CN212595720U - 一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，包括晶化转型反应釜，所述晶化转型反应釜外侧设置有用于实现待晶化转型高硫渣矿浆在釜内外循环流动的外循环通道，所述外循环通道包括闪蒸槽和循环泵；所述晶化转型反应釜的下部连接所述分级腿；所述闪蒸槽的槽体上设置有新料进入口，且槽体的底部设有排料阀；所述晶化转型反应釜的所述进料口与所述闪蒸槽的所述排料阀通过管道相连接，所述管道还通过分支管道与分级腿连接。本实用新型通过晶化转型调控与转化，实现单质硫晶体的可控生长和迁移聚合，为后续单质硫的空化解离和浮选提硫创造有利条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备。
背景技术
当前硫化锌精矿主流冶金工艺分为常规湿法炼锌(焙烧—浸出—净化—电积)和直接浸出工艺(氧压/常压浸出—净化—电积)。直接浸出工艺实现硫化锌精矿的全湿法处理，取消了氧化焙烧工序，元素硫以硫磺的形式进入酸浸渣(即高硫渣)，避免了SO2烟气污染。
从高硫渣中回收单质硫的方法主要分为化学法和物理法，目前国内锌直接浸出企业普遍采用浮选-热过滤这一物理方法。该方法通过充气使浮选机中的空气与矿浆充分接触，利用元素硫的疏水特性，使之附着在上升的空气气泡上，经溢流槽进入浮选精矿，实现元素硫的浮选回收，再利用单质硫在125-158℃温度范围内粘度较低、流动性好的特性，用过滤方式实现硫与其他固体物料的有效分离。浮选—热滤法工艺简单、生产成本低，但存在单质硫直收率低、有价组份协同提取效果差等缺点，需要进行技术改进升级。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型针对锌冶炼高硫渣毒害元素多、颗粒尺寸小、粒径分布广、矿相包裹嵌布、难于有效分离等特性，提供了一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，通过晶化转型调控与转化，实现单质硫晶体的可控生长和迁移聚合，为后续单质硫的空化解离和浮选提硫创造有利条件。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，包括晶化转型反应釜，所述晶化转型反应釜外侧设置有用于实现待晶化转型高硫渣矿浆在釜内外循环流动的外循环通道，所述外循环通道包括闪蒸槽和循环泵；
所述晶化转型反应釜包括电机、搅拌桨、外围夹套、进料口、导流筒、溢流口、蒸汽出口和分级腿；其中所述搅拌桨位于所述晶化转型反应釜内部且由所述电机驱动，所述搅拌桨的外侧安装有所述导流筒，所述搅拌桨位于所述导流筒内接近下端处；所述晶化转型反应釜的外侧安装有所述外围夹套，所述晶化转型反应釜的底部设有所述进料口，且侧壁上部设置所述溢流口；所述晶化转型反应釜的下部连接所述分级腿；
所述闪蒸槽的槽体上设置有新料进入口，且槽体的底部设有排料阀；
所述晶化转型反应釜的所述进料口与所述闪蒸槽的所述排料阀通过管道相连接，所述管道还通过分支管道与分级腿连接。
进一步的，所述循环泵设置在晶化转型反应釜溢流口与闪蒸槽之间。
进一步的，所述外围夹套中可以通冷媒或热媒，流动方向为下进上出。
进一步的，所述外围夹套的工况正常情况下通冷媒，所述外围夹套的夹套入口用于将冷媒送入外围夹套内部，使得高硫渣矿浆降温到120℃以下，使其产生过饱和度并在晶化转型反应釜中析出晶体。
进一步的，所述外围夹套的夹套入口低于所述夹套出口；可调节冷媒或热媒的流动速度对晶化转型反应釜内的降温或升温速度进行调控。
进一步的，所述分级腿的形状为筒形，所述溢流口安装有调节阀，可以通过调节阀改变矿浆溢流的速度。
进一步的，所述闪蒸槽为高温高压装置，温度为120-150℃，压力为200-500KPa；所述闪蒸槽、循环泵和晶化转型反应釜之间均采用循环管道连接。
一种适用于锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备的方法，该方法包括如下步骤：
S1、将高硫渣在闪蒸槽进行闪蒸获得熔融流动性好的矿浆；
S2、在闪蒸槽的高压作用下将步骤S1产生的高硫渣矿浆通过晶化转型反应釜底部的进料口压入釜中；
S3、控制高硫渣矿浆在一定酸度和搅拌速度范围内，在晶化转型反应釜外围夹套的冷却作用下降温到120℃以下，得到过饱和溶液，析出的单质硫结晶沉降落入与反应釜底部相连接的分级腿中，进行粒度分级后最终得到粒度均匀的产品；
S4、未充分长大的细晶颗粒及未充分转型的高硫渣矿浆通过反应釜上部的溢流口流出，在循环泵的作用下返回步骤S1，与新料混合，开始下一循环。
9、进一步的，所述高硫渣矿浆的酸度为70-100g/L。
进一步的，所述高硫渣包括但不限定于加压氧浸和常压氧浸处理硫化锌精矿产出的浸出渣。
进一步的，所述晶化转型反应釜内温度为80-119℃，所述搅拌速度为100-600r/min。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：
本实用新型的设备可进行高硫渣中元素硫连续晶化转型，设备稳定，可大型化；晶化转型反应釜底部连接分级腿，可进行在线冲洗，实现连续生产操作；螺旋桨和导流筒的结合使用，实现了高效内循环，几乎不出现二次晶核。
本实用新型可除去过量的细晶，淘析产品粒度，获得颗粒尺寸窄，可浮选性能好的单质硫，为后续单质硫的空化解离和浮选提硫创造有利条件。
附图说明
下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备的结构示意图；
附图标记说明：1-新料进入口；2-循环泵；3-闪蒸槽；4-排料阀；5-出料口；6-分级腿；7-晶化转型反应釜；8-外围夹套；9-搅拌桨；10-导流筒；11-冷热媒出口；12-网状分离器；13-蒸汽出口；14-电机；15-溢流口；16-调节阀；17-循环管；18-冷热媒入口；19-进料口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本实用新型一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备及方法及方法作进一步说明。以下实施例仅用于说明本实用新型，并不用来限制本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，包括晶化转型反应釜7，晶化转型反应釜7外侧设置用于实现待晶化转型高硫渣矿浆在釜内外循环流动的外循环通道，所述外循环通道包括闪蒸槽3、循环泵2和循环管道；闪蒸槽3槽体上设有新料进入口1，槽底部设有排料阀4；闪蒸槽3为高温高压装置，温度为120-150℃，压力为200-500KPa。
其中，晶化转型反应釜7包括电机14、搅拌桨9、外围夹套8、进料口19、导流筒10、溢流口15、蒸汽出口13和分级腿6。晶化转型反应釜7的内部有由所述电机14驱动的所述搅拌桨9，所述搅拌桨9的上端与所述电机14驱动连接，所述搅拌桨9的外侧安装有所述导流筒10，所述搅拌桨9位于所述导流筒10接近下端处；晶化转型反应釜的7外侧安装由所述外围夹套8，釜体底部设有进料口19，侧壁上部设置溢流口15。晶化转型反应釜7下部连接所述分级腿6。晶化转型反应釜7的进料口19通过管道与闪蒸槽3的排料阀4相连接，所述管道还通过分支管道与分级腿6连接，循环泵2设置在晶化转型反应釜溢流口15与闪蒸槽3之间。蒸汽出口13内设置有网状分离器12。分级腿6侧端设置有出料口5。所述溢流口15安装有调节阀16，可以通过调节阀改变矿浆溢流的速度。
其中，搅拌桨转速为300r/min；外围夹套8通入冷却水，流动方向为下进上出(从夹套入口18流入，从夹套出口11流出)，用于使高硫渣矿浆温度降至120℃以下，使其产生过饱和度并在晶化转型反应釜中析出单质硫晶体。
本申请的锌冶炼高硫渣中元素硫晶化转型调控回收的方法，具体包括如下步骤：
S1、将高硫渣在闪蒸槽进行闪蒸获得熔融流动性好的矿浆；
S2、借助闪蒸槽中的高压将步骤S1产生的高硫渣矿浆通过晶化转型反应釜底部的进料口压入釜中；
S3、控制高硫渣矿浆在一定酸度和搅拌速度范围内，在晶化转型反应釜外围夹套的冷却作用下降温到120℃以下，得到过饱和溶液，析出单质硫晶体，沉降落入与反应釜底部相连接的分级腿中，进行粒度分级后最终得到粒度均匀的产品。
S4、未充分长大的细晶颗粒及未充分转型的高硫渣矿浆通过反应釜上部的溢流口流出，在循环泵的作用下返回步骤S1，与新料混合，开始下一循环。
数据效果：经过粒度分析仪测定，单质硫颗粒粒径分布在10-100μm，体积中值直径d(0.5)＝44μm。
实施例2
一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，包括晶化转型反应釜7，晶化转型反应釜7外侧设置用于实现待晶化转型高硫渣矿浆在釜内外循环流动的外循环通道。所述外循环通道包括闪蒸槽3、循环泵2二号循环管。闪蒸槽3槽体上设有新料进入口1，槽底部设有排料阀4。闪蒸槽为高温高压装置，温度为140℃，压力为400KPa。
其中，反应釜上设有电机14、搅拌桨9、外围夹套8、进料口19、导流筒10、溢流口15、蒸汽出口13和分级腿6。晶化转型反应釜7的内部有电机14驱动的搅拌桨9，搅拌桨9的上端与电机14连接，搅拌桨9的外侧安装有导流筒10，搅拌桨9位于导流筒10接近下端处；晶化转型反应釜的外侧安装外围夹套8，釜体底部设有进料口19，侧壁上部设置溢流口15。晶化转型反应釜7下部连接分级腿6。晶化转型反应釜7的进料口19通过管道与闪蒸槽3的排料阀4相连接，所述管道还通过分支管道与分级腿6连接，循环泵2设置在晶化转型反应釜溢流口15与闪蒸槽3之间。蒸汽出口13内设置有网状分离器12。分级腿6侧端设置有出料口5。所述溢流口15安装有调节阀16，可以通过调节阀改变矿浆溢流的速度。
其中，搅拌桨转速为400r/min；外围夹套8通入冷却水，流动方向为下进上出(从夹套入口18流入，从夹套出口11流出)，用于使高硫渣矿浆温度降至120℃以下，使其产生过饱和度并在晶化转型反应釜中析出单质硫晶体。
本申请的锌冶炼高硫渣中元素硫晶化转型调控回收的方法，包括如下步骤：
S1、将高硫渣在闪蒸槽进行闪蒸获得熔融流动性好的矿浆；
S2、借助闪蒸槽中的高压将步骤S1产生的高硫渣矿浆通过晶化转型反应釜底部的进料口压入釜中；
S3、控制高硫渣矿浆在一定酸度和搅拌速度范围内，在晶化转型反应釜外围夹套的冷却作用下降温到120℃以下，得到过饱和溶液，析出单质硫晶体，沉降落入与反应釜底部相连接的分级腿中，进行粒度分级后最终得到粒度均匀的产品。
S4、未充分长大的细晶颗粒及未充分转型的高硫渣矿浆通过反应釜上部的溢流口流出，在循环泵的作用下返回步骤S1，与新料混合，开始下一循环。
数据效果：经过粒度分析仪测定，单质硫颗粒粒径分布在2-90μm，体积中值直径d(0.5)＝32μm。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，包括晶化转型反应釜，所述晶化转型反应釜外侧设置有用于实现待晶化转型高硫渣矿浆在釜内外循环流动的外循环通道，所述外循环通道包括闪蒸槽和循环泵；
所述晶化转型反应釜包括电机、搅拌桨、外围夹套、进料口、导流筒、溢流口、蒸汽出口和分级腿；其中所述搅拌桨位于所述晶化转型反应釜内部且由所述电机驱动，所述搅拌桨的外侧安装有所述导流筒，所述搅拌桨位于所述导流筒内接近下端处；所述晶化转型反应釜的外侧安装有所述外围夹套，所述晶化转型反应釜的底部设有所述进料口，且侧壁上部设置所述溢流口；所述晶化转型反应釜的下部连接所述分级腿；
所述闪蒸槽的槽体上设置有新料进入口，且槽体的底部设有排料阀；
所述晶化转型反应釜的所述进料口与所述闪蒸槽的所述排料阀通过管道相连接，所述管道还通过分支管道与分级腿连接。
2.根据权利要求1所述的锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，所述循环泵设置在晶化转型反应釜溢流口与闪蒸槽之间。
3.根据权利要求1所述的锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，所述外围夹套中可以通冷媒或热媒，流动方向为下进上出。
4.根据权利要求3所述的锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，所述外围夹套的工况正常情况下通冷媒，所述外围夹套的夹套入口用于将冷媒送入外围夹套内部，使得高硫渣矿浆降温到120℃以下，使其产生过饱和度并在晶化转型反应釜中析出晶体。
5.根据权利要求1所述的锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，所述外围夹套的夹套入口低于所述夹套出口；可通过调节冷媒或热媒的流动速度对晶化转型反应釜内的降温或升温速度进行调控。
6.根据权利要求1所述的锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，所述分级腿的形状为筒形，所述溢流口安装有调节阀，可以通过调节阀改变矿浆溢流的速度。
7.根据权利要求1所述的锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备，其特征在于，所述闪蒸槽为高温高压装置，温度为120-150℃，压力为200-500KPa；所述闪蒸槽、循环泵和晶化转型反应釜之间均采用循环管道连接。
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| CN111804265A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-23 | 中南大学 | 一种锌冶炼高硫渣中元素硫连续晶化转型设备及方法 |
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