难处理金矿或金精矿的不锈钢反应釜氧化工程首先要考虑生产安全。为了不锈钢反应釜应用操作的安全性，必须了解不锈钢反应釜安全的危害因素，并制定防止事故发生的预防措施和避免发生事故的办法。
反应釜氧化系统的安全危害因素
反应釜应用操作的安全危害因素比较多，主要可分为反应釜发生爆炸事故、反应釜壳体发生破裂、反应釜壳体腐蚀、反应釜壳体磨损4个方面进行讨论。
反应釜爆炸事故
反应釜的爆炸事故国内确有先例：某冶炼厂设计建造的反应釜，在开始投料试车运行期间发生了爆炸。反应釜爆炸导致釜盖飞起，冲破了车间天花板。所幸发生爆炸时正值用餐时间，车间内外没人，无人员受伤。反应釜爆炸主要是由精矿中的浮选药剂积累引起的。捕收剂和起泡剂等浮选药剂大多为小分子有机化合物，在反应釜中的强酸性溶液及加热条件下，发生化学分解并蒸发进入气相，比如丁基黄药在酸性介质中可分解为丁烷基化合物(丁醇)和二硫化碳，这二者均易于蒸发并可燃。当釜内液面以上气相中可燃气体积累到爆炸浓度下限就会发生爆炸。
反应釜壳体发生破裂
一般来说，难处理金矿热压氧化的温度为180～ 225℃ ，釜内总压力为1．6～3．35 MPa，氧分压为 0．5—1．5 MPa。因温度远高于水的标准沸点，加之釜内矿浆量大，一旦发生釜壁的破裂，釜内压力使矿浆瞬间喷出裂口同时变为蒸汽，急速喷出并急剧膨胀的冲击能量很大，产生巨大的破坏力，称之为“物理爆炸”。加之矿浆溶液为热酸性溶液，对厂房设备和人员的危害很严重，因此，反应釜外壳发生破裂会导致重大事故，需要充分认识其危害性。为防止发生反应釜破裂事故，需要了解发生反应釜破裂的规律和原因，才能制定防止发生事故的措施。反应釜外壳发生破裂的因素有以下4个方面。
1)反应釜外壳破裂与反应釜制造材料的选择有关。反应釜外壳的破裂即为外壳材料断裂破坏，根据断裂的发生形式可分为延性断裂、脆性断裂、蠕变断裂、疲劳断裂等。
延性断裂：对于常用来制造反应釜的碳钢和低合金钢，延性断裂首先发生在塑性变形严重的部位，故又称“塑性断裂”。延性断裂的发生机理是由于材料承受过高应力，很过材料的屈服强度，以致产生塑性变形，在塑性变形严重处的脆性夹杂物断裂或与基体界面脱离形成空洞，空}同发展和集聚形成裂纹，较后导致断裂破坏。反应釜设计计算错误、材料选择不当、操作应用不当等可致延性断裂。
脆性断裂：脆性断裂是由于材料的低温脆性和制造裂纹引起，多发生于水压试验阶段。材料的韧性不足、结构设计不当和制造缺陷等可致脆性断裂。疲劳断裂：材料在长期交变负荷下，没有明显塑性变形而突然发生的断裂。疲劳断裂一般从应力集中处开始。设计或结构原因的应力集中和操作运行条件不稳定(温度或压力波动大)、频繁停机开机和频繁加压卸压均为加大疲劳断裂的不利因素。
蠕变断裂：材料在高于一定的温度下，受到小于屈服强度的应力作用，随时间的延长缓慢产生塑性变形，并较后致断裂破坏。产生蠕变的材料金相组织有明显变化，如晶粒粗大、珠光体球化等，有时还出现晶界裂纹。碳钢温度很过300—350℃ ，低合金钢温度很过350～400℃就有可能发生蠕变断裂。长期的高温运行是导致蠕变断裂的因素。
为了防止发生上述材料原因产生的断裂，必须依据反应釜的操作条件选择适用的优质材料。
2)制造过程产生的微小裂隙导致破裂。主要有材料缺陷所产生的微小裂隙；简体锻制产生微小裂隙；电焊条、焊剂和空气中的水汽在电弧高温作用下分解出氢气，积聚于焊接焊口，可致焊口“氢裂”裂隙；筒体不圆度大，在釜内压力下筒体变形产生裂隙；简体表面有加工缺陷或厚度不均，局部厚度小处产生裂隙；结构设计或制造原因产生的局部应力集中所致微小裂隙。
在生产应用反应釜的过程中，在釜内压力的作用下，微小裂隙逐渐扩大，裂隙扩大到一定程度使釜壁突然破裂造成事故。
3)操作不当导致破裂。违规操作，温度、压力大幅很过安全规程可导致严重事故。
4)不及时维修或违规维修改造导致破裂。不及时维修或违规维修反应釜安全附件和相关部件(包括压力表、温度传感器、安全阀、排气阀、氧气压力减压阀)，以致不能正确检测和控制。
反应釜壳体腐蚀
腐蚀是危害反应釜安全的重要因素。腐蚀可分为均匀腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、氢腐蚀等多种形式。
难处理金矿的反应釜预处理，可采用强碱性介质或强酸性介质的氧化工艺。碱性介质对釜壁的腐蚀作用相对较小，但是，碱浓度高于5％时，可发生反应釜的“碱脆”破裂 j。酸性介质的腐蚀作用强，但是不同酸成分腐蚀强度有差别：仅有硫酸的酸性溶液腐蚀性相对较小，加硝酸后溶液的腐蚀性有所强化，而加了NaC1的酸性溶液的腐蚀性尤其的强。因此，反应釜的内壁防腐是保证安全性的很其重要的措施。挂件试验结果表明，钛材和聚四氟乙烯材料均可作为防腐材料。
反应釜壳体磨损
目前，国外用于难处理金矿预处理的反应釜大多为卧式反应釜，沿着长度分隔为4～6室，每个室各有 1个搅拌叶轮。反应釜工作时，旋转的叶轮将矿浆搅起并流动，矿浆冲击反应釜内壁产生磨损作用，搅拌强度越大和矿粒越大，矿浆中颗粒的冲蚀磨损作用也越大。磨损一般分布不均，矿浆直接冲击的部位磨损较大。
腐蚀和磨损的联合作用将大幅加快釜内壁的浸蚀破坏
防止反应釜发生安全事故的预防措施
在热压氧化难浸金矿或金精矿的生产操作中，为了确保反应釜应用操作的安全性，应采取科学严密的安全措施。
反应釜爆炸事故的预防
用反应釜进行金精矿的氧化预处理时，可导致爆炸危害的主要因素为浮选药剂。防止反应釜发生爆炸事故的主要措施有如下3方面：
1)金精矿给入反应釜之前预先脱药，减少有机药剂进入反应釜。
2)釜内气体节流排出，避免可燃气体在釜内积累。
3)采用二段氧化流程，气体与矿浆逆流运行。新鲜氧气给予第二段反应釜，将第二段反应釜的排气给到段反应釜。这样可保持第二段反应釜的氧浓度，使碳质充分氧化，并将第二段反应釜中产生的 CO 传给段反应釜，降低段反应釜气体中氧浓度，降低发生爆炸事故的可能性。
反应釜破裂事故的预防
难处理金矿或金精矿反应釜预处理的操作温度一般在180—225℃ ，此温度与水的标准沸点相比较高，但是对于钢材的力学强度影响很小。难处理金矿或金精矿反应釜预处理的操作压力一般在1．6—3．35 MPa，此压力属于中压压力容器的范围内偏小压力。压力容器按工作压力划分，压力范围在1．6～10 MPa 为中压压力容器 J。用于难处理金矿或金精矿热压氧化预处理的中压反应釜一般属于二类压力容器。防止发生反应釜破裂事故的预防措施有以下几方面：
1)反应釜设计应委托具有二类压力容器设计资格的设计单位 J，该单位的设计资格应符合《压力容器设计单位资格管理和监督规则》并已取得A1或 A2级压力容器设计证；反应釜的制造亦应委托具有二类压力容器制造资格的厂家，该厂家制造资格应符合《压力容器制造单位资格认可与管理规则》的规定，并已取得AR1或AR2级压力容器制造许可证的厂家，要确保设计水平和制造水平。
2)把好反应釜制造钢材的进料关，严格检验，确保材料无缺陷。
3)筒体和封头锻造过程严格执行设计制造工艺条件，确保锻造和热处理过程不产生影响安全的微小裂隙，并在每道工序前后都按照工艺卡严格检验。
4)严格执行焊接工艺和热处理工艺，消除“氢裂”事故的发生，并在每道工序前后都按照工艺卡严格检验。
5)反应釜制造完成之后，严格检验制造精度，确保制造精度合格，尤其是不圆度、壁厚均匀度不可很差。
6)反应釜出厂之前必须进行打压试验，在打压试验过程中应再次进行检验，检测局部变形或整体变形，重点检验焊接处和变形处附近有无微小裂纹。
7)反应釜运到应用单位安装完毕之后，在试车运行之前再次进行打压试验和加温试验，并再次进行检验，检测加温加压下局部变形或整体变形，重点检验焊接处和变形处附近有无微小裂纹。
8)反应釜应配备完善的安全附件和计算机检控系统。
9)反应釜使用单位应建立科学的安全管理制度和生产操作规程，并严格管理、严格执行，建立反应釜技术档案，详细记录及存档反应釜的制造、安装、定期检验、使用操作、维修等资料。
10)反应釜使用单位应配备和培养专业技术人员进行生产和安全管理，这些技术人员应具备压力容器专业知识，了解压力容器有关法规和标准。
11)反应釜，L产操作人员必须经过专业培训和考核，持证上岗，乍产操作必须严格执行操作规程，不可很温、很压操作。
12)反应釜生产应用过程中必须进行定期检查和维护，使反应釜、安全附件和检控系统(包括压力表、温度传感器、安全阀、排气阀、氧气压力调整系统等)保持完好状态，但是不得擅自提高操作压力或温度，不得擅自修改或改造反应釜及其安全附件。
13)反应釜使用过程中按照GB 5044-1999《压力容器安全技术监察规程》定期进行检验(如有了新版本的规程应执行新版本规程)。
反应釜壳体防腐防磨
目前，应用于酸性热压氧化的卧式反应釜大多采用2层内衬防腐防磨：反应釜钢壳内铺设一层防腐层 (铅板或有机膜)；然后砌筑耐酸砖层。耐酸砖层起着3重作用：①支撑防腐层(铅板或有机膜)；②防止磨损防腐层；③隔热保温。耐酸砖层的缺点：① 由于耐酸砖砌筑于铅板或有机膜之上，耐酸砖层稳固性差，易于发生脱落或倒塌事故；② 耐酸砖层厚度达 230 mm，致使反应釜钢壳的直径增加460 mm以上，钢壳厚度也相应增加(约5 mm)，钢壳的质量增加 (约14 t)，造价增加(约10％)；③耐酸砖的质量达 300～400 t，不仅大幅增加设备质量，而且大幅增加了反应釜造价。
采用钛材作为反应釜防腐内衬具有如下优点：
1)钛材的防腐性非常优良，远比铅板、不锈钢强。钛材可承受含有硫酸、硝酸、氯化物和硫酸铁的稀溶液(前三者各自浓度不大于4％ ，硫酸铁浓度不大于20％)加热至220 oC，并给人氧气(氧分压不大于2 MPa)反应的长期防腐考验。而铅板只能用于应溶液只含有硫酸和硫酸盐的反应釜防腐。
2)钛材为密度较小(4．5 g／cm )且强度较大的金属材料，作为反应釜内衬材料，具备较大的强度和刚度，可承受釜内压力不变形保持内衬形状，因此钛材防腐层内铺设的耐酸砖较稳固，而且可在钛板上设置固定耐酸砖的构件来增加耐酸砖的安装稳固性，防止脱落或倒塌。而铅板或有机膜材质软弱、强度低，铺设的内衬需要钢壳和耐酸砖来支撑，而且因釜内压力和耐酸砖的重力下易于变形压扁，以致耐酸砖脱落或倒塌。
3)钛材具有较大硬度和耐磨性，反应釜内可不设耐酸砖防磨损，可设置防磨构件来防磨损。这样一来，反应釜钢壳直径可减小约450 mm，不仅减小钢壳造价，而且可免去铺设耐酸砖的高昂费用。
保持反应釜热平衡
热平衡是反应釜安全平稳运行的重要因素：当反应热过大时，釜内温度将上升，如控制不当可发生很温事故；当反应热过小时，釜内温度将下降，精矿的氧化浸出指标也将下降。
为了保持反应釜反应的热平衡，需要在设备设计和生产管理上均要采取如下措施：
1)生产管理上要采取配矿制度，保持金精矿氧化发热量较稳定。
2)每班测定金精矿的发热量，为反应釜的生产操作提供依据。
3)反应釜设计及制造时，反应釜中设置冷却／加温管。冷却／加温管的设计要充分考虑局部过热和冷热不均而致热膨胀应力的影响。
结语
反应釜应用操作的安全危害因素主要有反应釜爆炸、壳体破裂、壳体腐蚀和壳体磨损。反应釜应用操作中应充分认识反应釜安全的危害因素，制定科学严密的反应釜操作规程和安全管理制度，并严格执行严格管理，以确保生产安全。
