高压釜加酸系统及控制方法与流程

1.本发明涉及冶炼设备技术领域，特别涉及一种高压釜加酸系统及控制方法。


背景技术：

2.加压浸出工艺作为近几年兴起的处理工艺已经应用于镍、钴、锌、黄金、铝、钼、铀等多个领域。高压釜是加压浸出的主要设备，为矿浆浸出提供所需的高温、高压、高酸环境。矿浆在180～260℃，压力1500～5500kpag的高温高压条件下，按照一定酸矿比与浓硫酸进行混合，通过强烈搅拌溶解、反应作用后得到金属离子的浸出液。在该工况下，对于安装在高压釜管口上的各种阀门具有较高的要求，其中就包括硫酸管口阀门。
3.现有的加酸方式，阀门直接安装在管口处，加酸时打开，停止加酸时关闭，没有防护措施。阀门关闭时，不可避免的会与返流物料直接接触，在高温、高酸介质下，阀门直接与釜内物料接触，很容易被腐蚀，需要频繁更换，使用寿命约2～4周。加酸阀门为特殊材质，由于对该阀门的材质等要求高，目前可靠的阀门尚需进口，一个约400万，价格昂贵，生产维护成本较高。
4.基于上述原因，有必要提供一种成本低、控制简便的加酸系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高压釜加酸系统及控制方法，以解决现有技术中加酸系统中阀门成本高、易被腐蚀，使用寿命短等问题。
6.本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：根据本发明的一个方面，本发明提供的一种高压釜加酸系统，包括：高压釜；加酸管道，一端连至高压釜，另一端与泵相连，以将酸经加酸管道泵入到高压釜内；其中，所述加酸管道上设置有第三阀门且所述第三阀门靠近高压釜的管口处；通气管道，连在所述加酸管道上，以将通气管道内的高压气体通入所述加酸管道；其中，所述通气管道上设置有第二阀门；所述加酸管道上设置有第一阀门，且所述第一阀门位于泵与通气管道和加酸管道连接点之间。
7.可选的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门均为切断阀。
8.可选的，在靠近高压釜管口处的加酸管道上设置有温度检测装置，所述温度检测装置用于检测高压釜管口温度；其中，所述第二阀门为调节阀，所述第二阀门与所述温度检测装置连锁以通过检测温度控制调节阀的开度。
9.可选的，在靠近高压釜管口处的加酸管道上设置有第四阀门，所述第一阀门、第四阀门、第三阀门为切断阀。
10.可选的，所述高压气体制备装置出口处通气管道上设有压力表和流量计。可选的，所述泵出口处的加酸管道上设有压力表和流量计。
11.根据本发明另一个方面，本发明提供的一种高压釜加酸控制方法，包括：
加酸时，关闭第二阀门，打开第一阀门，根据高压釜内物料处理量确定泵的流量，并通过泵将酸经加酸管道泵入到高压釜内；停止加酸时，关于第一阀门，打开第二阀门，将通气管道内高压气体通入并充满加酸管道，以防止釜内物料返流。
12.可选的，所述方法还包括：检测高压釜管口处的温度，根据所检测的温度确定高压气体流量并控制第二阀门的开度；其中，温度越高，高压气体流量越大；通过通入高压气体控制所述高压釜管口温度不高于100℃。
13.可选的，所述方法还包括：控制泵出口压力和气体压力均大于高压釜内压力，其中，泵出口处的压力范围为1.5mpa～6.0mpa；通气管道内气体压力范围为1.5mpa～6.0mpa；高压釜内压力范围为1.5mpa～6.0mpa。
14.可选的，所述方法还包括：控制高压釜反应温度180℃～260℃，反应时间45 min～90min。
15.可选的，停止加酸时，还包括：关闭靠近高压釜管口处加酸管道上的第四阀门，所述第四阀门为切断阀，通过所述第四阀门切断时的微漏，保证高压气体流通。
16.有益效果：本发明结构简单，操作方便，在停止加酸时，向加酸管道中通入高压气体，使加酸管道内充满高压气体，从而阻止釜内物料返流接触阀门，同时达到降温的目的，减缓加酸阀门腐蚀，延长了阀门寿命、节约了生产成本。
17.与现有技术相比，本发明还具有以下优点：1) 方案简单，容易实现；2) 新增设备少，投资低、运行成本低；3) 可显著增加高压釜硫酸口阀门寿命，降低生产成本；4) 操作简单，容易控制。
附图说明
18.图1是本发明提供的第一种高压釜加酸系统的结构示意图；图2是本发明提供的第二种高压釜加酸系统的结构示意图。
19.图1-图2中，10高压釜；20加酸管道，21第一阀门，23第三阀门，24第四阀门，22泵，25温度检测装置；30通气管道，31高压气体制备装置，32第二阀门。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提供的一种高压釜加酸系统，包括：高压釜10、与高压釜10相连的加酸管道20以及连接在加酸管道20的通气管道30，并在各管道上设置阀门，通过阀门配合使得在停
止加酸时通过通气管道30向加酸管道20中通入高压气体，从而阻止了釜内物料返流而接触阀门，同时达到了降温的目的，低温环境下物料的腐蚀性降低，进而减缓了加酸阀门的腐蚀，延长了阀门寿命、节约了生产成本。
22.本发明在靠近所述高压釜10的管口处的加酸管道20上设置有第三阀门23，所述第三阀门23采用特殊材质，能耐高温耐高酸，需要说明的是，本发明直接在加酸管道上设置第三阀门23，加酸管道20端部伸入高压釜10中，使得第三阀门23恰好位于靠近管口的位置处；当然不限于此，例如可以在原高压釜结构基础上进行改进，即直接将加酸管道20与原高压釜10携带的第三阀门23相连。相比现有技术中通过开关该处阀门来实现加酸和停止加酸，本发明中该处的第三阀门23为常开状态，仅在生产出现异常时，关闭该阀门以进行维修等进一步操作，从而降低了此处耐高温耐高酸阀门的使用频率，降低了因频繁开关而降低其使用寿命的风险，也就降低了生产成本。进一步地，所述第三阀门23可以为自动切断阀。
23.可选实施例中，在靠近高压釜管口处的加酸管道20上还设置有第四阀门24，第四阀门24也采用特殊的能耐高温高酸材质；高压釜10内压力很高，而阀门又很容易损坏，该实施例采用第三阀门23和第四阀门24起到了双保险作用。
24.所述加酸管道20，例如硫酸管道，其一端经第三阀门23连至高压釜10，另一端与泵22相连，以将酸例如浓度为40g/l～60g/l等的浓硫酸，经加酸管道20泵入到高压釜10内。进一步地，所述泵22出口处的加酸管道20上可以设置压力表、流量计等仪表，以保证硫酸流量和泵22后压力可满足生产需要。其中，所述泵22的流量根据高压釜10内物料处理量来确定，泵22后即泵22出口压力要高于釜内压力，以保证硫酸能够正常进入高压釜10内。
25.所述通气管道30连在加酸管道20上，例如可以与加酸管道20的中部连通，以将通气管道30内的高压气体汇入所述加酸管道20，该汇入加酸管道20中部的连接方式可以保证加酸管道20内高压气体的压力满足阻止返流的需求。可选的，通气管道30的另一端可以与高压气体储存装置相连，或者直接与高压气体制备装置31相连，例如，可以为空压机、制氮设备、制氩设备等可产生高压气体的装置。进一步地，在所述高压气体制备装置31出口处通气管道30上可以设置压力表、流量计等仪表，以保证高压气体流量和压力可满足生产需要。其中，高压气体流量根据釜内温度确定，温度越高，所需气量越大，气量可通过第二阀门32的开度或调节阀来控制，所述高压气体的压力高于釜内压力，以保证高压气体能充满硫酸管道阻止釜内物料返流。
26.本发明中，在所述加酸管道20和通气管道30在结合之前，在加酸管道20上设有第一阀门21，在通气管道30上设置第二阀门32，通过阀门的配合，实现物料的自动切换。
27.图1示意性地示出了第一种高压釜加酸系统的结构。如图1所示，本发明提供的一种高压釜加酸系统，包括：高压釜10、与高压釜10相连的加酸管道20，以及连接在加酸管道20上的通气管道30；在通气管道30上设置有第二阀门32，在加酸管道20上设置有第一阀门21，所述第一阀门21位于泵22与通气管道30和加酸管道20连接点之间；三个阀门均可为自动切断阀，且第三阀门23为常开状态，在生产出现异常时关闭该第三阀门23，通过阀门的配合可实现硫酸和高压气体的自动切换。采用该实施例系统进行加酸控制时，当加入硫酸时，打开第一阀门21，关闭第二阀门32，通过泵22将浓硫酸泵入到高压釜10中；当停止加硫酸时，关闭第一阀门21，打开第二阀门32，向加酸管道20内充入高压气体，且保持管道内充满高压气体，防止物料反流。该实施例通过加酸管道20和通气管道30及其上的阀门的配合可
实现物料的自动切换，且当停止加硫酸时通过向加酸管道20中通入高压气体，阻止了釜内物流反流，避免了物料与阀门的接触，进而减缓了阀门腐蚀，延长了阀门的使用寿命。
28.图2示意性地示出了第二种高压釜加酸系统的结构。如图2所示，本发明提供的一种高压釜加酸系统，与第一种的区别在于：第二阀门32为自动调节阀，同时在靠近第三阀门23处设置温度检测装置25，可以将温度检测装置25直接设置在最接近管口的位置处，采集管内物料的温度或通过间接检测管的温度达到对物料温度的检测，温度检测装置25与第二阀门32连锁控制，根据检测到的温度进行自动调节阀的控制，也就是根据加酸管道温度控制气量大小，能更好的保护阀门，也可以避免加压釜内进气过多，同时节省了高压气体用量。该实施例还在靠近第三阀门23处设置第四阀门24，第四阀门24为自动切断阀，第四阀门24和第三阀门23均采用特殊材质，能耐高温高酸，二者起到双保险作用。第三阀门23为常开状态，在生产出现异常时，关闭该阀门。
29.本发明提供的一种高压釜加酸控制方法，包括：1）在加酸时，关闭第二阀门32，打开第一阀门21，根据高压釜10内物料处理量确定泵22的流量，并通过泵22将酸经加酸管道20泵入到高压釜10内；2）停止加酸时，关于第一阀门21，打开第二阀门32，将通气管道30内高压气体通入并充满加酸管道20，防止釜内物料返流。通过加酸管道20和通气管道30及其上的阀门的配合可实现物料的自动切换，且当停止加硫酸时通过向加酸管道20中通入高压气体，阻止了釜内物流反流，避免了物料与阀门的接触，进而减缓了阀门腐蚀，延长了阀门的使用寿命。
30.进一步地，还包括：控制泵22出口压力和气体压力均大于高压釜10内压力。其中，泵22出口处的压力范围为1.5mpa～6.0mpa，例如1.6mpa、2.5mpa、3.5mpa、4.5mpa、5.5mpa等；通气管道30内气体压力范围为1.5mpa～6.0mpa，例如1.6mpa、1.8mpa、2.0mpa、3.0mpa、4.0mpa、5.0mpa等；高压釜10内压力范围为1.5mpa～6.0mpa，例如1.5mpa、2.0mpa、3.0mpa、4.0mpa、5.0mpa、5.5mpa等。进一步地所述方法还包括：控制高压釜10反应温度180℃～260℃，压力1.5 mpa～6.0mpa，反应时间45 min～90min。
31.在一可选实施例中，采用如图2所示系统进行加酸时，所述高压釜加酸控制方法，包括：1）当加硫酸时，打开第一阀门21和第四阀门24，关闭第二阀门32，根据高压釜10内物料处理量确定泵22的流量，并通过泵22将酸经加酸管道20泵入到高压釜10内；2）当停止加硫酸时，关闭第一阀门21和第四阀门24，打开第二阀门32，保持管道内充满高压气体，防止釜内物料和蒸汽返流，同时高压气体为常温可达到降温减缓阀门腐蚀，其中第四阀门24为切断阀，该阀门切断时的微漏，可保证高压气体流通。具体地，打开第二阀门32时，包括检测高压釜10管口温度，根据所检测的温度确定高压气体流量并调节第二阀门32开度；其中，温度越高，高压气体流量越大；通过调节第二阀门32开度调节通入高压气体流量，控制所述高压釜10管口温度不高于100℃，在该低温下，酸的腐蚀性更弱进而减缓了阀门腐蚀。
32.下面结合具体应用实施例对本发明技术方案和效果进行示例性说明：实施例1-3采用如图1所示的第一种高压釜加酸系统实施例1高压釜10反应温度180℃，压力1.5mpa，硫酸浓度50g/l，反应时间60min。
33.在此条件下，传统加酸方式，第三阀门23使用寿命约2个月。
34.而采用本发明第一种系统后，第三阀门23使用寿命可达18个月；其中，高压气体采
用压缩空气，压力1.8mpa。
35.实施例2高压釜10反应温度225℃，压力3.3mpa，硫酸浓度50g/l，反应时间90min。
36.在此条件下，传统加酸方式，第三阀门23使用寿命约1.5个月。
37.而采用本发明第一种系统后，第三阀门23使用寿命可达12个月；其中，高压气体采用氮气，压力3.8mpa。
38.实施例3高压釜10反应温度260℃，压力4.5mpa，硫酸浓度40g/l，反应时间400min。
39.在此条件下，传统加酸方式，第三阀门23使用寿命约0.5～1个月。
40.而采用本发明第一种系统后，第三阀门23使用寿命可达6个月；其中，高压气体采用氩气，压力5.0mpa。
41.实施例4-6采用如图2所示的第二种高压釜加酸系统实施例4高压釜10反应温度180℃，压力1.5mpa，硫酸浓度50g/l，反应时间60min。
42.在此条件下，传统加酸方式，第三阀门23使用寿命约2个月。
43.而采用本发明第二种系统后，管口温度可控制在100℃以下，第三阀门23使用寿命可达24个月；其中，高压气体采用压缩空气，压力1.8mpa。
44.实施例5高压釜10反应温度225℃，压力3.3mpa，硫酸浓度50g/l，反应时间90min。
45.在此条件下，传统加酸方式，第三阀门23使用寿命约1.5个月。
46.而采用本发明第二种系统后，管口温度可控制在100℃以下，第三阀门23使用寿命可达15个月；其中，高压气体采用氮气，压力3.8mpa。
47.实施例6高压釜10反应温度260℃，压力4.5mpa，硫酸浓度40g/l，反应时间400min。
48.在此条件下，传统加酸方式，第三阀门23使用寿命约0.5～1个月。
49.而采用本发明第二种系统后，管口温度可控制在100℃以下，第三阀门23使用寿命可达10个月；其中，高压气体采用氩气，压力5.0mpa。
50.综上，本发明通过设置加酸管道20和通气管道30，并在各管道上设置阀门，通过阀门配合实现物料的切换，在停止加硫酸时通过向加酸管道20中通入高压气体阻止了釜内物料返流接触阀门，同时达到了降温的目的，进而减缓加酸阀门腐蚀，达到了延长阀门寿命、节约生产成本的目的，其中，第三阀门23传统安装方式下寿命仅为1个月左右，而采用本发明高压釜加酸系统寿命不低于6个月，甚至达到24个月。
51.本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。