[发明专利]一种从变含水氯化物浸提液生成含水氯化物浸提剂的方法

说明书

本发明涉及用于处理矿石以回收其中矿产品的盐酸的再生。

硫酸一直是矿石浸提和煮解以回收其中矿产品中最常用的酸。这主要是由于硫酸的生产和使用成本低廉而且从硫酸生产到使用场所运输方便。然而，随着各种耐酸塑料的发展，运输盐酸也容易做到，在某些用途上盐酸更适用于矿石浸提和煮解以回收其中矿产品。

从废浸提液中回收盐酸的喷雾焙烧工艺的研究，有力地促进了使用盐酸对矿石进行水化学处理以回收矿产品。按照Babcock承包商有限公司(Babcock Contracfors Limited)的分类，将在“盐酸再生”中介绍上述喷雾焙烧工艺。该工艺主要包括使废含水氯化物浸提液通过预浓缩器，使其中部分水蒸发以生成浓缩的含水氯化物废液，喷雾焙烧该浓缩的废含水氯化物提液，由此生成金属氯化物、氯化氢和水蒸汽。通过直接同预浓缩器中的氯化物溶液接触以冷却喷雾焙烧炉气体，通过水吸收来回收从预浓缩器引出的氯化氢气体以生成再生盐酸，然后再生盐酸可用于浸提和煮解更多的矿石。通常喷雾焙烧炉中产生的氯化氢在逆流吸附柱中被水吸收，虽然只有在低浓度氯化物的条件下，所用的水可以是滤饼洗涤水。在这种再生工艺中，只有那些由于形成不能进行热分解的氯化物而需要废弃的盐酸，才必须用新盐酸替换。不能进行热分解的氯化物包括某些碱金属和碱土金属氯化物。

喷雾焙烧过程经常是在一个塔内完成。通过一个或多个喷嘴在塔顶部喷入废液。由于在位于塔外部的燃烧器内燃烧油或天然气而产生的热气体成切线地鼓入塔内，从而在塔内产生旋转气流。通过喷嘴形成的飞沫中的水随着液滴落下流过塔一开始就被汽化。当氯化物溶液浓缩成氯化物结晶形式时，该结晶体最终将分解成水蒸汽、氯化氢和金属氧化物。按上述方式氯化物分解的典型反应式可描述如下：

式中M是二价金属。

在另外的装置中，是在流化床内进行喷雾焙烧过程的。

然后从喷雾焙烧炉中放出的气体通过预浓缩器，该预浓缩器通常：

——或是由填充柱组成，由喷雾焙烧炉中放出的气体向上通过填充柱，在塔顶部输入废液并向下流入喷雾焙烧炉；

——或是由空塔组成，在空塔中促使气体和液体同向接触。由此可见，在废液尚未通过喷雾焙烧炉以前，将喷雾焙烧步骤中产生的热用于浓缩废液从而提高整个过程的能量效率。

按照所述和常用的喷雾焙烧操作方法，例如用于从钢酸洗液或从钛铁矿浸提液中回收酸，将产生与共沸混合物等效的最大浓度的再循环酸。由于共沸混合物产生在盐酸浓度为20％(重量)时，必须向要在酸中再循环的吸收剂中按每份HCl添加4份水。也就是在用过的酸的再生中最低水蒸发量是每份有效HCl为4份水。在喷雾焙烧中用于这种水蒸发的高热输入量，在许多可能的应用中使酸再生变得不经济，这在商业上使浸提处理中使用盐酸成为一种较大阻碍。生产和使用超级共沸酸的另一些方案要求在酸再生前通过蒸发浓缩氯化物溶液，这几乎不节省能源费用。如同大多数应用一样，在不需要超级共沸酸的情况中上述方案并不有利。

一直是使用盐酸通过若干浸提处理过程，从钛铁矿和其它含铁材料中进行商业和中间规模地生产人造金红石。该处理过程一般可包括以下步骤：

1.氧化焙烧钛铁矿。

2.在高温下还原步骤1的产物。

3.冷却步骤2的产物。

4.在盐酸中煮解步骤2冷却了的产物。

5.过滤步骤4产物以得到滤液和滤饼。

6.从滤饼中回收人造金红石。

7.喷雾焙烧滤液，回收盐酸和产生氧化铁以供处置或出售。

一篇由CSIRO的HN Sinha撰写的论文(in Titanium′80：Sci-ence and Technology，TMS-AIME.New York，1980，Vol.3)说明向盐酸中添加氯化亚铁对浸提率、细粒形成和浸提液中的水量方面都有有利作用。该论文还建议这种信息能用于改进Murso方法，它是在第一次进行浓缩步骤去除过量水后，将浸提液分成两部分液流，一部分用于再生20％的HCl，另一部分再循环并同再生酸混合以制造浸提剂。然而，这种方案并不明显地减少酸再生中要求的水蒸发量。

目前已经发现可明显提高再生酸和产生浸提剂的经济方法，它是通过萃取来自普通喷雾焙烧设备的预浓缩器的浓缩废液，而不是将废液流分成，一部分流过喷雾焙烧炉另一部分流过浓缩器。