红土镍矿高压浸出系统的预热装置及方法与流程

本发明涉及冶金，尤其是涉及红土镍矿高压浸出系统的预热装置及方法。

背景技术：

1、近年来，随着新能源电动汽车和消费类电子产品的不断推广和普及，全球锂离子二次电池需求呈现爆发式增长，作为锂离子二次电池的关键材料——镍及镍基化合物需求旺盛，金属镍及镍基产品的价格不断上涨。从全球发展趋势来看，随着环保理念和可再生能源理念的进一步深入人心，新能源电动汽车和消费类电子产品将全面普及，在没有革命性的新能源解决方案之前，锂离子二次电池将长期处于垄断地位。作为产业链上游的镍及镍基化合物，其供应不足的矛盾会更加突出。

2、红土镍矿中蕴含的镍占陆基镍储量的65％～70％，是冶炼镍及镍基化合物的重要矿种。红土镍矿大致可分为三种类型，分别为褐铁矿型、过渡型和腐泥土型。一般来说腐泥土型镍含量在1.8％以上的，宜采用rkef火法冶金生产工艺，褐铁矿型和过渡型镍含量在1.8％及以下，宜采用高压酸浸、常压酸浸等湿法冶金生产工艺。高压酸浸法与常压酸浸法相比具有回收率高、酸耗低、反应时间短以及成本低等优点，被认为是最佳的褐铁矿型和过渡型红土镍矿冶炼方法，因此近年来新建的红土镍矿湿法冶炼项目普遍采用高压酸浸法。

3、公开号为cn107099679b提供了红土镍矿高压浸出工艺中抑制铝浸出的方法，其包括步骤：在红土镍矿高压浸出之前，向红土镍矿的矿浆中加入硫酸钠和/或硫酸钾进行混合，混合后的矿浆经过预热后，泵入高压釜进行浸出，浸出后矿浆进行闪蒸，得到浸出后矿浆。应用本发明的技术方案，在红土镍矿高压浸出之前向矿浆中加入硫酸钠和/或硫酸钾，在浸出高温下形成钠或钾矾。现有技术中，在红土镍矿的预热阶段，一般需要预热到200摄氏度以上的预热温度，因此需要消耗大量的加热蒸汽，并且预热器内产生的蒸汽均经过处理后直接排放，造成了热量的流失浪费，不利于环保节能和精简成本，使得热利用效率低，加热时间长，成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出红土镍矿高压浸出系统的预热装置及方法，解决现有技术中预热装置的热利用效率低，加热时间长的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供红土镍矿高压浸出系统的预热装置及方法。

3、第一方面，本发明提供了一种红土镍矿高压浸出系统的预热装置，包括预热器、汽轮机、发电机、一段加热器以及二段加热器，

4、所述一段加热器具有与矿浆进料管相连接的第一进料端、与二段加热器的第二进料端相连的第一出料端；

5、所述二段加热器具有与预热器的第三进料端相连的第二出料端；

6、所述汽轮机的蒸汽进口与所述预热器的蒸汽出口连通，且所述汽轮机与所述发电机相连，其蒸汽排放端与所述一段加热器相连接，以排出的蒸汽作为对原料的加热介质为所述一段加热器提供热源；

7、所述发电机与所述二段加热器相连接，为二段加热器提供电源。

8、在一些实施例中，所述一段加热器具有一蒸汽排出口，所述蒸汽排出口连接有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水出口通过冷凝水管连通至洗矿单元。

9、在一些实施例中，所述红土镍矿高压浸出系统的预热装置还包括调温单元，所述调温单元包括第一温度检测器、升温器、降温器以及连接管道，所述第一温度检测器设置于所述预热器的排料端，供以检测矿浆温度；所述预热器的排料端与分别与所述升温器、所述降温器以及所述连接管道均连通，且其与所述升温器、所述降温器以及所述连接管道的连接处分别设置有第一阀门、第二阀门以及第三阀门，所述升温器、降温器以及连接管道的出口连接高压浸出系统；其中，当所述第一温度检测器检测到的矿浆温度低于预设温度范围时，所述第一阀门开启，所述第二阀门与所述第三阀门关闭，当所述第一温度检测器检测到的矿浆温度高于预设温度范围时，所述第二阀门开启，所述第一阀门与所述第三阀门关闭，当所述第一温度检测器检测到的矿浆温度处于预设温度范围时，所述第三阀门开启，所述第一阀门与所述第二阀门关闭。所述升温器与所述二段加热器的结构相同，所述升温器中的电热器与所述发电机相连接。所述降温器包括内层管体以及外层管体，所述内层管体与所述外层管体之间形成夹层，所述夹层与所述冷凝器的冷凝水出口相连通，所述内层管体分别与所述预热器以及所述高压浸出系统相连。

10、在一些实施例中，所述一段加热器包括第一筒体以及设于所述第一筒体内部的一个加热管，所述第一筒体的内部与所述汽轮机的蒸汽进口连通，所述加热管的一端与所述矿浆进料管相连通，其另一端自所述第一筒体的一端呈螺旋状延伸至所述第一筒体的另一端，并与所述二段加热器相连，供原料进入所述一段加热器后，流经所述加热管被通入二段加热器。

11、在一些实施例中，所述二段加热器包括第二筒体以及设于所述第二筒体内部的电加热器，所述电加热器与所述发电机相连接，所述第二筒体上设置有进料管道以及排料管道，所述进料管道与所述一段加热器连通，所述排料管道与所述预热器连通。所述二段加热器与所述预热器的连接管道之间设置有第二温度检测器，所述矿浆进料管上安装有流量控制阀，所述流量控制阀通过控制器与所述第二温度检测器电连接，以通过第二温度检测器检测矿浆的预热温度，根据检测的温度利用流量控制阀控制矿浆输送流量。

12、在一些实施例中，所述汽轮机的蒸汽进口处连接有若干根蒸汽进管，每根所述蒸汽进管上均安装有蒸汽阀门，在无蒸汽通过时，所述蒸汽阀门呈关闭状态。

13、第二方面，本发明提供了一种红土镍矿高压浸出系统的预热方法，适用于如上述任一项所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，所述方法包括：

14、s100：矿浆通过一段加热器和二段加热器后，在预热器内进行加热，加热产生的高压蒸汽通过顶部蒸汽出口输出，进入汽轮机并推动汽轮机工作，进而带动发电机发电输出；

15、s200：通过发电机为二段加热器提供电源，通过电加热器产生热源；经过汽轮机后排出的蒸汽通过蒸汽排放端进入到一段加热器，为一段加热器提供热源；

16、s300：矿浆经过一段加热器时，利用高温蒸汽对矿浆进行一段加热，随后进入二段加热器，利用电加热器对矿浆进行二段加热，最后，矿浆通过二段加热器的第二出料端排放至预热器，最后由预热器加热到设定温度范围后排出，产生的蒸汽则通过蒸汽出口输出至汽轮机，以循环进行利用。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过设置的预热器、汽轮机、发电机、一段加热器以及二段加热器，将产生的蒸汽通入汽轮机进行发电后，再将蒸汽通入一段加热器作为对原料的加热介质，利用蒸汽发电作为二段加热器的电源，从而能够在矿浆进入预热器前，依次利用蒸汽以及电热器对矿浆进行二段预加热，对能源进行分段的利用，使得本方案将产生的蒸汽相对应地用于分级预热，能够循环利用产生的蒸汽，以便矿浆快速被加热至设定温度，能够节约能源，降低了成本。

技术特征：

1.一种红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，包括预热器、汽轮机、发电机、一段加热器以及二段加热器，

2.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述一段加热器具有一蒸汽排出口，所述蒸汽排出口连接有冷凝器，所述冷凝器的冷凝水出口通过冷凝水管连通至洗矿单元。

3.根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述红土镍矿高压浸出系统的预热装置还包括调温单元，所述调温单元包括第一温度检测器、升温器、降温器以及连接管道，

4.根据权利要求3所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述升温器与所述二段加热器的结构相同，所述升温器中的电热器与所述发电机相连接。

5.根据权利要求3所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述降温器包括内层管体以及外层管体，

6.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述一段加热器包括第一筒体以及设于所述第一筒体内部的一个加热管，

7.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述二段加热器包括第二筒体以及设于所述第二筒体内部的电加热器，

8.根据权利要求1或7所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述二段加热器与所述预热器的连接管道之间设置有第二温度检测器，

9.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，其特征在于，所述汽轮机的蒸汽进口处连接有若干根蒸汽进管，每根所述蒸汽进管上均安装有蒸汽阀门，在无蒸汽通过时，所述蒸汽阀门呈关闭状态。

10.一种红土镍矿高压浸出系统的预热方法，其特征在于，适用于如权利要求1～9任一项所述的红土镍矿高压浸出系统的预热装置，所述方法包括：

技术总结
一种红土镍矿高压浸出系统的预热装置及方法，属于冶金技术领域，包括预热器（1）、汽轮机（2）、发电机（3）、一段加热器（4）以及二段加热器（5），一段加热器（4）具有与矿浆进料管相连接的第一进料端（41）、与二段加热器（5）的第二进料端（51）相连的第一出料端（42）；二段加热器（5）具有与预热器（1）的第三进料端（11）相连的第二出料端（52）；汽轮机（2）的蒸汽进口（21）与预热器（1）的蒸汽出口（12）连通，且汽轮机（2）与发电机（3）相连，其蒸汽排放端（22）与一段加热器（4）相连接，以排出的蒸汽作为对原料的加热介质为一段加热器（4）提供热源；发电机（3）与二段加热器（5）相连接，为二段加热器（5）提供电源；预热装置能够循环利用产生的蒸汽，以便矿浆快速被加热至设定温度，能够节约能源，降低了成本。

技术研发人员：许开华,张松,张坤,彭亚光,金国泉,刘文泽,许鹏云
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技术研发日：
技术公布日：2024/4/8