CN104630470B - 一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法及其装置，属于有色冶金湿法炼锌领域，本发明利用加压装置和加温装置将硫酸锌溶液进行处理后加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置中，先雾化处理，再进行切割分配，最后强化搅拌，不断供入氧气，保证装置气体循环，氧气与搅拌区溶液充分反应，实现气-液反应，氧气上升到雾化区与雾化后溶液接触反应，实现气-汽反应，将硫酸锌溶液不断循环处理，从而实现硫酸锌溶液中有机物的脱除；本发明通过加压雾化和强化搅拌，使得硫酸锌溶液中的有机物氧化分解生成CO2与H2，提高硫酸锌溶液中有机物分解脱除率，降低生产成本，且脱除有机物的硫酸锌溶液质量稳定。

Description

一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法及其装置
技术领域
本发明属于有色冶金湿法炼锌领域，具体地说，涉及一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法及其装置。
背景技术
在湿法锌冶金过程中，溶液中的有机物过高会影响溶液净化电解生产过程，造成电解电流效率降低、直流能耗增加，整体生产成本增加。而现有的脱除硫酸锌溶液中有机物的方法是需要加入吸附剂或其它添加剂，吸附剂或添加剂综合循环利用、回收难度大，整体生产成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法及其装置，在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，提高硫酸锌溶液中有机物分解脱除率，降低生产成本，且脱除有机物的硫酸锌溶液质量稳定。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将有机物含量COD值为300-850mg/L，pH值为2.5—5.4的湿法冶金过程中的硫酸锌溶液，利用加压装置将压强提高至0.5-4.5MPa，同时，利用加热装置将硫酸锌溶液温度提高到120-250℃；
2）将经过加压加热处理的硫酸锌溶液加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置内，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14；首先，利用装置中的雾化器6将硫酸锌溶液进行雾化，使硫酸锌溶液分散成颗粒状和细线状；
3）雾化后的硫酸锌溶液在装置的雾化区2内与氧气充分反应凝结成液体颗粒后，沉降到雾化区2底部的溶液分配筛3进行切割分配；
4）硫酸锌溶液经切割分配后，进入到装置的搅拌区4，溶液搅拌机5对硫酸锌溶液进行强化搅拌，加速溶液中有机物的分解反应；
5）保持装置内的气体循环，并不断补入氧气，控制装置内氧分压为0.5-4.5MPa，循环气体从循环气体入口10进入溶液底部，实现气-液反应，循环气体与搅拌区4的溶液充分反应后进入装置上部空间，再与雾化的溶液接触反应，实现气-汽反应，同时，控制硫酸锌溶液温度在120-250℃；
6）保持氧分压和硫酸锌溶液温度不变，将装置内的溶液不断循环雾化，反应时间为30-180分钟，实现硫酸锌溶液中有机物的有效脱出；
7）将合格的硫酸锌溶液从装置的合格溶液出口8排出，再送下到一工序进行处理，同时，溶液循环系统不断补入新的待处理溶液，实现连续生产作业。
进一步的，在第2）步中，硫酸锌溶液经雾化后体积增加5-30倍。
进一步的，一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14，所述的压力罐体1为密闭罐，压力罐体1顶部设有硫酸锌溶液入口13和循环液入口14，压力罐体1内部设有溶液分配筛3，溶液分配筛3将压力罐体1分为雾化区2和搅拌区4，溶液分配筛3上部的雾化区2内设有雾化区隔板12和雾化器6，硫酸锌溶液入口13和循环液入口14分别与雾化器6相连通，溶液分配筛3下部的搅拌区4内设有搅拌区隔板7，所述的溶液搅拌机5固定在压力罐体1上并伸入到搅拌区4内，压力罐体1的底部设有循环液出口9和循环气体入口10，所述的合格溶液出口8设置在压力罐体1的中部。
进一步的，所述的循环液出口9与循环液入口14通过循环泵17和输送管道构成循环，所述的循环气体出口11与循环气体入口10通过循环风机15和输送管道构成循环，硫酸锌溶液入口13通过输送管道与输送泵16相连，供氧口18通过输氧管道与循环气体入口10相连。
本发明的有益效果：本发明在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，通过加压雾化和强化搅拌，使得硫酸锌溶液中的有机物氧化分解生成CO2与H2，提高硫酸锌溶液中有机物分解脱除率，降低生产成本，且脱除有机物的硫酸锌溶液质量稳定。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图中，1-压力罐体、2-雾化区、3-溶液分配筛、4-搅拌区、5-溶液搅拌机、6-雾化器、7-搅拌区隔板、8-合格溶液出口、9-循环液出口、10-循环气体入口、11-循环气体出口、12-雾化区隔板、13-硫酸锌溶液入口、14-循环液入口、15-循环风机、16-输送泵、17-循环泵、18-供氧口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述的一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将有机物含量COD值为300-850mg/L，pH值为2.5—5.4的湿法冶金过程中的硫酸锌溶液，利用加压装置将压强提高至0.5-4.5MPa，同时，利用加热装置将硫酸锌溶液温度提高到120-250℃；
2）将经过加压加热处理的硫酸锌溶液加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置内，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14；首先，利用装置中的雾化器6将硫酸锌溶液进行雾化，使硫酸锌溶液分散成颗粒状和细线状；
3）雾化后的硫酸锌溶液在装置的雾化区2内与氧气充分反应凝结成液体颗粒后，沉降到雾化区2底部的溶液分配筛3进行切割分配；
4)硫酸锌溶液经切割分配后，进入到装置的搅拌区4，溶液搅拌机5对硫酸锌溶液进行强化搅拌，加速溶液中有机物的分解反应；
5）保持装置内的气体循环，并不断补入氧气，控制装置内氧分压为0.5-4.5MPa，循环气体从循环气体入口10进入溶液底部，实现气-液反应，循环气体与搅拌区4的溶液充分反应后进入装置上部空间，再与雾化的溶液接触反应，实现气-汽反应，同时，控制硫酸锌溶液温度在120-250℃；
6）保持氧分压和硫酸锌溶液温度不变，将装置内的溶液不断循环雾化，反应时间为30-180分钟，实现硫酸锌溶液中有机物的有效脱出；
7）将合格的硫酸锌溶液从装置的合格溶液出口8排出，再送下一工序进行处理，同时，溶液循环系统不断补入新的待处理溶液，实现连续生产作业。
作为优选，在第2）步中，硫酸锌溶液经雾化后体积增加5-30倍。
作为优选，本方法中所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14，所述的压力罐体1为密闭罐，压力罐体1顶部设有硫酸锌溶液入口13和循环液入口14，压力罐体1内部设有溶液分配筛3，溶液分配筛3将压力罐体1分为雾化区2和搅拌区4，溶液分配筛3上部的雾化区2内设有雾化区隔板12和雾化器6，硫酸锌溶液入口13和循环液入口14分别与雾化器6相连通，溶液分配筛3下部的搅拌区4内设有搅拌区隔板7，所述的溶液搅拌机5固定在压力罐体1上并伸入到搅拌区4内，压力罐体1的底部设有循环液出口9和循环气体入口10，所述的合格溶液出口8设置在压力罐体1的中部；所述的循环液出口9与循环液入口14通过循环泵17和输送管道构成循环，所述的循环气体出口11与循环气体入口10通过循环风机15和输送管道构成循环，硫酸锌溶液入口13通过输送管道与输送泵16相连，供氧口18通过输氧管道与循环气体入口10相连。
实施例1
一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将有机物含量COD值为400mg/L，pH值为5.2的湿法冶金过程中的硫酸锌溶液，利用加压装置将压强提高至1.0MPa，同时，利用加热装置将硫酸锌溶液温度提高到150℃；
2）将经过加压加热处理的硫酸锌溶液加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置内，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14；首先，利用装置中的雾化器6将硫酸锌溶液进行雾化，使硫酸锌溶液分散成颗粒状和细线状；
3）雾化后的硫酸锌溶液在装置的雾化区2内与氧气充分反应凝结成液体颗粒后，沉降到雾化区2底部的溶液分配筛3进行切割分配；
4)硫酸锌溶液经切割分配后，进入到装置的搅拌区4，对硫酸锌溶液进行强化搅拌，加速溶液中有机物的分解反应；
5）保持装置内的气体循环，并不断补入氧气，控制装置内氧分压为1.0MPa，循环气体从循环气体入口10进入溶液底部，实现气-液反应，循环气体与搅拌区4的溶液充分反应后进入装置上部空间，再与雾化的溶液接触反应，实现气-汽反应，同时，控制硫酸锌溶液温度在150℃；
6）保持氧分压和硫酸锌溶液温度不变，将装置内的溶液不断循环雾化，反应时间为60分钟，实现硫酸锌溶液中有机物的有效脱出；
7）将合格的硫酸锌溶液从装置的合格溶液出口8排出，再送到下一工序进行处理，同时，溶液循环系统不断补入新的待处理溶液，实现连续生产作业。
经过循环处理后的硫酸锌溶液的有机物含量降低了86.52%。
实施例2
一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将有机物含量COD值为650mg/L，pH值为4.5的湿法冶金过程中的硫酸锌溶液，利用加压装置将压强提高至1.2MPa，同时，利用加热装置将硫酸锌溶液温度提高到150℃；
2）将经过加压加热处理的硫酸锌溶液加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置内，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14；首先，利用装置中的雾化器6将硫酸锌溶液进行雾化，使硫酸锌溶液分散成颗粒状和细线状；
3）雾化后的硫酸锌溶液在装置的雾化区2内与氧气充分反应凝结成液体颗粒后，沉降到雾化区2底部的溶液分配筛3进行切割分配；
4)硫酸锌溶液经切割分配后，进入到装置的搅拌区4，对硫酸锌溶液进行强化搅拌，加速溶液中有机物的分解反应；
5）保持装置内的气体循环，并不断补入氧气，控制装置内氧分压为1.2MPa，循环气体从循环气体入口10进入溶液底部，实现气-液反应，循环气体与搅拌区4的溶液充分反应后进入装置上部空间，再与雾化的溶液接触反应，实现气-汽反应，同时，控制硫酸锌溶液温度在150℃；
6）保持氧分压和硫酸锌溶液温度不变，将装置内的溶液不断循环雾化，反应时间为120分钟，实现硫酸锌溶液中有机物的有效脱出；
7）将合格的硫酸锌溶液从装置的合格溶液出口8排出，再送下一工序进行处理，同时，溶液循环系统不断补入新的待处理溶液，实现连续生产作业。
经过循环处理后的硫酸锌溶液的有机物含量降低了88.47%。
实施例3
一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将有机物含量COD值为850mg/L，pH值为2.6的湿法冶金过程中的硫酸锌溶液，利用加压装置将压强提高至1.5MPa，同时，利用加热装置将硫酸锌溶液温度提高到160℃；
2）将经过加压加热处理的硫酸锌溶液加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置内，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体1、雾化区2、溶液分配筛3、搅拌区4、溶液搅拌机5、雾化器6、搅拌区隔板7、合格溶液出口8、循环液出口9、循环气体入口10、循环气体出口11、雾化区隔板12、硫酸锌溶液入口13、循环液入口14；首先，利用装置中的雾化器6将硫酸锌溶液进行雾化，使硫酸锌溶液分散成颗粒状和细线状；
3）雾化后的硫酸锌溶液在装置的雾化区2内与氧气充分反应凝结成液体颗粒后，沉降到雾化区2底部的溶液分配筛3进行切割分配；
4)硫酸锌溶液经切割分配后，进入到装置的搅拌区4，对硫酸锌溶液进行强化搅拌，加速溶液中有机物的分解反应；
5）保持装置内的气体循环，并不断补入氧气，控制装置内氧分压为1.5MPa，循环气体从循环气体入口10进入溶液底部，实现气-液反应，循环气体与搅拌区4的溶液充分反应后进入装置上部空间，再与雾化的溶液接触反应，实现气-汽反应，同时，控制硫酸锌溶液温度在160℃；
6）保持氧分压和硫酸锌溶液温度不变，将装置内的溶液不断循环雾化，反应时间为180分钟，实现硫酸锌溶液中有机物的有效脱出；
7）将合格的硫酸锌溶液从装置的合格溶液出口8排出，再送到下一工序进行处理，同时，溶液循环系统不断补入新的待处理溶液，实现连续生产作业。
经过循环处理后的硫酸锌溶液的有机物含量降低了80.74%。
效果分析
在湿法锌冶金过程中，溶液中的有机物过高会影响溶液净化电解生产过程，造成电解电流效率降低、直流能耗增加，从而引起烧板、返溶和起疱钉等现象的发生，使得整体生产成本增加。使用本发明提供的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法及其装置，对含有机物的硫酸锌溶液进行处理，能有效脱除有机物，其效果分析如下：
有机物含量COD值为400mg/L，pH值为5.2的硫酸锌溶液，在氧分压为1.0MPa，温度控制在150℃的条件下，循环处理60分钟，有机物含量降低了86.52%；有机物含量COD值为650mg/L，pH值为4.5的硫酸锌溶液，在氧分压为1.2MPa，温度控制在150℃的条件下，循环处理120分钟，有机物含量降低了88.47%；有机物含量COD值为850mg/L，pH值为2.6的硫酸锌溶液，在氧分压为1.5MPa，温度控制在160℃的条件下，循环处理180分钟，有机物含量降低了80.74%。目前，在现有技术中没有较好的去除硫酸锌溶液中有机物的方法，而从本方法数据上可看出，使用本发明提供的方法能有效脱除有机物，减少湿法锌冶金过程中烧板、返溶和起疱钉等现象的发生，从而降低整个生产成本。
本发明在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，通过加压雾化和强化搅拌，使得硫酸锌溶液中的有机物氧化分解生成CO2与H2，提高硫酸锌溶液中有机物分解脱除率，降低生产成本，且脱除有机物的硫酸锌溶液质量稳定。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，具体步骤为：
1）将有机物含量COD值为300-850mg/L，pH值为2.5—5.4的湿法冶金过程中的硫酸锌溶液，利用加压装置将压强提高至0.5-4.5MPa，同时，利用加热装置将硫酸锌溶液温度提高到120-250℃；
2）将经过加压加热处理的硫酸锌溶液加入到一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置内，所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体（1）、雾化区（2）、溶液分配筛（3）、搅拌区（4）、溶液搅拌机（5）、雾化器（6）、搅拌区隔板（7）、合格溶液出口（8）、循环液出口（9）、循环气体入口（10）、循环气体出口（11）、雾化区隔板（12）、硫酸锌溶液入口（13）、循环液入口（14）；首先，利用装置中的雾化器（6）将硫酸锌溶液进行雾化，使硫酸锌溶液分散成颗粒状和细线状；
3）雾化后的硫酸锌溶液在装置的雾化区（2）内与氧气充分反应凝结成液体颗粒后，沉降到雾化区（2）底部的溶液分配筛（3）进行切割分配；
4)硫酸锌溶液经切割分配后，进入到装置的搅拌区（4），溶液搅拌机（5）对硫酸锌溶液进行强化搅拌，加速溶液中有机物的分解反应；
5）保持装置内的气体循环，并不断补入氧气，控制装置内氧分压为0.5-4.5MPa，循环气体从循环气体入口（10）进入溶液底部，实现气-液反应，循环气体与搅拌区（4）的溶液充分反应后进入装置上部空间，再与雾化的溶液接触反应，实现气-汽反应，同时，控制硫酸锌溶液温度在120-250℃；
6）保持氧分压和硫酸锌溶液温度不变，将装置内的溶液不断循环雾化，反应时间为30-180分钟，实现硫酸锌溶液中有机物的有效脱出；
7）将合格的硫酸锌溶液从装置的合格溶液出口（8）排出，再送到下一工序进行处理，同时，溶液循环系统不断补入新的待处理溶液，实现连续生产作业。
2.根据权利要求1所述的一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于：在第2）步中，硫酸锌溶液经雾化后体积增加5-30倍。
3.一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置，其特征在于：所述的加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置主要包括压力罐体（1）、雾化区（2）、溶液分配筛（3）、搅拌区（4）、溶液搅拌机（5）、雾化器（6）、搅拌区隔板（7）、合格溶液出口（8）、循环液出口（9）、循环气体入口（10）、循环气体出口（11）、雾化区隔板（12）、硫酸锌溶液入口（13）、循环液入口（14），所述的压力罐体（1）为密闭罐，压力罐体（1）顶部设有硫酸锌溶液入口（13）和循环液入口（14），压力罐体（1）内部设有溶液分配筛（3），溶液分配筛（3）将压力罐体（1）分为雾化区（2）和搅拌区（4），溶液分配筛（3）上部的雾化区（2）内设有雾化区隔板（12）和雾化器（6），硫酸锌溶液入口（13）和循环液入口（14）分别与雾化器（6）相连通，溶液分配筛（3）下部的搅拌区（4）内设有搅拌区隔板（7），所述的溶液搅拌机（5）固定在压力罐体（1）上并伸入到搅拌区（4）内，压力罐体（1）的底部设有循环液出口（9）和循环气体入口（10），所述的合格溶液出口（8）设置在压力罐体（1）的中部。
4.根据权利要求3所述的一种加压雾化脱除硫酸锌溶液中有机物的装置，其特征在于：所述的循环液出口（9）与循环液入口（14）通过循环泵（17）和输送管道构成循环，所述的循环气体出口（11）与循环气体入口（10）通过循环风机（15）和输送管道构成循环，硫酸锌溶液入口（13）通过输送管道与输送泵（16）相连，供氧口（18）通过输氧管道与循环气体入口（10）相连。
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