CN109763001A - 一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽 - Google Patents
一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，属于镍湿法冶金设备领域。其包括槽体，槽体上设有槽盖，槽盖顶部设有浸出液进口，其特征在于：所述槽盖顶部设有观察孔，且槽盖顶部偏离槽体中心线位置设有变频调速搅拌器，该变频调速搅拌器其搅拌桨相邻层桨叶呈“八”字型排布；槽体底部中心线位置设有树脂过滤器，树脂过滤器底部设有放液口。本发明采用变频调速多层斜叶浆式组合偏心搅拌形式，流场结构无对称性，纵向层流数多，湍流和液层间湍动效果明显，适于含有大粒度微固物等含锌复杂氢氧化镍钴盐酸浸出液的间歇式规模化树脂除锌。
Description
技术领域
本发明属于镍湿法冶金设备领域，具体是一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽。
背景技术
盐酸浸出红土镍矿中间物料氢氧化镍钴时，其浸出液含锌较高，同时含有一定量的有机物、硅酸胶体等。采用离子交换固定床、流化床、交换罐进行浸出液离子除锌时，由于树脂处于相对静止状态，有机物、硅酸胶体等大粒度微固物在树脂表层（正上位）或树脂底层（反上位）形成堆积层，存在树脂有效交换面积逐渐减小，树脂除锌能力下降明显等现象，或者造成偏流而降低树脂除锌效果。在负载树脂再生时，对堆积后的大粒度微固物无法进行彻底洗涤或解析，容易引发树脂中毒的可能；一旦树脂中毒后，又逼迫生产中断处理，对生产造成扰动，同时也无法对堆积后的微固物进行间歇式洗涤外排。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有离子交换设备存在的上述缺陷，提供一种可使树脂有效交换面积及除锌能力保持恒定的用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，包括槽体，槽体上设有槽盖，槽盖顶部设有浸出液进口，且槽盖顶部偏离槽体中心线位置设有变频调速搅拌器，该变频调速搅拌器其搅拌桨相邻层桨叶呈“八”字型排布；槽体底部中心线位置设有树脂过滤器，树脂过滤器底部设有放液口。
作为本发明技术方案的改进，上述槽盖顶部还设有洗镍酸进口，洗涤水进口和树脂再生稀酸进口，放液口底部设有六通器，该六通器包括两个进口和四个出口。其中，位于顶部的进口和槽体底部放液口的法兰连接，四个出口用于除锌后液、洗镍后酸、洗涤废水与树脂再生后酸的分类排放、收集，位于底部的进口和压缩空气管道连接。放液困难时，关闭出口阀门，打开底部的进口阀门使压缩空气逆向进入树脂除锌槽内，将自然沉积瓷实的树脂吹散，然后关闭该进口阀门，重新打开出口阀门放液。如此反复，加快放液速度。
上述变频调速搅拌器偏心率为0.21，在该最优偏心率条件下，树脂不易上浮或下沉，搅拌器对树脂造成的磨损少，树脂损耗小。
上述变频调速搅拌器其搅拌桨桨叶倾角为45°或135°，在获得固液混合相轴流、径流的同时，能够获得更大的固液混合相层流，进一步增强树脂和溶液中锌离子接触的几率，加大液体对树脂的涤荡力度。
上述变频调速搅拌器其搅拌桨桨叶为间距相等的4层，且搅拌桨4层桨叶高度为槽体总高的1/2，同样可起到使树脂不易上浮或下沉，减小树脂损耗的作用。
上述槽盖顶部还设有碱液进口，可通过添加碱液处理工序对中毒树脂进行解毒。
上述槽盖顶部还设有废气排放口，该废气排放口与余氯吸收系统相接，可以对树脂除锌过程中逸散出的含氯废气和氯化氢挥发气进行捕集和治理。
本发明的有益效果是：
1、本发明的偏心搅拌离子交换槽在树脂除锌时可使固液相（树脂与氢氧化镍钴盐酸浸出液）处于运动状态，树脂不易上浮或下沉，搅拌器对树脂造成的磨损小，树脂损耗少；桨叶两两呈“八”字型多层排布的变频调速搅拌器使固液混合相在产生轴流、径流的同时获得层流，有效防止了偏流现象的发生。
2、本发明的偏心搅拌离子交换除锌槽，偏心搅拌使桨叶和槽体内壁的距离处于一个渐变的过程，随着桨叶的旋转，其周围的流态不断发生变化，流体交替的拉伸和折叠，改变了流层固液相运动状态，清除了流场结构的对称性，使固液相流动和混合效果提高，增强了树脂和溶液中锌离子接触的几率，增强除锌树脂除锌能力。
3、采用间歇式除锌，在进行树脂洗涤时，可将槽内残留的和树脂架构表面附着的大粒度微固物及时排除，防止大粒度微固物在槽内富集和树脂架构表面形成堆积，实现含锌复杂氢氧化镍钴盐酸浸出液的规模化除锌；且可通过提高负载树脂再生阶段搅拌频率，加大洗涤水对树脂的涤荡力度，使堆积在树脂架构上的大粒度微固物彻底解析出来，降低了树脂中毒的几率。
4、通过槽底安装的六通器可分别将除锌后液、洗镍后酸、洗涤废水、树脂再生后酸分类排放，并对其进行收集处理。
5、通过反向吹风增强搅拌效果，也可在放液时吹散自然沉积瓷实的树脂，加快放液速度。
6、可根据生产需要在负载树脂再生后直接增加中毒树脂的碱液解毒环节，无需中断生产。
7、通过在槽盖上设置有含氯废气排口，将树脂除锌过程中逸散出的含氯废气和氯化氢挥发气进行捕集，引入生产配套余氯吸收系统，使全周期树脂除锌过程处于微负压状态，有效防止了含氯废气无组织逸散对环境造成的污染，净化了岗位作业环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明中六通器的主视图；
图4为本发明中六通器的左视图；
附图标记：1、槽体；2、槽盖；3、变频调速搅拌器；4、树脂过滤器；5、放液口；6、六通器；7、浸出液进口；8、洗镍酸进口；9、洗涤水进口；10、树脂再生稀酸进口；11、六通器进液口；12、出口：12-1、除锌后液出口，12-2洗镍后酸出口，12-3洗涤废水出口，12-4、树脂再生后酸出口；13、六通器进风口；14、碱液进口；15、废气排放口；16、观察孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-4所示，一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，包括槽体1，槽体1上设有槽盖2，槽盖2顶部设有浸出液进口7，洗镍酸进口8，洗涤水进口9，树脂再生稀酸进口10，废气排放口15和观察孔16，且槽盖2顶部偏离槽体1中心线位置设有变频调速搅拌3。该变频调速搅拌器3偏心率为0.21，其搅拌桨含有4层桨叶，且相邻桨叶呈“八”字型排布，桨叶倾角为45°或135°，4层桨叶高度为槽体1总高的1/2；槽体1底部中心线位置设有树脂过滤器3，树脂过滤器3底部设有放液口5。放液口5底部设有六通器6，该六通器6包括两个进口和四个出口12。其中，六通器进液口11和槽体1底部放液口5的法兰连接，六通器6四个出口12分别为除锌后液出口12-1、洗镍后酸出口12-2、洗涤废水出口12-3和树脂再生后酸出口12-4，六通器进风口13和压缩空气管道连接。上述各进口和出口均通过阀门控制（可通过现有技术实现，故图中并未示出）。
除锌时，打开浸出液进口7的阀门，使氢氧化镍钴盐酸浸出液进入槽内，达到规定体积后，关闭浸出液进口7的阀门。启动变频调速搅拌器3，除锌树脂、氢氧化镍钴盐酸浸出液在变频调速搅拌器3的作用下，均匀混合后处于悬浮运动状态进行除锌操作。待达到树脂除锌时间后，关闭变频调速搅拌器3，打开除锌后液出口12-1的阀门，放空除锌后液后关闭除锌后液出口12-1的阀门，再次打开浸出液进口7的阀门，进行二次树脂除锌。直到除锌后液含Zn≤0.005g/L时，停止树脂除锌作业。然后打开洗镍酸进口8的阀门，使洗镍酸进入槽内，待洗镍酸达到规定体积后，关闭洗镍酸进口8的阀门，启动变频调速搅拌器3进行负载树脂洗镍，待达到负载树脂洗镍时间后，关闭变频调速搅拌器3，打开槽底洗镍后酸出口12-2的阀门，放空洗镍后酸后关闭洗镍后酸出口12-2的阀门，再次打开洗镍酸进口8的阀门，进行二次树脂洗镍。待达到洗镍次数后停止负载树脂洗镍作业，然后打开洗涤水进口9的阀门，使洗涤水进入槽内，待洗涤水达到规定体积后，关闭洗涤水进口9的阀门，启动变频调速搅拌器3进行负载树脂解析。待达到负载树脂解析指标后，关闭变频调速搅拌器3，打开洗涤废水出口12-3的阀门，放空洗涤废水后关闭洗涤废水出口12-3的阀门，再次打开洗涤水进口9的阀门，进行负载树脂解析。待达到负载树脂解析次数后停止负载树脂解析作业，然后打开树脂再生稀酸进口10的阀门，使再生稀酸进入槽内，待再生稀酸达到规定体积后，关闭树脂再生稀酸进口10的阀门，启动变频调速搅拌器3进行树脂再生。待达到树脂再生时间后，关闭变频调速搅拌器3，打开树脂再生后酸出口12-4的阀门，放空树脂再生后酸后关闭树脂再生后酸出口12-4的阀门，再次打开树脂再生稀酸进口10的阀门，进行二次树脂再生。树脂再生后打开除锌前液进口7的阀门，使除锌前液进入槽内，开始第二周期树脂除锌，如此循环。放液困难时，关闭任一出口12的阀门，打开六通器进风口13的阀门，使压缩空气逆向进入树脂除锌槽槽体1内，将自然沉积瓷实的树脂吹松散，然后关闭六通器6六通器进风口13的阀门，重新打开六通器6出口12的阀门进行放液。如此反复，加快放液速度。
在树脂除锌后期，通过观察孔16观察，若发现因负载树脂密度增大出现下沉，造成固液混合不均时，可适度开启六通器进风口13的阀门，向槽体1内鼓入压缩空气，通过树脂过滤器4的分布作业，对下沉至槽底部分的负载树脂进行反向拌动，增强固液混合效果。当树脂除锌能力出现下降，或通过观察孔16观察，判断除锌树脂发生中毒时，可在负载树脂再生后，打开碱液进口14的阀门，使碱液进入槽体1内，待碱液达到规定体积后，关闭碱液进口14的阀门，启动变频调速搅拌器3进行中毒树脂解毒。待达到一次解毒时间后，关闭变频调速搅拌器3，打开洗涤废水出口12-3的阀门，放空解毒后废碱液后关闭洗涤废水出口12-3的阀门，再次打开碱液进口14的阀门，进行二次树脂解毒。直到树脂解毒成功后，再继续进行树脂再生。在整个树脂除锌的各个阶段，槽体1内逸散出的含氯废气和氯化氢挥发气，通过槽盖2上的废气排放口15捕集后，引入配套的余氯吸收系统，使全周期树脂除锌过程处于微负压状态，防止含氯废气无组织逸散对环境造成的污染，净化了岗位作业环境。
应用例
氢氧化镍钴盐酸浸出液典型成分为：Ni：97.9g/L，Co：2.97 g/L，Cu：0.15 g/L，Fe：0.29g/L，Zn：0.48g/L，Si：0.25 g/L，Cl－：118 g/L。
除锌后液：Ni：96.3g/L，Co：2.95 g/L，Cu：0.15 g/L，Fe：0.24g/L，Zn：0.005g/L，Si：0.09g/L，Cl－：112 g/L。
Claims (8)
1.一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，包括槽体，槽体上设有槽盖，槽盖顶部设有浸出液进口，其特征在于：所述槽盖顶部设有观察孔，且槽盖顶部偏离槽体中心线位置设有变频调速搅拌器，该变频调速搅拌器其搅拌桨相邻层桨叶呈“八”字型排布；槽体底部中心线位置设有树脂过滤器，树脂过滤器底部设有放液口。
2.如权利要求1所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述槽盖顶部还设有洗镍酸进口，洗涤水进口和树脂再生稀酸进口，放液口底部设有六通器；该六通器包括两个进口和四个出口，其中，六通器进液口和槽体底部放液口的法兰连接，六通器进风口和压缩空气管道连接，四个出口分别为除锌后液出口、洗镍后酸出口、洗涤废水出口和树脂再生后酸出口。
3.如权利要求1或2所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述变频调速搅拌器偏心率为0.21。
4.如权利要求1或2所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述变频调速搅拌器其搅拌桨桨叶倾角为45°或135°。
5.如权利要求1或2任一项所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述变频调速搅拌器其搅拌桨桨叶为4层，且间距相等。
6.如权利要求5所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述搅拌桨4层桨叶高度为槽体总高的1/2。
7.如权利要求1或2所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述槽盖顶部还设有碱液进口。
8.如权利要求1或2所述的一种用于氢氧化镍钴盐酸浸出液离子除锌的偏心搅拌离子交换槽，其特征在于：所述槽盖顶部还设有废气排放口，该废气排放口与余氯吸收系统相接。
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