紅土鎳礦高壓酸浸工序的試車及實踐丁淑榮;李少龍;孫寧磊;傅建國期刊名稱】《世界有色金屬》年(卷),期】2014(000)010【總頁數】2頁(P28-29)【作者】丁淑榮;李少龍;孫寧磊;傅建國【作者單位】中國恩菲工程技術有限公司;中國恩菲工程技術有限公司;中國恩菲工程技術有限公司;中國恩菲工程技術有限公司正文語種】中文丁淑榮男，1982年生。中國恩菲工程技術有限公司冶金二室工程師，主要從事有色金屬濕法冶金領域工藝研究與咨詢設計工作。采用高壓酸浸工藝處理紅土鎳礦冶煉回收鎳的技術已經成熟，并在國際范圍內實現了工業化生產。高壓酸浸工藝本身的特點決定了其試車及調試方法的專業性及復雜性。本文敘述了紅土鎳礦高壓酸浸工序的試車工作內容及試車關鍵環節，回顧了瑞木紅土鎳礦項目高壓酸浸工序的試車過程，總結了其中的一些實踐經驗及教訓。中冶集團巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷項目由中國恩菲公司承擔設計和采購工作。采用高壓酸浸技術處理紅土礦，年處理紅土礦量328萬噸，產出混合氫氧化鎳鈷產品，折合鎳金屬量3.3萬噸/年，已于2012年順利投產試車。本文主要介紹了紅土鎳礦高壓酸浸工序的試車工作內容及試車關鍵環節，回顧總結了瑞木紅土鎳礦項目高壓酸浸工序的試車過程。與其他冶金工程項目類似，濕法冶煉項目的試車工作包括試車前準備、預試車和試車。在試車之前，必須完成相關區域的施工，其一般判斷依據是施工方已按要求完成設施的建設以及設備的安裝。預試車是以空氣或水為介質對工藝系統進行試運行，對工藝設備及工藝控制系統進行功能測試，一般由施工單位組織完成，設計單位協助指導，業主單位參與。試車，也稱為帶料試車，指的是向工藝系統中引入實際生產原料或向某區域引入外購的中間產品物料，對工藝設備和控制系統在真實原料介質條件下進行功能測試，一般由業主單位組織完成，施工單位和設計單位協助。在試車階段，除了測試所有設備在真實介質條件下的基本操作性能外，還要測試整個系統的工藝操作性能［1］。高壓酸浸工序的試車基本上也是按上述試車步驟進行。較為特殊的是需要根據該工序自身的特性，在完成單體設備試車之后進行冷水聯動試車和熱水聯動試車，以對其復雜的控制系統進行充分的測試。在完成熱水試車之后進行帶料試車。高壓酸浸工序試車總體流程及各階段的關鍵環節如圖1所示。單體設備調試階段，需要對各設備進行試運轉，盡可能做到細致而全面，從而減少遺留問題到聯動試車階段。冷水聯動試車的原則工藝流程是，以工藝水為介質，依次經預熱器給料泵、預熱器、高壓釜給料泵進入高壓釜，再經由閃蒸槽、閃蒸密封槽、閃蒸礦漿輸送泵排至下一道工序。由于冷水試車時介質為常溫，高壓釜內不能產生蒸汽，無法為高壓釜給料泵提供背壓，同時也無法利用壓力將釜內的水排出至高壓閃蒸槽，因此需要在冷水試車時向高壓釜內補充壓縮空氣。在冷水試車階段應重點關注DCS系統的調試，特別是預熱器給料泵的運行控制以測試其控制回路的可靠性、高壓釜給料泵的運行控制以及控制系統的聯鎖測試等。熱水聯動試車以工藝水為介質，按冷水聯動試車模式啟動系統，然后向高壓釜內通入蒸汽。試車時必須將高壓釜升溫速度控制在約15°C/h以內，以保護釜體復合材料不受損壞。升溫過程保持系統連續進水及排水，逐步將高壓釜和閃蒸槽的溫度提高。待高壓釜的溫度超過沸點以后，其排料將在高壓閃蒸槽內閃蒸產出蒸汽，蒸汽進入高溫預熱器對水進行預熱。隨著高壓釜的溫度逐漸提升至設定值，中壓和低壓閃蒸槽內也將產生閃蒸蒸汽，通過相應的預熱器將水預熱，從而逐漸地建立起整個高壓酸浸系統的熱平衡。加熱過程中當高壓釜產生足夠壓力時停止補充壓縮空氣。熱平衡建立后逐漸提升系統流量至設計值。在熱水試車階段應重點關注相關設備的熱膨脹量、動設備的密封及冷卻效果、管路的振動及泄漏。在高溫高壓條件下，高壓釜進料管道和高壓釜濃硫酸進料管道在隔膜泵脈沖作用下可能產生較大振動，高壓釜蒸汽管由于蒸汽在釜內快速冷凝、高壓釜排料管由于閃蒸閥閃蒸時的高流速均可能產生較大振動。熱試時應重點檢查這些管道的振動是否在允許范圍之內，檢查所有的法蘭螺栓是否因振動而松動或脫落，檢查管道法蘭連接處是否存在泄露。帶料試車的開車過程以熱水試車模式開始，待系統熱平衡建立并穩定運行一段時間后，可以將低溫預熱器給料泵由水切換到礦漿。待礦漿進入高壓釜后，可以啟動濃硫酸給料泵按設定的流量加入濃硫酸。此后逐漸提升系統礦漿流量及濃硫酸流量，達到設定的負荷水平后試持續運行，觀察系統的運行穩定性及工藝性能。瑞木項目的高壓酸浸工序試車之前，業主的試車團隊做了大量的準備工作，恩菲與業主一起編制了詳細的試車方案及操作規程文件，對參與試車人員進行了充分的試車培訓。期間出現了一些問題和困難，但最終都得以解決，并積累了寶貴的試車經驗。1試車過程中的主要問題及解決措施高壓釜給料泵高壓釜給料泵在冷水聯動試車期間頻繁停車，這是由于進、出口緩沖罐液位低低或高高報警觸發所致。其原因是一些關鍵部件如高壓空氣進、排氣閥門動作不夠精確，且PLC控制系統參數未調試到最佳狀態。熱水試車后期經供貨商更換部件并對控制程序進行調試，解決了該問題。預熱器給料泵在熱水試車期間，預熱器給料泵密封系統的冷卻效果不好，導致密封失效，泄露量和密封液溫度皆高于允許值。后經廠家更換相關機械密封件并改用更大冷卻面積的密封液冷卻盤管解決了這些問題。在熱水試車初期，一臺高溫預熱器給料泵泵殼碎裂。其原因是在切換備用泵時，泵排料管道內形成“冷凝誘發型水錘”[2]，水錘的巨大壓力作用導致泵殼碎裂。后經改進操作程序，已解決該問題。設備保養維護熱水試車期間，由于高壓釜給料泵流量偏低，高壓釜進料管道在隔膜泵的影響之下持續進行高頻振動，從而導致進料管道法蘭連接處的螺栓出現松動，后經提高進料量，消除高頻振動之后得到解決。2經驗及建議經過良好培訓，并具備較高操作技能的試車團隊，對于高壓酸浸項目的試車成功極為重要。瑞木較早地組建了試車團隊，在施工圖設計階段即開始制定試車手冊，包括各階段試車方案、操作規程、設備維護程序等，以上述文件和P&ID圖為基礎教材，對參與試車人員進行課堂理論培訓。在單體設備試車階段，對每一臺設備均指派專人（操作和設備維護人員）全程參與，與設備供貨商、施工方一起對設備進行調試。控制室操作人員在施工方進行DCS測試階段即介入，提前熟悉了DCS操作界面。此外，電力和儀表維護人員在試車期間充分參與電氣設備、儀表的現場調校，參與故障解決。結合巴布亞新幾內亞當地安全管理的要求，試車期間進行了安全專項排查，并建立起相應的試車安全管理體系及安全負責人，對相應的許可制度、隔離制度等進行了專項培訓等。這些措施得到了當地注冊經理的認可并得以有效實行。本文結合巴新瑞木紅土礦高壓酸浸項目的試車經驗，對高壓酸浸工序的試車流程、試車關鍵事項進行了梳理，并對該項目試車期間出現的一些問題進行了分析，總結了經驗。瑞木紅土鎳礦高壓酸浸工序帶料試車一次成功，業主方、設計方積累了豐富的經驗，為中國有色行業在壓力浸出工程技術領域奠定了堅實的實踐基礎。【相關文獻】[1]TimothyWatson.Pre-commissioning,commissioningandTraining[C].Mineralprocessingplantdesignpracticeandcontrolproceedings,Volume1-2,SME,2002:2277-2284.[2]MinessafetybulletinNo.92,condensationinducedwaterham