CN112029993A - 浸出液冷却设备和冷却工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浸出液冷却设备和冷却工艺，浸出液冷却设备包括：第一真空冷却装置，第一真空冷却装置具有真空冷却腔、浸出液进口、气体出口和浓缩液出口，浸出液进口、气体出口和浓缩液出口中的每一者与真空冷却腔连通，真空冷却腔的璧面的至少一部分的为抛光面；第一真空发生器，第一真空发生器与气体出口相连；第一均匀装置，第一均匀装置与第一真空冷却装置配合；固液分离装置，固液分离装置具有固液分离腔、浓缩液进口、清液出口和底流浆出口，浓缩液进口、清液出口和底流浆出口中的每一者与固液分离腔连通，浓缩液进口与浓缩液出口连通。本发明的浸出液冷却设备具有硫酸钙不易结垢、能够长时间稳定运行的优点。

Description

浸出液冷却设备和冷却工艺
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，具体地涉及一种浸出液冷却设备和冷却工艺。
背景技术
湿法冶炼中由于料液循环使用，且原辅料中会含有一定量的钙，在有价金属的硫酸浸出过程中通常会有大量钙离子溶出，部分工况甚至会出现钙离子过饱和的情况。镍、钴、铜、锌的湿法冶炼过程浸出液温度通常在80℃以上，在后续紧接着的萃取、电积等工序需要将该类料液冷却至45℃以内，并尽可能地提高冷却后液的有价金属离子浓度。
相关技术中，钙离子过饱和的浸出液在使用间接换热器冷却时，由于料液降温迅速，会有大量的硫酸钙结晶在换热器内壁析出并形成污垢阻塞流道。间接换热器阻塞频繁、清垢困难，大规模地连续生产时需要大量人工进行拆卸和清理，劳动强度和环境恶劣，有价金属损失量大。钙离子过饱和的浸出液在使用风冷塔直接冷却时，虽然冷却效果较好，且对料液有一定的浓缩作用，但因风冷过程补沫效率难以达到第一真空冷却装置100％，必然有少量的重金属雾沫由塔顶溢出，并伴随有一定量的酸雾，现场环境差并附带较大的污染。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种浸出液冷却设备。
根据本发明实施例的浸出液冷却设备，包括：
第一真空冷却装置，所述第一真空冷却装置具有真空冷却腔、浸出液进口、气体出口和浓缩液出口，所述浸出液进口、所述气体出口和所述浓缩液出口中的每一者与所述真空冷却腔连通，所述真空冷却腔的璧面的至少一部分的为抛光面；
第一真空发生器，所述第一真空发生器与所述气体出口相连；
第一均匀装置，所述第一均匀装置与所述第一真空冷却装置配合；和
固液分离装置，所述固液分离装置具有固液分离腔、浓缩液进口、清液出口和底流浆出口，所述浓缩液进口、所述清液出口和所述底流浆出口中的每一者与所述固液分离腔连通，所述浓缩液进口与所述浓缩液出口连通。
因此，根据本发明实施例的浸出液冷却设备具有硫酸钙不易结垢、能够长时间稳定运行的优点。
在一些实施例中，根据本发明实施例的浸出液冷却设备还包括：
表面冷凝器，所述表面冷凝器具有冷凝腔、气体进口、不凝气出口和第一冷凝水出口，所述气体进口、所述不凝气出口和所述冷凝水出口中的每一者与所述冷凝腔连通，所述气体进口与所述气体出口连通，所述不凝气出口与所述第一真空发生器连通；
凝水槽，所述凝水槽具有冷凝水进口和第二冷凝水出口，所述冷凝水进口与所述第一冷凝水出口连通；和
输送泵，所述输送泵的进水口与所述凝水槽的第二冷凝水出口连通，
可选地，所述表面冷凝器为板式冷却器、螺旋板冷却器、列管冷却器和管壳式冷却器中的一种。
在一些实施例中，根据本发明实施例的浸出液冷却设备还包括：
旋流液沫分离器，所述旋流液沫分离器具有分离腔；
补沫器，所述补沫器可拆卸地设在所述气体出口处；
汇汽管，所述汇汽管的第一端与所述气体出口相连，所述汇汽管的第二端与所述分离腔连通；
出气管，所述出气管的第一端与所述分离腔连通，所述出气管的第二端与所述气体进口连通；和
出液管，所述出液管的上端与所述分离腔连通，所述出液管的下端与所述真空冷却腔连通，可选地，所述出液管倾斜地设置。
在一些实施例中，根据本发明实施例的浸出液冷却设备还包括：
第二真空冷却装置，所述第二真空冷却装置具有第二真空冷却腔、第二浓缩液进口、第二气体出口和第二浓缩液出口，所述第二浓缩液进口、所述第二气体出口和所述第二浓缩液出口中的每一者与所述第二真空冷却腔连通，所述第二真空冷却腔的璧面的至少一部分的为抛光面，所述第二浓缩液进口与所述浓缩液出口连通，所述第二浓缩液出口与所述浓缩液进口连通；
第二均匀装置，所述第二均匀装置与所述第二真空冷却装置配合；
可选地，所述第一真空冷却装置的所述浓缩液出口的高度高于所述第二真空冷却装置的所述第二浓缩液进口的高度。
在一些实施例中，根据本发明实施例的浸出液冷却设备还包括
第二真空发生器，所述第二真空发射器具有第二进气口和第二出气口，所述第二进气口与所述出气管的第二端连通，所述第二出气口与所述气体进口连通，
可选地，所述第一真空发生器为真空泵，所述第二真空发生器为蒸汽压缩机或蒸汽喷射泵。
在一些实施例中，所述第一均匀装置包括搅拌器，所述搅拌器设在所述真空冷却腔内；
或者，所述第一均匀装置包括循环泵，所述第一真空冷却装置还具有循环液进口和循环液出口，所述循环泵的进液口与所述第一真空冷却装置的所述循环液出口连通，所述循环泵的出液口与所述第一真空冷却装置的所述循环液出口连通，可选地，所述循环液出口与所述浸出液进口为同一个开口。
在一些实施例中，所述冷却设备进一步包括底流泵和反流泵，所述底流泵的进水口与所述底流浆出口连接，所述反流泵的进水口与所述底流浆出口连接，所述反流泵的出水口与所述浓缩液进口连接；
可选地，所述固液分离装置为浓密机或沉降槽。
本申请还提供了一种上述的浸出液冷却设备实施的浸出液冷却工艺，包括以下步骤：
A)使用所述第一真空冷却装置对浸出液进行一级真空闪蒸冷却，以便得到分离的蒸汽与浓缩液，在进行所述一级真空闪蒸冷却的过程中，对所述浸出液进行均匀处理；和
B)将所述浓缩液加入所述固液分离装置内，对所述浓缩液进行固液分离，以便于得到脱钙浓缩清液与底流浆。
在一些实施例中，根据本发明实施例的浸出液冷却工艺还包括：
C)将所述蒸汽通入所述旋流液沫分离器内以便将所述蒸汽分离为旋流蒸汽和回收液，所述回收液通入所述第一真空冷却装置内作为返料；和
D)将所述旋流蒸汽通入所述表面冷凝器内冷凝，以便于得到冷凝水和不凝气体，所述不凝气体通过所述第一真空发生器被抽出，所述冷凝水输送至所述凝水槽内。
在一些实施例中，对所述浓缩液进行二级真空闪蒸冷却以便对所述浓缩液进行进一步浓缩冷却。
在一些实施例中，使用所述搅拌器对所述浸出液进行所述均匀处理或者使用所述循环泵对所述浸出液进行所述均匀处理。
在一些实施例中，加入到所述固液分离装置内的所述浓缩液的温度小于等于45℃，所述浓缩液在所述固液分离装置内停留时间大于等于12小时。
在一些实施例中，所述底流浆的一部分作为晶种加入所述固液分离装置内。
附图说明
图1是根据本发明实施例的浸出液冷却设备结构示意图。
图2是根据本发明实施例的浸出液冷却设备结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的浸出液冷却设备1000。如图1与图2所示，浸出液冷却设备1000包括第一真空冷却装置100、第一真空发生器200、第一均匀装置和固液分离装置400。
第一真空冷却装置100具有真空冷却腔101、浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104，浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104中的每一者与真空冷却腔101连通，真空冷却腔101的璧面的至少一部分的为抛光面。第一真空发生器200与气体出口103相连，以便使第一真空冷却装置100具有预设的真空度。第一均匀装置与第一真空冷却装置100配合。
固液分离装置400具有固液分离腔401、浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404，浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404中的每一者与固液分离腔401连通，浓缩液进口402与浓缩液出口104连通。
相关技术中，风冷塔虽然冷却效果较好，且对料液有一定的浓缩作用，但因风冷过程中必然有少量的重金属雾沫由塔顶溢出，并伴随有一定量的酸雾，会造成有价金属的损失和环境污染。
浸出液在第一真空冷却装置100内进行真空闪蒸冷却，以便实现浓缩和降温。在该真空闪蒸冷却过程中，随着浸出液中的水被蒸发，浸出液中的钙的浓度逐渐上升，从而导致浸出液(浓缩液)中析出过饱和硫酸钙。而且，浸出液可以大体连续地加入到第一真空冷却装置100内进行真空闪蒸冷却，即可以有新的浸出液加入到第一真空冷却装置100内。
根据本发明实施例的浸出液冷却设备1000通过设置第一均匀装置，从而可以使第一真空冷却装置100内的浸出液混合均匀。由此不仅可以使第一真空冷却装置100内的浸出液的温度分布均匀，更重要的是，可以使第一真空冷却装置100内的浸出液的钙离子浓度分布均匀，从而可以避免第一真空冷却装置100内的浸出液局部钙离子浓度过高，即新加入的浸出液可以起到稀释、降低第一真空冷却装置100内已有的浸出液的钙离子浓度的作用，以便减小过饱和硫酸钙的析出量。
由于真空冷却腔101的璧面的至少一部分的为抛光面，因此析出的过饱和硫酸钙不会在真空冷却腔101的璧面的该至少一部分上堆积结垢。由此在真空闪蒸冷却结束后，析出的过饱和硫酸钙随着浸出液(浓缩液)离开第一真空冷却装置100，从而可以使第一真空冷却装置100能够长时间正常运行，进而可以使浸出液冷却设备1000能够长时间正常运行。离开第一真空冷却装置100的浸出液进入到固液分离装置400内以便对浸出液进行固液分离，从而得到不含过饱和硫酸钙的脱钙浓缩清液。
此外，通过设置第一真空冷却装置100，从而可以在冷却浸出液的同时对浸出液进行浓缩，使得浸出液中有价金属的浓度提高，有价金属金属的浓度提高有利于有价金属的萃取和电积。
因此，根据本发明实施例的浸出液冷却设备1000具有硫酸钙不易结垢、能够长时间稳定运行的优点。
如图1与图2所示，浸出液冷却设备1000包括第一真空冷却装置100、第一真空发生器200、第一均匀装置、固液分离装置400、旋流液沫分离器600和表面冷凝器500。
第一真空冷却装置100具有真空冷却腔101、浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104，浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104中的每一者与真空冷却腔101连通，真空冷却腔101的璧面的至少一部分的为抛光面。浸出液可以由浸出液进口102进入到真空冷却腔101内，浸出液在第一真空冷却装置100内被真空闪蒸冷却，以便得到分离的蒸汽与浓缩液。蒸汽带走浸出液的大量热量，以便降低浸出液的温度。
如图1与图2所示，第一真空发生器200与气体出口103相连。第一真空发生器200可以将真空冷却腔101中的气体从气体出口103抽出，以便制造浸出液真空闪蒸冷却所需的低压环境。而且，真空发生器200还可以将该蒸汽从气体出口103抽出。可选地，第一真空发生器200为真空泵。
第一均匀装置与第一真空冷却装置100配合。
如图1所示，在一些实施例中，第一均匀装置包括搅拌器300，搅拌器300设在真空冷却腔101内。搅拌器300对真空冷却腔101内的浸出液(浓缩液)与不断加入的浸出液进行搅拌，使得浸出液(浓缩液)与不断加入的浸出液的温度、浓度分布均匀，减少析出的过饱和硫酸钙发生堆积结垢的情况。
如图2所示，在一些实施例中，第一均匀装置包括循环泵310，第一真空冷却装置100还具有循环液进口105和循环液出口106，循环液进口105和循环液出口106与真空冷却腔101连通，循环泵310的进液口与第一真空冷却装置100的循环液出口106连通，循环泵310的出液口与第一真空冷却装置100的循环液出口106连通。循环泵310使得浸出液持续流动，以便使得真空冷却腔101内的浸出液的温度、浓度分布均匀，减少析出的过饱和硫酸钙发生堆积结垢的情况。可选地，循环液出口106与浸出液进口102为同一个开口。
如图1与图2所示，浸出液冷却设备1000还包括补沫器610、汇汽管620、出气管630和出液管640。补沫器610可拆卸地设在气体出口103内。从该气体出口103排出的该蒸汽先通过补沫器610，补沫器610可液化该蒸汽夹带的重金属雾沫，液化后的重金属雾沫可以回流到真空冷却腔101内的浸出液中，以便防止重金属损失。补沫器610设置成可拆卸模式，方便更换、清理硫酸钙结垢。
汇汽管620的第一端与气体出口103相连，汇汽管620的第二端与分离腔连通。从气体出口103排出的蒸汽通过汇汽管620进入旋流液沫分离器600的分离腔内，蒸汽中的重金属雾沫(未被补沫器610液化的重金属雾沫)在分离腔内被分离为回收液。出液管640的上端与分离腔连通，出液管640的下端与真空冷却腔101连通。由此被分离出的回收液可以通过640返回到真空冷却腔101内。可选地，出液管640倾斜地设置，方便重金属液自流入真空冷却腔101内。
出气管630的第一端与分离腔连通，出气管630的第二端与表面冷凝器500的气体进口连通。离开分离腔的旋流蒸汽通过出气管630进入到表面冷凝器500内。
如图1与图2所示，表面冷凝器500具有冷凝腔、气体进口、不凝气出口和第一冷凝水出口，气体进口、不凝气出口和冷凝水出口中的每一者与冷凝腔连通，气体进口与气体出口103连通，不凝气出口与第一真空发生器200连通。表面冷凝器500对离开分离腔的旋流蒸汽进行冷凝。
可选地，表面冷凝器500为板式冷却器、螺旋板冷却器、列管冷却器和管壳式冷却器中的一种。
如图1与图2所示，在一些实施例中，浸出液冷却设备1000还包括凝水槽510和输送泵520。凝水槽510具有冷凝水进口和第二冷凝水出口，冷凝水进口与第一冷凝水出口连通。输送泵520的进水口与凝水槽510的第二冷凝水出口连通。旋流蒸汽从气体进口进入冷凝腔内被冷凝，得到冷凝水和不凝气体。不凝气体从不凝气出口被排出表面冷凝器500后，通过第一真空发生器200被排入空气中。冷凝水从第一冷凝水出口被排出表面冷凝器500后进入凝水槽510内，输送泵520定期将凝水槽510内的冷凝水排出。
如图1所示，在一些实施例中，浸出液冷却设备1000还包括第二真空冷却装置110和第二均匀装置。
第二真空冷却装置110具有第二真空冷却腔111、第二浓缩液进口112、第二气体出口113和第二浓缩液出口114，第二浓缩液进口112、第二气体出口113和第二浓缩液出口114中的每一者与第二真空冷却腔111连通，第二真空冷却腔111的璧面的至少一部分的为抛光面，第二浓缩液进口112与浓缩液出口连通，第二浓缩液出口114与浓缩液进口402连通。第二气体出口113与第一真空发生器200相连，因此第二真空冷却腔111具有发生真空闪蒸冷却所需的低压环境。
从第一真空冷却装置100出来的浓缩液，通过第二浓缩液进口112进入第二真空冷却装置110再次进行真空闪蒸冷却，浓缩液经过第二次冷却、浓缩以便得到第二蒸汽和第二浓缩液。相较于从第一真空冷却装置100出来的浓缩液，第二浓缩液温度更低，第二浓缩液浓度更高。
第二蒸汽通过第二气体出口113被第一真空发生器200抽出。第二真空冷却装置110与第一真空发生器200之间可设置旋流液沫分离器600和表面冷凝器500。旋流液沫分离器600可回收第二蒸汽中的重金属雾沫，表面冷凝器500可对第二蒸汽进行冷凝得到第二不凝气体，第二不凝气体可被第一真空发生器200抽出。
第二浓缩液从第二浓缩液出口114被排出第二真空冷却装置110后，通过浓缩液进口402进入固液分离装置400内。
第二均匀装置与第二真空冷却装置110配合，第二均匀装置为搅拌器300，对第二真空冷却装置110内的浓缩液进行搅拌使其温度、浓度均匀分布，减少析出的过饱和硫酸钙发生堆积结垢的情况。
可选地，第一真空冷却装置100的浓缩液出口104的高度高于第二真空冷却装置110的第二浓缩液进口112的高度。使得浓缩液可自流进入第二真空冷却装置110内。
如图2所示，在一些实施例中，浸出液冷却设备1000还包括第二真空发生器210，第二真空发射器具有第二进气口和第二出气口，第二进气口与出气管630的第二端连通，第二出气口与表面冷凝器500气体进口连通。
第二真空发生器210对第一真空冷却装置100进行进一步抽真空，进一步降低真空冷却腔内的压强，从而加强真空闪蒸冷却的效果，进一步降低浓缩液的温度，提高浓缩液的浓度。
可选地，第二真空发生器210为蒸汽压缩机或蒸汽喷射泵。
如图1与图2所示，固液分离装置400具有固液分离腔401、浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404，浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404中的每一者与固液分离腔401连通，浓缩液进口402与浓缩液出口连通。
浸出液冷却设备1000还包括进一步包括底流泵410和反流泵(图中未画出)，底流泵410的进水口与底流浆出口404连接，反流泵的进水口与底流浆出口404连接，反流泵的出水口与浓缩液进口402连接。
进入到固液分离装置400内的浓缩液的温度小于等于45℃，进入固液分离装置400内的浓缩液的停留时间大于等于12小时，确保浓缩液固液分离的时间充足、固液分离的效果。浓缩液在固液分离腔401内进行固液分离，以便于得到脱钙浓缩清液与底流浆。浓缩液中析出的过饱和硫酸钙沉积形成底流浆，底流浆一部分通过反流泵被抽出后从浓缩液进口402再次进入固液分离装置400内作为晶种，底流浆的一部分通过底流泵410从底流浆出口404被排出。浓缩液脱钙得到的脱钙浓缩清液从清液出口403被排出。
可选地，固液分离装置400为浓密机或沉降槽。
本申请还提供了一种利用上述的浸出液冷却设备1000实施的浸出液冷却工艺，包括以下步骤：
A)使用第一真空冷却装置100对浸出液进行一级真空闪蒸冷却，以便于得到分离的蒸汽与浓缩液，在进行一级真空闪蒸冷却的过程中，对浸出液进行均匀处理；和
B)将浓缩液加入固液分离装置400内，对浓缩液进行固液分离，以便于得到脱钙浓缩清液与底流浆。
C)将蒸汽通入旋流液沫分离器600内以便将蒸汽分离为旋流蒸汽和回收液，所回收液通入第一真空冷却装置100内作为返料；和
D)将旋流蒸汽通入表面冷凝器500内冷凝，以便于得到冷凝水和不凝气体，不凝气体通过第一真空发生器200被抽出，冷凝水输送至凝水槽510内。
根据本发明实施例的浸出液冷却工艺通过使浸出液在第一真空冷却装置100内进行真空闪蒸冷却，以便实现浓缩和降温。在该真空闪蒸冷却过程中，随着浸出液中的水被蒸发，浸出液中的钙的浓度逐渐上升，从而导致浸出液(浓缩液)中析出过饱和硫酸钙。而且，浸出液可以大体连续地加入到第一真空冷却装置100内进行真空闪蒸冷却，即可以有新的浸出液加入到第一真空冷却装置100内。
浸出液在第一真空冷却装置100内进行真空闪蒸冷却的同时，使用第一均匀装置对第一真空冷却装置100内的浸出液进行混合均匀。由此不仅可以使第一真空冷却装置100内的浸出液的温度分布均匀，更重要的是，可以使第一真空冷却装置100内的浸出液的钙离子浓度分布均匀，从而可以避免第一真空冷却装置100内的浸出液局部钙离子浓度过高，即新加入的浸出液可以起到稀释、降低第一真空冷却装置100内已有的浸出液的钙离子浓度的作用，以便减小过饱和硫酸钙的析出量。
离开第一真空冷却装置100的蒸汽中被旋流液沫分离器分离为旋流蒸汽和回收液，回收液再返回第一真空冷却装置100，减少有价金属的流失，旋流蒸汽被冷凝得到冷凝水和不凝气体。
离开第一真空冷却装置100的浓缩液进入到400内以便对浸出液进行固液分离，从而得到不含过饱和硫酸钙的脱钙浓缩清液和底流浆。
因此，根据本发明实施例的浸出液冷却工艺具有硫酸钙不易结垢、能够长时间稳定运行的优点。
下面参考附图描述根据本发明一些具体示例的浸出液冷却设备1000。
如图1所示，根据本发明一个实施例的浸出液冷却设备1000包括第一真空冷却装置100、第一真空发生器200、第一均匀装置、第二真空冷却装置110、第二均匀装置、固液分离装置400、旋流液沫分离器600和表面冷凝器500。
第一真空冷却装置100具有真空冷却腔101、浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104，浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104中的每一者与真空冷却腔101连通，真空冷却腔101的璧面为抛光面。浸出液可以由浸出液进口102进入到真空冷却腔101内，浸出液在第一真空冷却装置100内被真空闪蒸冷却，以便得到分离的蒸汽与浓缩液。蒸汽带走浸出液的大量热量，以便降低浸出液的温度。
第一真空发生器200为真空泵，第一真空发生器200与气体出口103相连。第一真空发生器200可以将真空冷却腔101中的气体从气体出口103抽出，以便制造浸出液真空闪蒸冷却所需的低压环境。而且，真空发生器200还可以将该蒸汽从气体出口103抽出。
第一均匀装置为搅拌器300，搅拌器300设在真空冷却腔101内。搅拌器300对真空冷却腔101内的浸出液(浓缩液)与不断加入的浸出液进行搅拌，使得浸出液(浓缩液)与不断加入的浸出液的温度、浓度分布均匀，减少析出的过饱和硫酸钙发生堆积结垢的情况。
如图1所示，浸出液冷却设备1000还包括补沫器610、汇汽管620、出气管630和出液管640。补沫器610可拆卸地设在气体出口103内。从该气体出口103排出的该蒸汽先通过补沫器610，补沫器610可液化该蒸汽夹带的重金属雾沫，液化后的重金属雾沫可以回流到真空冷却腔101内的浸出液中，以便防止重金属损失。补沫器610设置成可拆卸模式，方便更换、清理硫酸钙结垢。
汇汽管620的第一端与气体出口103相连，汇汽管620的第二端与分离腔连通。从气体出口103排出的蒸汽通过汇汽管620进入旋流液沫分离器600的分离腔内，蒸汽中的重金属雾沫(未被补沫器610液化的重金属雾沫)在分离腔内被分离为回收液。出液管640的上端与分离腔连通，出液管640的下端与真空冷却腔101连通。由此被分离出的回收液可以通过640返回到真空冷却腔101内。可选地，出液管640倾斜地设置，方便重金属液自流入真空冷却腔101内。
出气管630的第一端与分离腔连通，出气管630的第二端与表面冷凝器500的气体进口连通。离开分离腔的旋流蒸汽通过出气管630进入到表面冷凝器500内。
如图1所示，表面冷凝器500为板式冷却器，表面冷凝器500具有冷凝腔、气体进口、不凝气出口和第一冷凝水出口，气体进口、不凝气出口和冷凝水出口中的每一者与冷凝腔连通，气体进口与气体出口103连通，不凝气出口与第一真空发生器200连通。表面冷凝器500对离开分离腔的旋流蒸汽进行冷凝。
浸出液冷却设备1000还包括凝水槽510和输送泵520。凝水槽510具有冷凝水进口和第二冷凝水出口，冷凝水进口与第一冷凝水出口连通。输送泵520的进水口与凝水槽510的第二冷凝水出口连通。旋流蒸汽从气体进口进入冷凝腔内被冷凝，得到冷凝水和不凝气体。不凝气体从不凝气出口被排出表面冷凝器500后，通过第一真空发生器200被排入空气中。冷凝水从第一冷凝水出口被排出表面冷凝器500后进入凝水槽510内，输送泵520定期将凝水槽510内的冷凝水排出。
第二真空冷却装置110具有第二真空冷却腔111、第二浓缩液进口112、第二气体出口113和第二浓缩液出口114，第二浓缩液进口112、第二气体出口113和第二浓缩液出口114中的每一者与第二真空冷却腔111连通，第二真空冷却腔111的璧面为抛光面，第二浓缩液进口112与浓缩液出口连通，第二浓缩液出口114与浓缩液进口402连通。第二气体出口113与第一真空发生器200相连，因此第二真空冷却腔111具有发生真空闪蒸冷却所需的低压环境。
从第一真空冷却装置100出来的浓缩液，通过第二浓缩液进口112进入第二真空冷却装置110再次进行真空闪蒸冷却，浓缩液经过第二次冷却、浓缩以便得到第二蒸汽和第二浓缩液。相较于从第一真空冷却装置100出来的浓缩液，第二浓缩液温度更低，第二浓缩液浓度更高。
第二蒸汽通过第二气体出口113被第一真空发生器200抽出。第二真空冷却装置110与第一真空发生器200之间可设置旋流液沫分离器600和表面冷凝器500。旋流液沫分离器600可回收第二蒸汽中的重金属雾沫，表面冷凝器500可对第二蒸汽进行冷凝得到第二不凝气体，第二不凝气体可被第一真空发生器200抽出。
第二浓缩液从第二浓缩液出口114被排出第二真空冷却装置110后，通过浓缩液进口402进入固液分离装置400内。
第二均匀装置为搅拌器300，第二均匀装置与第二真空冷却装置110配合，对第二真空冷却装置110内的浓缩液进行搅拌使其温度、浓度均匀分布，减少析出的过饱和硫酸钙发生堆积结垢的情况。
第一真空冷却装置100的浓缩液出口104的高度高于第二真空冷却装置110的第二浓缩液进口112的高度。使得浓缩液可自流进入第二真空冷却装置110内。
固液分离装置400为浓密机，固液分离装置400具有固液分离腔401、浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404，浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404中的每一者与固液分离腔401连通，浓缩液进口402与浓缩液出口连通。
浸出液冷却设备1000还包括进一步包括底流泵410和反流泵(图中未画出)，底流泵410的进水口与底流浆出口404连接，反流泵的进水口与底流浆出口404连接，反流泵的出水口与浓缩液进口402连接。
进入到固液分离装置400内的浓缩液的温度小于等于45℃，进入固液分离装置400内的浓缩液的停留时间大于等于12小时，确保浓缩液固液分离的时间充足、固液分离的效果。浓缩液在固液分离腔401内进行固液分离，以便于得到脱钙浓缩清液与底流浆。浓缩液中析出的过饱和硫酸钙沉积形成底流浆，底流浆一部分通过反流泵被抽出后从浓缩液进口402再次进入固液分离装置400内作为晶种，底流浆的一部分通过底流泵410从底流浆出口404被排出。浓缩液脱钙得到的脱钙浓缩清液从清液出口403被排出。
如图2所示，根据本发明另一个实施例的浸出液冷却设备1000包括第一真空冷却装置100、第一真空发生器200、第一均匀装置、二真空发生器210、固液分离装置400、旋流液沫分离器600和表面冷凝器500。
第一真空冷却装置100具有真空冷却腔101、浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104，浸出液进口102、气体出口103和浓缩液出口104中的每一者与真空冷却腔101连通，真空冷却腔101的璧面为抛光面。浸出液可以由浸出液进口102进入到真空冷却腔101内，浸出液在第一真空冷却装置100内被真空闪蒸冷却，以便得到分离的蒸汽与浓缩液。蒸汽带走浸出液的大量热量，以便降低浸出液的温度。
第一真空发生器200为真空泵，第一真空发生器200与气体出口103相连。第一真空发生器200可以将真空冷却腔101中的气体从气体出口103抽出，以便制造浸出液真空闪蒸冷却所需的低压环境。而且，真空发生器200还可以将该蒸汽从气体出口103抽出。
第一均匀装置为循环泵310，第一真空冷却装置100还具有循环液进口105和循环液出口106，循环液进口105和循环液出口106与真空冷却腔101连通，循环泵310的进液口与第一真空冷却装置100的循环液出口106连通，循环泵310的出液口与第一真空冷却装置100的循环液出口106连通。循环泵310使得浸出液持续流动，以便使得真空冷却腔101内的浸出液的温度、浓度分布均匀，减少析出的过饱和硫酸钙发生堆积结垢的情况。循环液出口106与浸出液进口102为同一个开口
如图2所示，浸出液冷却设备1000还包括补沫器610、汇汽管620、出气管630和出液管640。补沫器610可拆卸地设在气体出口103内。从该气体出口103排出的该蒸汽先通过补沫器610，补沫器610可液化该蒸汽夹带的重金属雾沫，液化后的重金属雾沫可以回流到真空冷却腔101内的浸出液中，以便防止重金属损失。补沫器610设置成可拆卸模式，方便更换、清理硫酸钙结垢。
汇汽管620的第一端与气体出口103相连，汇汽管620的第二端与分离腔连通。从气体出口103排出的蒸汽通过汇汽管620进入旋流液沫分离器600的分离腔内，蒸汽中的重金属雾沫(未被补沫器610液化的重金属雾沫)在分离腔内被分离为回收液。出液管640的上端与分离腔连通，出液管640的下端与真空冷却腔101连通。由此被分离出的回收液可以通过640返回到真空冷却腔101内。可选地，出液管640倾斜地设置，方便重金属液自流入真空冷却腔101内。
出气管630的第一端与分离腔连通，出气管630的第二端与表面冷凝器500的气体进口连通。离开分离腔的旋流蒸汽通过出气管630进入到表面冷凝器500内。
如图2所示，表面冷凝器500为板式冷却器，表面冷凝器500具有冷凝腔、气体进口、不凝气出口和第一冷凝水出口，气体进口、不凝气出口和冷凝水出口中的每一者与冷凝腔连通，气体进口与气体出口103连通，不凝气出口与第一真空发生器200连通。表面冷凝器500对离开分离腔的旋流蒸汽进行冷凝。
浸出液冷却设备1000还包括凝水槽510和输送泵520。凝水槽510具有冷凝水进口和第二冷凝水出口，冷凝水进口与第一冷凝水出口连通。输送泵520的进水口与凝水槽510的第二冷凝水出口连通。旋流蒸汽从气体进口进入冷凝腔内被冷凝，得到冷凝水和不凝气体。不凝气体从不凝气出口被排出表面冷凝器500后，通过第一真空发生器200被排入空气中。冷凝水从第一冷凝水出口被排出表面冷凝器500后进入凝水槽510内，输送泵520定期将凝水槽510内的冷凝水排出。
第二真空发生器210为蒸汽压缩机，第二真空发射器具有第二进气口和第二出气口，第二进气口与出气管630的第二端连通，第二出气口与表面冷凝器500气体进口连通。第二真空发生器210对第一真空冷却装置100进行进一步抽真空，进一步降低真空冷却腔内的压强，从而加强真空闪蒸冷却的效果，进一步降低浓缩液的温度，提高浓缩液的浓度。
固液分离装置400为浓密机，固液分离装置400具有固液分离腔401、浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404，浓缩液进口402、清液出口403和底流浆出口404中的每一者与固液分离腔401连通，浓缩液进口402与浓缩液出口连通。
浸出液冷却设备1000还包括进一步包括底流泵410、倒料泵405和反流泵(图中未画出)，底流泵410的进水口与底流浆出口404连接。倒料泵405的进水口与浓缩液出口104连接。倒料泵405的出水口与浓缩液进口402连接。反流泵的进水口与底流浆出口404连接，反流泵的出水口与浓缩液进口402连接。
进入到固液分离装置400内的浓缩液的温度小于等于45℃，进入固液分离装置400内的浓缩液的停留时间大于等于12小时，确保浓缩液固液分离的时间充足、固液分离的效果。浓缩液通过倒料泵405进入固液分离腔401内进行固液分离，以便于得到脱钙浓缩清液与底流浆。浓缩液中析出的过饱和硫酸钙沉积形成底流浆，底流浆一部分通过反流泵被抽出后从浓缩液进口402再次进入固液分离装置400内作为晶种，底流浆的一部分通过底流泵410从底流浆出口404被排出。浓缩液脱钙得到的脱钙浓缩清液从清液出口403被排出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种浸出液冷却设备，其特征在于，包括：
第一真空冷却装置，所述第一真空冷却装置具有真空冷却腔、浸出液进口、气体出口和浓缩液出口，所述浸出液进口、所述气体出口和所述浓缩液出口中的每一者与所述真空冷却腔连通，所述真空冷却腔的璧面的至少一部分的为抛光面；
第一真空发生器，所述第一真空发生器与所述气体出口相连；
第一均匀装置，所述第一均匀装置与所述第一真空冷却装置配合；和
固液分离装置，所述固液分离装置具有固液分离腔、浓缩液进口、清液出口和底流浆出口，所述浓缩液进口、所述清液出口和所述底流浆出口中的每一者与所述固液分离腔连通，所述浓缩液进口与所述浓缩液出口连通。
2.根据权利要求1所述的浸出液冷却设备，其特征在于，还包括：
表面冷凝器，所述表面冷凝器具有冷凝腔、气体进口、不凝气出口和第一冷凝水出口，所述气体进口、所述不凝气出口和所述冷凝水出口中的每一者与所述冷凝腔连通，所述气体进口与所述气体出口连通，所述不凝气出口与所述第一真空发生器连通；
凝水槽，所述凝水槽具有冷凝水进口和第二冷凝水出口，所述冷凝水进口与所述第一冷凝水出口连通；和
输送泵，所述输送泵的进水口与所述凝水槽的第二冷凝水出口连通，
可选地，所述表面冷凝器为板式冷却器、螺旋板冷却器、列管冷却器和管壳式冷却器中的一种。
3.根据权利要求2所述的浸出液冷却设备，其特征在于，还包括：
旋流液沫分离器，所述旋流液沫分离器具有分离腔；
补沫器，所述补沫器可拆卸地设在所述气体出口处；
汇汽管，所述汇汽管的第一端与所述气体出口相连，所述汇汽管的第二端与所述分离腔连通；
出气管，所述出气管的第一端与所述分离腔连通，所述出气管的第二端与所述气体进口连通；和
出液管，所述出液管的上端与所述分离腔连通，所述出液管的下端与所述真空冷却腔连通，可选地，所述出液管倾斜地设置。
4.根据权利要求3所述的浸出液冷却设备，其特征在于，还包括：
第二真空冷却装置，所述第二真空冷却装置具有第二真空冷却腔、第二浓缩液进口、第二气体出口和第二浓缩液出口，所述第二浓缩液进口、所述第二气体出口和所述第二浓缩液出口中的每一者与所述第二真空冷却腔连通，所述第二真空冷却腔的璧面的至少一部分的为抛光面，所述第二浓缩液进口与所述浓缩液出口连通，所述第二浓缩液出口与所述浓缩液进口连通；
第二均匀装置，所述第二均匀装置与所述第二真空冷却装置配合；
可选地，所述第一真空冷却装置的所述浓缩液出口的高度高于所述第二真空冷却装置的所述第二浓缩液进口的高度。
5.根据权利要求3所述的浸出液冷却设备，其特征在于，还包括
第二真空发生器，所述第二真空发射器具有第二进气口和第二出气口，所述第二进气口与所述出气管的第二端连通，所述第二出气口与所述气体进口连通，
可选地，所述第一真空发生器为真空泵，所述第二真空发生器为蒸汽压缩机或蒸汽喷射泵。
6.根据权利要求1所述的浸出液冷却设备，其特征在于，
所述第一均匀装置包括搅拌器，所述搅拌器设在所述真空冷却腔内；
或者，所述第一均匀装置包括循环泵，所述第一真空冷却装置还具有循环液进口和循环液出口，所述循环泵的进液口与所述第一真空冷却装置的所述循环液出口连通，所述循环泵的出液口与所述第一真空冷却装置的所述循环液出口连通，可选地，所述循环液出口与所述浸出液进口为同一个开口。
7.根据权利要求1所述的浸出液冷却设备，其特征在于，所述冷却设备进一步包括底流泵和反流泵，所述底流泵的进水口与所述底流浆出口连接，所述反流泵的进水口与所述底流浆出口连接，所述反流泵的出水口与所述浓缩液进口连接；
可选地，所述固液分离装置为浓密机或沉降槽。
8.一种利用权利要求1-7所述的浸出液冷却设备实施的浸出液冷却工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A)使用所述第一真空冷却装置对浸出液进行一级真空闪蒸冷却，以便得到分离的蒸汽与浓缩液，在进行所述一级真空闪蒸冷却的过程中，对所述浸出液进行均匀处理；和
B)将所述浓缩液加入所述固液分离装置内，对所述浓缩液进行固液分离，以便于得到脱钙浓缩清液与底流浆。
9.根据权利要求8所述的浸出液冷却工艺，其特征在于，还包括：
C)将所述蒸汽通入所述旋流液沫分离器内以便将所述蒸汽分离为旋流蒸汽和回收液，所述回收液通入所述第一真空冷却装置内作为返料；和
D)将所述旋流蒸汽通入所述表面冷凝器内冷凝，以便于得到冷凝水和不凝气体，所述不凝气体通过所述第一真空发生器被抽出，所述冷凝水输送至所述凝水槽内。
10.根据权利要求9所述的浸出液冷却工艺，其特征在于，对所述浓缩液进行二级真空闪蒸冷却以便对所述浓缩液进行进一步浓缩冷却。
11.根据权利要求8所述的浸出液冷却工艺，其特征在于，使用所述搅拌器对所述浸出液进行所述均匀处理或者使用所述循环泵对所述浸出液进行所述均匀处理。
12.根据权利要求8所述的浸出液冷却工艺，其特征在于，加入到所述固液分离装置内的所述浓缩液的温度小于等于45℃，所述浓缩液在所述固液分离装置内停留时间大于等于12小时。
13.根据权利要求8所述的浸出液冷却工艺，其特征在于，所述底流浆的一部分作为晶种加入所述固液分离装置内。
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