红土镍矿高压酸浸工序的试车及实践

红土镍矿高压酸浸工序的试车及实践丁淑荣;李少龙;孙宁磊;傅建国期刊名称】《世界有色金属》年(卷),期】2014(000)010【总页数】2页(P28-29)【作者】丁淑荣;李少龙;孙宁磊;傅建国【作者单位】中国恩菲工程技术有限公司;中国恩菲工程技术有限公司;中国恩菲工程技术有限公司;中国恩菲工程技术有限公司正文语种】中文丁淑荣男，1982年生。中国恩菲工程技术有限公司冶金二室工程师，主要从事有色金属湿法冶金领域工艺研究与咨询设计工作。采用高压酸浸工艺处理红土镍矿冶炼回收镍的技术已经成熟，并在国际范围内实现了工业化生产。高压酸浸工艺本身的特点决定了其试车及调试方法的专业性及复杂性。本文叙述了红土镍矿高压酸浸工序的试车工作内容及试车关键环节，回顾了瑞木红土镍矿项目高压酸浸工序的试车过程，总结了其中的一些实践经验及教训。中冶集团巴布亚新几内亚瑞木镍钴项目由中国恩菲公司承担设计和采购工作。采用高压酸浸技术处理红土矿，年处理红土矿量328万吨，产出混合氢氧化镍钴产品，折合镍金属量3.3万吨/年，已于2012年顺利投产试车。本文主要介绍了红土镍矿高压酸浸工序的试车工作内容及试车关键环节，回顾总结了瑞木红土镍矿项目高压酸浸工序的试车过程。与其他冶金工程项目类似，湿法冶炼项目的试车工作包括试车前准备、预试车和试车。在试车之前，必须完成相关区域的施工，其一般判断依据是施工方已按要求完成设施的建设以及设备的安装。预试车是以空气或水为介质对工艺系统进行试运行，对工艺设备及工艺控制系统进行功能测试，一般由施工单位组织完成，设计单位协助指导，业主单位参与。试车，也称为带料试车，指的是向工艺系统中引入实际生产原料或向某区域引入外购的中间产品物料，对工艺设备和控制系统在真实原料介质条件下进行功能测试，一般由业主单位组织完成，施工单位和设计单位协助。在试车阶段，除了测试所有设备在真实介质条件下的基本操作性能外，还要测试整个系统的工艺操作性能［1］。高压酸浸工序的试车基本上也是按上述试车步骤进行。较为特殊的是需要根据该工序自身的特性，在完成单体设备试车之后进行冷水联动试车和热水联动试车，以对其复杂的控制系统进行充分的测试。在完成热水试车之后进行带料试车。高压酸浸工序试车总体流程及各阶段的关键环节如图1所示。单体设备调试阶段，需要对各设备进行试运转，尽可能做到细致而全面，从而减少遗留问题到联动试车阶段。冷水联动试车的原则工艺流程是，以工艺水为介质，依次经预热器给料泵、预热器、高压釜给料泵进入高压釜，再经由闪蒸槽、闪蒸密封槽、闪蒸矿浆输送泵排至下一道工序。由于冷水试车时介质为常温，高压釜内不能产生蒸汽，无法为高压釜给料泵提供背压，同时也无法利用压力将釜内的水排出至高压闪蒸槽，因此需要在冷水试车时向高压釜内补充压缩空气。在冷水试车阶段应重点关注DCS系统的调试，特别是预热器给料泵的运行控制以测试其控制回路的可靠性、高压釜给料泵的运行控制以及控制系统的联锁测试等。热水联动试车以工艺水为介质，按冷水联动试车模式启动系统，然后向高压釜内通入蒸汽。试车时必须将高压釜升温速度控制在约15°C/h以内，以保护釜体复合材料不受损坏。升温过程保持系统连续进水及排水，逐步将高压釜和闪蒸槽的温度提高。待高压釜的温度超过沸点以后，其排料将在高压闪蒸槽内闪蒸产出蒸汽，蒸汽进入高温预热器对水进行预热。随着高压釜的温度逐渐提升至设定值，中压和低压闪蒸槽内也将产生闪蒸蒸汽，通过相应的预热器将水预热，从而逐渐地建立起整个高压酸浸系统的热平衡。加热过程中当高压釜产生足够压力时停止补充压缩空气。热平衡建立后逐渐提升系统流量至设计值。在热水试车阶段应重点关注相关设备的热膨胀量、动设备的密封及冷却效果、管路的振动及泄漏。在高温高压条件下，高压釜进料管道和高压釜浓硫酸进料管道在隔膜泵脉冲作用下可能产生较大振动，高压釜蒸汽管由于蒸汽在釜内快速冷凝、高压釜排料管由于闪蒸阀闪蒸时的高流速均可能产生较大振动。热试时应重点检查这些管道的振动是否在允许范围之内，检查所有的法兰螺栓是否因振动而松动或脱落，检查管道法兰连接处是否存在泄露。带料试车的开车过程以热水试车模式开始，待系统热平衡建立并稳定运行一段时间后，可以将低温预热器给料泵由水切换到矿浆。待矿浆进入高压釜后，可以启动浓硫酸给料泵按设定的流量加入浓硫酸。此后逐渐提升系统矿浆流量及浓硫酸流量，达到设定的负荷水平后试持续运行，观察系统的运行稳定性及工艺性能。瑞木项目的高压酸浸工序试车之前，业主的试车团队做了大量的准备工作，恩菲与业主一起编制了详细的试车方案及操作规程文件，对参与试车人员进行了充分的试车培训。期间出现了一些问题和困难，但最终都得以解决，并积累了宝贵的试车经验。1试车过程中的主要问题及解决措施高压釜给料泵高压釜给料泵在冷水联动试车期间频繁停车，这是由于进、出口缓冲罐液位低低或高高报警触发所致。其原因是一些关键部件如高压空气进、排气阀门动作不够精确，且PLC控制系统参数未调试到最佳状态。热水试车后期经供货商更换部件并对控制程序进行调试，解决了该问题。预热器给料泵在热水试车期间，预热器给料泵密封系统的冷却效果不好，导致密封失效，泄露量和密封液温度皆高于允许值。后经厂家更换相关机械密封件并改用更大冷却面积的密封液冷却盘管解决了这些问题。在热水试车初期，一台高温预热器给料泵泵壳碎裂。其原因是在切换备用泵时，泵排料管道内形成“冷凝诱发型水锤”[2]，水锤的巨大压力作用导致泵壳碎裂。后经改进操作程序，已解决该问题。设备保养维护热水试车期间，由于高压釜给料泵流量偏低，高压釜进料管道在隔膜泵的影响之下持续进行高频振动，从而导致进料管道法兰连接处的螺栓出现松动，后经提高进料量，消除高频振动之后得到解决。2经验及建议经过良好培训，并具备较高操作技能的试车团队，对于高压酸浸项目的试车成功极为重要。瑞木较早地组建了试车团队，在施工图设计阶段即开始制定试车手册，包括各阶段试车方案、操作规程、设备维护程序等，以上述文件和P&ID图为基础教材，对参与试车人员进行课堂理论培训。在单体设备试车阶段，对每一台设备均指派专人（操作和设备维护人员）全程参与，与设备供货商、施工方一起对设备进行调试。控制室操作人员在施工方进行DCS测试阶段即介入，提前熟悉了DCS操作界面。此外，电力和仪表维护人员在试车期间充分参与电气设备、仪表的现场调校，参与故障解决。结合巴布亚新几内亚当地安全管理的要求，试车期间进行了安全专项排查，并建立起相应的试车安全管理体系及安全负责人，对相应的许可制度、隔离制度等进行了专项培训等。这些措施得到了当地注册经理的认可并得以有效实行。本文结合巴新瑞木红土矿高压酸浸项目的试车经验，对高压酸浸工序的试车流程、试车关键事项进行了梳理，并对该项目试车期间出现的一些问题进行了分析，总结了经验。瑞木红土镍矿高压酸浸工序带料试车一次成功，业主方、设计方积累了丰富的经验，为中国有色行业在压力浸出工程技术领域奠定了坚实的实践基础。【相关文献】[1]TimothyWatson.Pre-commissioning,commissioningandTraining[C].Mineralprocessingplantdesignpracticeandcontrolproceedings,Volume1-2,SME,2002:2277-2284.[2]MinessafetybulletinNo.92,condensationinducedwaterham