金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置製造方法

2023-05-12 22:00:56

金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置，包括隔膜壓濾機，所述隔膜壓濾機上設置有入料口、濾液出口、進氣口和出氣口；儲酸罐和洗滌液罐，所述儲酸罐和洗滌液罐上均設置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述儲酸罐的出口或洗滌液罐的出口相連通；低壓氣罐和高壓氣罐，所述低壓氣罐和高壓氣罐上均設置有出口，所述進氣口通過閥體擇一與所述低壓氣罐的出口或高壓氣罐的出口相連通。上述裝置用於溼法電解行業中從礦石中提取金屬化合物。
【專利說明】金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種使金屬酸浸液進行二段酸浸、洗滌和壓濾的裝置，屬於用溼法從礦石或精礦中提取金屬化合物的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]工業上，溼法電解工藝是一種可從金屬礦石中提取出銅、鉛、金、銀、錳、鋅、鎳等金屬的提取工藝。其中以錳和鋅的溼法電解提取最為常見。
[0003]錳鋼合金在常溫下堅硬、韌性強，高溫下柔軟、易加工，廣泛用於建造樓宇、橋梁和製造兵器，因此作為錳鋼合金重要原料的金屬錳，其市場需求量也在逐年攀升。工業使用的溼法電解提取金屬錳的過程是將錳礦用酸浸出後獲得錳鹽，再將錳鹽置於電解槽內電解得到金屬錳單質。由於傳統溼法電解錳工藝的設備落後、工藝粗放，往往導致酸浸後剩餘的礦渣中還殘存有大量可利用的錳元素，據統計，在我國生產I噸金屬錳，產生的礦渣高達8噸以上，而其中殘留的未被利用的錳元素約佔礦渣乾重的3-4%，造成了錳資源的極大浪費，同時大量礦渣的堆積也汙染了環境。
[0004]為了減少錳資源的浪費、減少汙染，需要對錳礦酸浸工藝進行改進，如中國專利文獻CN101899583A公開了一種錳粉酸浸液二段酸浸洗滌壓濾一體化方法，包括將一段酸浸得到的錳粉酸浸液注入隔膜壓濾機壓濾後，將陽極液注入隔膜壓濾機進行二段酸浸洗滌，之後用低濃度含錳溶液和循環水洗滌，最後壓濾得到礦渣濾餅。經測試，上述技術將原有礦渣濾餅中的碳酸錳含量由1.5-2.0wt%降低至0.6wt%以下，硫酸錳含量由原來的1.5-2.0wt% 降低至 0.8wt% 以下。
[0005]上述技術能夠降低礦渣中存在的錳元素含量，從而有效利用了礦渣中殘存的錳元素，提高了金屬錳的提取率；但是上述技術中，採用低濃度含錳溶液和循環水洗滌液洗滌礦渣濾餅時，礦渣濾餅容易在洗滌液衝擊力的作用下破裂開，使得礦渣濾餅局部未充分洗滌甚至無法洗滌，從而導致錳的提取率降低，而且濾板上設置有微小的流道，破裂開的錳礦渣易進入濾板流道內，造成濾板流道堵塞，生產無法進行。
[0006]金屬鋅主要應用於電鍍、合金製造和乾電池領域，工業需求量大，鋅的溼法電解工藝是先使鋅精礦或焙燒後的鋅焙砂進行酸性浸取，之後將浸取液淨化並進行電沉積得到金屬鋅。與金屬錳提取相類似，金屬鋅提取工藝也存在剩餘礦渣過多，礦渣中殘存有大量鋅元素，導致鋅資源浪費和環境汙染的問題。為減少上述問題的發生，中國專利文獻CN102071311A公開了一種應用於電解金屬鋅行業的多段酸浸、多級逆流洗滌和壓濾一體化的系統及方法。該系統包括隔膜壓濾機，其進料口端連接有鋅焙砂酸浸液入料池，出料口端分別連接有濾液池和收集液池；進料口端和出料口端之間還並列連接有廢電積液循環池、循環洗滌水池、洗滌清水池。其工藝包括:(1)入料；(2)不同溫度梯度的廢電積液多段酸浸；(3)不同濃度含鋅洗滌水的多級逆流洗滌；(4)對濾餅進行壓濾。
[0007]上述技術能夠降低礦渣中鋅元素的含量，提高了金屬鋅的提取率；但是，在使用含鋅洗滌水洗滌礦渣濾餅時，也同樣存在礦渣濾餅容易破裂，鋅礦渣局部未充分洗滌甚至無 法洗滌，鋅礦渣易堵塞濾板流道的問題。
實用新型內容
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是現有技術中使用洗滌液對錳礦渣或鋅礦渣進行洗滌時，錳礦渣或鋅礦渣容易在洗滌液衝擊力作用下破碎，使得礦渣局部未充分洗滌甚至無法洗滌，而且礦渣易進入濾板流道中，導致堵塞濾板流道；進而提出一種在洗滌過程中避免礦渣破裂，從而避免礦渣堵塞濾板流道，且能最大程度提取出金屬的金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型提供了金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置，包括
[0010]隔膜壓濾機，所述隔膜壓濾機上設置有入料口、濾液出口、進氣口和出氣口；
[0011]儲酸罐和洗滌液罐，所述儲酸罐和洗滌液罐上均設置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述儲酸罐的出口或洗滌液罐的出口相連通；
[0012]低壓氣罐和高壓氣罐，所述低壓氣罐和高壓氣罐上均設置有出口，所述進氣口通過閥體擇一與所述低壓氣罐的出口或高壓氣罐的出口相連通。
[0013]還包括排氣管，所述低壓氣罐上設置有進口，所述隔膜壓濾機的出氣口通過閥體擇一與所述排氣管或低壓氣罐的進口相連通。
[0014]還包括空壓機，所述空壓機上設置有出口，所述高壓氣罐上設置有進口，所述空壓機的出口與所述高壓氣罐的進口相連通，同時，所述空壓機的出口通過調壓閥與所述低壓氣罐的進口相連通。
[0015]還包括調壓器，設置於連接所述隔膜壓濾機的進氣口和所述低壓氣罐的出口的管線上。
[0016]本實用新型與現有技術方案相比具有以下有益效果:
[0017](I)本實用新型所述金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置，包括隔膜壓濾機，所述隔膜壓濾機上設置有入料口、濾液出口、進氣口和出氣口 ；儲酸罐和洗滌液罐，所述儲酸罐和洗滌液罐上均設置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述儲酸罐的出口或洗滌液罐的出口相連通；低壓氣罐和高壓氣罐，所述低壓氣罐和高壓氣罐上均設置有出口，所述進氣口通過閥體擇一與所述低壓氣罐的出口或高壓氣罐的出口相連通。
[0018]該裝置可實現金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾工藝:將金屬酸浸液經入料口以一定壓力送入隔膜壓濾機中過濾得濾餅，關閉入料口，打開低壓氣罐和進氣口連接線上的閥體，將低壓氣體輸入壓濾機內隔膜腔室中對濾餅進行預壓，預壓力為0.2-0.6MPa ;保持預壓狀態，將酸液經濾板一側的濾液出口送入隔膜壓濾機中對濾餅進行二段酸浸，之後經濾板另一側的濾液出口將酸液排出；仍然保持預壓狀態，將洗滌液同樣由濾板一側的濾液出口不斷注入濾室進行洗滌，之後經濾板另一側的濾液出口將洗滌液排出。洗滌結束後，關閉低壓氣罐和進氣口連接線上的閥體，同時打開高壓氣罐和進氣口連接線上的閥體，將高壓氣體輸入壓濾機內隔膜腔室中進行高壓壓濾，最後卸掉濾室內的濾渣。該裝置將金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾工藝集成在一個裝置內完成，可通過自動控制開關完成各個步驟間的切換，便於工業化推廣使用。
[0019](2)本實用新型所述金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置，還包括排氣管，所述低壓氣罐上設置有進口，所述隔膜壓濾機的出氣口通過閥體擇一與所述排氣管或低壓氣罐的進口相連通。高壓壓濾使用過的氣體可選擇通過排氣管外排，或者送入低壓氣罐中作為預壓氣體循環使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了使本實用新型的內容更容易被理解，本實用新型結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的內容進行進一步的說明；
[0021]圖1為本實用新型所述金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置的結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型所述帶有排氣管的金屬酸浸液二段酸浸洗滌壓濾裝置的結構示意圖；
[0023]圖3為本實用新型所述帶有排氣管、空壓機、調壓閥和調壓器的金屬酸浸液二段酸浸洗滌壓濾裝置的結構示意圖；
[0024]其中附圖標記為:1-隔膜壓濾機，2-入料口，3-濾液出口，4-進氣口，5-出氣口，6-儲酸罐，7-洗滌液罐，8-低壓氣罐，9-高壓氣罐，10-排氣管，11-空壓機，12-調壓閥，13-調壓器。
【具體實施方式】
[0025]本實用新型所述金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置的結構如圖1所示，包括隔膜壓濾機1，所述隔膜壓濾機I上設置有入料口 2、濾液出口 3、進氣口 4和出氣口 5 ;所述隔膜壓濾機I為現有的隔膜壓濾機1，所述入料口 2與隔膜壓濾機I的濾室相連通，所述濾液出口 3與隔膜壓濾機I濾板一側的濾液流道相連通，所述進氣口 4和出氣口 5與隔膜壓濾機I的中隔膜腔室相連通；在本實施例中，所述入料口 2處設置有加壓泵，用於為注入的金屬酸浸液加壓；儲酸罐6和洗滌液罐7，所述儲酸罐6和洗滌液罐7上均設置有出口，所述濾液出口 3通過閥體擇一與所述儲酸罐6的出口或洗滌液罐7的出口相連通，在本實施例中，所述儲酸罐6和洗滌液罐7的出口處均設置有加壓泵和流量計，用於控制注入隔膜壓濾機I中的酸液和洗滌液的壓力、流量和總量；低壓氣罐8和高壓氣罐9，所述低壓氣罐8和高壓氣罐9上均設置有出口，所述進氣口 4通過閥體擇一與所述低壓氣罐8的出口或高壓氣罐9的出口相連通；在本實施例中，所述低壓氣罐8和高壓氣罐9出口處的閥體可調壓。其中，所使用的隔膜壓濾機I為市售的常用機械，其一般結構包括機架部分、過濾部分、液壓部分和電氣控制部分，機架部分主要由止推板、壓緊板、油缸座和主梁等組成，機架部分、液壓部分和電氣控制部分的製造工藝均為現有技術，在此不再贅述。過濾部分包括按次序排列在主梁上的過濾板和隔膜板，相間排列的過濾板和隔膜板形成若干個獨立的過濾單元，過濾板和隔膜板間形成過濾單元的濾室，隔膜壓濾機I上設置有經入料通道與濾室相通的入料口 2 ;隔膜板上設置有用於壓濾時充入氣體的隔膜腔室，隔膜壓濾機I上設置有與隔膜腔室相通的進氣口 4和出氣口 5 ;濾板上單側設置有濾液通道，隔膜壓濾機I上設置有與濾液通道相通的濾液出口 3 ;使用時，過濾板與隔膜板間密封連接。
[0026]使用上述裝置時，將加壓的錳酸浸液或鋅酸浸液由入料口 2注入隔膜壓濾機I內過濾成濾餅，而後打開低壓氣罐8的閥體向隔膜壓濾機I的隔膜腔室內充氣並使濾餅保持在0.2-0.6MPa的預壓狀態下，並打開儲酸罐6的閥體將酸液以一定壓力經濾液出口 3注入濾室內對濾餅進行一定時間的二段酸浸，酸浸結束後，保持預壓狀態，關閉儲酸罐6的閥體並打開洗滌液罐7的閥體，將洗滌液以一定的流量和壓力不斷經濾液出口 3注入隔膜壓濾機I內對酸浸後的濾餅進行洗滌；洗滌結束後，關閉低壓氣罐8的閥體、打開高壓氣罐9的閥體，向隔膜腔室內衝入高壓氣體對濾室內的物質進行壓濾，壓濾後得到濾渣。
[0027]在此基礎上，如圖2所示，還包括排氣管10，所述低壓氣罐8上設置有進口，所述隔膜壓濾機I的出氣口 5通過閥體擇一與所述排氣管10或低壓氣罐8的進口相連通。完成高壓壓榨後，可使隔膜腔室內的氣體經排氣管10直接排放到外界，或者打開低壓氣罐8進口處的閥體將用過的高壓氣體流進低壓氣罐8中作為預壓氣體回用。
[0028]在上述裝置結構的基礎上，如圖3所示，所述金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置還包括空壓機11，所述空壓機11上設置有出口，所述高壓氣罐9上設置有進口，所述空壓機11的出口與所述高壓氣罐9的進口相連通，同時，所述空壓機11的出口通過調壓閥12與所述低壓氣罐8的進口相連通。空壓機11產生的氣體可直接作為高壓氣體存儲於高壓氣罐9中備用，或者經調壓後作為低壓氣體存儲於低壓氣罐8中備用。還包括調壓器13，設置於連接所述隔膜壓濾機I的進氣口 4和所述低壓氣罐8的出口的管線上。為了使預壓壓力精確保持在0.2-0.6MPa，在低壓氣管的出口處設置調壓器13，以精確控制預壓氣體的壓力。
[0029]本實用新型所述裝置得到的濾渣破損程度小，因而濾渣不會因破碎而造成局部洗滌不充分的問題，並且濾渣破損程度小較不容易進入濾板的流道中堵塞流道；
[0030]本實用新型所述裝置洗滌過程的耗水量很低，而且濾渣中殘留金屬量也很低，證明使用本實用新型所述裝置不僅可以大幅度回收濾渣中的錳鋅金屬，而且可以大大減少用水量，節約成本。
[0031]本實用新型所述裝置得到的濾渣中錳、鋅含量均很低，說明採用本實用新型所述裝置可提高礦渣中金屬的提取率。
[0032]雖然本實用新型已經通過上述具體實施例對其進行了詳細的闡述，但是，本專業普通技術人員應該明白，在此基礎上所做出的未超出權利要求保護範圍的任何形式和細節的變化，均屬於本實用新型所要保護的範圍。
【權利要求】
1.金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾裝置，包括 隔膜壓濾機(1)，所述隔膜壓濾機(I)上設置有入料口(2)、濾液出口(3)、進氣口(4)和出氣口(5)； 儲酸罐(6)和洗滌液罐(7)，所述儲酸罐(6)和洗滌液罐(7)上均設置有出口，所述濾液出口(3)通過閥體擇一與所述儲酸罐(6)的出口或洗滌液罐(7)的出口相連通； 低壓氣罐(8 )和高壓氣罐(9 )，所述低壓氣罐(8 )和高壓氣罐(9 )上均設置有出口，所述進氣口(4)通過閥體擇一與所述低壓氣罐(8)的出口或高壓氣罐(9)的出口相連通。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括排氣管(10)，所述低壓氣罐(8)上設置有進口，所述隔膜壓濾機(I)的出氣口(5)通過閥體擇一與所述排氣管(10)或低壓氣罐(8)的進口相連通。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，還包括空壓機(11)，所述空壓機(11)上設置有出口，所述高壓氣罐(9 )上設置有進口，所述空壓機(11)的出口與所述高壓氣罐(9)的進口相連通，同時，所述空壓機(11)的出口通過調壓閥(12)與所述低壓氣罐(8)的進口相連通。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，還包括調壓器(13)，設置於連接所述隔膜壓濾機(I)的進氣口(4)和所述低壓氣罐(8)的出口的管線上。
【文檔編號】C22B3/02GK203451591SQ201320455417
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月29日 優先權日:2013年7月29日
【發明者】潘涔軒, 劉閨華, 汝振廣, 竇廣玉, 朱克松 申請人:中國環境科學研究院