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2013年10月第5期
周永亮:红土镍矿加压湿法治金项目装备综述
红土镍矿加压湿法冶金项目装备综述
周永亮
(中国.恩菲工程技术有限公司,北京100038)
摘要]本文重点介绍红土镍矿加压湿法冶金综合工程的装备情况,从不同侧面对エ艺主体设备、辅
助工程设备、エ厂装备自动化、设备管理与维护等方面进行了综述和分析,对高水平的现代化湿法治金
工厂的装备选择和配置提出了分析建议。
「关键词湿法治金エ厂;装备水平;装备自动化;设备维护
[中图分类号]TF815;TF35
[文献标识码]B[文章编号】1672-6103(2013)05-0023-04
某红土镍矿湿法治金工厂是包括采矿、选矿、长1.2闪蒸槽、预热器
距离矿浆输送管道、湿法冶炼、石灰石制备、硫酸制
为了工艺反应需要和利用热能,高压釜的原料
备、自备电站、治炼厂尾渣深海填埋等项目组成的大需要经过三级预热后再进入到釜中;同样为了后续
型湿法冶金综合工程。为了在国外建设一座现代化工艺的需求,高压釜的排料也要经过三级闪蒸过程
的湿法治金工厂,在设计前期,针对工艺流程、工厂将物料的压力和温度降至常压状态。高压酸浸工艺
装备水平完成了大量的研究工作,对国际上类似矿中的高、中、低压闪蒸槽和高、中、低温预热器都是非
业项目的装备状况进行了充分调研和综合分析,与标设计。
各种矿业设备先进的设备材料、技术集成商、供应商
三级闪蒸槽均为磯钢防腐隔离层+衬砖结构
进行技术交流,对矿业设备制造能力和产品应用情设计,根据闪菾阀的工艺特性,对闪菾槽的直径、高
况进行了调研。在此基础上,结合项目投资概况,确度、排料管、排气管、防冲板等进行了细致的工艺分
定了本项目的装备水平达到国际水平,核心工艺装备析,是国内首次设计、制造此类型设备,实践证明本
达到世界先进水平。
次设计完全符合生产要求。在经过多种内部结构的
1技术先进的非标设备
论证此较后,三级预热器均选择了多层折流板式的
1,1高压釜
结构形式,通过改进进料管的布料方式和增加折流
非标设计主要是指针对特殊工艺的设备设计
板的溢流结构设计,使预热器的换热效率大大提高
治炼工艺中的核心设备一高压釜就是最重要的非标该类型直接换热设备传热效率高、能量利用好,也是
设计。高压釜是高压酸浸工艺的核心设备,承受着国内首次设计制造,其选型设计填补了国内在此类
高温、高压、酸性、强磨蚀介质的工作条件以及工艺设备的空白
操作波动的影响,是工艺流程中安全性要求最高的
由于经过缜密的设计论证和计算,这六种非标
设备。高压釜设计压力为6.0MPa,设计温度为设备的几何规格在相同处理能力下,远小于已投产
270℃,有效容积近800m,是目前世界已知的最大的同类工艺条件的设备,这不仅提高了工艺效率,也
高压浸出釜之一。釜体厚度为18m的钢钕复节省了设备费用和工程投资。
合板,这种大型复合板设备在国内是首次制造,极大
工艺搅拌槽
地提升了国内特材设备的加工制造水平。
红土镍矿湿法冶金采用的绝大部分是大型搅拌
反应槽,其规格远大于国内一般冶炼工厂所用。如
容积为2500m的除铁铝槽、容积为2000m的镍钴
作者简介周水亮(1959),男,山西人,教授级高工,从事有色治沉淀槽、容积为5000m2'的高压酸浸给料槽等。本
金机械设计与工程管理。
项目的几十种搅拌反应槽均为根据不同工艺条件进
收稿日期]2013-06-30
中国有色冶金
A卷红土镍矿湿法治炼
行的非标设计。由于工艺介质的酸碱特性、介质悬2.4锅炉给水泵
浮和反应特点以及耐磨需求,不同的搅拌槽采用不
冶炼厂有两套锅炉系统,一套为硫磺制酸系统
同的防腐材料和耐磨内衬,并根据工艺要求配置大蒸汽余热锅炉,主要用于治炼生产用汽,另一套为备
型搅拌器。特别是高压酸浸给料槽(18×20m)用燃油工业锅炉系统,主要用于工艺补充用汽和开
的搅拌器,矿浆浓度为32~35%,矿浆密度1280~车用汽。锅炉系统的操作压力为64(60)bar,供水系
1320kgm2,搅拌器功率仅为160kW。
统采用多级高压热水泵,该泵采用中德合作技术,安
1.4浓密机
全可靠,制造精度高,是专业的热媒输送泵。余热锅
该红土镍矿项目共采用了四种不同功能的浓密炉配置4台高压给水泵(Q=100mh,H-=820m),备
机,其中2台高效浓密机(43m),3台深锥膏体浓用锅炉配置3台高压给水泵(Q=50m3/h,H=800m)。
密机(的28m)、7台高密度浓密机36m)、6台高效3一流的流体介质控制设备
浓密机(32m)。部分浓密机采用PDC或EDC设
计,改善了絮凝剂的絮凝效果,有利于工艺操作参数3.1闪蒸减压系统
的调整;泥层厚度探测仪和泥层压力传感器的设置,
闪蒸减压系统安装在闪蒸槽上,用于对高压釜
有利于工艺操作过程的监测;粑架升降功能和过扭
排出的高温高压矿浆进行降温减压。本项目选择了
在世界高温、高压冶炼行业中使用口碑较好的闪蒸
矩保护,从机械上保证了设备的运行安全。
减压系统,其阀体部分采用钛合金材料制造,阀座和
2装备精良的流体介质输送设备
阀芯采用耐热陶瓷制造,闪蒸扩散管为钛材,内表面
2.1高压给料泵
镶嵌耐热陶瓷。关键部件使用专用耐热陶瓷后,极
红土镍矿湿法治金工艺介质输送中最核心的设大的延长了闪蒸阀的使用寿命。闪蒸减压阀的执行
备为高压釜给料泵。该泵工艺条件恶劣,操作要求机构采用特殊设计的国外先进产品,保证了闪蒸减
高,具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐气蚀、耐磨蚀等压的调节精度和稳定性。
特性。高压釜给料泵选用国外往复式活寨隔膜泵,3.2恶劣工况球阀
额定流量为300mh,操作温度为210℃,装机功率
在高压浸出治金工艺中,高压釜进料阀、高压釜
为785kW。本项月共配置6台高压釜给料泵,自带排料阀、高压釜排气阀、高压釜给料泵切断阀、高压
PLC控制系统,与工艺相关工序连锁控制,实现泵的蒸汽切断阀、高温预热器切断阀等都处于工艺条件
自动操作。
非常恶劣的部位,所用阀门统称恶劣工况球阀,是切
2.,2预热器给料泵
断热态工艺介质非常重要的管道设备。例如高压釜
根据介质的压力和温度特性,预热器给料泵分排料阀,其直径为DN30,设计压力为58bar,设计
为低温、中温、高温三种泵型,其中高温预热器给料温度为280℃,矿浆的高温、高压、腐蚀性及磨蚀性
泵为多级串联泵,其额定流量500m3h,三级泵出口等特性对阀门所用材质和密封形式提出了特殊要
压力为27.0bar,操作温度为170℃,装机功率为求。恶劣工况球阀采用钛材作为主要构造材料,球
225kW。本项目共配置低温、中温、高温三种泵型面喷涂TO2耐蚀耐磨合金,密封形式为金属密封。
各6台套,由澳大利亚专业矿浆泵的供应商提供。
3.3矿浆管道工程球阀
2.3一般工艺泵
项目矿山与治炼厂相距135公里,选矿厂合格
在湿法冶金工艺中,大量采用的是工程塑料泵的矿浆通过长距离矿浆管道输送至治炼厂。在治炼
或非金属衬里泵以适应腐蚀介质的情況。目前,国矿浆接受端(消能站),DN26英寸的矿浆管道工程
产工程塑料泵或非金属衬里泵的技术和材料水平已球阀是少见的大口径球阀。该阀设计压力为100
经达到国际水平,在国内的各类湿法治金工厂得到bar,实际操作压力(