CN104928466A - 一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，进管分支一条经三通旋塞和离心泵连接出管，分支二经另一台离心泵和另一个三通旋塞连接出管，两离心泵由同一电机驱动；两个三通旋塞的齿轮相互啮合并有主动齿轮带动其一实现旋转切换，并经中联管上下联通；进管连接具有倒锥形底部结构的锰溶液流槽；两台压滤机并联后经三通旋塞连接出管；流槽连接鼓风化合桶。本发明巧妙利用两个三通旋塞，实现了离心泵的串、并联便捷切换操作，提高了压滤效率，具有结构简单，操作不易出错的特点；流槽的锥底有利于锰溶液及矿渣的输出；鼓风化合桶巧妙利用锥面环与筛孔柱面环构成的气环体，极大提高了化合桶的溶氧能力，有利于氧化反应的进行。

Description

一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置

技术领域

本发明涉及一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置。

背景技术

电解锰是将锰矿石进行粉碎、化合、除杂、调配后再进行电解的湿法冶金过程，其中化合就是在化合桶中将锰矿粉浆化并加入硫酸进行化学反应的过程。化合可以获得可溶性硫酸锰，便于进行后期的电解操作。

目前，产业化应用的化合桶容积可达数百立方，在化合过程中需要对化合桶内鼓入空气来实现某些杂质的氧化分解和部分有害气体物质的溢出，既有利于保护环境，也实现电解液精制，有利于后期的高效电解。

但化合桶鼓入空气进行除杂反应受氧气溶解度较小的条件制约，所以在实际应用中一般采取大流量空气鼓入，并采取多管化合桶底部导入促进氧化作用，但也存在能耗大、效率低的缺陷。因此，提高化合桶的溶氧能力显得非常重要。

化合完成后需要通过压滤除去固体矿渣，以获得电解所需的溶液。因此，压滤也是电解锰工艺中非常重要的单元步骤。

电解锰工艺中的压滤，一般都是板框式压滤机，并选用离心泵作为压滤泵，压滤过程是获得滤液，同时滤渣在压滤机中逐步积累到最适合的充盈程度，再进行相应处理，最后完成滤渣清理的循环操作过程，压滤的目的就是实现固液分离。在压滤操作的初始阶段，由于压滤机中为完全清空状态，对压滤泵来说，进行较小扬程的快速大流量输入是此时压滤操作的理想工作状态；但随着滤饼在压滤机中积累后阻力增加，特别是接近压滤终止时有最大压力充盈状态，因此，在压滤后半程能有较大的扬程是将压滤机的压滤性能发挥到最佳的必需条件。

但在压滤操作中，现有的离心泵都无法自动适应这样的过程，达到高效、高质的理想工作状态。一般离心泵进行压滤操作时，都是压滤早期扬程较低，但流量大，使电机处于过载状态，特别容易烧毁电机；到压滤中后期，压滤阻力迅速加大，离心泵的液流量迅速减小，这时电机虽然工作在轻载的低功率状态，但压滤效率很低；压滤泵虽然有最大扬程输出状态，但由于压滤液流量较小，无法充分发挥压滤机的工作性能和提高工作效率。

因此，要使离心泵配合压滤机，使电解锰工艺中的压滤全程都达到理想工作状态，发挥压滤的最佳性能是很难实现的，但如果另辟蹊径，采用两台离心泵串、并联的便捷切换装置来完成压滤工作，使其在压滤早期将两台离心泵并联，实现快速、低能耗、大流量高效压滤；压滤中后阶段将两台离心泵串联，获得高扬程输送能力，满足后程压滤阻力大，但仍然能有适合流量体现高效压滤并充分发挥压滤机性能的特点，采用这样的双离心泵串、并联便捷切换装置来突破电解锰工艺中的压滤技术瓶颈，达到压滤的理想工作状态，具有特别重要的实际应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，该装置结构简单、实用性强，能实现双离心泵装置的串、并联便捷切换，且化合过程溶氧效果极好，溶氧、氧化反应彻底快捷，比传统方式高效数倍。

为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，包括进管、出管、两台离心泵和两台压滤机，其特征在于：两台离心泵由同一电机通过皮带传动；进管分支为两条管道，一条管道经三通旋塞和离心泵连接出管，另一条管道经另一台离心泵和另一个三通旋塞连接出管；两个三通旋塞均设有齿轮带动阀芯旋转，两个三通旋塞的齿轮相互啮合并有主动齿轮带动其一，实现两个三通旋塞的旋转切换，两个三通旋塞经中联管上下联通；进管连接锰溶液流槽，流槽具有倒锥形的底部结构；两台压滤机并联后经三通旋塞连接出管，三通旋塞控制两条并联支路的闭合与断开；流槽连接鼓风化合桶。

所述鼓风化合桶包括桶体、电机及减速机和搅拌轴，搅拌轴插入桶体内，电机及减速机带动搅拌轴转动，搅拌轴上固定有双层搅拌桨；桶体内设有锥面环与筛孔柱面环构成的气环体，鼓气管前端固定在气环体上，鼓气管排气口在气环体内部偏高处。

所述桶体底部设有液流槽，液流槽连接输出控制阀。

本装置通过电机带动主动齿轮旋转，可单动力齿轮联动行程，精确进行快捷切换操控，便捷实现两台离心泵串、并联结构的切换，能使电解锰工艺中的压滤操作达到最佳工作状态；鼓风化合桶极大提高了化合桶的溶氧能力，有利于氧化反应的进行和后续的电解操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：

通过离心泵的串、并联切换达到电解锰工艺中压滤所需离心泵的最佳工作性能；通过合理简洁的管路设计与单动力齿轮联动行程，精确进行快捷切换操控，巧妙通过两个三通旋塞实现了两台离心泵的串、并联切换操作；与常规的串、并联管道阀门切换装置相比，三通旋塞阀可大大减少管道和阀门的用量，并简化串、并联的切换操作，避免普通管道阀门装置串、并联切换过程中出现的错误；倒锥形的流槽锥底，有利于锰溶液的流出；三通旋塞对两条并联压滤支路的通断可任意控制，且便捷程度要远胜于阀门；鼓风化合桶结构简单、实用，巧妙利用锥面环与筛孔柱面环构成的气环体，极大提高了化合桶的溶氧能力，有利于氧化反应的进行和后续的电解操作。

本发明结构简单，成本低，实用性强，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的并联结构示意图。

图2是本发明的串联结构示意图。

图3是鼓风化合桶的平面结构示意图。

图中各标号表示：

1、进管；2、出管；3、中联管；4、三通旋塞；5、三通旋塞；6、离心泵；7、离心泵；21、主动齿轮；22、齿轮；23、齿轮；24、锰溶液流槽；30、压滤机；31、电机；32、皮带传动；33、皮带传动；41、电机及减速机；42、搅拌轴；43、搅拌桨；44、桶体；45、液流槽；46、输出控制阀；47、鼓气管；48、锥面环；49、筛孔柱面环；50、鼓气管排气口。

具体实施方式

现结合附图，对本发明进一步具体说明。

如图1、图2和图3所示电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，包括进管1、两台离心泵（6、7）、出管2和两台压滤机30，两台离心泵6、7由同一电机31驱动；进管1分支为两条管道，一条管道经三通旋塞4和离心泵7连接出管2，另一条管道经另一台离心泵6和另一个三通旋塞5连接出管2；两个三通旋塞4、5均设有齿轮22、23带动阀芯旋转，两个三通旋塞的齿轮22、23相互啮合并有主动齿轮21带动其一，实现两个三通旋塞4、5的旋转切换，两个三通旋塞4、5经中联管3上下联通；进管1连接锰溶液流槽24，流槽24具有倒锥形的底部结构；两台压滤机30并联后经三通旋塞连接出管2，三通旋塞控制两条并联支路的闭合与断开；流槽24连接鼓风化合桶。

所述鼓风化合桶包括桶体44、电机及减速机41和搅拌轴42，搅拌轴42插入桶体44内，电机及减速机41带动搅拌轴42转动，搅拌轴上固定有双层搅拌桨43；桶体内设有锥面环48与筛孔柱面环49构成的气环体，鼓气管7前端固定在气环体上，鼓气管排气口50在气环体内部偏高处。

所述桶体44底部设有液流槽45，液流槽45连接输出控制阀46。

锰溶液流槽锥底有利于锰溶液及粉末状的矿渣输送进入压滤机30。

装置为单电机31通过皮带32、33分别带动相同两台泵工作。图1与图2为同一装置不同状态，其中主动齿轮21由电动机减速行程控制驱动，先带动连接三通旋塞5阀芯的齿轮23，齿轮23再带动连接三通旋塞4阀芯的齿轮22，实现单动力齿轮联动，进行快捷切换操控。

图1为离心泵6、7并联输送流体，进管1的第一支路为连接离心泵6，离心泵6出管连接三通旋塞5的下端，从上端合并到出管2；进水管1的第二支路为连接三通旋塞右端4后进入离心泵7，经加压输出，合并在出管2，实现两支路双泵并联，进行大流量输出，三通旋塞5左端对中联管关闭切断。

对两个三通旋塞进行操作后如图2所示，进管1的第一支路为连接离心泵6，离心泵出管连接三通旋塞5的下端，从左端通过中联管3输出导入三通旋塞4上端，从三通旋塞4左端出进入离心泵7，实现双泵串联，进行扬程叠加的液体输出。三通旋塞4右端对进管1构成阻断，三通旋塞5上端对出管2实现阻断隔离。

如上所述通过单动力齿轮联动，进行行程精确的快捷切换，联动操控两个三通旋塞组合，实现两台离心泵的串、并联切换，使之组成的系统可以较合理适应电解锰工艺中的高效压滤操作，满足电解锰工业的要求。

鼓风化合桶由普通化合桶增加防腐不锈钢制作的锥面环48与筛孔柱面环49构成的气环体，将鼓气管47前端固定在气环体上，鼓气管排气口50在气环体内部偏高处。工作时，矿浆一般低于化合桶口部适当高度，搅拌器适合转速旋转，将矿浆通过两层搅拌桨43向下推动，完成搅拌并有效防止矿浆沉底。

鼓风化合桶一般采用中压罗茨鼓风机提供气源，通过阀门控制鼓气管7将压缩空气导入化合桶44深部，鼓气管排气口50布置在锥面环内偏上部，此时鼓入的空气在环内构成空气环，空气会通过筛孔柱面环49分散细化溢出而进入化合桶；当气流更大时，气体会通过柱面环49沿膜状溢入化合桶内部，达到良好的气液接触，实现气体中氧气向液相的溶解传质，促进氧化反应，实现除杂目的。

压缩空气在锥面环48内与液面压力接触、筛孔细化溢出柱面环的空气与液相实现微泡沫状压力接触、柱面环49下沿膜状溢出气体扩散后再度与液相压力接触，促进溶氧传质，有利于氧化反应进行，同时气体在化合桶44底部上升过程中有足够时间与路径行程与液相搅拌混合，继续接触溶氧传质，当气泡细化上升同时被向下液流携带又会重返液相，实现再度溶氧。大面积、多步骤、变压力溶解多方式协同作用，促进溶氧和进行高效有益的氧化反应。

鼓风化合桶溶氧效果极好，溶氧、氧化反应彻底快捷，比传统方式高效数倍。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，包括进管、出管、两台离心泵和两台压滤机，其特征在于：两台离心泵由同一电机通过皮带传动；进管分支为两条管道，一条管道经三通旋塞和离心泵连接出管，另一条管道经另一台离心泵和另一个三通旋塞连接出管；两个三通旋塞均设有齿轮带动阀芯旋转，两个三通旋塞的齿轮相互啮合并有主动齿轮带动其一，实现两个三通旋塞的旋转切换，两个三通旋塞经中联管上下联通；进管连接锰溶液流槽，流槽具有倒锥形的底部结构；两台压滤机并联后经三通旋塞连接出管，三通旋塞控制两条并联支路的闭合与断开；流槽连接鼓风化合桶。

2.根据权利要求1所述电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，其特征在于：所述鼓风化合桶包括桶体、电机及减速机和搅拌轴，搅拌轴插入桶体内，电机及减速机带动搅拌轴转动，搅拌轴上固定有双层搅拌桨；桶体内设有锥面环与筛孔柱面环构成的气环体，鼓气管前端固定在气环体上，鼓气管排气口在气环体内部偏高处。

3.根据权利要求2所述电解锰工艺中进行化合及高效压滤的装置，其特征在于：所述桶体底部设有液流槽，液流槽连接输出控制阀。