《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》是長沙有色冶金設計研究院有限公司於2012年11月21日申請的專利，該專利的公布號為CN102925680A，申請號為2012104743767，授權公布日為2013年2月13日，發明人是謝冰、陳龍義、仝一喆、陳阜東、何醒民。
《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》公開了一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法，該方法通過對硫化鋅精礦加壓浸出過程操作條件的控制，解決了調節槽的堵塞問題，保證了生產系統連續穩定的運行，提高了系統的生產效率。通過採用兩種浸出添加劑，與單一添加劑相比，添加劑的單耗由每噸精礦2千克降低到1.5千克，降幅達25～30%，降低了生產成本。由於有效添加劑的加入，避免了浸出過程中熔融硫對未反應精礦的包裹，使精礦反應更加完全，浸出率達到98～98.5%，提高了資源利用率。
2018年12月20日，《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法
- 公布號：CN102925680A
- 授權日：2013年2月13日
- 申請號：2012104743767
- 申請日：2012年11月21日
- 申請人：長沙有色冶金設計研究院有限公司
- 地址：湖南省長沙市解放中路199號
- 發明人：謝冰、陳龍義、仝一喆、陳阜東、何醒民
- Int.Cl.：C22B3/08(2006.01)I; C22B3/02(2006.01)I; C22B19/00(2006.01)N
- 代理機構：長沙正奇專利事務所有限責任公司
- 類別：發明專利
- 代理人：盧宏
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
硫化鋅精礦直接加壓浸出的一般操作條件為：進料礦漿濃度50—70%，控制反應器溫度110—155℃，壓力1.0兆帕—1.5兆帕，氧氣濃度95%以上，酸度10—50克/升。生產過程中會由於反應器操作條件控制不當，導致浸出過程生成的元素硫熔融，粘度增大，與未反應的硫化物形成包裹聚合物，影響精礦反應的完全程度，降低鋅的浸出率，不利於資源利用率的提高。同時浸出後的物料粒徑在調節槽內急速長大，形成：“壓槽”現象，損壞調節槽攪拌器，嚴重時引起整個系統堵塞，致使生產無法進行。
發明內容
專利目的
為了確保硫化鋅精礦直接加壓浸出工藝的穩定運行，《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》旨在提供一種控制加壓浸出物料粒徑的方法。
技術方案
《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》包括如下步驟：
（1）將礦漿送入反應器；反應器中反應條件如下：反應時間為1—2小時，攪拌轉速為75—90轉每分；溫度為145—155℃，優選為150℃；礦漿酸度為20—50克/升，優選30克/升；氧氣壓力為1000—1300千帕（g），優選為1200千帕（g）；添加劑的加入率為1.0—1.5千克/噸，優選為1.5千克/噸；所述添加劑由木質磺酸鈣和堅木栲膠按質量比1:0.5—1.5，優選1:1組成；
（2）將經反應器反應後排出的礦漿送入閃蒸槽進行初步降溫，所述排出時的礦漿溫度為145—155℃，優選150℃；壓力為1000—1300千帕（g），優選1200千帕（g）；初步降溫後的礦漿溫度為116—120℃，優選120℃；壓力為95—105千帕（g），優選100千帕（g）；
（3）將初步降溫後的礦漿送入調節槽進一步攪拌降溫，控制礦漿在調節槽內停留時間為30—50分鐘，優選40分鐘；降溫後礦漿的溫度為90—95℃，壓力為常壓，粒徑小於100微米。
其中，以重量百分比計，步驟（1）所述礦漿濃度為65—70%，其中，98%的礦漿粒徑小於44微米；所述反應器中的攪拌機選擇低轉速大直徑雙層攪拌機；所述調節槽中的攪拌機選擇柔性傳動帶三層槳葉的攪拌機，在反應槽底部事故排出口設定備用泵。
《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》方法可在現有技術的設備中實現，所述設備包括反應器，與反應器連線的閃蒸槽和與閃蒸槽連線的調節槽。
《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》還提供了一種用於上述方法的添加劑，所述添加劑由木質磺酸鈣和堅木栲膠按質量比1:0.5—1.5組成；所述添加劑中木質磺酸鈣和堅木栲膠的質量比為1:1。
在上述操作條件下，硫化鋅精礦在反應器內停留1～2小時，金屬鋅溶解形成硫酸鋅進入溶液，硫被氧化，在150℃的溫度環境下為熔融單質硫，與浸出過程中產生的鐵、鈣等沉澱入渣。在嚴格控制過程操作條件的情況下，既可以保證物料在反應器內不與未反應的硫化鋅精礦形成包裹，使反應過程中金屬鋅浸出率達到98%以上，又可以控制反應後的渣漿在降溫降壓過程中粒徑範圍為50～100微米，從而確保上述步驟（3）的料漿從調節槽順利溢流排出，不形成“壓槽”現象，進入後續液固分離工序。
下面結合原理及優點對《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》作進一步說明：
當壓力為900～1300千帕時，在130～140℃溫度範圍內，硫的形態對生產過程造成不利影響的程度最嚴重。《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》避開此溫度範圍是關鍵，溫度控制主要靠調節進入反應器的蒸汽量及廢電解液加熱溫度。
傳統硫化鋅精礦直接加壓浸出反應過程中，一般選用的添加劑為木質磺酸鈣，其分子式為C20H24CaO10S2，為一種高分子線形化合物，具有良好地擴散性。然而單一的添加劑不能保證取得理想的效果。《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》方法選用木質磺酸鈣和堅木栲膠（分子式為C76H52O46）兩種添加劑（兩者的質量比為1:1）來對熔融硫進行分散，因為木質磺酸鈣為分散劑，而堅木栲膠則是一種鞣劑，兩種添加劑的同時使用，可以分散熔融硫，控制包裹物粒徑的長大，使反應器內鋅精礦浸出反應程度更完全，從而提高鋅的浸出率。
對於所有的化學反應而言，反應器攪拌強度越大，物料接觸越充分，反應越完全。硫化鋅精礦直接浸出為固液氣三相反應，反應器攪拌機的設計和選型非常重要。《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》選用低轉速大直徑雙層攪拌機實現反應器內轉速75—90轉每分，用以保證物料的攪拌強度和攪拌均勻度。
料漿從反應器排出後，當溫度降到120℃以下時，物料粒徑在繼續的降溫降壓過程中會有很大的差別。操作條件控制不當，粒徑會急劇長大，粒徑將超過200微米，甚至結塊，在調節槽內沉槽，造成系統堵塞，致使調節槽攪拌器無法運轉，對攪拌器造成損壞。《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》選用合適容積的調節槽，控制物料在調節槽內停留時間為40分鐘左右，在較短的時間內將溫度為116—120℃，壓力為95—105千帕（g）的料漿進行降溫降壓，控制物料粒徑小於100微米，保證生產的順利進行。
為了阻止物料粒徑在調節槽內長大，《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》方法使用的調節槽中選用柔性傳動帶三層槳葉的攪拌機，通過充分攪拌，分散物料粒徑，防止“壓槽”。
另外，對物料粒徑長大趨勢必須有預見性。因此《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》在調節槽底部事故排出口設定有備用泵，一旦發現物料粒徑長大，可迅速啟動備用泵抽出料漿，防止調節槽堵塞，維持生產正常進行。
改善效果
《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》通過對硫化鋅精礦加壓浸出過程以上操作條件的控制，解決了調節槽的堵塞，保證了生產系統連續穩定的運行，提高了系統的生產效率。通過採用兩種浸出添加劑，與單一添加劑相比，添加劑的單耗由每噸精礦2千克降低到1.5千克，降幅達25～30%，降低了生產成本。由於有效添加劑的加入，避免了浸出過程中熔融硫對未反應精礦的包裹，使精礦反應更加完全，浸出率達到98～98.5%，提高了資源利用率。
附圖說明
圖1為《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》方法的工藝流程圖。
技術領域
《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》涉及一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法。
權利要求
1.一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟：
（1）將礦漿送入反應器；反應器中反應條件如下：反應時間為1—2小時，攪拌轉速為75—90轉每分，溫度為145—155℃，礦漿酸度為20—50克/升，氧氣壓力為1000—1300千帕（g），添加劑的加入率為1.0—1.5千克/噸；所述添加劑由木質磺酸鈣和堅木栲膠按質量比1:0.5—1.5組成；
（2）將經反應器反應後排出的礦漿送入閃蒸槽進行初步降溫，所述排出時的礦漿溫度為145—155℃，壓力為1000—1300千帕（g），初步降溫後的礦漿溫度為116—120℃，壓力為95—105千帕（g）；
（3）將初步降溫後的礦漿送入調節槽進一步攪拌降溫，控制礦漿在調節槽內停留時間為30—50分鐘，降溫後礦漿的溫度為90—95℃，壓力為常壓，粒徑小於100微米。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，以重量百分比計，步驟（1）所述礦漿濃度為65—70%，其中，98%的礦漿粒徑小於44微米。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟（1）所述添加劑中木質磺酸鈣和堅木栲膠的質量比為1:1。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述反應器中的攪拌機選擇低轉速大直徑雙層攪拌機。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述調節槽中的攪拌機選擇柔性傳動帶三層槳葉的攪拌機，在反應槽底部事故排出口設定備用泵。
6.一種用於權利要求1或2或4或5所述方法的添加劑，其特徵在於，所述添加劑由木質磺酸鈣和堅木栲膠按質量比1:0.5—1.5組成。
7.如權利要求6所述的添加劑，其特徵在於，所述添加劑中木質磺酸鈣和堅木栲膠的質量比為1:1。
實施方式
- 實施例1
一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法，所述方法在如下設備中實現：所述設備包括反應器，與反應器連線的閃蒸槽和與閃蒸槽連線的調節槽；包括如下步驟：
（1）將礦漿送入反應器；反應器中反應條件如下：反應時間為1—2小時，攪拌轉速為75—90轉每分；溫度為150℃；礦漿酸度為30克/升；氧氣壓力為1200千帕（g）；添加劑的加入率為1.5千克/噸；所述添加劑由木質磺酸鈣和堅木栲膠按質量比1:1組成；
（2）將經反應器反應後排出的礦漿送入閃蒸槽進行初步降溫，所述排出時的礦漿溫度為150℃；壓力為1200千帕（g）；初步降溫後的礦漿溫度為120℃；壓力為100千帕（g）；
（3）將初步降溫後的礦漿送入調節槽進一步攪拌降溫，控制礦漿在調節槽內停留時間為40分鐘；降溫後礦漿的溫度為90—95℃，壓力為常壓，粒徑小於100微米。
其中，以重量百分比計，步驟（1）所述礦漿濃度為65—70%，其中，98%的礦漿粒徑小於44微米；所述反應器中的攪拌機選擇低轉速大直徑雙層攪拌機；所述調節槽中的攪拌機選擇柔性傳動帶三層槳葉的攪拌機，在反應槽底部事故排出口設定備用泵。
- 實施例2
一種用於實施例所述方法的添加劑，該添加劑由木質磺酸鈣和堅木栲膠按質量比1:1組成。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
