一種白鎢礦堿浸節(jié)能降耗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎢濕法冶金，特別是一種白鎢礦堿浸節(jié)能降耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是鎢資源大國，鎢資源主要以黑鎢礦和白鎢礦形態(tài)存在，隨著黑鎢礦資源量的遞減，開采白鎢礦資源已成為鎢行業(yè)的主要礦種。以前，白鎢礦屬于難選難冶原料，白鎢礦資源還停留在資源儲(chǔ)量計(jì)算中，隨著白鎢礦選礦冶技術(shù)得到突破，大力開發(fā)白鎢礦成為主流。采用高溫過量堿的壓浸煮工藝一樣可以獲得很好的浸出率(相對(duì)于黑鎢礦浸出而言)。近幾年白鎢礦冶煉產(chǎn)能和規(guī)模得到大力提升，技術(shù)工藝也進(jìn)一步成熟。由于采用比黑鎢精礦浸出溫度高、堿耗增多的工藝，因此探尋白鎢精礦堿壓浸煮節(jié)能降耗工藝是非常必要的。
[0003]通常壓煮釜的熱源來源方式有如下情況，方式一:有電阻絲盤繞釜外殼電加熱；方式二:夾套內(nèi)注入循環(huán)導(dǎo)熱油加熱或通蒸汽；方式三:電加熱棒(大電阻棒)直接插入釜內(nèi)加熱。方式一、二均屬于間接電加熱，其中方式一由于電阻絲維護(hù)較難，逐步被淘汰；方式二采用導(dǎo)熱油加熱，比較好控制，正逐步推廣應(yīng)用；方式三由于電熱棒直接插入反應(yīng)釜內(nèi)，與反應(yīng)物料接觸的電阻體壽命短，要經(jīng)常更換電阻棒，因此也逐漸被廠家所棄用。對(duì)比能源使用率來說，要使同批料液升溫加熱到同樣標(biāo)準(zhǔn)，夾套間接電加熱比直接電熱能耗高，蒸汽加熱比電加熱耗能低，蒸汽直接通入物料比電熱棒直接與物料接觸耗能低。因此，加熱方式的選擇是節(jié)能技術(shù)方面必須重點(diǎn)考慮的因素。
[0004]實(shí)現(xiàn)白鶴精礦較好浸出率的條件之一是反應(yīng)時(shí)過量大量堿，而實(shí)際參與反應(yīng)的堿量較少，反應(yīng)結(jié)束后余堿濃度范圍70?180g/L不等。因此回收過量余堿是工藝節(jié)能降耗的重要途徑。另外，堿過高對(duì)離子交換工藝不利，即使交換工序完成后，交換后液送至廢水處理，必須加入大量中和酸，污水處理壓力大。當(dāng)前行業(yè)現(xiàn)狀是，過量余堿既有回收的也有不回收的。不回收余堿的企業(yè)，堿耗成本高，環(huán)保壓力大，總體趨勢(shì)是回收余堿的企業(yè)會(huì)越來越多。余堿回收原理是:鎢酸鈉和氫氧化鈉為主的溶液里，利用兩種化合物在水中溶解度的差異進(jìn)行分離，其內(nèi)在規(guī)律是，氫氧化鈉比鎢酸鈉的溶解度大很多，尤其在氫氧化鈉濃度較大時(shí)，鎢酸鈉在混合溶液中的溶解度很小，因而有隨著堿濃度的上升，鎢酸鈉溶解度逐步降低，當(dāng)堿濃度上升到450g/L以上時(shí)，溶液中三氧化鎢含量低于20g/L以下。依此規(guī)律回收余堿主要工藝就是通過蒸發(fā)濃縮混合溶液，使大部分鎢酸鈉結(jié)晶出來，而堿留在溶液實(shí)現(xiàn)兩種物質(zhì)分離。行業(yè)內(nèi)堿回收企業(yè)工藝裝備主要采用夾套蒸發(fā)鍋通蒸汽蒸發(fā)濃縮，這種裝備最大的缺點(diǎn)就是能耗非常高，正是因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)覺得堿回收能耗高，回收堿的單位成本高，邊際收益較低，還不如直接使用氫氧化鈉，使得堿回收工藝推廣應(yīng)用少。
[0005]針對(duì)鎢冶煉發(fā)展的現(xiàn)狀，本發(fā)明工藝在不降低各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)的條件下，優(yōu)化工藝和提升技術(shù)裝備，大力提升鎢冶煉清潔生產(chǎn)和節(jié)能降耗水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗的白鎢礦堿浸方法，是提升行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要方法。
[0007]具體步驟為:
(I)將2000 ~2500kg三氧化鎢質(zhì)量百分比含量為45~65%的白鎢精礦經(jīng)振動(dòng)濕球磨加工后放入漿料桶，加入濃度為450~550g/L的堿液0.9-1.2立方米，再加入50 ~ 150 kg輔助試劑，補(bǔ)加275 -850 kg氫氧化鈉，堿量為理論量的2.2~3.5倍。
[0008](2)將步驟(I)配好后的料漿泵入無夾套高壓浸出釜中，將1.6-2.0MPa中低壓蒸汽通過蒸汽管直接通入無夾套高壓浸出釜中，至無夾套高壓浸出釜內(nèi)壓力達(dá)1.5~1.6MPa、溫度達(dá)到170~200°C即關(guān)閉汽閥，保溫2~3小時(shí)，停止攪拌反應(yīng)。
[0009](3)將步驟(2)無夾套高壓浸出釜卸壓放料入漿化槽，注水漿化，注水量與漿料體積比為0.5~1: 1，充分漿化后泵入板框壓濾機(jī)，第一道濾液流入濃液儲(chǔ)槽，板框壓濾機(jī)內(nèi)的濾渣繼續(xù)用熱水洗滌，洗液與濃液分開放入稀釋槽中。
[0010](4)將步驟(3)濃液儲(chǔ)槽中的溶液泵入三效濃縮蒸發(fā)器，逆流式三效蒸發(fā)器的生料口在第三效，出料口在第一效，出料口濃縮液的控制指標(biāo)為氫氧化鈉濃度250~270g/L，出口料液以結(jié)晶器自身壓力流入一個(gè)單效夾套結(jié)晶鍋中繼續(xù)濃縮，三效結(jié)晶器和夾套結(jié)晶鍋所通蒸汽壓力為0.4-0.8 MPa,單效夾套結(jié)晶鍋終點(diǎn)控制指標(biāo)為氫氧化鈉濃度450~500 g/L,關(guān)汽閥排料。
[0011](5)將步驟(4)所得料液放入抽濾盤進(jìn)行液固分離，濾盤中穿濾的堿液返回到球磨漿料配堿，濾布上的結(jié)晶粉末送至溶解槽中溶解稀釋，然后進(jìn)行離子交換。
[0012]所述堿液為氫氧化鈉溶液。
[0013]所述輔助試劑為亞硝酸鈉或硝酸鈉。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案是依據(jù)能源的利用率規(guī)律，蒸汽熱源與電轉(zhuǎn)化熱源之間相比較，蒸汽熱源屬于直接熱源，而電屬于間接熱源，間接過程有一個(gè)轉(zhuǎn)化率，在同等加熱介質(zhì)要求來衡量，直接熱源的能源利用率最高；從節(jié)能角度來說，相比間接加熱，直接熱源加熱過程實(shí)現(xiàn)了節(jié)能；從經(jīng)濟(jì)成本來說，蒸汽耗量少，成本較低。因此，浸出釜的加熱方式從其它模式改為中低壓蒸汽直接加熱，具有較好地節(jié)能效果。余堿回收工藝采用三效蒸發(fā)加一個(gè)單效蒸發(fā)器的模式是依據(jù)物料特性決定的。多效蒸發(fā)器是一種典型的節(jié)能蒸發(fā)器，其節(jié)能量通常以單效蒸發(fā)器參考作基礎(chǔ)，理想狀態(tài)下，單效蒸發(fā)器能耗情況是蒸發(fā)一噸水耗蒸汽量為一噸，三效蒸發(fā)器則只耗0.33噸蒸汽；實(shí)際工況中，單效蒸發(fā)器蒸發(fā)一噸水耗蒸汽在1.2-2.5噸范圍不等，三效蒸發(fā)器耗蒸汽量為0.34-0.4噸范圍。從此數(shù)據(jù)可以看出，三效蒸發(fā)器的節(jié)能量非常明顯。依此衡算，本方案選擇三效加一效這種方式，這是基于物料與設(shè)備性質(zhì)所決定。由于本工藝的物料屬于高含鹽類混合物料(料液初始成分組成:堿濃度70~100g/L左右，W0380~100 g /L左右)，當(dāng)堿濃度上升到一定指標(biāo)后，鎢酸鈉晶體會(huì)不斷地析出，而多效結(jié)晶蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)物料中的固含量是有限度的，當(dāng)固含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)后，蒸發(fā)器管道容易被結(jié)晶固料所堵塞，從而會(huì)影響整個(gè)蒸發(fā)器的運(yùn)行。因此，針對(duì)該物料情況，當(dāng)堿濃度濃縮到250~270 g/L左右時(shí)，必須進(jìn)行排料，以免開始發(fā)生堵塞循環(huán)液管道現(xiàn)象。三效蒸發(fā)器排出的濃縮液三氧化鎢含量還有100g/L以上，鎢酸鈉結(jié)晶率已達(dá)60%。為了繼續(xù)提升堿液濃度和結(jié)晶率，還需進(jìn)一步對(duì)這部分溶液濃縮，因此采用單效蒸發(fā)結(jié)晶鍋繼續(xù)蒸發(fā)濃縮。綜合來看，三效蒸發(fā)器把初始溶液濃縮到了將近三分之一，后續(xù)的單效蒸發(fā)器只需把剩下三分之一濃縮液再蒸發(fā)出三分之一或二分之一體積的水分就可以達(dá)到效果。通過衡算可以知道，從初始體積到濃縮終點(diǎn)體積變化，濃縮液體積最后是初始體積的五分之一，也就是堿被富集了 5倍。如果初始總體積為100立方米，最后濃堿體積為20立方米。蒸發(fā)出去的體積為80立方米，80立方米中有60立方米以上是經(jīng)過三效蒸發(fā)器蒸發(fā)出去，剩下20立方米由單效蒸發(fā)鍋蒸發(fā)。假設(shè)單效蒸發(fā)器蒸發(fā)一噸水所耗蒸汽為1.3噸，三效蒸發(fā)器噸水耗蒸汽為0.35噸；80噸水全部單效蒸發(fā)結(jié)晶鍋蒸發(fā)總耗蒸汽量為104噸；三效加一效的總耗蒸汽量則低于47噸，從此對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，采用三效加一效這種蒸發(fā)濃縮方案對(duì)于節(jié)能降耗具有很明顯的效果。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(I)白鎢精礦浸出過程壓煮釜采用中低壓蒸汽直接加熱，相比其它模式具有升溫快(半小時(shí)左右就可以升溫升壓到預(yù)定的目標(biāo)，其它熱源加熱模式則需要1~2個(gè)小時(shí))，生產(chǎn)效率提高，能耗低，節(jié)能效果好。
[0016](2)三效蒸發(fā)結(jié)晶器比傳統(tǒng)的一效式的濃縮蒸發(fā)鍋具有能源利用率高，節(jié)能效果明顯，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)低濃度的余堿實(shí)施回收也將成為鎢冶煉行業(yè)推廣應(yīng)用的可能。
[0017](3)三效蒸發(fā)結(jié)晶器自動(dòng)化程度高，操作方便。余堿回收可以降低后續(xù)交換后液處理成本，降低廢水處理中和用酸量，大大降低資源的耗費(fèi)和成本的支出。
[0018](4)余堿回收的過程，也是鎢酸鈉溶液實(shí)施了一步提純除雜的過程。鎢酸鈉濃縮結(jié)晶中，絕大部分的雜質(zhì)留在溶液中，余堿濃縮液中的雜質(zhì)雖然被富集了，但在返回壓煮工序后，浸出液中的雜質(zhì)并沒有出現(xiàn)累積情況，因此余堿回收間接給整個(gè)流程進(jìn)行了一次除雜的過程，有利于后續(xù)的離子交換工藝和產(chǎn)品的純度。
[0019]本發(fā)明對(duì)白鎢精礦浸出工藝進(jìn)行優(yōu)化，大大提升了整個(gè)工序的清潔生產(chǎn)和節(jié)能降耗水平。是鎢冶煉行業(yè)提高能源利用率、資源使用率帶來較好地方案，有會(huì)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1:
(I)將2000kg三氧化鎢質(zhì)量百分比含量為50%的白鎢精礦經(jīng)振動(dòng)濕球磨加工后放入漿料桶，加入濃度為450g/L的氫氧化鈉溶液I立方米，再加入15 kg輔助試劑亞硝酸鈉，補(bǔ)加582kg氫氧化鈉，堿量為理論量的3倍。
[0022](2)將步驟(I)配好后的料漿泵入無夾套高壓浸出釜(專門制作的浸出釜)中，將2.0MPa中低壓蒸汽通過蒸汽管直接通入有效容積為5立方米的無夾套高壓浸出釜中，25分鐘后無夾套高壓浸出釜內(nèi)壓力達(dá)1.6MPa、溫度達(dá)到195°C即關(guān)閉汽閥，保溫2小時(shí)，停止攪拌反應(yīng)。
[0023](3)將步驟(2)無夾套高壓浸出釜卸壓放料入漿化槽，注水漿化，注水量5.5立方米，充分漿化后泵入板框壓濾機(jī)，第一道濾液流入濃液儲(chǔ)槽，板框壓濾機(jī)內(nèi)的濾渣繼續(xù)用熱水洗滌，洗液與濃液分開放入稀釋槽中，濃液體積為9立方米，濾渣測試殘留三氧化鎢含量為2.1%，壓濾濃鎢酸鈉料液含三氧化鎢110g/L，氫氧化鈉濃度95 g/L ο
[0024](4)將步驟(3)濃液儲(chǔ)槽中的溶液泵入三效濃縮蒸發(fā)器，逆流式三效蒸發(fā)器的生料口在第三效，出料口在第一效，一效入口生蒸汽壓力0.6MPa，溫度155°C，一效出料口物料成分，堿濃度255 g/L，三氧化鎢濃度105 g/L，出口料液以結(jié)晶器自身壓力流入一個(gè)單效夾套結(jié)晶鍋中繼續(xù)濃縮，三效結(jié)晶器和夾套結(jié)晶鍋所通蒸汽壓力為0.6 MPa,單效夾套結(jié)晶鍋終點(diǎn)控制指標(biāo)為氫氧化鈉濃度461 g/L，關(guān)汽閥排料。
[0025](5)將步驟(4)所得料液放入抽濾盤進(jìn)行液固分離，濾盤中穿濾的堿液返回到球磨漿料配堿，濾布上的結(jié)晶粉末送至溶解槽中溶解稀釋，然后進(jìn)行離子交換。
[0026]白鎢精礦浸出率為97.9% ;余堿回收中:濃堿母液中三氧化鎢17.6g/L，鎢直收率為98.2%，堿回收率96.5%ο
[0027]實(shí)施例2:
(I)