CN107881340A - 两段式焙砂逆流循环浸取器及焙砂浸取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两段式焙砂逆流循环浸取器及焙砂浸取方法，浸取器包括：焙砂储存浸取装置，所述焙砂储存浸取装置用于储存焙砂和浸取液，并利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂；焙砂输入装置，所述焙砂输入装置将焙砂输入焙砂储存浸取装置；焙砂输出装置，用于将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出或将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出；控制装置，用于控制上述装置配合运行，将焙砂中的矿物质浸取到液体中。本发明资源利用率高，提高了资源的利用率。可以实现废水零排放，采用本发明浸取器浸取剂使用量少，减少了水和硫酸的消耗量，耗水量低于20吨。此外机械化、自动化程度高，减少用工量，改善操作工人的劳动环境，降低操作工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于金属提取技术领域，特别是涉及一种两段式焙砂逆流循环浸取器及焙砂浸取方法。
背景技术
钒是重要的战略资源，钒以微合金化元素加入金属中，如加入钢中可以提高钢材的强度、韧性和耐磨性等，是发展新型微合金化金属材料中必不可少的元素之一。钒液流储能电池在安全性，环保性，循环使用性等方面具有独特的优势。我国具有丰富的石煤钒矿资源，随着钒在冶金、化工、新能源等领域的广泛应用，开发含钒石煤矿产资源具有极大的经济和社会意义。
现有石煤提钒工艺中，经过焙烧的钒矿球（钒矿焙砂）需要水或酸、碱溶液浸取，以获取矿中的钒。传统的浸取设备和浸取方法需要消耗大量的水，产生过量的工业废水，浸取效率低且浸取率低。要解决上述问题，必须创新现有浸取设备和浸取方法。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种两段式焙砂逆流循环浸取器，以解决传统的浸取设备和浸取方法需要消耗大量的水，产生过量的工业废水，浸取效率低且浸取率低的技术问题。
本发明的第二目的是提供一种焙砂浸取方法，以解决传统的浸取设备和浸取方法需要消耗大量的水，产生过量的工业废水，浸取效率低且浸取率低的技术问题。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种两段式焙砂逆流循环浸取器，用于浸取焙砂中的金属离子，其包括：
焙砂储存浸取装置，所述焙砂储存浸取装置用于储存焙砂和浸取液，并利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂；所述焙砂储存浸取装置包括第一焙砂储存浸取设备和第二焙砂储存浸取设备；所述第一焙砂储存浸取设备和第二焙砂储存浸取设备相互连通；
焙砂输入装置，所述焙砂输入装置安装在焙砂储存浸取装置的顶部，将焙砂输入焙砂储存浸取装置；
焙砂输出装置，所述焙砂输出装置安装在焙砂储存浸取装置的底部，用于将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出或将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出；
控制装置，所述控制装置用于控制焙砂储存浸取装置、焙砂输入装置和焙砂输出装置的配合运行，将焙砂中的矿物质浸取到液体中。
本发明如上所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，进一步，所述第一焙砂储存浸取设备和第二焙砂储存浸取设备均包括，焙砂储罐、浸取液循环池、逆流水泵、空气压缩机及压缩空气储罐；所述焙砂储罐通过焙砂储罐的底座安装在地平面上；逆流水泵通过管道连接焙砂储罐和浸取液循环池；压缩空气储罐通过管道与焙砂储罐的底部连通；焙砂储罐上部的溢流口通过管道与浸取液循环池连通。
本发明如上所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，进一步，所述焙砂输入装置包括垂直提升机、防尘焙砂输送机；垂直提升机的出料口通过管道与防尘焙砂输送机相连，防尘焙砂输送机的出料口与第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐连通；所述焙砂输入装置还包括斗式皮带提升机、自动皮带焙砂输送机；斗式皮带提升机出料口通过管道与自动皮带焙砂输送机相连，自动皮带焙砂输送机出料口与第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐相通。
本发明如上所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，进一步，所述焙砂输出装置包括焙砂输出皮带机、矿渣输出皮带机；焙砂输出皮带机的进料端与第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐的出料口连通，焙砂输出皮带机的出料端与斗式皮带提升机的进料端连通；矿渣输出皮带的入料端与第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐的出料口连通。
本发明如上所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，进一步，第一焙砂储存浸取设备的浸取液循环池与第二焙砂储存浸取设备的浸取液循环池相互连通。
一种焙砂浸取方法，利用如上任一项所述两段式焙砂逆流循环浸取器实现，包括以下步骤：
步骤1，焙砂输入装置将焙烧窑输出的焙砂送入第一焙砂储存浸取设备；
步骤2，利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂，以完成焙砂在第一焙砂储存浸取设备内的浸取；
步骤3，焙砂输出装置将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出并通过焙砂输入装置送入第二焙砂储存浸取设备；
步骤4，利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂，以完成焙砂在第二焙砂储存浸取设备内的浸取；
步骤5，焙砂输出装置将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出。
本发明的有益效果是：
随着国家实施生态保护和提高资源综合利用率国策，工业废水的排放将受到更严厉的管制，而提高资源利用率则是可持续发展的必然选择。
1、资源利用率高，采用本发明浸取率可以达到85%，浸取后的矿渣含钒品位低于0.3%，提高了资源的利用率，与传统浸取方法相比，每吨钒可减少使用矿石20～30吨。
2、可以实现废水零排放，采用本发明浸取剂使用量少，减少了水和硫酸的消耗量，每百立方米焙砂耗酸量低于5吨，耗水量低于20吨，且全部使用循环水，为废水零排放奠定了基础。
3、本发明机械化、自动化程度高，减少用工量，改善操作工人的劳动环境，降低操作工人的劳动强度。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明一种实施例的两段式焙砂逆流循环浸取器整体示意图；
图2为本发明一种实施例的第一焙砂储存浸取设备运行示意图；
图3为本发明一种实施例的第二焙砂储存浸取设备运行示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一焙砂储存浸取设备，11、第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐，12、第一焙砂储存浸取设备的浸取液循环池，13、第一焙砂储存浸取设备的逆流水泵；
2、第二焙砂储存浸取设备，21、第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐，22、第二焙砂储存浸取设备的浸取液循环池，23、第二焙砂储存浸取设备的逆流水泵；
3、焙砂输入装置，31、垂直提升机，32、防尘焙砂输送机，33、斗式皮带提升机，34、自动皮带焙砂输送机；
4、焙砂输出皮带机；
5、矿渣输出皮带机；
6、控制装置；
7、压缩空气储罐；
8、导液管。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的两段式焙砂逆流循环浸取器及焙砂浸取方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1示出本发明一种实施例的两段式焙砂逆流循环浸取器，用于浸取焙砂中的金属离子，其包括：
焙砂储存浸取装置，所述焙砂储存浸取装置用于储存焙砂和浸取液，并利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂；所述焙砂储存浸取装置包括第一焙砂储存浸取设备1和第二焙砂储存浸取设备2；所述第一焙砂储存浸取设备1和第二焙砂储存浸取设备2相互连通；
焙砂输入装置3，所述焙砂输入装置安装在焙砂储存浸取装置的顶部，将焙砂输入焙砂储存浸取装置；
焙砂输出装置，所述焙砂输出装置安装在焙砂储存浸取装置的底部，用于将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出或将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出；
控制装置6，所述控制装置用于控制焙砂储存浸取装置、焙砂输入装置和焙砂输出装置的配合运行，将焙砂中的矿物质浸取到液体中。
在本发明上述实施例的两段式焙砂逆流循环浸取器中，如图1所示，所述第一焙砂储存浸取设备1和第二焙砂储存浸取设备2均包括，焙砂储罐、浸取液循环池、逆流水泵、空气压缩机及压缩空气储罐7；所述焙砂储罐通过焙砂储罐的底座安装在地平面上；逆流水泵通过管道连接焙砂储罐和浸取液循环池；压缩空气储罐通过管道与焙砂储罐的底部连通；焙砂储罐上部的溢流口通过管道与浸取液循环池连通。
在本发明上述实施例的两段式焙砂逆流循环浸取器中，如图1所示，所述焙砂输入装置3包括垂直提升机31、防尘焙砂输送机32；垂直提升机的出料口通过管道与防尘焙砂输送机相连，防尘焙砂输送机的出料口与第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐连通；所述焙砂输入装置还包括斗式皮带提升机33、自动皮带焙砂输送机34；斗式皮带提升机出料口通过管道与自动皮带焙砂输送机相连，自动皮带焙砂输送机出料口与第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐相通。
在本发明上述实施例的两段式焙砂逆流循环浸取器中，如图1所示，所述焙砂输出装置包括焙砂输出皮带机4、矿渣输出皮带机5；焙砂输出皮带机4的进料端与第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐的出料口连通，焙砂输出皮带机的出料端与斗式皮带提升机的进料端连通；矿渣输出皮带机5的入料端与第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐的出料口连通。
在本发明上述实施例的两段式焙砂逆流循环浸取器中，如图1所示，第一焙砂储存浸取设备的浸取液循环池12与第二焙砂储存浸取设备的浸取液循环池22通过导液管8相互连通。
本发明实施例还提供一种焙砂浸取方法，利用如上任一项所述两段式焙砂逆流循环浸取器实现，包括以下步骤：
步骤1，焙砂输入装置将焙烧窑输出的焙砂送入第一焙砂储存浸取设备；
步骤2，利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂，以完成焙砂在第一焙砂储存浸取设备内的浸取；
步骤3，焙砂输出装置将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出并通过焙砂输入装置送入第二焙砂储存浸取设备；
步骤4，利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂，以完成焙砂在第二焙砂储存浸取设备内的浸取；
步骤5，焙砂输出装置将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出。
以下以一种实施例说明焙砂浸取方法的详细过程：
步骤1、启动垂直提升机、防尘焙砂输送机，将焙烧窑输出的焙砂送入第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐11。当焙砂储罐中的焙砂达到规定高度后，关闭垂直提升机和防尘焙砂输送机。
步骤2、如图2所示，启动第一焙砂储存浸取设备的逆流水泵13和空气压缩机，将第一焙砂储存浸取设备的浸取液循环池12中的低浓度浸取液（浸取剂）由焙砂储罐底部送入，逆流冲洗焙砂后经焙砂储罐顶部溢流口流入浸取液循环池中，再次泵入焙砂储罐，反复循环冲洗焙砂30分钟～50分钟，期间每隔10分钟～20分钟由焙砂储罐底部管道送入压缩空气一次。上述过程完成后停止循环冲洗，关闭逆流水泵。
步骤3、停止循环冲洗1～2小时，其间每30分钟自焙砂储存罐底部送压缩空气一次。
步骤4、重复步骤2一次
步骤5、重复步骤3一次
步骤6、间隔重复步骤2和步骤3二次到四次后，检测浸取液循环池中的浸取液含钒浓度，当其含钒浓度超过5g/L时，将该浸取液由浸取液循环池送往高浓度钒液储池，以备下一工序离子交换使用，直到焙砂储罐和浸取液循环池中的浸取液全部排空。焙砂完成一次逆流循环浸取。
步骤7、自低浓度钒液池送入含钒浓度低于3g/L的钒浸取液至浸取液循环池和焙砂储罐，直至焙砂储罐和浸取液循环池达到规定液位。
步骤8、重复步骤2，步骤3三次到七次，检测浸取液循环池中浸取液含钒浓度，当其含钒浓度超过5g/L时，将该浸取液送往高浓度钒液储存池；若其含钒浓度低于5g/L时，则送往低浓度钒液池，直至焙砂储罐和浸取液循环池排空，焙砂完成第二次循环浸取。
步骤9、重复步骤7，步骤8，焙砂完成五次到七次逆流循环浸取。
步骤10、启动焙砂输出皮带机，斗式皮带提升机，自动皮带焙砂输送机，然后打开第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐卸料口，将焙砂储罐中的焙砂送入第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐21中，以备第二段逆流循环浸取，直到第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐中的焙砂全部输送到第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐中。
步骤11、如图3所示，启动第二焙砂储存浸取设备的逆流水泵23和空气压缩机，将第二焙砂储存浸取设备的浸取液循环池中22的低浓度含钒液（浸取剂）由焙砂储罐底部送入，如步骤2，步骤3，步骤4，步骤5，步骤6，焙砂在第二焙砂储存浸取设备完成一次逆流循环浸取。
步骤12、送入不含钒循环水（浸取剂）至第二焙砂储存浸取设备的浸取液循环池和第二段焙砂储罐，直到达到规定液位。
步骤13、重复步骤11和步骤12五次到九次，直到浸取液循环池中的浸取液含钒浓度低于0.15%。排空焙矿储罐中的全部液体。
步骤14、启动矿渣输出皮带机，打开焙砂储罐卸料口，矿渣通过矿渣输出皮带机卸到矿渣堆场待运。
完成一次焙砂浸取的全过程。焙烧窑不断向第一焙砂储存浸取设备送入新的焙砂，经过第一和第二焙砂储存浸取设备反复多次逆流循环冲洗后，焙砂中含钒量下降到0.3%以下，成为矿渣。矿渣输出皮带不断向矿渣堆场卸出矿渣，浸取工序的流程如此持续进行。
本发明上述实施例具有以下有益效果：
1、资源利用率高，采用本发明浸取率可以达到85%，浸取后的矿渣含钒品位低于0.3%，提高了资源的利用率，与传统浸取方法相比，每吨钒可减少使用矿石20～30吨。
2、可以实现废水零排放，采用本发明浸取剂使用量少，减少了水和硫酸的消耗量，每百立方米焙砂耗酸量低于5吨，耗水量低于20吨，且全部使用循环水，为废水零排放奠定了基础。
3、本发明机械化、自动化程度高，减少用工量，改善操作工人的劳动环境，降低操作工人的劳动强度。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (6)
1.一种两段式焙砂逆流循环浸取器，用于浸取焙砂中的金属离子，其特征在于，包括：
焙砂储存浸取装置，所述焙砂储存浸取装置用于储存焙砂和浸取液，并利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂；所述焙砂储存浸取装置包括第一焙砂储存浸取设备和第二焙砂储存浸取设备；所述第一焙砂储存浸取设备和第二焙砂储存浸取设备相互连通；
焙砂输入装置，所述焙砂输入装置安装在焙砂储存浸取装置的顶部，将焙砂输入焙砂储存浸取装置；
焙砂输出装置，所述焙砂输出装置安装在焙砂储存浸取装置的底部，用于将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出或将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出；
控制装置，所述控制装置用于控制焙砂储存浸取装置、焙砂输入装置和焙砂输出装置的配合运行，将焙砂中的矿物质浸取到液体中。
2.根据权利要求1所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，其特征在于，所述第一焙砂储存浸取设备和第二焙砂储存浸取设备均包括，焙砂储罐、浸取液循环池、逆流水泵、空气压缩机及压缩空气储罐；所述焙砂储罐通过焙砂储罐的底座安装在地平面上；逆流水泵通过管道连接焙砂储罐和浸取液循环池；压缩空气储罐通过管道与焙砂储罐的底部连通；焙砂储罐上部的溢流口通过管道与浸取液循环池连通。
3.根据权利要求2所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，其特征在于：
所述焙砂输入装置包括垂直提升机、防尘焙砂输送机；垂直提升机的出料口通过管道与防尘焙砂输送机相连，防尘焙砂输送机的出料口与第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐连通；
所述焙砂输入装置还包括斗式皮带提升机、自动皮带焙砂输送机；斗式皮带提升机出料口通过管道与自动皮带焙砂输送机相连，自动皮带焙砂输送机出料口与第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐相通。
4.根据权利要求3所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，其特征在于，所述焙砂输出装置包括焙砂输出皮带机、矿渣输出皮带机；焙砂输出皮带机的进料端与第一焙砂储存浸取设备的焙砂储罐的出料口连通，焙砂输出皮带机的出料端与斗式皮带提升机的进料端连通；矿渣输出皮带的入料端与第二焙砂储存浸取设备的焙砂储罐的出料口连通。
5.根据权利要求2～4任一项所述的两段式焙砂逆流循环浸取器，其特征在于，第一焙砂储存浸取设备的浸取液循环池与第二焙砂储存浸取设备的浸取液循环池相互连通。
6.一种焙砂浸取方法，其特征在于，利用权利要求1～5任一项所述两段式焙砂逆流循环浸取器实现，包括以下步骤：
步骤1，焙砂输入装置将焙烧窑输出的焙砂送入第一焙砂储存浸取设备；
步骤2，利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂，以完成焙砂在第一焙砂储存浸取设备内的浸取；
步骤3，焙砂输出装置将第一焙砂储存浸取设备内的焙砂卸出并通过焙砂输入装置送入第二焙砂储存浸取设备；
步骤4，利用浸取液和压缩空气逆流冲洗焙砂，以完成焙砂在第二焙砂储存浸取设备内的浸取；
步骤5，焙砂输出装置将第二焙砂储存浸取设备的矿渣输出。
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