用于減少高壓釜閃蒸系統(tǒng)中的高壓閃蒸和漿料遺留的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于減少高壓釜閃蒸系統(tǒng)中的高壓閃蒸和漿料遺留的方法 和裝置 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于高壓釜排出漿料的壓力和溫度泄放（let down)的方法和裝置，特 別是涉及含金屬礦石或精礦的加壓浸出或氧化。
[0002] 發(fā)明背景
[0003]在萃取冶金中，使用高壓釜來增加操作溫度。礦石或精礦已經(jīng)過浸出，經(jīng)常通過使 高壓釜排出漿料閃蒸來降低高壓釜的排出物的溫度和壓力，即將高溫的漿料的熱轉(zhuǎn)化為閃 發(fā)蒸汽。為了減少金和堿金屬高壓釜操作的資金成本，使閃蒸級的數(shù)目最小化。但是，作為 結(jié)果，每個閃蒸級的壓力降非常高，并且閃蒸漿料以高速度"爆發(fā)性地"排出到閃蒸罐中，可 以導(dǎo)致過程不穩(wěn)定和閃蒸設(shè)備的過度磨損。遺憾的是，在所有閃蒸操作中，閃發(fā)蒸汽中夾帶 有一些漿料遺留，但是進入閃發(fā)蒸汽的漿料遺留在更高的壓力降時通常更高。在過度遺留 的情況下，將閃發(fā)蒸汽清潔到可被環(huán)境標準接收的水平可能是困難和昂貴的。
[0004] 如同對于鎳高壓酸浸出（HPAL)高壓釜的情況一樣，一些閃發(fā)蒸汽遺留是可接受 的，因為閃發(fā)蒸汽用來預(yù)熱進入的鐵礬土進料漿料和再循環(huán)固體，并且可以耐受酸。但是， 對于許多操作，特別是金精礦操作來說，在來自高壓釜漿料的能量在單級閃蒸操作中泄放 的情況中，出現(xiàn)大量漿料遺留，閃發(fā)蒸汽必須在一些形式的清潔裝置中進行清潔。可能需要 多個清潔級。
[0005] 發(fā)明概述
[0006] 因此本發(fā)明的目的是提供一種用于加壓氧化高壓釜排出漿料的壓力和溫度泄放 的改進方法，和實施該方法的裝置，從而解決上述問題。本發(fā)明的方法包括通過使高壓釜排 出漿料與冷卻流體接觸，以在高壓釜排出漿料進入第一閃蒸級之前降低高壓釜排出漿料的 溫度，從而預(yù)冷卻高壓釜排出漿料的步驟。
[0007]本發(fā)明還涉及適于提供在高壓釜排出漿料進入第一閃蒸容器之前向高壓釜排出 漿料提供冷卻流體的高壓釜和壓力泄放裝置。
[0008]本發(fā)明的目的通過特征在于獨立權(quán)利要求所述的方法和裝置來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu) 選實施方案公開在從屬權(quán)利要求中。
【附圖說明】
[0009] 下面將借助優(yōu)選實施方案和參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，附圖中
[0010] 圖1顯示了常規(guī)的高壓釜和單級壓力泄放裝置；
[0011] 圖2顯示了描述本發(fā)明第一實施方案的第一高壓釜和單級壓力泄放裝置；
[0012] 圖3顯示了描述本發(fā)明第二實施方案的第二高壓釜和單級壓力泄放裝置；
[0013] 圖4顯示了描述本發(fā)明第三實施方案的第三高壓釜和單級壓力泄放裝置。
[0014] 發(fā)明詳述
[0015]本發(fā)明涉及壓力泄放閃蒸操作，如同通常用于冶金高壓釜工業(yè)中高壓釜排出漿料 的壓力和溫度泄放，特別是金、銅和其他堿金屬礦石和精礦的加壓浸出或氧化。
[0016] 圖1顯示了常規(guī)的高壓釜和單級壓力泄放裝置，其經(jīng)布置用于高壓釜排出漿料的 溫度和壓力泄放，該裝置包括高壓釜1，其經(jīng)布置用于含金屬礦石或精礦的加壓氧化或高壓 浸出；第一閃蒸容器2,其連接到高壓釜1，用于從所述高壓釜接收高壓釜排出漿料，并且經(jīng) 布置用于將高壓釜排出漿料的熱轉(zhuǎn)化為第一閃發(fā)蒸汽和第一經(jīng)冷卻漿料。參見圖1，高壓釜 排出漿料從高壓釜1的最后一個隔間10經(jīng)由高壓釜排出管線101排出到第一閃蒸容器，高 壓釜排出管線101布置在高壓釜和第一閃蒸容器之間，用于將高壓釜排出漿料從高壓釜轉(zhuǎn) 移到第一閃蒸容器。在第一閃蒸容器2中的壓力和溫度泄放之后，經(jīng)冷卻漿料通過第一漿 料排出管線102回收，閃發(fā)蒸汽經(jīng)由蒸汽管線203釋放。在釋放到大氣之前，蒸汽在滌氣單 元3中進行清潔。
[0017] 在例如圖1中所示的單級閃蒸操作中，在單操作步驟中漿料的熱泄放，其中從 6000kPa至大氣壓的壓力降是可能的。高壓閃蒸（autoflash)壓力差（AFP)，即閃蒸蒸汽的 臨界壓力和下游壓力之間的差，在這種操作中是正值，并且將會發(fā)生阻流和高壓閃蒸。
[0018] 閃發(fā)蒸汽流的臨界壓力（Prf)可以通過以下關(guān)系式來定義。該關(guān)系式用于可壓縮 氣流的阻流或音速流。Pi是上游壓力，并且由飽和蒸汽壓和可能存在于系統(tǒng)中的任何過壓 組成，例如未反應(yīng)的氧、二氧化碳或其他惰性氣體。在閃蒸漿料的情況中，k是處于上游飽 和蒸汽壓和飽和溫度的蒸汽的熱容之比c p/cv。匕是下游容器壓力，其通常是單級裝置中的 大氣壓。如果prf>p 2，則流動受阻，并且流動不可能超過音速。在閃蒸容器的情況中，和 P2之間的差定義為高壓閃蒸壓力差（APF)。高壓閃蒸壓力差（AFP) = (Prf-P2)
[0019]
[0020] 具有很大正值A(chǔ)FP(即超過800kPa)的閃蒸容器操作會造成明顯的噪音，對閃蒸容 器壁的過度磨損，臟閃發(fā)蒸汽，過程不穩(wěn)定和低加熱效率。此外，高壓閃蒸的量經(jīng)常限定閃 發(fā)蒸汽的品質(zhì)。因此從高的高壓釜壓力的單級中的閃蒸操作將產(chǎn)生品質(zhì)非常差的閃發(fā)蒸 汽。對于閃發(fā)蒸汽而言，包含高至50% w/w、通常1-40% w/w的閃發(fā)蒸汽的漿料遺留并非不 尋常。
[0021] 攜帶大量漿料的閃發(fā)蒸汽的清潔可能需要對多級氣體清潔裝置的可觀的資金投 資。閃發(fā)蒸汽中的過量的固體和漿料遺留還會造成管道系統(tǒng)和配件的加速腐蝕。這進而造 成增加的維護成本和/或增加的高壓釜停工時間。
[0022] 使統(tǒng)的高壓閃蒸壓力差（AFP)最小化可以造成閃發(fā)蒸汽中的漿料遺留。本發(fā)明提 供了用于通過在閃蒸之前降低進入的高壓釜排出漿料的溫度來減小AFP的方法。
[0023] 本發(fā)明涉及用于高壓釜排出漿料的壓力和溫度泄放的方法，該方法包括以下步 驟：(a)提供高壓釜排出漿料；(b)通過使高壓釜排出漿料與冷卻流體接觸，以降低高壓釜 排出漿料的溫度，來預(yù)冷卻高壓釜排出漿料，由此獲得經(jīng)預(yù)冷卻的高壓釜排出漿料；（c)將 經(jīng)預(yù)冷卻的高壓釜排出漿料接收到第一閃蒸容器中；和（d)通過使高壓釜排出漿料在第一 閃蒸容器中閃蒸，來獲得第一閃發(fā)蒸汽和第一經(jīng)冷卻漿料。高壓釜排出漿料通過含金屬礦 石或精礦在高壓釜中的加壓氧化（或高壓浸出）來提供。
[0024] 在本發(fā)明的上下文中，在此處和下文中使用的術(shù)語"接觸"是指高壓釜排出漿料 與冷卻流體的直接接觸。通過添加冷卻流體，去往閃蒸容器的漿料的溫度大幅降低。這進 而減少系統(tǒng)中高壓閃蒸的量。因此本發(fā)明的方法將減少第一閃蒸容器中的爆發(fā)性閃蒸，并 提供減少的閃發(fā)蒸汽中的漿料遺留，更少的容器壁磨損和更少的噪音。遺留可以從閃發(fā)蒸 汽中超過40% w/w的衆(zhòng)料減少到小于10% w/w，有效減少到1-5% w/w。這可以通過提供 300-500kPa的AFP來實現(xiàn)。本發(fā)明還提供用于實現(xiàn)負值A(chǔ)FP的手段。但是，這對于獲得閃 發(fā)蒸汽中可接受地低漿料遺留并不必要。
[0025] 在本發(fā)明的一個實施方案中，第一經(jīng)冷卻漿料的一部分用作冷卻流體。在該實施 方案中，步驟（b)中的預(yù)冷卻優(yōu)選通過以下來完成：將所得第一經(jīng)冷卻漿料的一部分、優(yōu)選 10-60% w/w、更優(yōu)選20-40% w/w再循環(huán)，并將它與高壓爸排出衆(zhòng)料接觸，以在步驟（c)中 高壓釜排出漿料進入第一閃蒸容器之前降低高壓釜排出漿料的溫度。再循環(huán)的量取決于高 壓釜條件和閃蒸級的數(shù)目以及再循環(huán)的經(jīng)冷卻漿料的溫度。再循環(huán)的第一經(jīng)冷卻漿料優(yōu)選 與高壓釜排出漿料在高壓釜外部接觸，特別是在高壓釜排出管線中，該管線位于高壓釜和 第一閃蒸容器之間用于將高壓釜排出漿料從高壓釜送至第一閃蒸容器。再循環(huán)的經(jīng)冷卻漿 料的溫度通常是95-150°C。第一閃蒸級和任何進一步的閃蒸級的AFP優(yōu)選是300-500kPa。
[0026] 從閃蒸容器排放的經(jīng)冷卻漿料通常