銅鈷礦濕法冶煉酸浸工藝材料的選擇

摘 要：文章介紹了銅鈷礦濕法冶煉酸浸工藝工程中材料的選擇，通過(guò)對(duì)工藝過(guò)程中介質(zhì)情況的分析，確定各工序中主要設(shè)備、管道等材料的選擇。

關(guān)鍵詞：銅鈷礦；酸浸；防腐；材料

前言

與傳統(tǒng)的氧化銅礦濕法冶煉工藝相比[1-3]，銅鈷礦的濕法冶煉過(guò)程中為了提高鈷的回收率，需要在酸浸過(guò)程中通入蒸汽、SO2等[4]，這提高了對(duì)銅鈷礦濕法冶煉酸浸工藝設(shè)備和管道材料的要求。文章以某銅鈷礦濕法冶煉廠的酸浸工藝為例，說(shuō)明了銅鈷礦濕法冶煉酸浸工藝材料的選擇和應(yīng)用[5][6][7]。

1 濕法冶煉酸浸工藝簡(jiǎn)介

某銅鈷礦濕法冶煉廠采用的酸浸工藝流程為：破碎磨礦后的濾餅加入萃余液調(diào)漿后，在酸浸槽內(nèi)進(jìn)行順流連續(xù)酸浸，加入濃硫酸控制礦漿pH值，并通入SO2、蒸汽等。酸浸溫度80℃，酸浸時(shí)間5～6h，酸浸終點(diǎn)pH控制在1.5～2.0。酸浸礦漿流入濃密機(jī)濃縮，溢流流入粗料液池，濃密底流泵送入逆流洗滌濃密機(jī)。洗滌濃密機(jī)底流泵送入壓濾機(jī)壓濾，濾液送入堆浸工段進(jìn)行噴淋酸浸，濾餅運(yùn)至尾礦庫(kù)堆放。為了保證萃取操作順利，洗水和料液分別精濾后送入萃取工段。

2 酸浸工藝介質(zhì)特點(diǎn)及對(duì)材料要求

一般而言，冶煉工藝中材料選擇時(shí)需要綜合考慮介質(zhì)的腐蝕、磨蝕等性質(zhì)，設(shè)備自身制造材料的強(qiáng)度、硬度、易加工性以及設(shè)備的生產(chǎn)成本等[8]。

在銅鈷礦濕法冶煉酸浸工藝工程中，可能用到的主要材料有普通碳鋼、不銹鋼、非金屬材料（如橡膠、塑料）以及其他耐腐蝕特殊材料等。每一種材料都有各自特殊的制造和檢驗(yàn)方面的要求，因此選擇材料時(shí)需要綜合考慮，包括材料自身理化特性以及工廠實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等。

2.1 設(shè)備材料的選擇

酸浸工藝包括的過(guò)程有調(diào)漿、酸浸、濃密、CCD逆流洗滌、精濾和尾氣系統(tǒng)等。酸浸系統(tǒng)工藝介質(zhì)總的特點(diǎn)是腐蝕性強(qiáng)，但在上述各工序由于工況不一樣，對(duì)與介質(zhì)接觸的材料要求也不同。礦漿調(diào)漿采用了萃余液進(jìn)行調(diào)漿，因此設(shè)備需要耐腐蝕，酸浸過(guò)程中需要加入硫酸、蒸汽、SO2等，是反應(yīng)的主要場(chǎng)所，對(duì)材料的要求最高，不但耐腐蝕，耐磨蝕，且需要耐一定溫度。反應(yīng)后的礦漿pH值在1.5-2，濃密、CCD逆流洗滌、精濾等工藝過(guò)程中工況介質(zhì)為酸性礦漿和溶液，選擇的材料需要能耐腐蝕。因此，雖然整個(gè)酸浸工藝材料選擇時(shí)首先需要注意防腐，但在不同的階段關(guān)注重點(diǎn)略有不同。

一般說(shuō)來(lái)，不銹鋼在沒(méi)有氯離子存在的介質(zhì)中，在一定濃度的氧化性酸氣氛中具有良好的耐腐蝕性能，但是相對(duì)的價(jià)格也較高。因此，設(shè)備材質(zhì)選擇時(shí)除了考慮采用全金屬結(jié)構(gòu)外，也可在某些設(shè)備中（如攪拌槽）采用非金屬材料如碳鋼襯膠或碳鋼襯耐酸磚等方法來(lái)替代。

2.2 管道材料的選擇

酸浸工藝過(guò)程中由于大部分介質(zhì)呈酸性，管道材料必須耐腐蝕，且由于工藝流體的流量一般相對(duì)較大，因此管道的管徑也較大。若采用不銹鋼管道，成本太高，因此可以考慮塑料管道或鋼塑復(fù)合管道等，某些特殊區(qū)域采用碳鋼管、不銹鋼管等。

對(duì)于物料輸送的管道系統(tǒng)，其材料可根據(jù)介質(zhì)的不同而有所區(qū)別：

對(duì)于輸送礦漿的管道系統(tǒng)，由于固體含量高，對(duì)材料磨蝕性強(qiáng)，因此需要選擇耐腐蝕、耐磨蝕的材料，如鋼塑復(fù)合管道等。

對(duì)于輸送溶液的管道系統(tǒng)，由于溶液的為溫度不高，同時(shí)溶液中的固體含量較少，輸送壓力要求不大，可以采用常規(guī)的非金屬材料如HDPE、玻璃鋼等。

3 某銅鈷礦濕法冶煉廠的酸浸工藝材料選擇實(shí)踐

酸浸攪拌槽：碳鋼襯膠。

攪拌槽配套攪拌器：316L不銹鋼。

濃密和CCD逆流洗滌濃密機(jī)：316L不銹鋼。

壓濾機(jī)：與溶液、礦漿接觸部分采用316L不銹鋼，濾板材質(zhì)為聚丙烯。

礦漿、溶液管道選擇玻璃鋼和HDPE管等，長(zhǎng)距離輸送管道采用HDPE管和鋼塑復(fù)合管。

4 結(jié)束語(yǔ)

銅鈷礦的濕法冶煉工藝與傳統(tǒng)銅的濕法冶煉工藝相比在酸浸工序加入了蒸汽和SO2，因此其設(shè)備和管道等材料的選擇略有區(qū)別。因此需要對(duì)整個(gè)工藝流程介質(zhì)情況，包括流量、成分、溫度、壓力等進(jìn)行分析。另外在選擇材料時(shí)還必須考慮材料的耐腐蝕性能、建設(shè)成本、材料類(lèi)型（如板材、棒材、管材）等，同時(shí)也應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，這樣既能保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，又能保證生產(chǎn)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：伊繼光（1984-），男，山東淄博人，學(xué)歷：研究生，職稱(chēng)：工程師，中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，研究方向：冶金工程設(shè)計(jì)。