TWI695738B - 高壓釜及從高壓釜移除鹽的方法 - Google Patents

高壓釜及從高壓釜移除鹽的方法 Download PDF

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Abstract

根據本揭露之具體實施例的立式高壓釜式是一種立式高壓釜，且包含經其引入處理溶液的入口埠、經其排出該處理溶液的出口埠、經其供應氧至該處理溶液的氧入口埠、經配置以混合該處理溶液的攪拌器、內壁、襯在該內壁的下部和側部上之耐酸磚層、以及襯在該內壁的上部上之耐酸金屬層。從高壓釜移除鹽的方法包含將該高壓釜中的溶液之表面位準從第一位準提高至第二位準，使得該高壓釜中的鹽浸在該溶液中，並且將該溶液的該表面位準維持在該第二位準。該鹽溶解在該溶液中，同時該溶液的該表面位準維持在該第二位準。

Description

高壓釜及從高壓釜移除鹽的方法
本揭露是關於一種高壓釜及一種從高壓釜移除鹽的方法，並且更特別地，是關於一種立式高壓釜(vertical autoclave)及從立式高壓釜移除鹽的方法。
為了在高溫與高壓條件下進行反應，需要高壓釜設備，其為高壓反應器。通常，為了製造大容量高壓釜設備，已廣泛使用能夠藉由增加其長度同時保持或甚至減小其直徑來增加容量的臥式高壓釜(horizontal autoclave)。此等習知的臥式高壓釜揭露於國際專利申請案公開案第2015/021524號、美國專利申請案公開案第2015/0086450號、美國專利第9,732,400號等。
這些臥式高壓釜的共同特徵為一個高壓釜的內部被分為數個小隔間，並且每一個隔間經提供有個別的攪拌器，藉以將數個高壓釜整合在單一個單元中。此臥式高壓釜可為有利的是，臥式高壓釜易於製造，由於即使其直徑很小，也可藉由增加隔間的數量來增加設備容量，並且可使用小規模攪拌器驅動大容量設備。
然而，在臥式高壓釜的情況下，可能需要安裝複數個攪拌器在一個設備中，並且分別在每一個隔間中安裝用於引入氧或類似物的設備，因而所需噴嘴或類似物的數量可能增加並且由於頻繁的設備故障使設備的運作速率可能降低。
再者，在臥式高壓釜的情況下，已經在每一個隔間中反應的處理溶液(process solution，或稱程序溶液)必須在安裝於相鄰隔間之間的阻擋壁的上部遞送，以被移動至下一個隔間。然而，由於阻擋壁的上部暴露於熱氣體部分，因此在阻擋壁的上部可能發生因處理溶液蒸發現象所導致的大量鹽。
再者，由於臥式高壓釜的特性，處理溶液與上部中的氣體層之間的接觸界面是寬廣的。由於氣體層維持在高溫，因而藉由處理溶液蒸發現象，大量的鹽沉澱在處理溶液的表面與壁部分上。當沉澱的鹽以塊狀形式生長時，可能造成設備故障。因此，可能需要週期性地停止設備的運作並且進行維護以移除沉澱的鹽。因此，臥式高壓釜的缺點在於設備運作效率顯著降低。
此外，由於臥式高壓釜具有由分隔壁分隔的內部結構，並且在個別隔間中形成角形角落(angular corner)，因而處理溶液無法被良好地攪拌。
技術問題
本發明之一方面是提供一種用於鋅處理與類似者的立式高壓釜，其可(capable of)經製造以具有大容量、低製造成本、以及對漿料的高耐磨性(high abrasion resistance against slurry)。
本揭露之另一方面是提供一種用於鋅處理與類似者立式高壓釜，其可經製造以具有大容量並且可克服問題，諸如堆疊在其中的耐酸磚的開裂和掉落。
本揭露的另一方面是提供一種用於鋅處理與類似者的立式高壓釜，其可經製造以具有大容量、可利於攪拌器軸的製造、並且可抑制攪拌器軸或類似者的彎曲之發生。 解決課題之手段
根據本揭露之具體實施例的立式高壓釜式是一種包含下列之立式高壓釜：經其引入處理溶液的入口埠、經其排出該處理溶液的出口埠、經其供應氧至該處理溶液的氧入口埠、經配置以混合該處理溶液的攪拌器、內壁、襯在該內壁的下部和側部上之耐酸磚層、以及襯在該內壁的上部上之耐酸金屬層。
該立式高壓釜的內徑可為5.5 m或更大。
該立式高壓釜的內部體積可為150 m3 或更大。
當該立式高壓釜運作時，該處理溶液的體積可為100 m3 或更大。
該高壓釜可進一步包含帽環(cap ring)，其覆蓋在該內壁的該側部上之該耐酸磚層的上部。
該高壓釜可進一步包含提供在該內壁與該耐酸磚層之間的膜層，並且該膜層可經提供以延伸於該耐酸磚層的該上部與該帽環之間。
該高壓釜可進一步包含複數個肋件(rib)，其連接該帽環與該耐酸金屬層。
該帽環與該複數個肋件可由與該耐酸金屬層相同的材料形成。
在該複數個肋件、該帽環和該耐酸金屬層之間可形成空隙(void)。
該入口埠可配置於該內壁的該上部中，以及該出口埠可配置於該內壁的該側部中。
該入口埠可延伸至該立式高壓釜的內部，並且當該立式高壓釜運作時，該入口埠的端部可浸在該處理溶液中。
該入口埠與該出口埠可配置於該內壁的該側部中，以及該入口埠可配置在高於該出口埠的位置。
該氧入口埠可配置於該內壁的該下部中，以及該立式高壓釜可進一步包含氧入口管線，其連接至該氧入口埠；以及冷卻水通道，其經配置以環繞該氧入口埠。
該高壓釜可進一步包含與該氧入口管線連通的高壓蒸汽管線。經由該高壓蒸汽管線將蒸汽供應至該氧入口埠。
當該立式高壓釜運作時，該立式高壓釜中的該處理溶液的水位準可經調整而低於提供於該內壁的該側部上之該耐酸磚層的上部。
該耐酸金屬層可經內襯而延伸至該內壁的該側部之上端。
在該內壁的該側部之該上端，該耐酸金屬層可延伸於該內壁與該耐酸磚層之間。
根據本揭露之具體實施例的高壓釜設備包含串聯連接的第一高壓釜與第二高壓釜。該第一高壓釜與該第二高壓釜各自為立式高壓釜，且各自包含經其引入處理溶液的入口埠、經其排出該處理溶液的出口埠、經其供應氧至該處理溶液的氧入口埠、經配置以混合該處理溶液的攪拌器、內壁、襯在該內壁的下部和側部上之耐酸磚層、以及襯在該內壁的上部上之耐酸金屬層。
高壓釜設備可進一步包含連接管，其將該第一高壓釜與該第二高壓釜彼此連接。該連接管的上游側可對應於該第一高壓釜的該出口埠，以及該連接管的下游側可對應於該第二高壓釜的該入口埠。
當該第一高壓釜與該第二高壓釜運作時，該第一高壓釜的該出口埠可浸在該第一高壓釜中的溶液中，並且該第二高壓釜的該入口埠可浸在該第二高壓釜中的溶液中。
該第一高壓釜可安裝在高於該第二高壓釜的位置。
高壓釜設備可進一步包含至少一閃蒸器(flash vessel)，其連接至該第二高壓釜的該出口埠。
一種根據本揭露之具體實施例之從高壓釜移除鹽的方法包含將該高壓釜中的溶液之表面位準從第一位準提高至第二位準，使得該高壓釜中的鹽浸在該溶液中，以及將該溶液的該表面位準維持在該第二位準。該鹽溶解於該溶液中，同時該溶液的該表面位準維持在該第二位準。
該鹽可為水溶性的。
將該溶液的該表面位準維持在該第二位準是進行1小時至6小時。
該方法可進一步包含將該溶液的該表面位準從該第二位準降低至該第一位準。
該高壓釜為立式高壓釜，且包含經其引入處理溶液的入口埠、經其排出該處理溶液的出口埠、經其供應氧至該處理溶液的氧入口埠、經配置以混合該處理溶液的攪拌器、內壁、襯在該內壁的下部和側部上之耐酸磚層、以及襯在該內壁的上部上之耐酸金屬層。
該第二位準可低於該耐酸磚層之最上方表面的表面位準。
該高壓釜可進一步包含帽環，其覆蓋該內壁的該側部上之該耐酸磚層的上部。
該第二位準可低於該帽環之最下方表面位準。 發明之效果
藉由用耐酸磚內襯在與處理溶液接觸的高壓釜之內壁的下部和側部，可以降低高壓釜設備的製造成本並且增加對處理溶液中所含之漿料的耐磨性(abrasion resistance)。
再者，藉由用耐酸金屬內襯在上穹頂部分(upper dome portion)(其為高壓釜的內壁中難以用耐酸磚內襯者，並且於其中容易在堆疊的磚中產生裂縫或者耐酸磚可能容易掉落)，可以降低大容量高壓釜設備的製造困難度，並且可以增加高壓釜設備的穩定性。
再者，在製造大容量立式高壓釜時，可降低高壓釜的高度，同時增加高壓釜的直徑。因此，藉由防止攪拌器的軸的長度過度增加，可以抑制攪拌器的軸彎曲。
此外，輸入高壓釜的處理溶液和從高壓釜中排出的處理溶液不暴露於氣相部分。因此，可抑制在入口埠、出口埠、入口管和/或出口管中產生鹽，並且防止入口埠、出口埠、入口管和/或出口被鹽堵住。
此外，相對於同樣的處理溶液的溶液量，該高壓釜的溶液之高度相對地高於臥式高壓釜的溶液之高度。因此，可確保在處理溶液中從高壓釜底部輸入的氧之足夠的停留時間(或足夠的反應時間)，從而可改良氧的反應效率。
再者，相較於臥式高壓釜，溶液與該高壓釜中的氣相部分之間界面的面積相對地小。因此，可減少溶液與氣相部分之間界面處所產生的鹽量。
再者，高壓釜的內部具有圓形水平剖面。因此，高壓釜中沒有像在臥式高壓釜的隔件中那樣的角形角落。因此，可改良攪拌效率。
再者，僅藉由簡單操作即可輕易調整溶液的表面位準。因此，藉由將溶液的表面位準提高至高於所產生的鹽達預定的時間長度，可輕易地除去產生的鹽。
圖1A至圖1D各為說明根據本揭露具體實施例之高壓釜100的剖面圖。
參閱圖1A至圖1D，高壓釜100具有立式結構。換言之，不像臥式高壓釜(其內部分為複數個隔間且分別在每一個隔間提供攪拌器)，立式高壓釜100的內部經提供成單一空間，而不是分成複數個隔間。
根據本揭露的高壓釜100包含經其引入處理溶液的入口埠10、13、15或17、經其排出處理溶液的出口埠20或25、經其供應氧至處理溶液的氧入口埠30、經配置以混合處理溶液的攪拌器40、外殼50、耐酸磚層60、耐酸金屬層70、以及帽環80。
高壓釜100的形狀乃藉由外殼50決定，外殼50包含接觸高壓釜100之外部的外壁50b，以及定義出高壓釜100之內部空間的內壁50a。
高壓釜100的內部具有圓形水平剖面。因此，高壓釜100的內部不具有像在臥式高壓釜之隔間情況下的角形角落(angular corner)，因而可改良攪拌效率。
高壓釜100可分為上部T、側部S、以及下部B，其中上部T與下部B可具有穹頂形狀的結構。再者，側部S可採與地表面垂直形成。
可用耐酸磚層60內襯在高壓釜100之內壁50a的下部B與側部S。當在高壓釜100內的高溫高壓下進行酸浸出處理(acid-leaching process)時，高壓釜100中包含處理溶液的溶液L之水位準可經調整而低於堆疊在內壁50a之側部S上的耐酸磚層60的上部。亦即，溶液L接觸耐酸磚層60，但可不接觸耐酸金屬層70。再者，氣相部分G可主要接觸耐酸金屬層70。
藉由在高溫和高壓下進行的酸浸出處理在溶液L中產生大量漿料。為了耐受由漿料旋轉和酸性條件造成的磨損，藉由堆疊磚形成耐酸磚層60，其具有優異的耐酸性和耐磨性。可以使用各種市售的耐酸磚作為磚，並且可以取決於使用的酸的種類、漿料的磨損特性等進行各種選擇。如上所述，藉由用耐酸磚層60內襯在高壓釜100的內壁50a之下部B與側部S(其等接觸溶液L)，可增加對抗溶液中含有的漿料之磨損的耐抗性，並且可降低高壓釜設備的製造成本。
可用耐酸金屬層70內襯在高壓釜100的內壁50a之上部T。耐酸金屬層70可由不鏽鋼、鈦包覆層(Ti-Clad)、或類似物形成，並且具有高耐酸性。
通常，高壓釜的上部具有弧形形狀，並且磚堆疊在其上。由於高壓釜的容量越大，高壓釜上部的曲率半徑越大，因此更難以將耐酸磚堆疊在具有更大容量的高壓釜的上部。再者，由於安裝在高壓釜的上部中的攪拌器之振動，堆疊在上部中的耐酸磚層中可能發生開裂，或者磚可能從耐酸磚層中釋離且掉落，其可能與高速旋轉的攪拌元件碰撞。因此，在相關技藝中，臥式高壓釜結構已被認為是能夠藉由增加水平方向上的長度來增加處理容量同時藉由減小堆疊在上部上的弧形磚層之曲率半徑來追求上磚層穩定性的唯一方式。
根據本揭露的具體實施例，藉由用耐酸金屬層70內襯在高壓釜100的上部T(其為高壓釜100的內壁50a中難以用耐酸磚層內襯者)，可根本上消除上磚釋離的風險，同時維持對處理溶液中的漿料之耐磨性。再者，即使高壓釜空間非水平延伸，藉由增加高壓釜直徑與垂直長度，仍可穩定運作大容量立式高壓釜，其運作過去未曾嘗試過。例如，根據本揭露之具體實施例，高壓釜100的內部直徑可為至少約5.5 m或更大。
根據本揭露之具體實施例，藉由用耐酸金屬層70內襯在高壓釜100的上部T並且使在氣相部分G中飽和的部分水蒸氣從耐酸金屬層70的表面冷凝並作為冷凝水流動，不僅可防止鹽沉澱在高壓釜100的內壁50a上，而且可溶解少量先前形成的鹽。因此，可改良設備的運作速率。
耐酸金屬層70可經內襯而延伸至內壁50a的側部S之上端。此外，耐酸金屬層70可延伸於內壁50a與在內壁50a之側部S的上端的耐酸磚層60之間。
處理溶液經由入口埠10、13、15或17輸入至高壓釜100中，並且經由出口埠20或25排出至高壓釜100的外部。
參閱圖1A至圖1C，可在內壁50a的上部T中形成入口埠10、13或15。
參閱圖1A，經由入口埠10輸入的處理溶液可經由氣相部分G而輸入至溶液L中。
參閱圖1B，入口埠13延伸至高壓釜100的內部中，並且延伸至高壓釜100之內部的入口埠13的一端可位在氣相部分G中而不浸在溶液L中。此外，入口埠13的一端可位在與溶液L和氣相部分G之間的界面相鄰處。
在圖1A與1B的高壓釜中，由於經由入口埠10或13輸入的處理溶液是暴露於氣相部分G短暫時間，因而不可能產生鹽。
參閱圖1C，入口埠15延伸至高壓釜100的內部中，並且延伸至高壓釜100的內部中的入口埠15的一端可浸在溶液L中。此外，入口埠15的一端可位在與溶液L與氣相部分G之間的界面相鄰處。這使得即使高壓釜100中的處理溶液(即溶液L)以高速攪拌，仍可防止入口埠15被攪拌的處理溶液彎曲或損壞。
參閱圖1D，入口埠17可形成在內壁50a的側部S中。亦即，入口埠17的端部可位在溶液L中。據此，輸入至高壓釜100中的處理溶液可不暴露於氣相部分G。
在圖1C與1D的高壓釜中，輸入至高壓釜中的處理溶液沒有暴露於氣相部分，因而可抑制在入口埠產生鹽，並且可防止入口埠被鹽堵住。
再次參閱圖1A至1D，出口埠20或25可形成在內壁50a的側部S中。出口埠20或25形成在高壓釜100的溶液L中，因而從高壓釜100排出的處理溶液可不暴露於氣相部分G。再者，出口埠20或25可不延伸至高壓釜100的內部中。這使得即使高壓釜100中的處理溶液(即溶液L)以高速攪拌，仍可防止出口埠20或25被攪拌的處理溶液彎曲或損壞。
參閱圖1D，入口埠17與出口埠25二者都形成在內壁50a的側部S中，並且入口埠17配置在高於出口埠25的位置。
根據本揭露的具體實施例，由於從高壓釜排出的處理溶液沒有暴露於氣相部分，因而可抑制在出口埠中產生鹽，並且可防止出口埠被鹽堵住。
氧入口埠30是用於引入氧作為氧化劑而用於氧化處理溶液(即溶液L)，並且氧入口埠30可形成在內壁50a的下部B中。當經由高壓釜100的下部輸入氧時，可確保處理溶液中氧的足夠的停留時間(或足夠的反應時間)，因而可以改良氧的反應效率。
氧入口管線30a連接至氧入口埠30，並且高壓蒸汽管線30b與氧入口管線30a連通。經由氧入口管線30a輸入的氧會經由氧入口埠30流至處理溶液中。當經由氧入口埠持續輸入預定量的氧時，處理溶液不會回流至氧入口埠30與氧入口管線30a。然而，當高壓釜實際運作時，由於氧的輸入壓力的變化、輸入流速等，小量的處理溶液可能輸入至氧入口埠中。輸入的處理溶液會在熱氧入口埠中蒸發，且溶解在處理溶液中的成分會固定至氧入口埠的內壁，堵住管道並且阻礙氧的輸入。如果為了清潔管道而需要在停止設備運作之後進行維護，則這可能降低設備運作的速率。在根據本揭露的高壓釜100中，係將高壓蒸汽管線30b連接至氧入口管線30a，以茲以預定的時間間隔引入小量的蒸汽，而可藉由將回流的處理溶液重新引入高壓釜100中並藉由蒸汽冷凝水重新溶解附著的鹽，可克服氧入口埠的堵塞現象。
攪拌器40經提供而經由內壁50a的上部T延伸至高壓釜100的內部中。攪拌器40藉由在進行浸出處理時攪拌溶液L而促進處理溶液的反應。攪拌器40包含第一攪拌葉片40a和第二攪拌葉片40b，其中第一攪拌葉片40a攪拌溶液L的上部，且第二攪拌葉片40b攪拌溶液L的下部。
與習知的高壓釜相比，根據本揭露之具體實施例的高壓釜100可經製造為具有大容量，並且可在設備穩定性上被改良。高壓釜100的內徑可為約5.5 m或更大，並且高壓釜100的內部體積可為150 m3 或更大。再者，在高壓釜100的運作時間，處理溶液(即溶液L)的體積可為100 m3 或更大。
此外，根據本揭露之具體實施例的高壓釜100可用於金屬的濕處理(wet process)。
圖2為圖1A的高壓釜100中的部分A之放大圖。
參閱圖2，在內壁50a與耐酸磚層60之間提供膜層90。膜層90防止高壓釜100內的處理溶液流入內壁50a中，並且可包含防水材料。
在內壁50a的一側上，提供帽環80以覆蓋耐酸磚層60的上部。帽環80可由與耐酸金屬層70相同的材料形成。在耐酸磚層60的上部，沿著高壓釜100的內壁50a形成帽環80。
可用耐酸金屬層70內襯在內壁50a的側部S之上端，並且在耐酸金屬層70與在內壁50a的側壁部S之上端的耐酸磚層60之間形成膜層90。此外，膜層90可經形成而延伸於耐酸磚層60的上部與帽環80之間。
帽環80與耐酸金屬層70藉由複數個肋件83而彼此連接。肋件83作為支撐件，用於支撐帽環80，並且可由與耐酸金屬層70相同的材料形成。
可在複數個肋件83、帽環80與耐酸金屬層70之間形成空隙85。當進行使用高壓釜100的處理時，高壓釜100的內部溫度可能升至150℃或更高，因而耐酸磚層60可能膨脹或是收縮。當耐酸磚層60膨脹或收縮時，空隙85可作用以緩衝帽環80和肋件83的機械破裂。
圖3為根據本揭露具體實施例之高壓釜中的氧入口埠之放大圖。
參閱圖3，高壓釜可進一步包含冷卻水通道31其經提供以環繞氧入口埠30。如需要，則冷卻水可流經冷卻水通道31。
在高溫與酸性條件下，可能加速高壓釜設備的腐蝕。冷卻水通道31可經由冷卻水的流入與流出，使用熱交換而降低氧入口埠30的溫度。據此，冷卻水通道31可用於減輕高壓釜設備在氧入口埠30周圍的腐蝕。
圖4A至4D為解釋根據本揭露具體實施例之用於移除高壓釜中產生的鹽之方法的圖式。為便於解釋，將參考圖1A所示之高壓釜100，說明鹽移除方法。然而，該技藝中具有通常技術之人士可理解根據本揭露具體實施例的鹽移除方法亦可應用於圖1B至1D所示之高壓釜100。
參考圖4A，當進行使用高壓釜100的正常處理時，可在高壓釜100內產生鹽SL。當一部分的處理溶液蒸發時，可產生鹽SL，因此可主要在溶液L和氣相部分G之間的界面IF附近產生鹽SL。例如，鹽SL可在耐酸磚層60的表面上或在靠近溶液L和氣相部分G之間的界面IF的攪拌器40的表面上產生。所產生的鹽SL可為水溶性的。在正常處理期間，高壓釜100中溶液L的表面位準IF可定義為第一位準。
參閱圖4B，將高壓釜100中的溶液L的表面位準IF提高至高於第一位準的第二位準，使得所產生的鹽SL可浸在溶液L中。例如，可藉由將處理溶液經由入口埠10引入高壓釜100中，同時藉由阻塞出口埠20而防止處理溶液從高壓釜100排出而進行提高溶液L的表面位準IF。作為另一個實例，可藉由增加經由入口埠10輸入的處理溶液的量高於經由出口埠20排出的處理溶液的量，而進行提高溶液L的表面位準IF。
溶液L的表面IF之提升的位準(即第二位準)係經調整而低於耐酸磚層60的最上方表面的表面位準。因此，即使當溶液L的表面位準IF提高至第二位準時，溶液L仍可不與耐酸金屬層70接觸，並且可以防止耐酸金屬層70受到溶液L中所含之漿料破壞。
溶液L的表面IF之提升的位準(即第二位準)可經調整而低於帽環80的最下方表面的表面位準。因此，即使當溶液L的表面位準IF提高至第二位準時，溶液L仍可不與帽環80接觸，並且可以防止帽環80受到溶液L中所含之漿料破壞。
參閱圖4C，藉由將溶液L的表面位準IF維持在第二位準達預定的時間長度而移除鹽SL。當水溶性的鹽SL維持浸在溶液L中達預定的時間長度，可在溶液L中溶解且移除該水溶性的鹽SL。例如，可將溶液L的表面位準維持在第二位準達約1小時至約6小時。
參閱圖4D，在移除鹽SL之後，溶液L的表面位準IF降低至正常處理中的位準(亦即，第一位準)。而後，再次進行使用高壓釜100的正常處理。
如上所述，根據本揭露之具體實施例，可經由提高溶液L的表面位準且維持該位準達預定的時間長度之簡單方法從高壓釜100移除鹽，而不需要移除高壓釜100中的處理溶液。因此，可改良高壓釜100的運作效率。
圖5為說明其中根據本揭露具體實施例的高壓釜以串聯連接之結構的圖式。
參閱圖5，第一高壓釜100a與第二高壓釜100b串聯連接。第一高壓釜100a可為參閱圖1A至1C所述之高壓釜其中之一，並且第二高壓釜100b可為參閱圖1D所述之高壓釜。
當第一與第二高壓釜100a與100b運作時，處理溶液可經由第一高壓釜100a的入口埠10而輸入並且可經受在第一高壓釜100a中的反應處理。已經受在第一高壓釜100a中的反應處理的處理溶液可經由第一連接管110而輸入至第二高壓釜100b中，並且可經受反應處理。第一連接管110的上游側可對應於第一高壓釜100a的出口埠20，以及第一連接管110的下游側可連接至第二高壓釜100b的入口埠10。
當第一與第二高壓釜100a與100b運作時，第一高壓釜100a的出口埠20浸在第一高壓釜100a的溶液L中，並且第二高壓釜100b的入口埠10浸在第二高壓釜100b的溶液L中。因此，從第一高壓釜100a經由第一連接管110而輸入至第二高壓釜100b的處理溶液可不暴露於氣相部分G。因此，可防止在第一連接管110中產生鹽。
第一高壓釜100a可安裝在高於第二高壓釜100b的位置。例如，第一高壓釜100a可安裝在比第二高壓釜100b高約10公分至約100公分的位置。這可允許處理溶液從第一高壓釜100a輸入至第二高壓釜100b，同時防止處理溶液從第二高壓釜100b回流至第一高壓釜100a中。
一或多個閃蒸器(flash vessel)200a與200b可連接至第二高壓釜100b的出口埠20。例如，如圖5所示，第一閃蒸器200a與第二閃蒸器200b可串聯連接至第二高壓釜100b。第一閃蒸器200a可經由第二連接管120而連接至第二高壓釜100b，以及第二閃蒸器200b可經由第三連接管130而連接至第一閃蒸器200a。
從第二高壓釜100b排出的高壓處理溶液可藉由第一與第二閃蒸器200a及200b減壓。例如，從第二高壓釜100b排出的高壓處理溶液可藉由第一與第二閃蒸器200a及200b減壓至大氣壓力。
在圖5中，兩個高壓釜100a與100b以及兩個閃蒸器200a與200b是串聯連接，但本揭露不以此為限。例如，僅有一個閃蒸器可連接至第二高壓釜100b的出口埠20，或是三個或更多個閃蒸器可連接至出口埠20。此外，可在第二高壓釜100b與第一閃蒸器200a之間額外串聯配置上述不同種類的高壓釜。
在下文中，將描述使用根據本揭露具體實施例的高壓釜所進行的鋅處理(zinc process)。
在一般的鋅處理中，在將鋅原料浸出到硫酸的處理中，鐵(Fe)和銅(Cu)也用硫酸一起浸出，以及使用還原劑(例如精煉鋅(zinc concentrate))將浸出溶液中所含之Fe(III)狀態的鐵還原為Fe(II)。使用中和劑(例如煅料(calcine))將殘留在還原溶液中的硫酸中和至較中性的pH範圍，然後經受固-液分離以獲得中和的硫酸鋅溶液。
將大量的Fe(II)溶解在中和的硫酸鋅溶液中，並且饋至除鐵(de-ironing)處理以移除鐵。
藉由固-液分離而分離除鐵處理溶液中所含的銅，而後對其加入還原劑以還原並且將溶解之硫酸銅(CuSO4 )形式的銅(Cu)沉澱成銅(Cu)泥(copper cement)，其為金屬銅粉末，藉以移除銅。然而，在上述的除鐵處理中，處理溶液中所含的成分(例如Cu(II))是作為催化劑，用於在鐵的沉澱反應中快速氧化Fe(II)成為Fe(III)，促使黃鉀鐵礬(jarosite)的產生。因此，需要較高的溫度與較高的壓力，以從硫酸鋅溶液中以赤鐵礦(hematite)形式沉澱鐵。
本揭露旨在將鐵沉澱處理(iron precipitation process)的反應溫度和壓力降低至低於先前技藝的反應溫度和壓力。為了降低反應溫度與壓力，需要調節(condition)中和的硫酸鋅溶液，以移除催化劑成分。此外，甚至當溶液中存在痕量的Fe(III)時，這是黃鉀鐵礬(jarosite)沉澱的條件。因此，需要將硫酸鋅溶液中的Fe(III)完全還原為Fe(II)，以被輸入鐵沉澱處理。
圖6為根據本揭露具體實施例的用於回收赤鐵礦(hematite)的處理流程圖。
在鋅處理中，藉由在大氣壓下將含鋅原料(例如，精煉鋅(zinc concentrate)、通過焙燒精煉鋅得到的煅料(calcine)、或鐵酸鋅(zinc ferrite))浸出到硫酸中而製備硫酸鋅溶液。首先使用煅料中和浸出處理中殘留的硫酸，以從中移除雜質。在原料的浸出處理中一起浸出的鐵成分不會在中和過程中沉澱，因此，在中和之後，鐵成分留在處理溶液中。
參閱圖6，將硫酸鋅溶液輸入至調節處理中，作為調節處理輸入溶液。在調節處理中，調節處理輸入溶液被輸入至調節反應器1中，並且經由增稠器2排出作為過濾器3中的調節餅(conditioning cake)，以及將調節後處理溶液(post-conditioning process solution)轉移至鐵沉澱處理，以被輸入作為鐵沉澱處理輸入溶液。
在鐵沉澱處理中，鐵沉澱處理輸入溶液被輸入至鐵沉澱反應器4，作為赤鐵礦(hematite)的固體部分是經由增稠劑5和過濾器6分離，並將溶液轉移到中和處理中作為鐵沉澱後處理溶液(post-iron precipitation process solution)。
在本揭露中，為了在較低溫度與較低壓力(低於習知技術的溫度與壓力)回收鐵為赤鐵礦(hematite)，在中和的調節處理輸入溶液中使用還原劑來移除催化劑成分(例如銅)，並且為了將所含痕量的Fe(III)還原為Fe(II)，應用調節處理。
調節處理包含藉由輸入還原劑而進行的還原步驟，藉由還原劑的類型和輸入量來調整調節後處理溶液的氧化還原電位(Oxidation-Reduction Potential，ORP)。此外，將還原劑輸入至調節反應器1中，調節處理輸入溶液被輸入至調節反應器1中。
調節後處理溶液為鐵沉澱處理(其為後續處理)之鐵沉澱處理輸入溶液。
在本揭露中，鐵沉澱處理輸入溶液的氧化-還原電位經調整為-100 mV或更小。更具體而言，氧化-還原電位經調整為-400 mV或更小。當氧化-還原電位高於 -100 mV時，黃鉀鐵礬(jarosite)會部分混入，因而鐵沉澱餅的鐵含量可降低至小於50%。當氧化-還原電位高於 -100 mV時，需要更高溫度和更高壓力條件來生產赤鐵礦。
相反地，當氧化-還原電位為-100 mV或更低時，主要是還原氣氛，與氧化還原電位高於-100mV的情況相比，可在低溫和低壓下產生赤鐵礦。在此情況下，鐵沉澱中的鐵含量可為50%或更高。
當氧化-還原電位為-400 mV或更低時，在相對低溫與低壓下產生更優異的赤鐵礦。
為了進一步降低氧化-還原電位，可增加還原劑的輸入量，從而在考慮經濟效率下，可調整氧化還原電位。
鐵沉澱處理輸入溶液的pH經調整為約3至5.5。
當鐵沉澱處理輸入溶液的pH小於3時，調節處理輸入溶液中所含的硫酸會與還原劑反應，藉以增加所使用之還原劑的量。當pH超過5.5時，鋅沉澱為硫酸鋅鹽(nZn(OH)2 · mZnSO4 )的形式，造成處理溶液中鋅的損失，並且沉澱的鋅鹽可能成為在鐵沉澱處理中因黏附在設備而降低設備運作速率的原因。
可取決於調節處理輸入溶液的組成(例如，調節處理輸入溶液中Fe(III)與銅(Cu)的濃度)而變化還原劑的輸入量。可取決於氧化-還原電位(ORP)值而決定還原劑的輸入量。
可使用無機還原劑(例如鋅粉末或鋁)或有機還原劑作為還原劑。鋅粉因其優異的還原力而作為還原劑是良好的。當使用具有弱還原力的精煉鋅(zinc concentrate)作為還原劑時，與本揭露不同，ORP值降低至約200 mV的水平並且無法調整至0 mV或更低。
在調節處理輸入溶液中所含的成分(例如銅)會在調節處理中以具有高銅含量的泥銅(copper cement)形式沉澱，並且排出作為調理餅(conditioning cake)。因此，在使調節處理輸入溶液經受固-液分離之後，可在銅回收處理中回收銅。根據本揭露，在調節處理(其為鐵沉澱處理的預處理步驟)中可得到泥銅作為副產物。
經由此處理所產生之調節後處理溶液被轉移至鐵沉澱處理，以產生赤鐵礦形式之包含於其的鐵。
鐵沉澱處理包含用氧和蒸汽的加壓與氧化步驟。
鐵沉澱處理輸入溶液中的鋅濃度經調整為約120 g/l至150 g/l。當鐵沉澱處理輸入溶液中的鋅濃度超過約150 g/l時，可在範圍約135℃至150℃的溫度(這是本揭露中的鐵沉澱處理之溫度條件)下產生硫酸鋅一水合物(Zinc Sulfate Monohydrate，ZSM)的鹽。當鐵沉澱處理輸入溶液中的鋅濃度小於約120 g/l時，必須增加用於生產相同量鋅的設備之規模，這是不希望的，因為設備運作和設備投資成本高。
鐵沉澱處理輸入溶液的鐵濃度經調整為約5 g/l至20 g/l。雖然即使在低鐵濃度下，赤鐵礦的生產和品質也沒有問題，然而當鐵沉澱處理輸入溶液中的鐵濃度小於約5 g/l時，該處理在運作效率方面是不經濟的。當調節後處理溶液的鐵濃度超過20 g/l時，鐵沉澱反應之後的處理溶液中的酸濃度增加，因而鐵沉澱速率降低。因此，當產生黃鉀鐵礬時，鐵沉澱物中的鐵含量可能降低。
可使用高壓釜進行在鐵沉澱步驟中於高溫和高壓下進行加壓和氧化的步驟。
在本揭露中，即使將具有在處理溶液中具有範圍為約120 g/l至150 g/l高鋅濃度的硫酸鋅溶液用於使用高壓釜的鐵沉澱步驟中，在約135℃至150℃範圍的溫度和約5 barg至10 barg範圍的壓力(其低於相關技藝的溫度與壓力)下，鐵經回收為赤鐵礦。在一個較佳具體實施例中，用於鐵回收的高壓釜處理時間為約30分鐘至3小時。本揭露的鐵沉澱處理即使在使用習知的臥式高壓釜時也能夠在比相關技藝更低的溫度和更低的壓力下回收具有優異品質的赤鐵礦。然而，當使用本揭露之上述大容量立式高壓釜時，由於是以低於相關技藝之較低溫度與較低壓力進行該處理，因此可以進一步確保高壓釜之內壁的耐酸磚內襯(acid-resistant brick lining)和耐酸金屬內襯(acid-resistant metal lining)彼此接觸的部分或類似者的穩定性。
當高壓釜內部的壓力小於5 barg時，高壓釜內部的氧分壓降低至2 barg或更小，並且鐵移除速率降低。同時，當高壓釜內埠的壓力超過10 barg時，需要將待供應至高壓釜的氧和鋅溶液的壓力增加至13 barg或更高，其高於高壓釜內部的壓力，這可能增加設備投資成本。
當高壓釜內部的溫度小於約135℃時，黃鉀鐵礬開始產生作為鐵沉澱物，並且鐵沉澱物中的鐵含量可降低至小於50%。當高壓釜內部的溫度高於150℃時，對赤鐵礦的生產沒有影響。然而，處理溶液中的超飽和鋅會沉澱為硫酸鋅一水合物，從而增加鐵沉澱物的鋅含量並且降低相對鐵含量。此外，硫酸鋅一水合物可能以鹽的形式黏在高壓釜的內壁或管，這可能會對設施造成問題。考量由於硫酸鋅一水合物的沉澱而造成鋅回收率降低，高壓釜內部的溫度範圍適當為約135℃至150℃。
此外，在約60℃或更高的溫度，硫酸鋅的穩定性隨著溫度增加而降低。在相關技藝中，用於生產赤鐵礦的溫度範圍為約180℃或更高，但是根據本揭露，可在範圍約135℃至150℃的溫度生產赤鐵礦。
因此，根據本揭露，藉由在低於相關技藝的溫度下進行回收鐵作為赤鐵礦的處理，可增加處理輸入溶液中的鋅濃度。藉由將鋅濃度維持高於相關技藝的鋅濃度，可減少鋅產生設備的規模並且藉由促進運作而減少運作成本。
再者，在鐵沉澱處理中產生的赤鐵礦可經由增稠器5和過濾器6與硫酸鋅溶液分離，並且可不輸入至鐵沉澱處理作為晶種。
因此，本揭露克服例如運作效率降低與由於處理溶液中固體顆粒增加而造成的設備磨損率增加的問題，固體顆粒增加可能在將所產生的赤鐵礦再次輸入至鐵沉澱處理作為晶種時引起。
在下文中，將詳細敘述根據本揭露之具體實施例的內容。
實施例 1
在實施例1中，使用硫酸鋅溶液(其是藉由變化成每一個中和的調節處理輸入溶液中的鋅粉末之輸入量以調整ORP而製備的)，亦即，硫酸鋅浸出溶液，在高壓釜內140℃和7 barg的反應條件下，觀察到取決於ORP值的鐵沉澱反應效率。當輸入鋅粉末時，硫酸鋅溶液的ORP進一步降低，並且Fe(II)在此過程中變得更穩定。實施例1中的鐵沉澱反應在不引入赤鐵礦晶種的情況下進行。
使用硫酸鋅溶液觀察鐵沉澱反應效率，當使用銀/氯化銀(Ag/AgCl)作為參考電極時，在140℃和7 barg的反應條件下，其ORP經調整成落在+200至-400 mV(相對於Ag/AgCl)的範圍內。藉由變化鋅粉末的輸入量而調整調節處理中的ORP，並且使用ICP-AES光譜法定量分析鐵沉澱物中的鐵含量。
表1
Figure 108103392-A0304-0001
表1顯示取決於根據實施例1的ORP值之鐵沉澱行為。參閱表1，在硫酸鋅溶液未經受調節處理的情況下(比較例1)，鐵沉澱物沉澱為黃色的黃鉀鐵礬，且鐵含量非常低，即35.3%。在另一方面，當使硫酸鋅溶液經受在ORP為0 mV(相對於Ag/AgCl)或更低的條件下之調節時，鐵含量為45.4%，並且可以獲得含有少量的黃鉀鐵礬之赤鐵礦。在ORP為-100 mV(相對於Ag/AgCl)或更低的條件下，可獲得鐵含量為52%或更高的赤鐵礦。
實施例 2
在實施例2中，使用含有145 g/l的鋅之硫酸鋅溶液，在120℃或更高的溫度範圍和7 barg的壓力下，觀察到取決於反應溫度的鐵沉澱反應效率。實施例2中的鐵沉澱反應在不引入赤鐵礦晶種的情況下進行。
使用鋅粉末作為還原劑，ORP經調整為-400 mV (相對於Ag/AgCl)，將具有鋅濃度為145 g/l、鐵濃度為12.4 g/l且pH為4.5的硫酸鋅溶液輸入至高壓釜，在反應溫度經調整為120℃至160℃且壓力為7 barg的狀態下進行反應2小時，而後將溫度降低至室溫。使用真空過濾設備將含有赤鐵礦的反應後溶液進行固-液分離，並且使用ICP-AES光譜法定量分析鐵沉澱物中的鐵含量。
表2
Figure 108103392-A0304-0002
表2顯示取決於根據實施例2的反應溫度之鐵沉澱行為。參閱表2與圖7，在120℃，鐵以黃棕色的粉末形式沉澱，並且使用X射線繞射分析(X-ray diffraction analysis，XRD)方法分析所得沉澱物的結晶結構。結果，觀察到形成黃鉀鐵礬。在130℃，大部分鐵沉澱為赤鐵礦，但是以黃鉀鐵礬與赤鐵礦一起含有的形式。在高於135℃的溫度，無論反應溫度如何，均得到鐵含量為55%或更高的赤鐵礦。然而，在160℃，反應溶液中所含之硫酸鋅的穩定性顯著降低，超飽和的鋅成分沉澱並且黏附至高壓釜的內壁與底部。使用X射線繞射分析法觀察黏附的沉澱物之結晶，結果，觀察到沉澱物為硫酸鋅一水合物(ZSM, ZnSO4 H2 O)，如圖8所示。沉澱的ZSM可黏至管與設備的內部，這可能會降低設備產出量(throughput)。
因此，當硫酸鋅溶液中的鋅濃度為145 g/l時，在溫度為135℃或更高及7 barg的壓力下，可能以赤鐵礦的形式沉澱和回收硫酸鋅溶液中的鐵。
實施例 3
使用鋅粉末作為還原劑，ORP經調整為-400 mV (相對於Ag/AgCl)，將具有鋅濃度為145 g/l、鐵濃度為12.4 g/l且pH為4.5的硫酸鋅溶液輸入至高壓釜，並且在壓力經調整為5 barg至15 barg的狀態下(藉由引入145°C溫度的氧)進行反應2小時，而後將溫度降低至室溫。實施例3中的鐵沉澱反應在不引入赤鐵礦晶種的情況下進行。
表3
Figure 108103392-A0304-0003
表3顯示取決於根據實施例3的壓力之鐵沉澱行為。參閱表3，在5 barg或更高的壓力，獲得鐵沉澱物中鐵含量為50%或更多的赤鐵礦。在實施例1至3的揭露中，在沒有輸入赤鐵礦晶種的狀態下進行鐵沉澱處理。觀察到即使沒有輸入赤鐵礦晶種，在相對低的處理溫度(範圍從約135℃至150℃)與壓力(範圍從約5 barg至10 barg)下形成赤鐵礦。
圖9為根據本揭露具體實施例的高壓釜設備的安裝圖式。
參閱圖9，高壓釜設備包含第一與第二高壓釜100a及100b(經配置以引入氧至其中以氧化硫酸鋅溶液中所含的Fe(II)，因而產生赤鐵礦)、第一與第二閃蒸器200a及200b(經配置以將從第二高壓釜100b排出的高壓反應溶液減壓至大氣壓力)、以及冷卻器300(經配置以將在第一與第二閃蒸器200a及200b中減壓之溫度約100℃的減壓硫酸鋅溶液冷卻，使得可使用壓濾器(filter press)過濾減壓的硫酸鋅溶液)。該結構(其中第一與第二高壓釜100a及100b和第一與第二閃蒸器200a及200b連接)可與參閱圖5所述的結構實質上相同。
處理溶液首先被加熱作為冷卻器300的熱交換溶液，而後藉由使用在第一和第二加熱器310和320中回收的蒸汽的第一和第二加熱器310和320加熱。而後，處理溶液在熱交換器330中被加熱至最終反應溫度(熱交換器330經配置以使用蒸汽而交換熱)，而後被輸入至第一高壓釜100a中。
在本具體實施例中，第一閃蒸器經配置而被分為第一閃蒸器200a與第二閃蒸器200b，以改良熱效率，因而當藉由閃蒸器中產生的蒸汽加熱處理溶液時提高蒸汽回收率。此時，使用分別連接到第一閃蒸器200a和第二閃容器200b的第一加熱器310和第二加熱器320直接加熱處理溶液，可使所產生的蒸汽之能量損失最小化。如上所述，在本具體實施例中，藉由經三個加熱步驟而引入處理溶液至高壓釜中，而可能回收從高壓釜排出的處理溶液的90%或更多的能量，因而可能將用於維持反應溫度在高溫的蒸汽量減少80%或更多。
雖然已經結合本揭露的一些具體實施例來說明本揭露，然而應理解在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，可進行各種修飾和變化，這對於本揭露所屬技藝的普通技術人士來說是顯而易見的。亦應理解此等修飾和變化屬於本揭露所附申請專利範圍的範圍。
100‧‧‧高壓釜 10‧‧‧入口埠 40‧‧‧攪拌器 G‧‧‧氣相部分 T‧‧‧上部 S‧‧‧側部 B‧‧‧下部 L‧‧‧溶液 83‧‧‧肋件 70‧‧‧耐酸金屬層 50‧‧‧外殼 50a‧‧‧內壁 50b‧‧‧外壁 60‧‧‧耐酸磚層 20‧‧‧出口埠 40a‧‧‧第一攪拌葉片 40b‧‧‧第二攪拌葉片 30‧‧‧氧入口埠 30a‧‧‧氧入口管線 30b‧‧‧高壓蒸汽管線 13‧‧‧入口埠 15‧‧‧入口埠 17‧‧‧入口埠 25‧‧‧出口埠 90‧‧‧膜層 31‧‧‧冷卻水通道 SL‧‧‧鹽 20‧‧‧出口埠 80‧‧‧帽環 100a‧‧‧第一高壓釜 100b‧‧‧第二高壓釜 200a‧‧‧第一閃蒸器 200b‧‧‧第二閃蒸器 120‧‧‧第二連接管 110‧‧‧第一連接管 130‧‧‧第三連接管 1‧‧‧調節反應器 2‧‧‧增稠器 3‧‧‧過濾器 4‧‧‧鐵沉澱反應器 5‧‧‧增稠器 6‧‧‧過濾器 300‧‧‧冷卻器 310‧‧‧第一加熱器 320‧‧‧第二加熱器 330‧‧‧熱交換器 85‧‧‧空隙 IF‧‧‧表面/界面
圖1A至圖1D各為說明根據本揭露具體實施例之高壓釜的剖面圖。
圖2為圖1A的高壓釜中的部分A之放大圖。
圖3為根據本揭露具體實施例之高壓釜中的氧入口埠之放大圖。
圖4A至圖4D為解釋根據本揭露具體實施例之用於移除高壓釜中所產生的鹽之方法的圖式。
圖5為說明其中根據本揭露具體實施例的高壓釜以串聯連接之結構的圖式。
圖6為根據本揭露具體實施例之用於回收赤鐵礦(hematite)的處理流程圖。
圖7為表示根據反應溫度的鐵沉澱物之X射線繞射(X-ray diffraction，XRD)光譜法的光譜圖。
圖8為表示根據所產生並黏附至反應器壁的材料之X射線繞射光譜法的光譜圖。
圖9為根據本揭露具體實施例的高壓釜設備的安裝圖式。
10‧‧‧入口埠
20‧‧‧出口埠
30‧‧‧氧入口埠
30a‧‧‧氧入口管線
30b‧‧‧高壓蒸汽管線
40‧‧‧攪拌器
40a‧‧‧第一攪拌葉片
40b‧‧‧第二攪拌葉片
50‧‧‧外殼
50a‧‧‧內壁
50b‧‧‧外壁
60‧‧‧耐酸磚層
70‧‧‧耐酸金屬層
80‧‧‧帽環
83‧‧‧肋件
100‧‧‧高壓釜
A‧‧‧部分
B‧‧‧下部
G‧‧‧氣相部分
L‧‧‧溶液
T‧‧‧上部
S‧‧‧側部

Claims (29)

  1. 一種用於金屬的濕處理(wet process)之立式高壓釜，該立式高壓釜包括外殼，包含定義出該立式高壓釜之內部空間的內壁，入口埠，經其引入處理溶液至該立式高壓釜之內部空間，出口埠，經其排出該處理溶液至該立式高壓釜之外部，氧入口埠，經其供應氧至該立式高壓釜之內部空間中的該處理溶液，攪拌器，經配置以混合該立式高壓釜之內部空間中的該處理溶液，耐酸磚層，襯在該內壁的下部和側部上，該耐酸磚層具有耐磨性，以及耐酸金屬層，襯在該內壁的上部上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中該立式高壓釜的內徑為5.5m或更大。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中該立式高壓釜的內部體積為150m3或更大。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中當該 立式高壓釜運作時，該處理溶液的體積為100m3或更大。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，進一步包括帽環，其覆蓋在該內壁的該側部上之該耐酸磚層的上部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之立式高壓釜，進一步包括提供在該內壁與該耐酸磚層之間的膜層，其中該膜層經提供以延伸於該耐酸磚層的該上部與該帽環之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之立式高壓釜，進一步包括複數個肋件(rib)，其連接該帽環與該耐酸金屬層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之立式高壓釜，其中該帽環與該複數個肋件是由與該耐酸金屬層相同的材料形成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之立式高壓釜，其中在該複數個肋件、該帽環和該耐酸金屬層之間形成空隙(void)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中該入口埠配置於該內壁的該上部中，以及該出口埠配置於該內壁的該側部中。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之立式高壓釜，其中該入口埠延伸至該立式高壓釜的內部，並且當該立式高壓釜運作時，該入口埠的端部浸在該處理溶液中。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中該入口埠與該出口埠配置於該內壁的該側部中，以及該入口埠配置在高於該出口埠的位置。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中該氧入口埠配置於該內壁的該下部中，以及該立式高壓釜進一步包含：氧入口管線，其連接至該氧入口埠；以及冷卻水通道，其經配置以環繞該氧入口埠。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之立式高壓釜，進一步包括與該氧入口管線連通的高壓蒸汽管線，其中經由該高壓蒸汽管線將蒸汽供應至該氧入口埠。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中，當該立式高壓釜運作時，該立式高壓釜中的該處理溶液的水位準係經調整而低於提供於該內壁的該側部上之該耐酸磚層的上部。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之立式高壓釜，其中該耐酸金屬層經內襯而延伸至該內壁的該側部之上端。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之立式高壓釜，其中，在該內壁的該側部之該上端，該耐酸金屬層延伸於該內壁與該耐酸磚層之間。
  18. 一種高壓釜設備，其包括串聯連接的第一高壓釜與第二高壓釜，其中該第一高壓釜與該第二高壓釜各自為用於金屬的濕處理之立式高壓釜，該立式高壓釜包括外殼，包含定義出該立式高壓釜之內部空間的內壁，入口埠，經其引入處理溶液至該立式高壓釜之內部空間，出口埠，經其排出該處理溶液至該立式高壓釜之外部，氧入口埠，經其供應氧至該立式高壓釜之內部空間中的該處理溶液，攪拌器，經配置以混合該立式高壓釜之內部空間中的該處理溶液，耐酸磚層，襯在該內壁的下部和側部上，該耐酸磚層具有耐磨性，以及耐酸金屬層，襯在該內壁的上部上。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之高壓釜設備，進一步包括連接管，其將該第一高壓釜與該第二高壓釜彼此連接，其中該連接管的上游側對應於該第一高壓釜的該出口埠，以及該連接管的下游側對應於該第二高壓釜的該入口埠。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之高壓釜設備，其中，當該第一高壓釜與該第二高壓釜運作時，該第一高壓釜的該出口埠浸在該第一高壓釜中的溶液中，並且該第二高壓釜的該入口埠浸在該第二高壓釜中的溶液中。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之高壓釜設備，其中該第一高壓釜係安裝在高於該第二高壓釜的位置。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之高壓釜設備，進一步包括至少一閃蒸器(flash vessel)，其連接至該第二高壓釜的該出口埠。
  23. 一種移除如申請專利範圍第1項之立式高壓釜的內部空間中所產生之鹽的方法，該方法包括：將該立式高壓釜中的該處理溶液之表面位準從第一位準提高至第二位準，使得從該立式高壓釜中的處理溶液所產生的該鹽浸在該處理溶液中；以及將該處理溶液的該表面位準維持在該第二位準， 其中該鹽溶解於該處理溶液中，同時該處理溶液的該表面位準維持在該第二位準。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該鹽為水溶性的。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中將該處理溶液的該表面位準維持在該第二位準的過程是進行1小時至6小時。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之方法，進一步包括將該處理溶液的該表面位準從該第二位準降低至該第一位準。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該第二位準係低於該耐酸磚層之最上方表面的表面位準。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該立式高壓釜進一步包括帽環，其覆蓋該內壁的該側部上之該耐酸磚層的上部。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中該第二位準係低於該帽環之最下方表面的表面位準。
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