專利名稱：一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法
技術領域：
本發明涉及一種控制硫化鋅精礦加壓浸出物料粒徑的方法。
背景技術：
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—1551，壓力I. OMPa—1. 5MPa，氧氣濃度95%以上，酸度10 — 50g/l。生產過程中會由于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，不利于資源利用率的提高。同時浸出后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
為了確保硫化鋅精礦直接加壓浸出工藝的穩定運行，本發明旨在提供一種控制加壓浸出物料粒徑的方法。為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為
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I一2h，攪拌轉速為75—90r/min ;溫度為145— 155°C，優選為150°C;礦漿酸度為20— 50g/L，優選30g/L ;氧氣壓力為1000—1300kPa (g)，優選為1200 kPa (g);添加劑的加入率為I. O — I. 5kg/t，優選為I. 5 kg/t ;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)將經反應器反應后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°C，優選 150°C ;壓力為 1000— 1300kPa (g)，優選 1200 kPa (g);初步降溫后的礦漿溫度為116 — 120°C，優選120°C ;壓力為95— 105kPa (g)，優選100 kPa (g)；
(3)將初步降溫后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— 50min，優選40min ;降溫后礦漿的溫度為90— 95°C，壓力為常壓，粒徑小于100 μ m。其中，以重量百分比計，步驟(I)所述礦漿濃度為65— 70%，其中，98%的礦漿粒徑小于44 μ m ;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置備用泵。本發明方法可在現有技術的設備中實現，所述設備包括反應器，與反應器連接的閃蒸槽和與閃蒸槽連接的調節槽。本發明還提供了一種用于上述方法的添加劑，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I 2h，金屬鋅溶解形成硫酸鋅進入溶液，硫被氧化，在150°C的溫度環境下為熔融單質硫，與浸出過程中產生的鐵、鈣等沉淀入渣。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，又可以控制反應后的渣漿
3在降溫降壓過程中粒徑范圍為50 100 μ m,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，進入后續液固分離工序。下面結合原理及優點對本發明作進一步說明
當壓力為900 1300kPa時，在130 140°C溫度范圍內，硫的形態對生產過程造成不利影響的程度最嚴重。本發明避開此溫度范圍是關鍵，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C20H24Ca010S2，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。本發明方法選用木質磺酸鈣和堅木栲膠(分子式為C76H52046)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。對于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。本發明選用低轉速大直徑雙層攪拌機實現反應器內轉速75— 90r/min，用以保證物料的攪拌強度和攪拌均勻度。料漿從反應器排出后，當溫度降到120°C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 μ m,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。本發明選用合適容積的調節槽，控制物料在調節槽內停留時間為40min左右，在較短的時間內將溫度為116— 120°C，壓力為95— 105kPa(g)的料漿進行降溫降壓，控制物料粒徑小于100 μ m，保證生產的順利進行。為了阻止物料粒徑在調節槽內長大，本發明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。因此本發明在調節槽底部事故排出口設置有備用泵，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。本發明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。通過采用兩種浸出添加劑，與單一添加劑相比，添加劑的單耗由每噸精礦2kg降低到I. 5kg，降幅達25 30%，降低了生產成本。由于有效添加劑的加入，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。
圖I為本發明方法的工藝流程圖。具體實施方法實施例I
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，與反應器連接的閃蒸槽和與閃蒸槽連接的調節槽；包括如下步驟
4(1)將礦漿送入反應器；反應器中反應條件如下反應時間為I一2h，攪拌轉速為75—90r/min ;溫度為150。。;礦漿酸度為30g/L ;氧氣壓力為1200 kPa (g);添加劑的加入率為
I.5 kg/t ;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)將經反應器反應后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°C ;壓力為1200 kPa (g);初步降溫后的礦漿溫度為120°C ;壓力為100 kPa (g)；
(3)將初步降溫后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40min ;降溫后礦漿的溫度為90— 95°C，壓力為常壓，粒徑小于100 μ m。其中，以重量百分比計，步驟(I)所述礦漿濃度為65— 70%，其中，98%的礦漿粒徑小于44 μ m ;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置備用泵。實施例2
一種用于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。
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，其特征在于，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I一2h，攪拌轉速為75—90r/min，溫度為145— 155°C，礦漿酸度為20—50g/L，氧氣壓力為1000— 1300kPa(g)，添加劑的加入率為I. 0—1. 5kg/t ;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)將經反應器反應后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°C，壓力為1000— 1300kPa(g)，初步降溫后的礦漿溫度為116 — 120°C，壓力為95—105kPa (g)；(3)將初步降溫后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— 50min，降溫后礦漿的溫度為90— 95°C，壓力為常壓，粒徑小于100 μ m。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，以重量百分比計，步驟(I)所述礦漿濃度為65— 70%，其中，98%的礦漿粒徑小于44 μ m。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)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I所述的方法，其特征在于，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I所述的方法，其特征在于，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置備用泵。
6.一種用于權利要求I至5任一項所述方法的添加劑，其特征在于，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，其特征在于，所述添加劑中木質磺酸鈣和堅木栲膠的質量比為1:1。
全文摘要
本發明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。通過采用兩種浸出添加劑，與單一添加劑相比，添加劑的單耗由每噸精礦2kg降低到1.5kg，降幅達25～30%，降低了生產成本。由于有效添加劑的加入，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。
文檔編號C22B3/02GK102925680SQ20121047437
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者謝冰, 陳龍義, 仝一喆, 陳阜東, 何醒民 申請人:長沙有色冶金設計研究院有限公司