
从所述冷却热交换器排出经加热的第一传热介质，以将其循环回预热步骤。
11.权利要求10所述的方法，其特征在于在串联配置的至少两个冷却热交换器中冷却矿石浆料，
在所述冷却热交换器中的最后一个冷却热交换器中接收来自预热步骤的经冷却的第一传热介质，以及
从所述冷却热交换器中的第一个冷却热交换器排出经加热的第一传热介质，以将其循环回预热步骤。
12.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在最终热交换器中将矿石浆料加热至工作温度，
在所述最终热交换器中接收来自热源的热的第二传热介质，以及
从所述最终热交换器排出经冷却的第二传热介质，以将其供给回热源。
13.权利要求12所述的方法，其特征在于在串联配置的至少两个最终热交换器中将矿石浆料加热至工作温度，
在所述最终热交换器中的最后一个最终热交换器中接收来自热源的热的第二传热介质，以及
从所述最终热交换器中的第一个最终热交换器排出经冷却的第二传热介质。
14.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于该工艺是从红土矿石提取镍的工艺。
15.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于该工艺是从红土矿石提取钴的工艺。
16.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于该工艺是浸出铝土矿以制备氧化铝的工艺。
17.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于该工艺是拜耳工艺。
18.前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于该工艺是SherrittGordon工艺。
19.一种加压浸出矿石的系统(1)，包括
h)用于加热包含矿石和溶剂的矿石浆料的加热装置(2)，
i)用于在工作温度下使经加热的矿石浆料反应以将有价值物质浸出至经加热的溶剂中的反应器装置(3)，
j)用于冷却经反应的矿石浆料的冷却装置(4)，其特征在于
k)加热装置(2)包括包含热交换器(5)的预热装置(11)，用于通过第一传热介质的热能加热矿石浆料，
l)冷却装置(4)包括冷却热交换器(6)，用于通过将经反应的矿石浆料的热能吸收至该第一传热介质来冷却经反应的矿石浆料，
m)该加热装置(2)进一步包括最终加热热交换器(7)，用于通过与该第一传热介质分开的第二传热介质的热能将矿石浆料加热至所述工作温度，以及
n)包含接收管道(9)和反馈管道(10)的循环系统(8)，用于在预热热交换器(5)和冷却热交换器(6)之间循环第一传热介质。
20.权利要求19所述的系统，其特征在于预热装置(11)包括串联连接的至少两个预热热交换器(5a，5b)，
接收管道(9)被配置成将所述预热热交换器(5a，5b)中的最后一个预热热交换器连接至冷却装置(4)，用于接收热的第一传热介质，以及
反馈管道(10)被配置成将所述预热热交换器(5a，5b)中的第一个预热热交换器连接至冷却装置(4)，用于将经冷却的第一传热介质排出回到冷却装置(4)中。
21.权利要求19-20中任一项所述的系统，其特征在于冷却装置(4)包括串联连接的至少两个冷却热交换器(6a，6b，6c)，
接收管道(9)被配置成将所述冷却热交换器(6a，6b，6c)中的第一个冷却热交换器连接至预热装置(11)，用于供给其中的热的第一传热介质，以及
反馈管道(10)被配置成将所述冷却热交换器(6a，6b，6c)中的最后一个冷却热交换器连接至预热装置(11)，用于将经冷却的第一传热介质排出回到所述冷却热交换器(6a，6b，6c)中的最后一个冷却热交换器中。
22.权利要求19-21中任一项所述的系统，其特征在于反应器装置(3)包括串联连接的至少两个最终热交换器(7a，7b，7c)，
最终接收管道(12)，其被配置成将所述最终热交换器(7a，7b，7c)中的最后一个最终热交换器连接至热源(14)，用于从所述热源(14)接收热的第二传热介质，以及
最终反馈管道(13)，其被配置成将所述最终热交换器(7a，7b，7c)中的第一个最终热交换器连接至热源(14)，用于将经冷却的第二传热介质排出至所述热源(14)。
23.权利要求19-22中任一项所述的系统，其特征在于反应器装置(3)包括保持容器(15)，用于将在最终热交换器(7a，7b，7c)中加热的矿石浆料保持对于获得目标提取产率所必需的保持时间。
24.权利要求19-23中任一项所述的系统，其特征在于热交换器(5，5a，5b，6，6a-6c，7，7a-7c)是管式热交换器。
25.权利要求19-22中任一项所述的系统，其特征在于热交换器(5，5a，5b，6，6a-6c，7，7a-7c)是板式热交换器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2013/077712 WO2015090450A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Method and system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105874088A true CN105874088A (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=49917649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380081924.2A Pending CN105874088A (zh) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | 方法和系统 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3084021B1 (zh) |
| CN (1) | CN105874088A (zh) |
| AU (1) | AU2013407828B2 (zh) |
| BR (1) | BR112016013648B1 (zh) |
| EA (1) | EA034100B1 (zh) |
| ES (1) | ES2744523T3 (zh) |
| UA (1) | UA114768C2 (zh) |
| WO (1) | WO2015090450A1 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111004915A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 金川集团股份有限公司 | 一种从低品位红土镍矿中提取镍、钴、铁的方法 |
| CN112533693A (zh) * | 2018-08-31 | 2021-03-19 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 用于在烃提质过程中使用熔融盐传递热量的系统和工艺 |
| US11505751B2 (en) | 2018-08-31 | 2022-11-22 | Dow Global Technologies Llc | Systems and processes for improving hydrocarbon upgrading |
| US11679367B2 (en) | 2018-08-31 | 2023-06-20 | Dow Global Technologies Llc | Systems and processes for improving hydrocarbon upgrading |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4361541A (en) * | 1978-09-20 | 1982-11-30 | Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft | Method for extraction of uranium from ores |
| US20050022629A1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-03 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for concentrating precious metals contained in leaching residue discharged from copper hydrometallurgical process |
| US20050077032A1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-14 | Donaldson Donald J. | Method for heating and cooling slurries |
| WO2006026819A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Exergen Pty Ltd | Pressure leaching system and method |
| CN102851492A (zh) * | 2012-08-29 | 2013-01-02 | 江西自立资源再生有限公司 | 一种用高温导热油给加压浸出釜系统加热升温的方法 |
-
2013
- 2013-12-20 WO PCT/EP2013/077712 patent/WO2015090450A1/en active Application Filing
- 2013-12-20 CN CN201380081924.2A patent/CN105874088A/zh active Pending
- 2013-12-20 AU AU2013407828A patent/AU2013407828B2/en active Active
- 2013-12-20 EP EP13817683.9A patent/EP3084021B1/en active Active
- 2013-12-20 UA UAA201606597A patent/UA114768C2/uk unknown
- 2013-12-20 ES ES13817683T patent/ES2744523T3/es active Active
- 2013-12-20 BR BR112016013648A patent/BR112016013648B1/pt active IP Right Grant
- 2013-12-20 EA EA201691072A patent/EA034100B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4361541A (en) * | 1978-09-20 | 1982-11-30 | Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft | Method for extraction of uranium from ores |
| US20050022629A1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-03 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for concentrating precious metals contained in leaching residue discharged from copper hydrometallurgical process |
| US20050077032A1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-14 | Donaldson Donald J. | Method for heating and cooling slurries |
| WO2006026819A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Exergen Pty Ltd | Pressure leaching system and method |
| CN102851492A (zh) * | 2012-08-29 | 2013-01-02 | 江西自立资源再生有限公司 | 一种用高温导热油给加压浸出釜系统加热升温的方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112533693A (zh) * | 2018-08-31 | 2021-03-19 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 用于在烃提质过程中使用熔融盐传递热量的系统和工艺 |
| US11505751B2 (en) | 2018-08-31 | 2022-11-22 | Dow Global Technologies Llc | Systems and processes for improving hydrocarbon upgrading |
| US11679367B2 (en) | 2018-08-31 | 2023-06-20 | Dow Global Technologies Llc | Systems and processes for improving hydrocarbon upgrading |
| CN112533693B (zh) * | 2018-08-31 | 2023-08-01 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 用于在烃提质过程中使用熔融盐传递热量的系统和工艺 |
| CN111004915A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 金川集团股份有限公司 | 一种从低品位红土镍矿中提取镍、钴、铁的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3084021A1 (en) | 2016-10-26 |
| WO2015090450A1 (en) | 2015-06-25 |
| EA034100B1 (ru) | 2019-12-26 |
| BR112016013648A2 (pt) | 2017-08-08 |
| ES2744523T3 (es) | 2020-02-25 |
| UA114768C2 (uk) | 2017-07-25 |
| EP3084021B1 (en) | 2019-06-19 |
| BR112016013648B1 (pt) | 2020-04-14 |
| EA201691072A1 (ru) | 2017-01-30 |
| AU2013407828A1 (en) | 2016-07-07 |
| AU2013407828B2 (en) | 2017-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105874088A (zh) | 方法和系统 | |
| CN104832232B (zh) | 一种梯级换热有机朗肯循环发电系统及其发电方法 | |
| US20170297941A1 (en) | Indirect heat transfer supercritical water oxidation system and control method thereof | |
| US9016063B2 (en) | ORC plant with a system for improving the heat exchange between the source of hot fluid and the working fluid | |
| EP2682568A1 (en) | Heating System for a Thermal Electric Power Station Water Circuit | |
| CN101899567B (zh) | 矿石加压浸出工艺 | |
| RU2011139513A (ru) | Способ и устройство для термического гидролиза органического материала | |
| US20180361269A1 (en) | Energy efficient distilling heat pump and variants thereof | |
| CN104383704A (zh) | 一种对气体分馏塔进口物料预热的梯级加热方法及加热系统 | |
| CN107166479B (zh) | 核电站余热回收系统 | |
| CN105705736A (zh) | 具有液体冷却的发电机的蒸汽发电设备 | |
| NZ756815A (en) | Heating and cooling system for a high pressure processing system | |
| CN203090909U (zh) | 油浴加热及降温系统 | |
| CN102869440B (zh) | 用于加热或保温过程设备的流动路径的方法 | |
| US11772010B2 (en) | Extract production system and method for producing extract | |
| CN209305980U (zh) | 无菌灌装线中ro水的灭菌及物料的降温装置 | |
| CN208821725U (zh) | 烘丝机系统导热油快速升降温的设备 | |
| CN104645662B (zh) | 换热加强型植物提取罐 | |
| US20210318038A1 (en) | Heating system | |
| CN105465767A (zh) | 一种带换热器的自热式除氧器 | |
| CN105890374A (zh) | 烟道气热能回收利用系统 | |
| RU2217374C2 (ru) | Способ нагрева бокситовой пульпы | |
| CN205748006U (zh) | 热能回收系统 | |
| CN105485519A (zh) | 太阳能集热器与燃气轮机组合的天然气管道加压输送装置 | |
| CN113750556A (zh) | 一种高效蒸馏系统和蒸馏方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160817 |