多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置，包括隔膜壓濾機，設(shè)有入料口、濾液出口、進(jìn)氣口和出氣口；二段酸儲罐和一段洗滌液儲罐，所述二段酸儲罐和一段洗滌液儲罐上均設(shè)置有出口；吹氣罐，設(shè)置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述二段酸儲罐的出口、所述一段洗滌液儲罐的出口或所述吹氣罐的出口相連通；反吹氣罐，設(shè)置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端與所述反吹氣罐的出口通過閥體相連通；預(yù)壓氣罐和高壓氣罐，所述預(yù)壓氣罐和高壓氣罐上均設(shè)置有出口，所述隔膜壓濾機的進(jìn)氣口通過閥體擇一與所述預(yù)壓氣罐的出口或所述高壓氣罐的出口相連通。上述裝置用于濕法電解行業(yè)中從礦石中提取金屬化合物。
【專利說明】多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對金屬礦石進(jìn)行多段酸浸、洗滌和壓濾以提取金屬的一體化裝置，屬于濕法從礦石或精礦中提取金屬化合物的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]濕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，錳鋼合金常溫下堅硬、韌性強，高溫下柔軟、易加工，可用于建造樓宇、橋梁和制造兵器，因此作為錳鋼合金重要原料的金屬錳需求量在逐年攀升；金屬鋅主要應(yīng)用于電鍍、合金制造和干電池領(lǐng)域，工業(yè)需求量也很大。目前，工業(yè)生產(chǎn)中，金屬錳和鋅的提取多采用濕法電解工藝。
[0003]一般來說，金屬錳或鋅的濕法電解工藝是將錳礦或鋅精礦(焙燒后的鋅焙砂)一次酸浸后獲得錳鹽或鋅鹽，再將錳鹽或鋅鹽于電解槽內(nèi)電解即得到金屬錳或鋅；但是由于剩余礦渣內(nèi)仍殘存有大量錳或鋅金屬，造成上述工藝的金屬提取率低，浪費了資源，而且金屬礦渣的堆積易造成環(huán)境污染。
[0004]為了提高金屬錳或鋅的提取率，工業(yè)上普遍采用多段酸浸的方法，如中國專利文獻(xiàn)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后，將陽極液注入隔膜壓濾機進(jìn)行二段酸浸洗滌，之后用低濃度含錳溶液和循環(huán)水洗滌，最后壓濾得到礦渣濾餅。經(jīng)測試，上述技術(shù)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。又如中國專利文獻(xiàn)CN10207131IA公開了一種應(yīng)用于電解金屬鋅行業(yè)的多段酸浸、多級逆流洗滌和壓濾一體化的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括隔膜壓濾機，其進(jìn)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(jìn)料口端和出料口端之間還并列連接有廢電積液循環(huán)池、循環(huán)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(jìn)行壓濾。
[0005]上述技術(shù)通過多段酸浸的方法能夠提高金屬錳或鋅的提取率，降低礦渣內(nèi)殘存的金屬含量。但是，上述技術(shù)使用洗滌液沖洗礦渣時，礦渣容易在洗滌液的沖擊力作用下破裂，使得礦渣局部未充分洗滌甚至無法洗滌，導(dǎo)致金屬的提取率降低；而且，由于濾板上設(shè)置有流道，破裂產(chǎn)生的礦渣極易進(jìn)入濾板流道中，造成濾板流道的堵塞。再有，上述洗滌過程仍需要消耗大量洗滌液才能有效漂洗出礦渣內(nèi)可溶性錳或鋅金屬，不僅造成了水資源的浪費，而且會產(chǎn)生大量低濃度的錳或鋅金屬溶液，這些低濃度溶液中可利用的部分需經(jīng)濃縮處理后才能繼續(xù)使用，而濃縮處理往往需要消耗大量的能量，提高了工藝成本。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的一個技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)用洗滌液沖洗礦渣時，礦渣濾餅容易在洗滌液的沖擊力下破裂，使得礦渣局部未充分洗滌甚至無法洗滌，而且礦渣容易進(jìn)入濾板流道中，造成濾板流道堵塞；進(jìn)而提出一種洗滌過程中避免礦渣濾餅破裂，從而避免濾板流道被堵塞，且能最大程度提取出金屬的多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置。
[0007]本實用新型所要解決的另一個技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)仍需消耗大量洗滌液才能漂洗出礦渣內(nèi)的錳或鋅金屬，造成了水資源浪費；進(jìn)而提出一種節(jié)約水資源的多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置，包括
[0009]隔膜壓濾機，設(shè)置有入料口、濾液出口、進(jìn)氣口和出氣口，由所述入料口向所述隔膜壓濾機內(nèi)延伸設(shè)置有入料通道；
[0010]二段酸儲罐和一段洗滌液儲罐，所述二段酸儲罐和一段洗滌液儲罐上均設(shè)置有出口 ；
[0011]吹氣罐，設(shè)置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述二段酸儲罐的出口、所述一段洗滌液儲罐的出口或所述吹氣罐的出口相連通；
[0012]反吹氣罐，設(shè)置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端與所述反吹氣罐的出口通過閥體相連通；
[0013]預(yù)壓氣罐和高壓氣罐，所述預(yù)壓氣罐和高壓氣罐上均設(shè)置有出口，所述隔膜壓濾機的進(jìn)氣口通過閥體擇一與所述預(yù)壓氣罐的出口或所述高壓氣罐的出口相連通。
[0014]還包括三段酸儲罐和二段洗滌液儲罐，所述三段酸儲罐和二段洗滌液儲罐上均設(shè)置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述二段酸儲罐的出口、所述一段洗滌液儲罐的出口、所述吹氣罐的出口、所述三段酸儲罐的出口和所述二段洗滌液儲罐的出口相連通；
[0015]還包括空壓機，所述空壓機上設(shè)置有出口，所述預(yù)壓氣罐和高壓氣罐上均設(shè)置有進(jìn)口，所述空壓機的出口與所述高壓氣罐的進(jìn)口相連通，同時，所述空壓機的出口通過調(diào)壓閥與所述預(yù)壓氣罐的進(jìn)口相連通。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)方案相比具有以下有益效果:
[0017](I)本實用新型所述多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取裝置，包括隔膜壓濾機，設(shè)置有入料口、濾液出口、進(jìn)氣口和出氣口，由所述入料口向所述隔膜壓濾機內(nèi)延伸設(shè)置有入料通道；二段酸儲罐和一段洗滌液儲罐，所述二段酸儲罐和一段洗滌液儲罐上均設(shè)置有出口 ；吹氣罐，設(shè)置有出口，所述濾液出口通過閥體擇一與所述二段酸儲罐的出口、所述一段洗滌液儲罐的出口或所述吹氣罐的出口相連通；反吹氣罐，設(shè)置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端與所述反吹氣罐的出口通過閥體相連通；預(yù)壓氣罐和高壓氣罐，所述預(yù)壓氣罐和高壓氣罐上均設(shè)置有出口，所述隔膜壓濾機的進(jìn)氣口通過閥體擇一與所述預(yù)壓氣罐的出口或所述高壓氣罐的出口相連通。
[0018]該裝置可實現(xiàn)金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾工藝:將金屬酸浸液經(jīng)入料口以一定壓力送入隔膜壓濾機中過濾得濾餅，關(guān)閉入料口，打開預(yù)壓氣罐和進(jìn)氣口連接線上的閥體，將氣體輸入壓濾機隔膜腔室內(nèi)對濾餅進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓力為0.2-0.6MPa ;保持預(yù)壓狀態(tài)，將二段酸液經(jīng)濾液出口送入隔膜壓濾機中對濾餅進(jìn)行二段酸浸，之后將酸液排出；仍然保持預(yù)壓狀態(tài)，將一段洗滌液由濾液出口不斷注入濾室進(jìn)行一段洗滌，洗滌結(jié)束后將洗滌液引出；保持預(yù)壓狀態(tài)，打開吹氣罐的閥體，經(jīng)濾液出口向濾餅一側(cè)吹氣，以促進(jìn)洗滌液通過并充分洗滌濾餅；之后關(guān)閉吹氣罐的閥體，保持預(yù)壓狀態(tài)，打開反吹氣罐和入料通道間的閥體，對入料通道內(nèi)殘存物料進(jìn)行反吹；反吹結(jié)束后，關(guān)閉預(yù)壓氣罐和進(jìn)氣口連接線上的閥體，同時打開高壓氣罐和進(jìn)氣口連接線上的閥體，將高壓氣體輸入壓濾機隔膜腔室內(nèi)進(jìn)行高壓壓濾，最后卸掉濾室內(nèi)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(nèi)完成，可通過自動控制開關(guān)完成各個步驟間的切換，便于工業(yè)化推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被理解，本實用新型結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的說明；
[0020]圖1為本實用新型所述多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實用新型所述帶有三段酸儲罐和二段洗滌液儲罐的多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實用新型所述帶有三段酸儲罐、二段洗滌液儲罐、空壓機和調(diào)壓閥的多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中附圖標(biāo)記為:1-隔膜壓濾機，2-入料口，3-濾液出口，4-進(jìn)氣口，5-出氣口，6- 二段酸儲罐，7- 一段洗滌液儲罐，8-反吹氣罐，9-預(yù)壓氣罐，10-高壓氣罐，11-吹氣罐，12-三段酸儲罐，13- 二段洗滌液儲罐，14-空壓機，15-調(diào)壓閥。
【具體實施方式】
[0024]所述多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括隔膜壓濾機1，設(shè)置有入料口 2、濾液出口 3、進(jìn)氣口 4和出氣口 5，由所述入料口 2向所述隔膜壓濾機I內(nèi)延伸設(shè)置有入料通道；所述隔膜壓濾機I為現(xiàn)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(cè)的濾液流道相連通，所述進(jìn)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(shè)置有加壓泵，用于為注入的金屬酸浸液加壓。二段酸儲罐6和一段洗滌液儲罐7，所述二段酸儲罐6和一段洗滌液儲罐7上均設(shè)置有出口 ；吹氣罐11，設(shè)置有出口，所述濾液出口 3通過閥體擇一與所述二段酸儲罐6的出口、所述一段洗滌液儲罐7的出口或所述吹氣罐11的出口相連通；在二段酸儲罐6內(nèi)部或二段酸儲罐6與濾液出口 3的連接管線上設(shè)置有用于加熱二段酸液的加熱部件，在一段洗滌液儲罐7內(nèi)部或一段洗滌液儲罐7與濾液出口 3的連接管線上設(shè)置有用于加熱一段洗滌液的加熱部件，在本實施例中，所述二段酸儲罐6、一段洗滌液儲罐7和吹氣罐11的出口處均設(shè)置有加壓泵和流量計，用于控制注入隔膜壓濾機I中的二段酸液、一段洗滌液和吹入氣體的壓力和流量，所述二段酸儲罐6和一段洗滌液儲罐7內(nèi)設(shè)置有加熱部件，用于將二段酸液和一段洗滌液加熱至95°C以下。反吹氣罐8，設(shè)置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端與所述反吹氣罐8的出口通過閥體相連通；預(yù)壓氣罐9和高壓氣罐10，所述預(yù)壓氣罐9和高壓氣罐10上均設(shè)置有出口，所述隔膜壓濾機I的進(jìn)氣口 4通過閥體擇一與所述預(yù)壓氣罐9的出口或所述高壓氣罐10的出口相連通，在本實施例中，所述低壓氣罐和高壓氣罐10出口處的閥體可調(diào)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(jié)構(gòu)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制造工藝均為現(xiàn)有技術(shù)，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(shè)置有經(jīng)入料通道與濾室相通的入料口 2 ;隔膜板上設(shè)置有用于壓濾時充入氣體的隔膜腔室，隔膜壓濾機I上設(shè)置有與隔膜腔室相通的進(jìn)氣口 4和出氣口 5 ;濾板上單側(cè)設(shè)置有濾液通道，隔膜壓濾機I上設(shè)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。
[0025]使用上述裝置時，將金屬酸浸液經(jīng)入料口 2以一定壓力送入隔膜壓濾機I中過濾得濾餅，關(guān)閉入料口 2，打開預(yù)壓氣罐9和進(jìn)氣口 4連接線上的閥體，將氣體輸入壓濾機隔膜腔室內(nèi)對濾餅進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓力為0.2-0.6MPa ;保持預(yù)壓狀態(tài)，將一定溫度的二段酸液經(jīng)濾液出口 3送入隔膜壓濾機I中對濾餅進(jìn)行二段酸浸，之后將酸液排出；仍然保持預(yù)壓狀態(tài)，將一定溫度的一段洗滌液由濾液出口 3不斷注入濾室進(jìn)行一段洗滌，洗滌結(jié)束后將洗滌液引出；保持預(yù)壓狀態(tài)，打開吹氣罐11的閥體，經(jīng)濾液出口 3向濾餅一側(cè)吹氣，以促進(jìn)洗滌液通過并充分洗滌濾餅；之后關(guān)閉吹氣罐11的閥體，保持預(yù)壓狀態(tài)，打開反吹氣罐8和入料通道間的閥體，對入料通道內(nèi)殘存物料進(jìn)行反吹；反吹結(jié)束后，關(guān)閉預(yù)壓氣罐9和進(jìn)氣口4連接線上的閥體，同時打開高壓氣罐10和進(jìn)氣口 4連接線上的閥體，將高壓氣體輸入壓濾機隔膜腔室內(nèi)進(jìn)行高壓壓濾，最后卸掉濾室內(nèi)的濾渣。
[0026]在此基礎(chǔ)上，如圖2所示，還包括三段酸儲罐12和二段洗滌液儲罐13，所述三段酸儲罐12和二段洗滌液儲罐13上均設(shè)置有出口，所述濾液出口 3通過閥體擇一與所述二段酸儲罐6的出口、所述一段洗滌液儲罐7的出口、所述吹氣罐11的出口、所述三段酸儲罐12的出口和所述二段洗滌液儲罐13的出口相連通。在三段酸儲罐12內(nèi)部或三段酸儲罐12與濾液出口 3的連接管線上設(shè)置有用于加熱三段酸液的加熱部件，在二段洗滌液儲罐13內(nèi)部或二段洗滌液儲罐13與濾液出口 3的連接管線上設(shè)置有用于加熱二段洗滌液的加熱部件，在本實施例中，所述三段酸儲罐12和二段洗滌液儲罐13內(nèi)設(shè)置有加熱部件，用于將三段酸液和二段洗滌液加熱至95°C以下。完成二段酸浸后進(jìn)行三段酸浸，之后再依次進(jìn)行一段洗滌、二段洗滌、吹氣、反吹和高壓壓濾過程，以提高金屬提取率。
[0027]在上述裝置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，如圖3所示，所述多段酸浸、洗滌和壓濾裝置還包括空壓機14，所述空壓機14上設(shè)置有出口，所述預(yù)壓氣罐9和高壓氣罐10上均設(shè)置有進(jìn)口，所述空壓機14的出口與所述高壓氣罐10的進(jìn)口相連通，同時，所述空壓機14的出口通過調(diào)壓閥15與所述預(yù)壓氣罐9的進(jìn)口相連通。空壓機14產(chǎn)生的氣體可直接作為高壓氣體存儲于高壓氣罐10中備用，或者經(jīng)調(diào)壓后作為低壓氣體存儲于預(yù)壓氣罐9中備用。
[0028]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，并且濾渣破損程度小較不容易進(jìn)入濾板的流道中堵塞流道；
[0029]本實用新型所述裝置洗滌過程的耗水量很低，不超過20t，而且濾渣中殘留金屬量卻很低，證明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(jié)約成本。
[0030]本實用新型所述裝置得到的濾渣中的錳、鋅含量很低，說明在本實用新型所述裝置可提高礦渣中金屬的提取率。
[0031 ] 雖然本實用新型已經(jīng)通過上述具體實施例對其進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護(hù)范圍的任何形式和細(xì)節(jié)的變化，均屬于本實用新型所要保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.多段酸浸、洗滌和壓濾的金屬提取一體化裝置，包括 隔膜壓濾機(1)，設(shè)置有入料口(2)、濾液出口(3)、進(jìn)氣口(4)和出氣口(5)，由所述入料口(2)向所述隔膜壓濾機(I)內(nèi)延伸設(shè)置有入料通道； 二段酸儲罐(6 )和一段洗滌液儲罐(7 )，所述二段酸儲罐(6 )和一段洗滌液儲罐(7 )上均設(shè)置有出口； 吹氣罐(11)，設(shè)置有出口，所述濾液出口(3)通過閥體擇一與所述二段酸儲罐(6)的出口、所述一段洗滌液儲罐(7)的出口或所述吹氣罐(11)的出口相連通； 反吹氣罐(11) (8)，設(shè)置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端與所述反吹氣罐(11)(8)的出口通過閥體相連通； 預(yù)壓氣罐(9)和高壓氣罐(10)，所述預(yù)壓氣罐(9)和高壓氣罐(10)上均設(shè)置有出口，所述隔膜壓濾機(I)的進(jìn)氣口(4)通過閥體擇一與所述預(yù)壓氣罐(9)的出口或所述高壓氣罐(10)的出口相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 還包括三段酸儲罐(12)和二段洗滌液儲罐(13)，所述三段酸儲罐(12)和二段洗滌液儲罐(13)上均設(shè)置有出口，所述濾液出口(3)通過閥體擇一與所述二段酸儲罐(6)的出口、所述一段洗滌液儲罐(7)的出口、所述吹氣罐(11)的出口、所述三段酸儲罐(12)的出口和所述二段洗滌液儲罐(13)的出口相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于， 還包括空壓機(14)，所述空壓機(14)上設(shè)置有出口，所述預(yù)壓氣罐(9)和高壓氣罐(10)上均設(shè)置有進(jìn)口，所述空壓機(14)的出口與所述高壓氣罐(10)的進(jìn)口相連通，同時，所述空壓機(14)的出口通過調(diào)壓閥(15)與所述預(yù)壓氣罐(9)的進(jìn)口相連通。
【文檔編號】C22B3/04GK203451588SQ201320455464
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】潘涔軒, 汝振廣, 劉閨華, 朱克松, 竇廣玉 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院