CN220288348U - 一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统 - Google Patents

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辛怀达
赵军天
王瑞林
关敬升
段佳
祁川
李树兴
魏志萍
张应婷
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Abstract

本实用新型公开一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统,该系统包括加压釜、预闪蒸槽、闪蒸槽、一段常压浸出槽、浓密机以及二段常压浸出槽;通过将加压釜和闪蒸槽内的高温尾气通入一段常压浸出槽和二段常压浸出槽用于矿浆加热,降低了新鲜蒸汽用量,从而大幅降低了能耗成本;并且解决了尾气夹带的少量有价金属硫酸镍无序分散导致的环境污染问题,使夹带的有价金属重新进入了生产系统,消除了尾气周围一定范围内厂房设施的腐蚀问题,显著的改善了生产环境,对有色金属镍氧压浸出生产具有重要意义。

Description

一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统
技术领域
本实用新型涉及有色湿法冶金技术领域,具体是一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统。
背景技术
镍、钴金属氧压浸出传统生产工艺,在加压浸出前一段常压浸出和二段常压浸出需要把矿浆加热到70℃-90℃达到常压浸出工艺反应温度,此过程需要消耗大量的高温蒸汽,而加压浸出工序矿浆与氧气反应生成硫酸镍+Q(热量),加压釜尾气余热和加压釜排料闪蒸乏气余热直接排入大气,大量宝贵的余热资源没有得到合理的利用被浪费,企业成本不能有效降低,且尾气夹带的少量有价金属硫酸镍无序分散污染了环境,腐蚀了尾气管周围一定范围内的厂房设施。
实用新型内容
本实用新型公开一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统,以实现加压釜尾气余热的再利用,避免污染环境。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统,包括加压釜、预闪蒸槽、闪蒸槽、一段常压浸出槽、浓密机以及二段常压浸出槽;
所述加压釜包括釜体、多个搅拌器,搅拌器设置在釜体上并延伸至釜体内部,釜体顶部设有加压釜排料管、尾气排出管和加压釜进料管,且尾气排出管上还安装有尾气调节阀,加压釜进料管上安装有止回阀;釜体内部每两个所述搅拌器之间设置有能使浆料从顶部溢流的隔舱板,相邻两块所述隔舱板围合形成有隔舱室,每个所述隔舱室底部均设置有氧气支管,该氧气支管与设置在釜体外侧的氧气总管连接且每个所述氧气支管上均安装有氧气调节阀;
所述预闪蒸槽和闪蒸槽组成梯级闪蒸系统,预闪蒸槽顶部安装有闪蒸控制阀并通过闪蒸控制阀与加压釜排料管连接,侧部上端连接有预闪蒸槽溢流管,该预闪蒸槽溢流管另一端与闪蒸槽连通;闪蒸槽顶部安装有闪蒸乏气出口管,该闪蒸乏气出口管与尾气排出管连通,中部设有内装液位传感器的闪蒸槽上液位监测口和闪蒸槽下液位监测口,底部连接有闪蒸槽排料管,该闪蒸槽排料管上安装有排料调节阀;
所述一段常压浸出槽顶部连接有一段尾气余热利用管和一段蒸汽进口管,侧部连接有一段进料管和一段出料管;一段尾气余热利用管上安装有一段尾气利用调节阀并通过一段尾气利用调节阀与尾气排出管连接,一段蒸汽进口管上安装有一段蒸汽调节阀并通过一段蒸汽调节阀与外部蒸汽源连接;
所述浓密机顶部与一段出料管连接,侧部开设有上清液溢流管,底部开设有底流排出管;
所述二段常压浸出槽顶部连接有二段尾气余热利用管、二段蒸汽进口管和二段常压配液管,侧部连接有二段进料管和二段出料管;二段尾气余热利用管上安装有二段尾气利用调节阀并通过二段尾气利用调节阀与尾气排出管连接;二段蒸汽进口管上安装有二段蒸汽调节阀并通过二段蒸汽调节阀与外部蒸汽源连接;二段进料管上安装有底流输送泵并通过底流输送泵与底流排出管连接;二段出料管上安装有加压泵并通过加压泵与加压釜进料管连接。
上述尾气余热利用系统还包括DCS工控系统,该DCS工控系统分别与闪蒸控制阀、尾气调节阀、排料调节阀、一段尾气利用调节阀、底流输送泵、加压泵、二段尾气利用调节阀、氧气调节阀、一段蒸汽调节阀、二段蒸汽调节阀以及液位传感器信号连接。
本实用新型具有如下有益效果:
该系统通过将加压釜和闪蒸槽内的高温尾气通入一段常压浸出槽和二段常压浸出槽用于矿浆加热,降低了新鲜蒸汽用量,从而大幅降低了能耗成本;并且解决了尾气夹带的少量有价金属硫酸镍无序分散导致的环境污染问题,使夹带的有价金属重新进入了生产系统,消除了尾气周围一定范围内厂房设施的腐蚀问题,显著的改善了生产环境,对有色金属镍氧压浸出生产具有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中,1-加压釜、101-釜体、102-搅拌器、103-隔舱板、2-加压釜排料管、3-尾气排出管、4-闪蒸控制阀、5-尾气调节阀、6-预闪蒸槽、7-预闪蒸槽溢流管、8-闪蒸槽、9-闪蒸乏气出口管、10-闪蒸槽上液位监测口、11-闪蒸槽下液位监测口、12-排料调节阀、13-一段常压浸出槽、14-一段尾气利用调节阀、15-一段进料管、16-一段出料管、17-浓密机、18-上清液溢流管、19-底流排出管、20-底流输送泵、21-二段常压浸出槽、22-二段尾气利用调节阀、23-二段进料管、24-二段出料管、25-加压泵、26-止回阀、27-氧气总管、28-氧气调节阀、29-一段蒸汽调节阀、30-二段蒸汽调节阀、31-二段常压配液管、32-加压釜进料管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。
如图1所示,本实用新型镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统,包括加压釜1、预闪蒸槽6、闪蒸槽8、一段常压浸出槽13、浓密机17以及二段常压浸出槽21;
加压釜1包括釜体101、多个搅拌器102,搅拌器102设置在釜体101上并延伸至釜体101内部,釜体101顶部设有加压釜排料管2、尾气排出管3和加压釜进料管32,且尾气排出管3上还安装有尾气调节阀5,加压釜进料管32上安装有止回阀26;釜体101内部每两个所述搅拌器102之间设置有能使浆料从顶部溢流的隔舱板103,相邻两块隔舱板103围合形成有隔舱室,每个隔舱室底部均设置有氧气支管,该氧气支管与设置在釜体101外侧的氧气总管27连接且每个氧气支管上均安装有氧气调节阀28;其余未尽描述之处与中国发明专利CN200810185814.1《溢流式多隔舱加压釜及其工艺》结构相同;
预闪蒸槽6和闪蒸槽8组成梯级闪蒸系统,预闪蒸槽6顶部安装有闪蒸控制阀4并通过闪蒸控制阀4与加压釜排料管2连接,侧部上端连接有预闪蒸槽溢流管7,该预闪蒸槽溢流管7另一端与闪蒸槽8连通;闪蒸槽8顶部安装有闪蒸乏气出口管9,该闪蒸乏气出口管9与尾气排出管3连通,中部设有内装液位传感器的闪蒸槽上液位监测口10和闪蒸槽下液位监测口11,底部连接有闪蒸槽排料管,该闪蒸槽排料管上安装有排料调节阀12;
一段常压浸出槽13顶部连接有一段尾气余热利用管和一段蒸汽进口管,侧部连接有一段进料管15和一段出料管16;一段尾气余热利用管上安装有一段尾气利用调节阀14并通过一段尾气利用调节阀14与尾气排出管3连接,一段蒸汽进口管上安装有一段蒸汽调节阀29并通过一段蒸汽调节阀29与外部蒸汽源连接;
浓密机17顶部与一段出料管16连接,侧部开设有上清液溢流管18,底部开设有底流排出管19;
二段常压浸出槽21顶部连接有二段尾气余热利用管、二段蒸汽进口管和二段常压配液管31,侧部连接有二段进料管23和二段出料管24;二段尾气余热利用管上安装有二段尾气利用调节阀22并通过二段尾气利用调节阀22与尾气排出管3连接;二段蒸汽进口管上安装有二段蒸汽调节阀30并通过二段蒸汽调节阀30与外部蒸汽源连接;二段进料管23上安装有底流输送泵20并通过底流输送泵20与底流排出管19连接;二段出料管24上安装有加压泵25并通过加压泵25与加压釜进料管32连接。
优选的,一段常压浸出槽13和二段常压浸出槽21底部还设有排空口,方便对常压槽进行进行清理。
还包括DCS工控系统,该DCS工控系统分别与闪蒸控制阀4、尾气调节阀5、排料调节阀12、一段尾气利用调节阀14、底流输送泵20、加压泵25、二段尾气利用调节阀22、氧气调节阀28、一段蒸汽调节阀29、二段蒸汽调节阀30以及液位传感器信号连接。
上述尾气余热利用系统的工作过程如下:
1)常温浆化镍矿浆通过一段进料管15进入一段常压浸出槽13,通过DCS工控系统打开一段蒸汽调节阀29通入蒸汽,使一段常压浸出矿浆升温至70℃~90℃浸出反应,反应后的矿浆通过一段出料管16进入浓密机17;
2)进入浓密机17的矿浆沉降分离后,顶流上清液从上清液溢流管18排出后经压滤做成品液,底流矿浆经底流排出管19、底流输送泵20以及二段进料管23进入二段常压浸出槽21进行二段常压浸出;
3)进入二段常压浸出槽21的矿浆,经二段常压配液管31注入常温酸性溶液配液后,通过DCS工控系统打开二段蒸汽调节阀30以通入蒸汽加热槽内物料至70℃~90℃发生浸出反应,二段常压浸出后的矿浆经二段出料管24、加压泵(25)和加压釜进料管32进入加压釜1;
4)通过DCS工控系统打开氧气调节阀28,进入加压釜1的矿浆与氧气总管27内的氧气在釜压0.55~1.4MPa下氧压浸出,加压釜内不需要通入蒸汽加热,矿浆与氧气反应生成硫酸镍和热量,热量自动将釜内矿浆气液固三相加热升温至145℃~200℃;
5)通过DCS工控系统打开闪蒸控制阀4,高温高压液固相矿浆经加压釜排料管2进入预闪蒸槽6,经预闪蒸槽溢流管7至闪蒸槽8,当DCS工控系统监测到闪蒸槽上液位监测口10内的液位传感器发出信号时,即闪蒸槽液位至上液位时打开排料调节阀12,使加压浸出矿浆排料至加压浸出浓密机(图中未示出);反之当DCS工控系统监测闪蒸槽下液位监测口11内的液位传感器发出信号时,即闪蒸槽液位到下液位时关闭排料调节阀12,防止闪蒸槽内产生的高温乏气从闪蒸槽排料调节阀12排出;
加压浸出浓密机与常压浸出段的浓密机17作用相同,都是生产成品液;加压浸出浓密机产出的底流矿浆通过一段进料管15重新配料进入一段常压浸出槽13实现金属元素富集,避免金属流失。
6)通过DCS工控系统调节尾气调节阀5和氧气调节阀28开度以维持加压釜1内釜压稳定在0.55~1.4MPa,高温高压气相尾气经尾气排出管3排出;
优选的,控制釜压为0.8~1.4 MPa。
7)通过DCS工控系统调节一段尾气利用调节阀14、二段尾气利用调节阀22、一段蒸汽调节阀29和二段蒸汽调节阀30的开度,以保持一段常压浸出槽13和二段常压浸出槽21内矿浆温度始终控制在70~90℃。
此外,本实用新型还包括梯级闪蒸处理过程,包括以下步骤:
1)当加压釜1液位达限,闪蒸控制阀4自动打开,加压浸出矿浆通过闪蒸控制阀4进入预闪蒸槽6,矿浆在闪蒸控制阀4内初次闪蒸,压力减为0.7~1.0MPa,温度下降为145~170℃;
2)加压浸出矿浆进入预闪蒸槽6进行二次闪蒸,压力减为0.4~0.5MPa,温度下降为130~140℃。其中,浸出矿浆从预闪蒸槽6底部逐渐上涨通过预闪蒸槽溢流管7溢流喷入闪蒸槽8内液面上;
优选的,闪蒸槽8液面控制在1.5m,控制合适的液面可防止闪蒸汽进入出液管道发生气蚀。
3)浸出矿浆在闪蒸槽8内发生第三次闪蒸,压力减为0.15~0.25MPa,温度下降为100~120℃;闪蒸汽从闪蒸乏气出口管9进入尾气余热利用系统,矿浆从排料调节阀12排出进入加压浸出浓密机进行液固分离;
4)进入加压浸出浓密机的矿浆进行第四次闪蒸,压力减为0MPa,温度下降为70~90℃,梯级闪蒸结束。
综上,本实用新型可实现加压釜尾气余热和闪蒸余热的回收利用,在保证产出高品质镍液的同时,降低了新鲜蒸汽用量,从而大幅降低了企业生产成本;并且解决了尾气夹带的少量有价金属硫酸镍无序分散导致的环境污染问题,使夹带的有价金属重新进入了生产系统,消除了尾气周围一定范围内厂房设施的腐蚀问题,显著的改善了生产环境,对有色金属镍氧压浸出生产具有重要意义。
本实用新型中流程控制除采用DCS控制系统外,还可采用PLC控制系统;其余未尽描述之处均采用现有技术中实现相同功能/作用的等同物,这里不再赘述。

Claims (2)

1.一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统,其特征在于,包括加压釜(1)、预闪蒸槽(6)、闪蒸槽(8)、一段常压浸出槽(13)、浓密机(17)以及二段常压浸出槽(21);
所述加压釜(1)包括釜体(101)、多个搅拌器(102),搅拌器(102)设置在釜体(101)上并延伸至釜体(101)内部,釜体(101)顶部设有加压釜排料管(2)、尾气排出管(3)和加压釜进料管(32),且尾气排出管(3)上还安装有尾气调节阀(5),加压釜进料管(32)上安装有止回阀(26);釜体(101)内部每两个所述搅拌器(102)之间设置有能使浆料从顶部溢流的隔舱板(103),相邻两块所述隔舱板(103)围合形成有隔舱室,每个所述隔舱室底部均设置有氧气支管,该氧气支管与设置在釜体(101)外侧的氧气总管(27)连接且每个所述氧气支管上均安装有氧气调节阀(28);
所述预闪蒸槽(6)和闪蒸槽(8)组成梯级闪蒸系统,预闪蒸槽(6)顶部安装有闪蒸控制阀(4)并通过闪蒸控制阀(4)与加压釜排料管(2)连接,侧部上端连接有预闪蒸槽溢流管(7),该预闪蒸槽溢流管(7)另一端与闪蒸槽(8)连通;闪蒸槽(8)顶部安装有闪蒸乏气出口管(9),该闪蒸乏气出口管(9)与尾气排出管(3)连通,中部设有内装液位传感器的闪蒸槽上液位监测口(10)和闪蒸槽下液位监测口(11),底部连接有闪蒸槽排料管,该闪蒸槽排料管上安装有排料调节阀(12);
所述一段常压浸出槽(13)顶部连接有一段尾气余热利用管和一段蒸汽进口管,侧部连接有一段进料管(15)和一段出料管(16);一段尾气余热利用管上安装有一段尾气利用调节阀(14)并通过一段尾气利用调节阀(14)与尾气排出管(3)连接,一段蒸汽进口管上安装有一段蒸汽调节阀(29)并通过一段蒸汽调节阀(29)与外部蒸汽源连接;
所述浓密机(17)顶部与一段出料管(16)连接,侧部开设有上清液溢流管(18),底部开设有底流排出管(19);
所述二段常压浸出槽(21)顶部连接有二段尾气余热利用管、二段蒸汽进口管和二段常压配液管(31),侧部连接有二段进料管(23)和二段出料管(24);二段尾气余热利用管上安装有二段尾气利用调节阀(22)并通过二段尾气利用调节阀(22)与尾气排出管(3)连接;二段蒸汽进口管上安装有二段蒸汽调节阀(30)并通过二段蒸汽调节阀(30)与外部蒸汽源连接;二段进料管(23)上安装有底流输送泵(20)并通过底流输送泵(20)与底流排出管(19)连接;二段出料管(24)上安装有加压泵(25)并通过加压泵(25)与加压釜进料管(32)连接。
2.如权利要求1所述一种镍氧压浸出加压釜的尾气余热利用系统,其特征在于:还包括DCS工控系统,该DCS工控系统分别与闪蒸控制阀(4)、尾气调节阀(5)、排料调节阀(12)、一段尾气利用调节阀(14)、底流输送泵(20)、加压泵(25)、二段尾气利用调节阀(22)、氧气调节阀(28)、一段蒸汽调节阀(29)、二段蒸汽调节阀(30)以及液位传感器信号连接。
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