[发明专利]用于减少高压釜闪蒸系统中的高压闪蒸和浆料遗留的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于高压釜排出浆料的压力和温度泄放(let down)的方法和装置，特别是涉及含金属矿石或精矿的加压浸出或氧化。

发明背景

在萃取冶金中，使用高压釜来增加操作温度。矿石或精矿已经过浸出，经常通过使高压釜排出浆料闪蒸来降低高压釜的排出物的温度和压力，即将高温的浆料的热转化为闪发蒸汽。为了减少金和碱金属高压釜操作的资金成本，使闪蒸级的数目最小化。但是，作为结果，每个闪蒸级的压力降非常高，并且闪蒸浆料以高速度“爆发性地”排出到闪蒸罐中，可以导致过程不稳定和闪蒸设备的过度磨损。遗憾的是，在所有闪蒸操作中，闪发蒸汽中夹带有一些浆料遗留，但是进入闪发蒸汽的浆料遗留在更高的压力降时通常更高。在过度遗留的情况下，将闪发蒸汽清洁到可被环境标准接收的水平可能是困难和昂贵的。

如同对于镍高压酸浸出(HPAL)高压釜的情况一样，一些闪发蒸汽遗留是可接受的，因为闪发蒸汽用来预热进入的铁矾土进料浆料和再循环固体，并且可以耐受酸。但是，对于许多操作，特别是金精矿操作来说，在来自高压釜浆料的能量在单级闪蒸操作中泄放的情况中，出现大量浆料遗留，闪发蒸汽必须在一些形式的清洁装置中进行清洁。可能需要多个清洁级。

发明概述

因此本发明的目的是提供一种用于加压氧化高压釜排出浆料的压力和温度泄放的改进方法，和实施该方法的装置，从而解决上述问题。本发明的方法包括通过使高压釜排出浆料与冷却流体接触，以在高压釜排出浆料进入第一闪蒸级之前降低高压釜排出浆料的温度，从而预冷却高压釜排出浆料的步骤。

本发明还涉及适于提供在高压釜排出浆料进入第一闪蒸容器之前向高压釜排出浆料提供冷却流体的高压釜和压力泄放装置。

本发明的目的通过特征在于独立权利要求所述的方法和装置来实现。本发明的优选实施方案公开在从属权利要求中。

附图说明

下面将借助优选实施方案和参照附图更详细地描述本发明，附图中

图1显示了常规的高压釜和单级压力泄放装置；

图2显示了描述本发明第一实施方案的第一高压釜和单级压力泄放装置；

图3显示了描述本发明第二实施方案的第二高压釜和单级压力泄放装置；

图4显示了描述本发明第三实施方案的第三高压釜和单级压力泄放装置。

发明详述

本发明涉及压力泄放闪蒸操作，如同通常用于冶金高压釜工业中高压釜排出浆料的压力和温度泄放，特别是金、铜和其他碱金属矿石和精矿的加压浸出或氧化。

图1显示了常规的高压釜和单级压力泄放装置，其经布置用于高压釜排出浆料的温度和压力泄放，该装置包括高压釜1，其经布置用于含金属矿石或精矿的加压氧化或高压浸出；第一闪蒸容器2，其连接到高压釜1，用于从所述高压釜接收高压釜排出浆料，并且经布置用于将高压釜排出浆料的热转化为第一闪发蒸汽和第一经冷却浆料。参见图1，高压釜排出浆料从高压釜1的最后一个隔间10经由高压釜排出管线101排出到第一闪蒸容器，高压釜排出管线101布置在高压釜和第一闪蒸容器之间，用于将高压釜排出浆料从高压釜转移到第一闪蒸容器。在第一闪蒸容器2中的压力和温度泄放之后，经冷却浆料通过第一浆料排出管线102回收，闪发蒸汽经由蒸汽管线203释放。在释放到大气之前，蒸汽在涤气单元3中进行清洁。

在例如图1中所示的单级闪蒸操作中，在单操作步骤中浆料的热泄放，其中从6000kPa至大气压的压力降是可能的。高压闪蒸(autoflash)压力差(AFP)，即闪蒸蒸汽的临界压力和下游压力之间的差，在这种操作中是正值，并且将会发生阻流和高压闪蒸。

闪发蒸汽流的临界压力(P_cf)可以通过以下关系式来定义。该关系式用于可压缩气流的阻流或音速流。P₁是上游压力，并且由饱和蒸汽压和可能存在于系统中的任何过压组成，例如未反应的氧、二氧化碳或其他惰性气体。在闪蒸浆料的情况中，k是处于上游饱和蒸汽压和饱和温度的蒸汽的热容之比C_p/C_v。P₂是下游容器压力，其通常是单级装置中的大气压。如果P_cf>P₂，则流动受阻，并且流动不可能超过音速。在闪蒸容器的情况中，P_cf和P₂之间的差定义为高压闪蒸压力差(APF)。高压闪蒸压力差(AFP)＝(P_cf-P₂)