強化錳礦浸出裝置及其設計方法
2023-08-04 07:03:41 1
專利名稱：強化錳礦浸出裝置及其設計方法
技術領域：
本發明涉及到在錳礦溼法冶煉浸出槽技術，特別涉及到一種強化錳礦浸出裝置及其設計方法。
背景技術：
錳礦浸出提取是從礦物中提取錳的主要方法之一，即錳礦的溼法冶煉。為增加反應速度和反應效率，通常在錳礦浸出處理過程中，需要對浸出液進行攪拌，除了採用常規的機械攪拌外，還在浸出槽底部設置有空氣噴嘴，在錳礦漿的浸出液中充入空氣並加以攪拌， 以利用空氣中的氧氣來對二價鐵進行氧化，去除碳酸錳礦中的雜質鐵，從而達到提高浸取率的目的。名稱為《一種錳礦浸取除鐵的裝置及其除鐵方法》(申請號為2009102509706) 的專利申請技術採用所謂文丘裡噴嘴安裝在浸出槽底部向浸出液中充入空氣，以利用空氣中的氧氣來對二價鐵進行氧化。然而，文丘裡噴嘴的使用效果並不理想，主要表現在1)空氣流以較高的垂直速率噴出，易產生氣泛現象，即混合效果較差；2)空氣流以直線狀噴出， 使得氣、液相間接觸不充分。顯然，現有技術錳礦浸出槽文丘裡噴嘴存在著空氣流垂直速率較大，噴射面積較小等問題。
發明內容
為克服現有技術錳礦浸出槽文丘裡噴嘴存在的空氣流垂直速率較大，噴射面積較小等問題，本發明提出一種強化錳礦浸出裝置及其設計方法。本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴包括旋轉體、倒L型噴嘴和支架，旋轉體使氣流按一定的角度噴出，同時，還反作用於旋轉體本身，使其高速旋轉，從而將氣流高速拋出，形成較大噴幅，使浸出槽中的氣、液相間充分接觸，提高了反應速度和反應效率。本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴包括旋轉支架、轉軸、倒L型噴嘴和進氣管；旋轉支架呈倒三角型，轉軸設置在倒三角型旋轉支架底邊的中心；進氣管安裝在倒三角型旋轉支架底邊的對角並與轉軸同軸；倒L型的頂部與轉軸活動連接、底部與進氣管活動連接並與轉軸同軸。進一步的，本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴的孔徑滿足下式d = 33.3 ——ι
⑴式中d為噴嘴孔徑，單位為mm ；q為微噴頭流量，單位為m3/h ；μ為噴嘴流量係數，0. 85 0. 95 ；g為重力加速度，其值為9.81m/s2;P微噴頭工作壓力，單位kPa。進一步的，本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴的材質為不鏽鋼或耐磨合金。本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴設計方法，採用旋轉支架、轉軸、倒L型噴嘴和進氣管組裝成旋轉噴嘴；旋轉支架呈倒三角型，轉軸設置在倒三角型旋轉支架底邊的中心； 進氣管安裝在倒三角型旋轉支架底邊的對角且與轉軸同軸；倒L型噴嘴的頂部與轉軸活動連接、底部與進氣管活動連接並與轉軸同軸，其中，採用下式計算噴嘴的孔徑d = 33.3 ——T=式中d為噴嘴孔徑，單位為mm ；q為微噴頭流量，單位為m3/h ；μ為噴嘴流量係數，0. 85 0. 95 ；g為重力加速度，其值為9.81m/s2;P微噴頭工作壓力，單位kPa。本發明強化錳礦浸出裝置及其設計方法的有益技術效果是能夠精確的設計出滿足使用要求的旋轉噴嘴，使空氣流呈螺旋方式上升，使浸出槽中的氣、液相間充分接觸，有效的提高了浸出槽的反應速度和反應效率。
附圖1是本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴結構示意圖。下面結合附圖和具體實施例對本發明強化錳礦浸出裝置及其設計方法做進一步說明。
具體實施例方式附圖1是本發明強化錳礦浸出裝置的噴嘴結構示意圖，圖中，1是旋轉支架，2是轉軸，3是倒L型噴嘴，4是進氣管。由圖可知，本發明錳礦浸出槽噴嘴包括旋轉支架1、轉軸 2、倒L型噴嘴3和進氣管4 ；旋轉支架1呈倒三角型，轉軸2設置在倒三角型旋轉支架1底邊的中心；進氣管4安裝在倒三角型旋轉支架1底邊的對角且與轉軸2同軸；倒L型噴嘴3 的頂部與轉軸2活動連接、底部與進氣管4活動連接並與轉軸2同軸。本發明強化錳礦浸出裝置噴嘴的倒L型噴嘴與轉軸和進氣管活動連接且與轉軸同軸，當有一定壓力的空氣從進氣管從倒L型噴嘴噴出時，由於空氣流的反作用力，使得倒L型噴嘴沿轉軸旋轉，因此，有效的降低了噴嘴的垂直速率，空氣氣流呈螺旋方式上升，改變了空氣流在浸出槽液相中的分布形態和形式，大大延長了氣、液相之間接觸時間和接觸面積，有效的提高了浸出槽的反應速度和反應效率。為驗證本發明強化錳礦浸出裝置噴嘴的實際效果，在內徑為6m、高度6m的平底進出槽內進行了對比性試驗。在其他條件均相同的情況下，分別採用文丘裡噴嘴和本發明噴嘴，共進行了 3次試驗，均以金屬錳電解液的浸取率達89%時為試驗結束的時間。試驗結果如下表1所示。表1 對比試驗結果
權利要求
1.一種強化錳礦浸出裝置，其特徵在於該浸出裝置的噴嘴包括旋轉支架、轉軸、倒L 型噴嘴和進氣管；旋轉支架呈倒三角型，轉軸設置在倒三角型旋轉支架底邊的中心；進氣管安裝在倒三角型旋轉支架底邊的對角並與轉軸同軸；倒L型的頂部與轉軸活動連接、底部與進氣管活動連接並與轉軸同軸。
2.根據權利要求1所述強化錳礦浸出裝置，其特徵在於倒L型噴嘴的孔徑滿足下式
3.根據權利要求1所述強化錳礦浸出裝置，其特徵在於倒L型噴嘴的材質為不鏽鋼或耐磨合金。
4.一種強化錳礦浸出裝置設計方法，其特徵在於該浸出裝置的噴嘴採用旋轉支架、 轉軸、倒L型噴嘴和進氣管組裝成旋轉噴嘴；旋轉支架呈倒三角型，轉軸設置在倒三角型旋轉支架底邊的中心；進氣管安裝在倒三角型旋轉支架底邊的對角且與轉軸同軸；倒L型噴嘴的頂部與轉軸活動連接、底部與進氣管活動連接並與轉軸同軸，其中，採用下式計算噴嘴的孔徑
全文摘要
為克服現有技術錳礦浸出槽文丘裡噴嘴存在的空氣流垂直速率較大，噴射面積較小等問題，本發明提出一種強化錳礦浸出裝置及其設計方法。本發明強化錳礦浸出裝置噴嘴包括旋轉體、倒L型噴嘴和支架，旋轉體使氣流按一定的角度噴出，同時，還反作用於旋轉體本身，使其高速旋轉，從而將氣流高速拋出，形成較大噴幅，使浸出槽中的氣、液相間充分接觸，提高了反應速度和反應效率。本發明強化錳礦浸出裝置噴嘴設計方法能夠精確的設計出滿足使用要求的旋轉噴嘴，使空氣流呈螺旋方式上升，使浸出槽中的氣、液相間充分接觸，有效的提高了浸出槽的反應速度和反應效率。
文檔編號C22B3/02GK102443711SQ20111041231
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者劉仁龍, 劉作華, 周小霞, 孫大貴, 孫瑞祥, 寧偉徵, 左趙宏, 廖軍, 彭浩, 曾啟琴, 李澤全, 杜軍, 範興, 謝昭明, 陳超, 陶長元 申請人:重慶大學