硫化锌精矿加压氧浸的矿浆降温降压冷却方法

王令明（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410011）



硫化锌精矿加压氧浸的矿浆降温降压冷却方法

王令明
（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410011）

摘 要：介绍了一种硫化锌精矿加压氧浸的矿浆降温降压冷却方法及装置，取消了调节槽，简化了设备配置，缩短了生产工序，解决了生产中矿浆容易堵塞系统的问题，熔融硫可以采用热滤法生产元素硫，打破了“闪蒸一调节”的传统观念，可以采用一步闪蒸，优化了锌加压氧浸矿浆降温降压的方法及装置。

关键词：冶加压氧浸；闪蒸；调节；熔融硫；硫晶型

1 引言

硫化锌精矿加压氧浸是在高温高压条件下进行，为满足后续工序要求，必须对高温高压矿浆进行降温降压，使降温降压后的矿浆进入常压工况的净化，电积及浮选工序［1］，对加压氧浸的高温高压矿浆，传统的降温降压方法是采用闪蒸——调节方式，闪蒸是将高温高压矿浆通过排料阀进入一个容器，该容器装有一个气体放散调节阀，设定闪蒸压力，调节阀门开启度排气，使高温高压矿浆瞬时体积变大，达到降温降压的目的，经闪蒸后的矿浆还保持一定压力进入调节槽，调节槽的作用是对矿浆继续降温降压，因此，调节槽要保持一定的高液位，一般矿浆液位为5～8m，利用矿浆比重来平衡压力，防止调节槽中矿浆“冒槽”，同时，调节槽还要冷却矿浆，使从硫化锌精矿中被氧化的熔融硫，转变成可浮选及热过滤的单质硫，由于调节槽是一个密闭容器，为了防止腐蚀，槽体一般都衬有耐酸砖，长径比较大，冷却面积小，对矿浆的冷却效果差，虽然，对调节槽也可增加水冷盘管来加强冷却效果，一旦操作控制不当，矿浆中熔融硫快速长大，将堵塞调节槽，生产中经常发生由于矿浆冷却温度控制不当，堵塞调节槽而造成停产检修的情况。加压氧浸矿浆经闪蒸槽降温降压、调节槽冷却后，进入旋流器或浓密机分离，分离出上清液送净化，电积及熔铸生产锌锭，底流送浮选产出硫精矿及尾矿，硫精矿可进一步采用热滤法生产硫磺。

该方法见图1。

图1　传统的降温降压方法示意图

本方法及装置对降温降压冷却过程解决了矿浆中熔融硫快速长大堵塞生产系统的问题，使从硫化锌精矿中被氧化的熔融硫转变成可浮选及热过滤的单质硫。

2 本方法及装置内容

本方法及装置包括下列步骤［2］，见图2：

（1）本方法装置包括：排料阀1，闪蒸槽2，排气阀3，中间槽4，浓密机5。

（2）打开排料阀，高温高压矿浆进入闪蒸槽，设定排气阀排气压力，矿浆经闪蒸槽降温降压后，经闪蒸槽排料管进入中间槽，中间槽矿浆进入浓密机冷却分离，分离出上清液送净化、电积及熔铸生产锌锭，底流送浮选产出硫精矿及尾矿，尾矿可回收铅银，硫精矿可进一步采用热滤法生产硫磺。

本方法及装置优点如下：

图2　本方法的降温降压方法示意图

（1）取消了调节槽，减少了设备投资，优化了设备配置。

（2）将闪蒸槽布置在地面，减短了闪蒸槽进料管及排料管长度，便于管道清理。

（3）闪蒸槽排出矿浆采用排料管输送，管道中有一定压力输送至中间槽，可防止长大的单质硫沉积，而调节槽为一个容器，矿浆中长大的单质硫易沉积在槽体底部造成堵塞。

（4）闪蒸槽排料管与中间槽对矿浆形成了“液封”，即利用矿浆液位及比重来平衡闪蒸槽排出矿浆的压力，与调节槽对矿浆“液封”作用相同，但设备及配置简单。

（5）利用浓密机对矿浆进行冷却及分离，同时达到矿浆冷却及分离的目的，浓密机表面积大，其冷却效果比调节槽好，在矿浆冷却过程中长大的单质硫也不会对浓密机造成堵塞。

3 具体实施方式

打开排料阀，高温高压矿浆（温度145～155℃，压力1100～1300kPa）进入闪蒸槽，设定排气阀排气压力为200kPa，矿浆经闪蒸槽降温降压后经闪蒸槽排料管进入中间槽，中间槽矿浆（温度约95～102℃，压力为常压）进入浓密机冷却分离，分离出上清液送净化、电积及熔铸生产锌锭，底流送浮选产出硫精矿及尾矿，尾矿可回收铅银，硫精矿可进一步采用热滤法生产硫磺。

4 问题讨论

（1）对生产元素硫的影响。

调节槽原设计理念是将闪蒸槽降温降压后的矿浆在一定压力下，保持一定停留时间，使从硫化锌精矿中被氧化的熔融硫，转变成可浮选及热过滤的单质硫，但在实际生产，由于硫化锌精矿加压氧浸控制条件的变化，操作不当，容易造成熔融硫颗粒快速长大，堵塞调节槽，以致生产无法进行，实际生产中不得不对调节槽增加矿浆泵，连续不断地从调节槽底部抽取矿浆直接进浓密机，以维持生产正常进行，矿浆并没有在调节槽中停留一定时间，而直接短路排出，在后续的浓密机及贮槽中停留，完成了熔融硫长大成型的过程，可进行后续浮选及热过滤的作业过程，生产元素硫［3］。

（2）对元素硫晶型结构的影响。

硫化锌精矿在常压富氧浸出中，硫同样被氧化转变成元素硫［4］，但产出的氧浸渣经浮选得到硫精矿却不能采用热滤法生产元素硫，而硫化锌精矿加压氧浸产出的氧浸渣中熔融硫可以采用热滤法生产元素硫，其原因是元素硫晶型结构不同，在常压富氧浸出中，矿浆在大气压状态下完成反应，不需要降温降压过程，而在加压氧浸中，必须要有降温降压过程，正是这个降温降压即闪蒸过程改变了元素硫的晶型结构［5］，才使得硫化锌精矿加压氧浸产出的氧浸渣中熔融硫可以采用热滤法生产元素硫，虽然调节槽中有一定压力，矿浆继续进行降温降压，但闪蒸过程已在闪蒸槽中快速完成而改变了元素硫的晶型结构，因此，取消调节槽，不影响闪蒸过程，对加压氧浸产出的熔融硫同样可以采用热滤法生产元素硫。

（3）一步闪蒸。

对硫化锌精矿加压氧浸中矿浆的降温降压可以采用一步闪蒸［6］，即直接将矿浆从高压降至大气压，将原保留在调节槽中的一定压力完全由闪蒸槽释放，取消调节槽，降温降压的矿浆可直接进入浓密机，这样避免了矿浆中熔融硫在调节槽及进出管道的堵塞问题，这种方式的闪蒸槽高于浓密机，矿浆采用自流直排，这对企业原有设施的改造具有现实意义。

5 结语

本方法及装置解决了硫化锌精矿加压氧浸的矿浆降温降压过程中容易堵塞系统的生产实际问题，取消了调节槽，熔融硫可以采用热滤法生产元素硫，简化了设备，缩短了生产工序，打破了“闪蒸—调节”的传统观念，可以采用一步闪蒸，为一种锌加压氧浸矿浆降温降压过程中简便实用的方法及装置。

参考文献：

［1］姚兴云, 苏平. 谢里特锌压力浸出在HBMS精炼厂二十年的运行实践[J]. 中国有色冶金, 2011(5):1-8.

［2］王吉坤, 周廷熙. 硫化锌精矿加压酸浸技术及产业化[M]. 北京:冶金工业出版社,2005:180-181.

［3］邓孟俐. 硫化锌精矿加压浸出元素硫的形成机理及硫回收工艺的研究[J]. 工程设计与研究, 2008(总125期):14-18.

［4］李若贵. 株冶常压富氧直接浸出搭配锌浸出渣炼锌[J]. 中国有色冶金, 2011(3):1-4.

［5］何醒民, 周炜, 董晓伟. 从常压富氧炼锌高硫渣中回收元素硫的方法[J]. 铜业工程, 2013(6):18-19.

［6］赵爱君. 镍钴湿法冶炼卧式加压釜概述[J]. 中国有色冶金, 2014(4):62-64.

The Temperature and Pressure Decrease Cooling Method of Sulfuric Zinc Concentrate Pressure Leaching Slurry

WANG Ling-ming
（Changsha Engineering and Research Institute Ltd. of Nonferrous Metallurgy, Changsha 410011, Hunan, China）

Abstract:This paper introduced the temperature and pressure decrease cooling method and equipment of sulfuric zinc concentrate pressure leaching process. The conditional tank was removed, the equipment and process was simplified, resolving the problem of slurry block in production. The melted sulfur slag can produce sulfur in heating filtration, which changed the traditional theory of“flashingcondition”. One-step flashing can be used, and the temperature and pressure decrease cooling method and equipment of zinc pressure leaching process was optimized.

Keywords:pressure leaching；flashing；condition；melted sulfur slag；sulfur constitution

作者简介：王令明（1969-），男，湖南益阳人，高级工程师，主要从事有色冶金专业的设计工作。E-mail: wangming1558@sina.com

收稿日期：2015-09-06

中图分类号：TF813

文献标识码：B

文章编号：1009-3842（2016）01-0068-03