硫酸鎳生產(chǎn)工藝預(yù)冷槽的改造及使用

【摘要】在實(shí)際生產(chǎn)中，由于濃縮工序生產(chǎn)的后液溫度較高，極大的影響了制冷工序的生產(chǎn)時(shí)間和制冷機(jī)的使用壽命（制冷機(jī)使用范圍為常溫），造成生產(chǎn)成本的過高，產(chǎn)量過低。而車間在場(chǎng)地、和工藝流程有一定的局限性，因此只有從現(xiàn)有的設(shè)備、場(chǎng)地下來改進(jìn)。本文對(duì)該改造簡(jiǎn)要介紹并就生產(chǎn)使用中的情況作初步探討。介紹了稀貴金屬?gòu)S硫酸鎳車間預(yù)冷槽的改造及使用。

【關(guān)鍵詞】脫銅后液；濃縮后液；預(yù)冷槽；結(jié)晶罐；硫酸鎳

為了除去銅電解中電積脫銅后液中可溶性雜質(zhì)和殘膠，保證銅電解生產(chǎn)的正常運(yùn)行，回收有價(jià)金屬，必須進(jìn)行電解液凈化。電解液中鎳的脫除，是電解液凈化的主要任務(wù)之一。稀貴金屬?gòu)S結(jié)合前期的生產(chǎn)工藝，形成了濃縮工序—冷凍（電蒸發(fā)）工序的新工藝。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明該工藝能有效的從電解液二段脫銅后液中提取鎳等金屬，并（其具有）工藝設(shè)計(jì)合理，流程簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，金屬回收率高等特點(diǎn)。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于濃縮工序生產(chǎn)的后液溫度較高，極大的影響了制冷工序的生產(chǎn)時(shí)間和制冷機(jī)的使用壽命（制冷機(jī)使用范圍為常溫），造成生產(chǎn)成本的過高，產(chǎn)量過低。而車間在場(chǎng)地、和工藝流程有一定的局限性，因此只有從現(xiàn)有的設(shè)備、場(chǎng)地下來改進(jìn)。本文對(duì)該改造簡(jiǎn)要介紹并就生產(chǎn)使用中的情況作初步探討。

1、改造過程簡(jiǎn)介

1.1設(shè)計(jì)思路

1.1.1現(xiàn)階段生產(chǎn)情況

現(xiàn)在制冷的生產(chǎn)液是由預(yù)濃縮濃縮后的電解液，放入濃縮地池（濃縮后液溫度在80℃-85℃），再轉(zhuǎn)到制冷三樓的結(jié)晶槽（濃縮后液溫度在50℃-70℃），開啟冷凍機(jī)制冷，每班需要12h-14h，如果是夏天生產(chǎn)，由于室外氣溫過高需要的生產(chǎn)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。

1.1.2改進(jìn)條件

現(xiàn)工序由于濃縮液溫度過高，極大的影響了制冷工序的生產(chǎn)時(shí)間和制冷機(jī)的使用壽命（制冷機(jī)使用范圍為常溫），造成生產(chǎn)成本的過高，產(chǎn)量過低。而車間在場(chǎng)地、和工藝流程有一定的局限性，因此只有從現(xiàn)有的設(shè)備、場(chǎng)地下來改進(jìn)。如制冷廠房三樓六臺(tái)10m3結(jié)晶罐，每次生產(chǎn)時(shí)開2臺(tái)制冷機(jī)（備1臺(tái)），帶4臺(tái)結(jié)晶罐（備2臺(tái)），如果夏天2臺(tái)制冷機(jī)只能帶3臺(tái)結(jié)晶罐，6臺(tái)結(jié)晶管并連在一起，由閥門控制，及西頭的結(jié)晶罐檢修孔，還有涼水塔富余的降溫能力及寬敞的場(chǎng)地等有利條件。

1.1.3改進(jìn)思路

影響制冷生產(chǎn)時(shí)間的主要原因是濃縮液的溫度過高，因此要在濃縮地池和結(jié)晶罐之間增加一道降溫工序，用來降低濃縮后液的溫度，使其達(dá)到常溫。這樣常溫濃縮后液進(jìn)入結(jié)晶罐后，制冷起來時(shí)間就會(huì)大大縮短。

1.2改造方案

制冷機(jī)開2臺(tái)備1臺(tái)，帶3-4臺(tái)結(jié)晶罐（10m3/臺(tái)）備2-3臺(tái)結(jié)晶罐，把6#結(jié)晶罐改為冷卻罐，在結(jié)晶罐檢修孔處制作、安裝1臺(tái)同型號(hào)結(jié)晶罐用于冷卻罐（新增7#），這樣就有2臺(tái)共20m3的冷卻罐。再把400m3涼水塔至制冷機(jī)的循環(huán)水管接到2臺(tái)冷卻罐上，靠循環(huán)水的冷卻循環(huán)及攪拌漿不停的攪動(dòng)濃縮液，使其能很快的達(dá)到降溫效果，達(dá)到常溫后，把冷卻液靠自然落差放到濃縮與制冷中間的玻璃鋼降溫槽（40m3，可使用20m3）儲(chǔ)存，用轉(zhuǎn)液泵轉(zhuǎn)到1#-5#結(jié)晶罐。

1.3方案實(shí)施費(fèi)用

冷卻罐一臺(tái)10m3，配攪拌機(jī)，玻璃鋼管道D120×10約50米，單柄蝶閥DN100PN1.0襯四氟4臺(tái)，無縫鋼管D108×5約30米，單柄蝶閥DN100PN1.0 2臺(tái)，合計(jì)約20萬左右。

2、改造后的生產(chǎn)使用情況

將7#預(yù)冷槽安裝好使用后，將濃縮生產(chǎn)出來的（50℃-75℃）熱液用轉(zhuǎn)液泵提前轉(zhuǎn)入預(yù)冷槽里，啟動(dòng)水冷循環(huán)系統(tǒng)，約2h以后濃縮后液的溫度由50℃-70℃降低到了25℃-32℃左右（基本可接近常溫），而水冷循環(huán)系統(tǒng)的出水溫度也只提高了2℃左右（實(shí)際測(cè)量時(shí)，進(jìn)水溫度為21℃，出水溫度為23℃）。而制冷工序原來每個(gè)批次（兩機(jī)四槽模式）的生產(chǎn)需用時(shí)為13h-14h，現(xiàn)在使用預(yù)冷槽系統(tǒng)后，每個(gè)批次的生產(chǎn)時(shí)間為11h-12h，則每個(gè)批次都可以節(jié)約2h左右。預(yù)冷槽每次降溫的周期為2h左右，而制冷工序有6臺(tái)結(jié)晶槽，生產(chǎn)時(shí)只是使用4臺(tái)，剩余2臺(tái)可提前存放20m3的冷卻液，同時(shí)濃縮工序的中轉(zhuǎn)槽也可以存放20m3的冷卻液，預(yù)冷槽也可以存放10m3的冷卻液。也就是說使用預(yù)冷槽降溫系統(tǒng)后，完全可滿足制冷工序每批次的生產(chǎn)需求（每批次生產(chǎn)需要濃縮后液約40m3），同時(shí)給調(diào)節(jié)兩生產(chǎn)工序的節(jié)奏帶來極大的緩沖作用。

3、結(jié)果與討論

改進(jìn)之前進(jìn)液溫度從濃縮工序地池處到制冷工序結(jié)晶槽時(shí)為50℃-70℃，而方案改進(jìn)之后進(jìn)液溫度通過生產(chǎn)調(diào)節(jié)可以控制在常溫。

通過時(shí)間的對(duì)比通過制冷工序結(jié)晶槽的冷卻鹽水、減速機(jī)攪拌槳及循環(huán)鹽水泵等設(shè)備的強(qiáng)力降溫，從50℃-70℃冷卻至常溫需用時(shí)3個(gè)小時(shí)，而改進(jìn)后則不需要這些設(shè)備進(jìn)行降溫，同時(shí)降低了設(shè)備的維修率。

通過對(duì)比可以明顯的看出，改進(jìn)后的方案對(duì)制冷工序的生產(chǎn)周期的縮短有很大的提高，同時(shí)降低了制冷機(jī)的使用率，對(duì)夏季生產(chǎn)提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。

4、結(jié)語

在改造完成后可在生產(chǎn)周期內(nèi)找到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)，提高生產(chǎn)效率，降低設(shè)備損耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，最終達(dá)到提高生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]劉巖，翟玉春，王虹.鎳生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2006.

[2]彭容秋.鎳冶金[M].躍沙：中南大學(xué)出版社，2005.

[3]庫建剛，劉殿文，張文彬.我國(guó)西部地區(qū)鎳資源的開發(fā)利用與展望[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2003.

[4]羅得先.鎳消費(fèi)量將持續(xù)增長(zhǎng)[J].世界有色金屬，2000.

[5]耿文輝.我國(guó)西部地區(qū)鎳鉆資源的綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)礦業(yè)，2001.

[6]曹異生.國(guó)外鎳工業(yè)現(xiàn)狀及前景展望[J].世界有色金屬，2005.

[6]程明明.中國(guó)鎳鐵的發(fā)展現(xiàn)狀、市場(chǎng)分析與展望[J].礦業(yè)快報(bào)，2008.

[7]任鴻九，王立川.有色金屬提取手冊(cè)（銅鎳卷）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

[8]黃其興，王立川，朱鼎之等.鎳冶金學(xué)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1990.