CN203393202U - 氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置 - Google Patents

氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种有色金属冶金的机械设备，特别是一种氨浸氧化锌液自然升温脱氨联合脱氟、氯的装置。本实用新型的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，包括闪蒸塔1、脱氟氯塔2，所述闪蒸塔1包括设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101、设置于闪蒸塔1下部的含锌浆料出口102和设置于闪蒸塔1上部的气体出口103，所述脱氟氯塔2包括含锌浆料入口201、酸液或酸气入口202、设置于脱氟氯塔2下部的硫酸锌液体出口203、和设置于脱氟氯塔2上部的废气出口204，所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201通过管道连接。本实用新型的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，提供一套独立设计的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置。

Description

氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置
技术领域
本实用新型涉及一种有色金属冶金的机械设备，特别是一种氨浸氧化锌液自然升温脱氨联合脱氟、氯的装置。
背景技术
锌主要以硫化物形态存在于自然界，氧化物形态为其次，是硫化锌矿长期风化的结果，故氧化锌矿常与硫化锌矿伴生。氧化锌矿中含有大量的杂质，如铅、铁、铜、铟、镍、钴、砷、锑、铋、铁、镉等。随着锌用途范围的扩大，世界各国锌产品消耗逐年增加。硫化锌矿日渐供应不足，氧化锌矿的开采利用逐渐引起人们的重视。
目前，氧化锌矿的处理方式主要有两种：1、氧化锌矿石经选矿富集后进入冶炼工序得到金属锌和铅；2、氧化锌矿石直接用冶金方法进行处理。其中直接冶金法又分为火法和湿法两类。在传统湿法炼锌工艺中，ZnSO4-H2SO4-H2O体系的“焙烧-浸出-净化-电积”工艺占绝对优势，世界上有85%～90%的锌是通过该工艺生产的。然而，由于国内的氧化锌矿泥化现象严重、碱性脉石含量较高(CaO、MgO)、有价金属与多种杂质金属元素共存、硅脉石(SiO2)含量较大,所以用硫酸浸出氧化锌矿耗酸量大、固液分离难、浸出液中杂质较多、净化程序复杂,而且酸性体系对设备的腐蚀较为严重。
而碱法浸出氧化锌不易腐蚀设备,固液分离容易，浸出液易净化，是目前研究较多，也是最有前途的处理氧化锌矿的方法。以氨或铵盐作浸出剂的湿法冶金过程称为氨法浸出。氨法处理氧化锌制取电积锌包括浸出、净化、电积三个步骤（氨法处理氧化锌矿制取电积锌，中国工业大学学报自然科学版，2003年12月，第34卷第6期），在氨浸过程中，使用氨和氯化铵作为浸出剂，浸出体系为弱碱体系，矿物中的许多有害杂质元素如铅、铁、锰、锑、砷、铋、银等大部分金属杂质均不溶解于浸出剂形成浸出渣而与锌分离；而其他可与氨配合的杂质如铜、镉、钴、镍、砷、锑、铁等少部分金属杂质与氨形成配合物而进入浸出液；再用锌粉置换剩余的铜等金属杂质，净化除杂一次加入适量锌粉除杂均可达电积要求。因此采用氨浸法所得浸出液杂质种类少、含量低、净化除杂容易、过程简单，有价金属回收率高。
采用上述氨浸工艺，虽然氨浸过程及锌粉置换除去了大部分金属杂质，然而砷、锑等仍有少部分残留，并且难以除去矿中的氟、氯等杂质，浸出剂及除杂的过程中还带入了氯，因而净化液中还含有少量的氯、氟等杂质，在电解液中富含氟、氯离子，会对电解造成不利影响，主要有：1、电解锌时电解液内含有的氟和氯会对电解极板造成严重腐蚀，腐蚀过程中，会致使析出锌与阴极铝板溶结，锌片不易剥板；进一步地，腐蚀极板，致使极板使用周期缩短，增加生产成本； 
2、电解过程，析出的氢气等其他附带氟氯，对周边设备设施腐蚀；
3、氟氯偏高，致使析出锌片中带的铅等杂质偏高，影响锌片质量。
另一方面，采用氨浸法处理氧化锌矿所用的浸出剂浓度较高，铵盐易析出结疤，同时氨水浓度较大，挥发损失造成环境污染，所以目前还是停留在实验室研究阶段，难以在工业上应用，进一步地，目前工业上还没有适用于上述工艺的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术中存在的没有氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯的装置的问题，提供一种氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，包括闪蒸塔1、脱氟氯塔2，所述闪蒸塔1包括设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101、设置于闪蒸塔1下部的含锌浆料出口102和设置于闪蒸塔1上部的气体出口103，所述脱氟氯塔2包括含锌浆料入口201、酸液或酸气入口202、设置于脱氟氯塔2下部的硫酸锌液体出口203、设置于脱氟氯塔2上部的废气出口204和设置于脱氟氯塔2上部的硫酸锌回收液入口（205），所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201通过管道连接。
本实用新型的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，来自氨浸、净化的氨浸净液经加热达到一定温度后，由设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101进入闪蒸塔1内闪蒸，氨浸净液经闪蒸后分解为氨气和含锌浆料，氨气由设在闪蒸塔1的上部的气体出口103离开所述闪蒸塔1，并用水进行回收，所述含锌浆料由设在闪蒸塔1的下部的含锌浆料出口102离开所述闪蒸塔1，并由所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201进入所述脱氟氯塔2，同时由所述脱氟氯塔2的酸液或酸气入口202向脱氟氯塔2内加入硫酸和/或热的三氧化硫（SO3），含锌浆料和加入脱氟氯塔2内的硫酸和/或热的三氧化硫（SO3）物质在脱氟氯塔2内进行酸解反应，得硫酸锌溶液，同时脱除了浆料中的氟、氯等杂质，脱除的氟、氯等杂质以气体的形式，由设置于脱氟氯塔2上部的废气出口204离开脱氟氯塔2，所得硫酸锌溶液由设置于脱氟氯塔2下部的硫酸锌液体出口203离开所述脱氟氯塔2，冷却后一部分去电积，另一部分由所述脱氟氯塔2的硫酸锌回收液入口205返回所述脱氟氯塔2循环脱氟氯等杂质。
作为本实用新型的优选方案，所述闪蒸塔1内上部设有管式换热器3，所述管式换热器3的壳层与所述闪蒸塔1塔内相通，所述闪蒸塔1的氨浸净液入口101与所述管式换热器3上端的壳层连接并相通，所述管式换热器3的管层设有硫酸锌液体入口301和硫酸锌液体出口302，所述管式换热器3的硫酸锌液体入口301设在所述管式换热器3下端，所述管式换热器3的硫酸锌液体出口302设在所述管式换热器3上端，所述脱氟氯塔2的硫酸锌液体出口203与所述管式换热器3的硫酸锌液体入口301之间设有循环料浆泵4，并通过管道连接。
本实用新型的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，采用上述闪蒸塔1内上部设有管式换热器3的结构，由于来自氨浸、净化的氨浸净液在闪蒸前需要加热，而经酸解反应后的硫酸锌溶液需要降温处理，采用上述在闪蒸塔1内设置一个内部换热器2的结构，酸解后得到的硫酸锌液体，在循环料浆泵4的动力作用下，由设在所述管式换热器3下端的硫酸锌液体入口301进入管式换热器3的管层，由设在所述管式换热器3上端的硫酸锌液体出口302离开所述管式换热器3，经过进一步冷却去电积，来自氨浸、净化的氨浸净液由设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101进入闪蒸塔1，由所述管式换热器3上部进入管式换热器3的壳层，经换热后，进入闪蒸塔下面进行闪蒸。采用上述结构的装置，可以通过酸解后得到的硫酸锌液体的热量对来自氨浸、净化的氨浸净液进行加热，同时对酸解后得到的硫酸锌液体进行降温，有效利用了工艺本身产生的热量，降低了能源消耗，减少了生产成本投入。
优选的，所述管式换热器3的硫酸锌液体出口302和所述脱氟氯塔2的硫酸锌回收液入口205管道连接。
进一步的，所述闪蒸塔1还设有出口104，所述出口104外接有循环泵5，所述循环泵5的另一端与所述闪蒸塔1上的氨浸净液入口101管道连接，进一步地，所述闪蒸塔1上还设有液位控制器6，所述液位控制器6控制所述闪蒸塔1内的液位高度。
本实用新型的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯的装置，采用上述结构的闪蒸塔1结构，其目的在于，对闪蒸塔1内的闪蒸料液的液位高度进行控制，当闪蒸塔1内的料液液位高度达到设定的位置时，液位控制器通过调节所述闪蒸塔1上的出口104的液体流量来调节闪蒸塔1内的液位高度，由所述闪蒸塔1上的出口104流出的料液与来自氨浸、净化的氨浸净液进行混合后，由设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101一同进入闪蒸塔1，经换热器，与酸解后得到的热的硫酸锌液体进行换热升温后进入闪蒸塔1内循环闪蒸。一方面，调节塔内液位高度可以保证塔内反应正常进行，增加了装置的安全系数，另一方面，对塔内的料液循环闪蒸，提高氨从料液中的的溢出率，提高了氨的回收效率。
优选的，所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201之间设有管式反应器7，所述管式反应器7顶部还设有进料口701。
本实用新型的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201之间设有管式反应器7，由所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102出来的含锌浆料在所述管式反应器7内，与由所述管式反应器7的进料口701进入的硫酸和电废解液进行酸解反应，在所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201之间设有管式反应器7会使含锌浆料酸解更充分。
与现有技术相比， 本实用新型的有益效果是：
1、针对现有技术中存在的没有氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯的装置的问题，提供一种氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置。
2、闪蒸塔内上部设有内部管式换热器，使酸解后得到的热的硫酸锌液体与来自氨浸、净化的氨浸净液进行换热，有效利用了工艺本身产生的热量，降低了能源消耗，减少了生产成本投入。
3、闪蒸塔上设有循环装置（循环泵和液位控制器的配合），增加了反应的安全系数，提高了氨的回收效率。
4、所述闪蒸塔的含锌浆料出口与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口之间设有管式反应器，会使含锌浆料在管式反应器中酸解更充分。
5、所述管式换热器的硫酸锌液体出口和所述脱氟氯塔的硫酸锌回收液入口管道连接，使含锌浆料循环酸解，使氟氯等杂质脱除更充分。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标记：1-闪蒸塔，101-氨浸净液入口，102-含锌浆料出口，103-气体出口，104-出口，2-脱氟氯塔，201-含锌浆料入口，202-酸液或酸气入口，203-硫酸锌液体出口，204-废气出口，205-硫酸锌回收液入口，3-管式换热器，301-硫酸锌液体入口，302-硫酸锌液体出口，4-循环料浆泵，5-循环泵，6-液位控制器，7-管式反应器，701-进料口。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
如图1所示的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，包括闪蒸塔1、脱氟氯塔2，所述闪蒸塔1包括设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101、设置于闪蒸塔1下部的含锌浆料出口102和设置于闪蒸塔1上部的气体出口103，所述脱氟氯塔2包括含锌浆料入口201、酸液或酸气入口202、设置于脱氟氯塔2下部的硫酸锌液体出口203、设置于脱氟氯塔2上部的废气出口204和设置于脱氟氯塔2上部硫酸锌回收液入口（205），所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201通过管道连接。
所述闪蒸塔1内上部设有管式换热器3，所述管式换热器3的壳层与所述闪蒸塔1塔内相通，所述闪蒸塔1的氨浸净液入口101与所述管式换热器3上端的壳层连接并相通，所述管式换热器3的管层设有硫酸锌液体入口301和硫酸锌液体出口302，所述管式换热器3的硫酸锌液体入口301设在所述管式换热器3下端，所述管式换热器3的硫酸锌液体出口302设在所述管式换热器3上端，所述脱氟氯塔2的硫酸锌液体出口203与所述管式换热器3的硫酸锌液体入口301之间设有循环料浆泵4，并通过管道连接。
所述管式换热器3的硫酸锌液体出口302和所述脱氟氯塔2的硫酸锌回收液入口205管道连接。
所述闪蒸塔1还设有出口104，所述出口104外接有循环泵5，所述循环泵5的另一端与所述闪蒸塔1上的氨浸净液入口101管道连接，进一步地，所述闪蒸塔1上还设有液位控制器6，所述液位控制器6控制所述闪蒸塔1内的液位高度。
所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201之间设有管式反应器7，所述管式反应器7顶部还设有进料口701。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，包括闪蒸塔1、脱氟氯塔2，所述闪蒸塔1包括设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101、设置于闪蒸塔1下部的含锌浆料出口102和设置于闪蒸塔1上部的气体出口103，所述脱氟氯塔2包括含锌浆料入口201、酸液或酸气入口202、设置于脱氟氯塔2下部的硫酸锌液体出口203、设置于脱氟氯塔2上部的废气出口204和设置于脱氟氯塔2上部硫酸锌回收液入口205，所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201通过管道连接。
所述闪蒸塔1内上部设有管式换热器3，所述管式换热器3的壳层与所述闪蒸塔1塔内相通，所述闪蒸塔1的氨浸净液入口101与所述管式换热器3上端的壳层连接并相通，所述管式换热器3的管层设有硫酸锌液体入口301和硫酸锌液体出口302，所述管式换热器3的硫酸锌液体入口301设在所述管式换热器3下端，所述管式换热器3的硫酸锌液体出口302设在所述管式换热器3上端，所述脱氟氯塔2的硫酸锌液体出口203与所述管式换热器3的硫酸锌液体入口301之间设有循环料浆泵4，并通过管道连接。
所述管式换热器3的硫酸锌液体出口302和所述脱氟氯塔2的硫酸锌回收液入口205管道连接。
所述闪蒸塔1还设有出口104，所述出口104外接有循环泵5，所述循环泵5的另一端与所述闪蒸塔1上的氨浸净液入口101管道连接，进一步地，所述闪蒸塔1上还设有液位控制器6，所述液位控制器6控制所述闪蒸塔1内的液位高度。
所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102与所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201之间设有管式反应器7，所述管式反应器7顶部还设有进料口701。
具体操作过程：
来自氨浸、净化的氨浸净液经加热达到一定温度后，由设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101进入闪蒸塔1内闪蒸，氨浸净液经闪蒸后分解为氨气和含锌浆料，氨气由设在闪蒸塔1的上部的气体出口103离开所述闪蒸塔1，并用水进行回收，所述含锌浆料由设在闪蒸塔1的下部的含锌浆料出口102离开所述闪蒸塔1，由所述闪蒸塔1的含锌浆料出口102出来的含锌浆料进入所述管式反应器7，在所述管式反应器7内，与由所述管式反应器7的进料口701进入的硫酸和电废解液进行酸解反应，酸解后得到硫酸锌液体，在酸解过程中，含锌浆料中的氟氯以气体的的形式从液体中溢出，由所述管式反应器7出来的含锌料液和氟、氯气体杂质的汽液混合物，由所述脱氟氯塔2的含锌浆料入口201进入所述脱氟氯塔2内，在所述脱氟氯塔2内，由脱氟氯塔2的酸液或酸气入口202向脱氟氯塔2中通入SO3气体，通过在硫酸锌液体中加入SO3进一步酸解，脱出氟、氯等杂质，同时也调节溶液中硫酸根和锌离子的比例，使液体达到电积的要求，进过上述反应后的料液在脱氟氯塔2内进行气液分离，脱除氟氯等杂质，气态的氟、氯等杂质由设置于脱氟氯塔2上部脱氟氯塔2的废气出口204离开脱氟氯塔2，所得硫酸锌溶液由设置于脱氟氯塔2下部的硫酸锌液体出口203离开所述脱氟氯塔2。在循环料浆泵4的动力作用下，离开脱氟氯塔2的硫酸锌溶液由设在所述管式换热器3下端的硫酸锌液体入口301进入管式换热器3的管层，与由于来自氨浸、净化的氨浸净液进行间接换热后（来自氨浸、净化的氨浸净液由设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101进入闪蒸塔1，由所述管式换热器3上部进入管式换热器3的壳层，经换热后氨浸净液进入闪蒸塔下面进行闪蒸），硫酸锌液体由设在所述管式换热器3上端的硫酸锌液体出口302离开所述管式换热器3，换热后的硫酸锌液体，一部分经过进一步冷却后去电积，另一部分,另一部分由所述脱氟氯塔2的硫酸锌回收液入口205返回所述脱氟氯塔2循环脱氟氯等杂质。
说明：采用所述闪蒸塔1上设有循环装置（出口4、循环泵5和液位控制器6的循环装置系统）其目的在于，当闪蒸塔1内的料液液位高度达到设定的位置时，液位控制器通过调节所述闪蒸塔1上的出口104的液体流量来调节闪蒸塔1内的液位高度，由所述闪蒸塔1上的出口104流出的料液与来自氨浸、净化的氨浸净液进行混合后，由设置于闪蒸塔1上部的氨浸净液入口101一同进入闪蒸塔1，经换热器，与酸解后得到的热的硫酸锌液体进行换热升温后进入闪蒸塔1内循环闪蒸。一方面，调节塔内液位高度可以保证塔内反应正常进行，增加了反应的安全系数，另一方面，对塔内的料液循环闪蒸，提高氨从料液中的的溢出率，提高了氨的回收效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，其特征在于：包括闪蒸塔（1）、脱氟氯塔（2），所述闪蒸塔（1）包括设置于闪蒸塔（1）上部的氨浸净液入口（101）、设置于闪蒸塔(1)下部的含锌浆料出口（102）和设置于闪蒸塔（1）上部的气体出口（103），所述脱氟氯塔（2）包括含锌浆料入口（201）、酸液或酸气入口（202）、设置于脱氟氯塔（2）下部的硫酸锌液体出口（203）、设置于脱氟氯塔（2）上部的废气出口（204）和设置于脱氟氯塔（2）上部的硫酸锌回收液入口（205），所述闪蒸塔（1）的含锌浆料出口（102）与所述脱氟氯塔（2）的含锌浆料入口（201）通过管道连接。
2.根据权利要求1所述的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，其特征在于：所述闪蒸塔（1）内上部设有管式换热器（3），所述管式换热器（3）的壳层与所述闪蒸塔（1）塔内相通，所述闪蒸塔（1）的氨浸净液入口（101）与所述管式换热器（3）上端的壳层连接并相通，所述管式换热器（3）的管层设有硫酸锌液体入口（301）和硫酸锌液体出口（302），所述管式换热器（3）的硫酸锌液体入口（301）设在所述管式换热器（3）下端，所述管式换热器（3）的硫酸锌液体出口（302）设在所述管式换热器（3）上端，所述脱氟氯塔（2）的硫酸锌液体出口（203）与所述管式换热器（3）的硫酸锌液体入口（301）之间设有循环料浆泵（4），并通过管道连接。
3.根据权利要求2所述的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，其特征在于：所述管式换热器（3）的硫酸锌液体出口（302）和所述脱氟氯塔（2）的硫酸锌回收液入口（205）管道连接。
4.根据权利要求1所述的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，其特征在于：所述闪蒸塔（1）还设有出口（104），所述出口（104）外接有循环泵（5），所述循环泵（5）的另一端与所述闪蒸塔（1）上的氨浸净液入口（101）管道连接，所述闪蒸塔（1）上还设有液位控制器（6），所述液位控制器（6）控制所述闪蒸塔（1）内的液位高度。
5.根据权利要求1所述的氨浸氧化锌液脱氨联合脱氟氯装置，其特征在于：所述闪蒸塔（1）的含锌浆料出口（102）与所述脱氟氯塔（2）的含锌浆料入口（201）之间设有管式反应器（7），所述管式反应器（7）顶部还设有进料口（701）。
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