CN110548475A - 强化固-固转型反应进程方法及回转强化湿法混合反应器 - Google Patents

Abstract

一种回转强化固‑固转型反应进程方法回转强化湿法混合反应器，所述方法是使反应浆料从设有N个反应室的卧式回转强化湿法混合反应器的筒体的一端流入通过溢流逐一流经每一个反应室后，从筒体的另一端流出，筒体转动时利用研磨体在反应室内壁滚动和滑动，对浆料中的固体颗粒不断地擦搓和淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固‑固转型反应得以持续顺行并有效强化。所述反应器，包括给料器、回转混合反应器、接液槽，给料器的输出接回转混合反应器的输入，回转混合反应器的输出接接液槽的输入。本发明过程连续，效率高，对固‑固转型反应强化效果好，结构简单，操作方便，适用于固‑固(液)转型反应的规模化工业生产。

Description

强化固-固转型反应进程方法及回转强化湿法混合反应器

技术领域

本发明属于冶金化工领域，具体涉及一种强化固-固转型反应进程方法及回转强化湿法混合反应器。

背景技术

常见的回转反应装置是回转窑，回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工J阿斯普发明了间歇操作的土立窑；1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑；1885英国人兰萨姆(ERansome)发明了回转窑，在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。目前，回转窑广泛用于建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中。

回转窑又称旋转煅烧窑(俗称旋窑)，是一种典型的火法冶金设备。在有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。使用回转圆筒设备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。回转窑由筒体、滚圈、支承装置、传动装置、窑头、尾罩、加热装置、热交换装置及喂料设备等组成。回转窑的加热方式分内热式和外热式两种：内热式回转窑的筒体由钢板卷成，内砌筑耐火材料，称为窑衬，用以保护筒体和减少热损失，内热式回转窑采用火焰在筒体内加热；外热式回转窑无窑衬(无耐火材料)，以利于热的传递，外热式回转窑在筒体外采用辐射加热、微波加热、导热油或熔盐加热提供热量。为了确保恒温带有足够的长度，回转窑的长径比通常为L/D≥10。回转窑的产能与其斜度和转速有关，斜度越大转速越快，回转窑的产能越高。为了确保窑体的稳定性，回转窑的斜度一般为2～5％，转速为0.6～7r/min。

球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，它是由水平的筒体、进出料空心轴及磨头等部分组成，筒体为长的圆筒，筒内装有研磨体，筒体为钢板制造，研磨体为钢制圆球，并按不同直径和一定比例装入筒中。球磨机的型号根据研磨物料的粒度加以选择，物料由球磨机进料端空心轴装入筒体内，当球磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性力、离心力及摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎，磨碎后的物料通过空心轴颈排出。因此，筒体转动时，只要钢球的离心力小于其自身的重力，筒体转速越快，研磨体被抛起的高度就越高，其下落时对物料产生的撞击力就越大，球磨机的生产能力就越强。筒体直径1米以内其转速一般为30～50r/min，1米以上其转速为10～30r/min。

球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业。

球磨的目的是将固体颗粒磨成粉末，物料磨粉是个物理过程。根据物料及排矿方式，球磨机分为干式型球磨机和湿式型球磨机两大类。湿式球磨机分间歇式和连续式两种：间歇式球磨机是将矿石和水按一定比例一次性加入，球磨一定时间后，把磨细的物料全部排出；连续式球磨机是将矿石和水按一定比例连续加入，磨细的物料连续排出。连续湿式球磨机排出的物料经螺旋分级机分级后，细砂液固分离得产品，粗砂通过联合进料器再回到球磨机内继续粉磨。

湿法混合反应器是湿法冶金的关键设备之一，主要用于矿物分解，其工作原理是将液体盛装在一个容器内，利用浸没于液体中的旋转叶轮(搅拌器)或其他方式搅动流体，实现两种或多种物料间的均匀混合，加速反应过程的传热和传质。固-固转型反应是指反应物中至少有一种是固体，而得到的产物中也至少有一种是固体，反应过程一旦固体反应物被固体的反应产物包裹，固-固转型反应就会自行终止。常用的湿法混合反应器有机械搅拌混合反应装置及流体搅拌混合反应装置(见图2)。然而，对于溶液中的固-固转型反应，无论采用机械搅拌还是采用流体搅拌，反应的转化率都无法满足生产工艺的要求。这是因为采用机械搅拌或流体搅拌的目的都是使反应浆料按一定方向形成流场，以避免固体物料沉积于反应器的底部，影响反应过程的传热和传质，但随着搅拌强度的增大，物料在反应器内的流速加快，由于惯性力的作用，流场中的液体和固体成为一个整体-液柱体(就像利用管道输送水泥砂浆一样)，固体颗粒与反应器壁的碰撞和摩擦的几率很小，固体颗粒间相互碰撞、摩擦的几率也很小，这就给固-固转型反应过程形成的固体生成物附着到固体反应物表面提供了可能，一旦固体生成物将固体反应物包裹，固-固转型反应就被终止。

球磨是强化溶液中固-固转型反应的常用办法。然而，直接用传统的湿式球磨机来强化很难满足固-固转型反应的要求。因此，人们对传统的湿式球磨机进行了改造，开发出多种强化固-固转型反应的装置，其中包括：中国专利公开号CN108715442A，公开日2018年10月30日，该申请案所公开的一种立式搅拌球磨反应装置；中国专利公开号CN103657804A，公开日2014年3月26日，该申请案所公开的一种卧式搅拌球磨反应装置。以上装置存在的主要缺陷是，过程不连续，反应物料加入后，难以对反应进行适时调控，反应达到终点后，得先将装置停下，把物料排空，才能再加料，重新启动，进行下一批次的作业。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提出的一种过程连续，作业效率高，对固-固转型反应进程的强化效果好，结构简单，操作方便的回转强化固-固转型反应进程方法回转强化湿法混合反应器，它可根据需要扩大涉及固-固转型反应的生产规模，该装置对溶液中的固-固转型反应及固-液反应能有效强化，并能实现液固分离的连续化作业。

发明人受煮饭淘米的启发，考虑在固-固转型反应过程中，引入研磨体，使研磨体在固-固转型反应料浆中滚动和/或滑动，研磨体的运动，将打破料浆内部的平衡，对浆料中的固体颗粒起擦搓、淘洗作用，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得以持续顺行及有效强化，缩短反应完全的时间。

本发明一种回转强化固-固转型反应进程方法，是使反应浆料从卧式回转强化湿法混合反应器的筒体的一端流入，所述反应器的筒体内设有N个反应室，反应室内有研磨体，料浆通过溢流逐一流经每一个反应室，最后，从筒体的另一端溢流出去，在此过程中，筒体转动，研磨体在重力和摩擦力的作用下，在反应室内壁滚动和滑动，对浆料中的固体颗粒不断地擦搓，研磨体的滑动同时又推动浆料沿筒体轴线的垂直方向翻滚，对擦搓后的固体颗粒进行淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得以持续顺行并有效强化，所述反应器的筒体的轴线与水平面之间形成2～5％的斜度，反应器筒体的转速为0.6～7r/min；研磨体与反应料浆的密度比为1.2～6.2，研磨体为刚性或/和柔性的圆球或/和异形球。

筒体内的圆环起堰塞作用，反应浆料从筒体的一端流入，并通过溢流逐一流经每一个反应室，最后，从筒体的另一端溢流出去。随着筒体的转动，在重力和摩擦力的作用下，研磨体在反应室内壁滚动和滑动，对浆料中的固体颗粒起擦搓作用，同时研磨体滑落又推动浆料沿筒体轴线的垂直方向翻滚，对擦搓后的固体颗粒进行淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得以持续顺行并有效强化，缩短反应完全的时间。为了避免因惯性力过大，而削弱研磨体对固体反应颗粒的擦搓作用，反应器筒体的转速限定为0.6～7r/min。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，包括给料器、回转混合反应器、接液槽，所述给料器的输出接所述回转混合反应器的输入，所述回转混合反应器的输出接所述接液槽的输入，所述回转混合反应器为圆筒体，在筒体内用大小相同的圆环片，将筒体内腔隔断成N个反应室，其中N≥2，筒体的斜度为2～5％，转速为0.6～7r/min；反应室内设有研磨体。随着筒体的转动，液体和固体反应物连续依次进入各个反应室，固体物料在溶液中不断地被擦搓和淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得到有效强化，缩短反应完全的时间。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述回转混合反应器上设有加热装置，所述加热装置设置在回转混合反应器筒体中的每一个反应室内壁或设置在回转混合反应器筒体外壁上。优选回转混合反应器采用外热式回转窑。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述给料器采用螺旋给料机或振动给料机，将固体反应物按一定比例加入反应器内与液体反应物搅拌混合，混合均匀后物料通过管道输入回转混合反应器的尾端。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述给料器采用桨式搅拌器或锚式搅拌器或框式搅拌器或推进式搅拌器或涡轮式搅拌器，所述搅拌器的转速为20-250r/min。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述反应室的长径比L/D≥1，不同反应室的长径比可以相同也可以不同，反应室内装有研磨体，反应室设有衬板与筒体固定，衬板为耐磨耐蚀钢板或衬胶钢板或衬塑钢板。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，研磨体为圆球或/和异形球，其材质为钢或陶瓷或塑料或橡胶，优选耐磨钢或耐磨陶瓷或耐磨塑料或耐磨橡胶，并根据固-固转型反应物料的物化性质，研磨体按不同直径和不同的物料与研磨体的质量比装入筒体内的各个反应室，使固-固转型反应得以持续顺行并有效强化，缩短反应完全的时间。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述圆环片由耐磨耐蚀钢板或衬胶钢板或衬塑钢板制成，圆环片的外径R与回转窑筒体的内径r相配，圆环的通孔直径≤0.2R，圆环片的厚度为1～10cm，圆环片上开有根据需要可以开闭的通道，通道的宽度小于研磨体的最小对径，圆环片主要起堰塞作用，通过控制给料速度，确保筒体转动时料浆在每一个反应室内都有一定的停留时间。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，液体和固体反应物进入反应室后，随着筒体的缓慢转动，由于摩擦力和重力的作用，研磨体朝筒体转动的反方向沿筒壁滚落或滑落，推动反应浆料有规律地朝筒体轴线的垂直方向回转翻滚，溶液中的固体物料不断地被擦搓和淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，避免相互间的包裹和团聚，使固-固转型反应得以持续顺行并有效强化，缩短反应完全的时间。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述接液槽内设有搅拌装置，接液槽的出口接液固分离器，液固分离器的输出分别为排渣口及排液口；接液槽用以承接回转混合反应器头部流出的反应物料，然后再通过管道将反应物料泵入液固分离器，进行液固分离。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，所述液固分离器选自离心过滤机、压滤机、叶滤机、真空转鼓过滤机、真空带式过滤机中的一种。

本发明一种回转强化湿法混合反应器，反应过程中对溶液的温度、pH及成分进行实时检测，根据检测结果对溶液的温度、pH及进出料速度进行调整，确保从回转强化湿法混合反应器溢流出来的浆料中不含未反应的固体反应物。

为便于操作，在搅拌混合给料器的液体进料口和排料口均设置有调节阀门，在接液槽的排料口设置有调节阀门，在给料器和回转混合反应器内分别装有温度计和pH计，在接液槽内装有液位计，在液固分离器的排液管内装有洗涤液成分检测仪，具体操作方法如下：

先关闭回转混合反应器内圆环片上的通道，开启搅拌混合给料器的搅拌装置和回转混合反应器，打开搅拌混合给料器的液体进料口调节阀门，将固体反应物与液体反应物按一定比例加入机械搅拌混合反应器内，混合均匀后物料从搅拌混合给料器的排料口进入回转混合反应器的尾端，同时开启回转混合反应器的加热装置，将反应物料加热到预定温度，随着筒体的缓慢转动，物料通过圆环的内圈溢流依次进入各个反应室，由于研磨体的滚落或滑落，推动反应浆料有规律地朝筒体轴线的垂直方向回转翻滚，溶液中的固体物料不断地被擦搓和淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得到有效强化，缩短反应完全的时间，反应后的物料从回转强化湿法混合反应器的头部溢出，并根据溢出物料的成分及pH，调节搅拌混合给料器内液体和固体反应物料的配比，及回转混合反应器的给料速度，斜度及转速；回转混合反应器进料初期出来的不合格物料，返回搅拌混合给料器后，再进入筒体内继续强化，直至反应完全；待接液槽内合格的反应浆料达到预定刻度，开启液固分离器，固液分离后分别得到滤渣和滤液；回转强化湿法混合反应器停机前，先停止加热和进料，再打开回转混合反应器内圆环片上的通道，用所得滤液将筒体内残留的固体物料清除后，再用清水清洗干净，停机备用。

本发明与已有的技术相比具有以下优点及效果：

由于采用上述装置，将湿法混合反应器和球磨机巧妙地嫁接到外热式回转窑的筒体内，并用圆环片将筒体分隔成多个反应室，反应物料在筒体内依次通过多级串联连续强化，用回转擦搓淘洗代替搅拌，有效防止反应过程溶液中固体物料间的包裹和团聚，强化固-固转型反应的进行，它与传统的间歇湿式球磨反应器相比，过程连续、可调，体积比产能大，多级连续强化，固-固转型反应完全时间缩短，且反应物料与空气接触的比表面积大，筒体转动过程气液两相逆流，有利于气-液-固多相反应的进行。

本装置与传统的湿式连续球磨装置相比，两者貌似相同，其实存在本质差异：湿式球磨机加入的物料是固体颗粒和水，其运行的目的是将不溶于水的粗固体颗粒磨成粉末，固体颗粒磨细是个物理过程，不发生化学反应。固体颗粒在球磨机中的研磨时间不仅与物料原始状态及粉末成品的粒度有关，还与球磨机筒体的转速有关。因为当球磨机筒体转动时，研磨体由于惯性力、离心力及摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时，由于重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。在一定范围内，筒体的转速越快，研磨体被提起的高度越高，下落时产生的撞击力就越大，成粉效果就越好。正是由于球磨机运行时的转速快，其产生的惯性力大，球磨机的筒体必须安装在一个水平面上，否则会事故不断。

回转强化湿法混合反应器加入的物料是液体反应物和不溶于水的粉状固体反应物，即物料在反应器筒体内发生液-固反应，且反应产物至少有一种是不溶于水的固体，其运行的目的是加快固-固转型反应的速度，固-固转型反应是个化学过程，而不是物理过程。物料在反应器筒体内的停留时间取决于固-固转型反应的速度，而不是反应物料研磨成粉的粒度。回转强化湿法混合反应器筒体的转速较慢，一般只有0.6～7r/min，其转动时，研磨体便会沿着筒壁滚动，对浆料中的固体颗粒产生擦搓作用，同时当研磨体被摩擦力带起到一定高度，在重力的作用下研磨体又会沿筒壁滑落，推动反应浆料在反应室内回转翻滚，对擦搓过的固体颗粒起淘洗作用，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，避免相互之间的包裹和团聚，使固-固转型反应得到有效强化，缩短反应完全的时间。这种回转翻滚与擦搓淘洗相结合的特殊的搅拌作用在传统的湿法混合反应器内是无法实现的。湿式球磨装置虽然也能将筒体内的浆料回转翻滚，但由于筒体转速太快，旋转产生的强大惯性力，使其内部浆料中的液体和固体成为一个整体(就像泥石流一样，泥浆和石块一起奔腾)，极大地削弱了反应溶液对固体物料的擦搓和淘洗作用。

湿式连续球磨装置可以是单级也可以是多级，多级湿式球磨装置的筒体也是水平的(见中国实用新型专利，一种新型多级球磨机，授权公布号：CN205966042U)，水平筒体转动时其内部的气体与外界基本不产生对流，且其转动带起的物料在筒内壁上是沿圆弧线走，而回转强化湿法混合反应器的筒体有2～5％的斜度，筒体转动时其内部的物料由尾部向头部逐级溢流，而空气则自发地由头部流向尾部上升，无需鼓风筒体内的气体会自动对流，即筒体转动时气-液两相逆流，且挂在其内壁上的泥浆状物料，筒体转动时沿螺旋线走(筒体轴线与水平面有一夹角)，极大地增大了气-液和气-固异相反应物的接触面，同事也延长了异相反应物的接触时间，有利于气-液-固多相反应的进行，尤其是有利于需要空气参与的氧化反应的进行。此外，回转强化湿法混合反应器筒体转动时，由于重力和摩擦力的作用，筒体内壁上挂的泥浆状物料中渗出的液体，对筒内壁上沾的固体物料起冲洗作用，使挂在筒壁上的固体反应物的反应面不断更新，也有利于液-固和气-固异相反应的进行。湿式球磨机由于筒体的转速快，强大的离心力和惯性力的作用，液体紧贴筒体内壁，这种冲洗作用很难体现。

综上所述，本装置结构合理，过程连续，作业效率高，液体中固-固转型反应强化效果好，操作简便，适用于涉及液体中固-固转型反应及固-液反应强化的大规模工业生产。

附图说明

图1为本发明的回转强化湿法混合反应器结构示意图；

图2为现有技术中机械搅拌式湿法混合反应装置。

其中，1、固体反应物料给料机，2、给料器，3、回转混合反应器筒体，4、隔断圆环片，5、衬板，6、研磨体，7、接液槽，8、液固分离器。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

一种回转强化湿法混合反应器：

参见图1，本发明设计的一种回转强化湿法混合反应器，由固体反应物料给料机1、给料器2、回转混合反应器筒体3、隔断圆环片4、衬板5、研磨体6、接液槽7、液固分离器8组成；所述固体反应物料给料机1用螺旋给料机或振动给料机，将固体反应物按一定比例加入反应器2搅拌混合均匀后与液体反应物混合，用桨式搅拌器或锚式搅拌器或框式搅拌器或推进式搅拌器或涡轮式搅拌器搅拌混合，搅拌器的转速为20-250r/min，混合均匀后物料通过管道输入回转混合反应器筒体3的尾端，物料通过溢流逐一流经每一个反应室，最后，从筒体的另一端溢流出去，回转混合反应器筒体3采用外热式回转窑，开启回转混合反应器筒体3(即外热式回转窑)的加热装置，将反应物料加热到预定温度；所述回转混合反应器筒体3是在外热式回转窑的筒体内用大小相同的圆环片4隔断成多个反应室，反应室的长径比L/D＝1.3，反应室有衬板5与筒体固定，衬板5为耐磨耐蚀钢板或衬胶(或衬塑)钢板，反应室内装有研磨体6，研磨体6为钢制圆球或衬胶(或衬塑)钢制圆球或陶瓷圆球，研磨体6按不同直径和比例装入筒体内各个反应室；所述圆环片4由耐磨耐蚀钢板或衬胶(或衬塑)钢板制成，圆环片4的外径R与筒体的内径r相配，圆环通孔直径为0.2R，圆环片4的厚度为1～10cm，圆环片4上开有根据需要可以开闭的通道，通道的宽度小于研磨体的最小对径，相邻反应室的隔断圆环片4由衬板5端头挤紧固定，筒体两端的圆环片4直接与筒体焊接，或由紧固件将其固定于筒体的端头，随着筒体的转动，进入回转混合反应器筒体3的尾端的反应浆料通过圆环的内圈溢流依次进入各个反应室，由于研磨体6的滚落或滑落，推动反应浆料有规律地朝筒体轴线的垂直方向回转翻滚，溶液中的固体物料不断地被擦搓和淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得到有效强化，缩短反应完全的时间，反应后的物料从回转混合反应器筒体3的头部溢出，进入接液槽7，然后再通过管道将反应物料泵入液固分离器8，进行液固分离，得滤液和滤渣。

为便于操作，在搅拌混合给料器2的液体进料口和排料口均设置有调节阀门，在接液槽7的排料口设置有调节阀门，在搅拌混合给料器2和回转混合反应器3内分别装有温度计和pH计，在接液槽7内装有液位计，在液固分离器8的排液管内装有洗涤液成分检测仪。

实施例2

含V 16.96g/L、Cr 2.39g/L的pH为8.5的钒渣钠化焙烧熟料水浸液在图1所示的回转混合反应器中加钙沉钒，按实施例1所述的操作方式，将Ca(OH)₂与钒渣钠化焙烧熟料水浸液按Ca/V质量比1:7.3同步加入给料器2中搅拌混合均匀，搅拌混合后连续加入Φ900×13500mm的回转混合反应器筒体3的尾端，筒体内用厚度为2cm的圆环片4隔断成7个反应室，圆环片中通孔直径为0.2R；反应室内有衬板5和研磨体6，筒体、圆环片、衬板及研磨体的材质均为耐磨钢，筒体斜度为2.5％，转速为3.5r/min，物料室温强化反应，物料在筒体内停留时间为20min，平均每小时处理物料4m³，反应后的物料从回转混合反应器筒体3的头部溢出，进入接液槽7，然后再通过管道将反应物料泵入液固分离器8，进行液固分离，得沉钒后液和富钒渣。富钒渣用于分离回收V，沉钒后液用于分离回收Cr。所得沉钒后液中含V0.01g/L，钒富集渣洗涤后含Cr为0.04％。渣计，钒的沉淀率为99.92％。

实施例3

含Ni 18.37g/L、Fe 4.27g/L的pH为0.5的镍浸出液在图1所示的回转强化湿法混合反应器中加钙除铁，按实施例1所述的操作方式，将Ca(OH)₂与镍浸出液按一定比例同步加入搅拌混合给料器2中搅拌混合，并维持溶液pH为2.9～3.1，混合后液连续加入Φ1200×16000mm的回转混合反应器筒体3的尾端，同时开启回转混合反应器筒体3的加热装置，将反应物料加热到预定温度，筒体内用厚度为2.5cm的圆环片4隔断成9个反应室，圆环片中通孔直径为0.15R，反应室内有衬板5和研磨体6，筒体、圆环片、衬板及研磨体的材质均为不锈钢，筒体斜度为3.5％，转速2.5r/min，物料60℃强化反应，物料在筒体内停留时间为30min，平均每小时处理物料5.5m³，反应后的物料从回转混合反应器筒体3的头部溢出，进入接液槽7，然后再通过管道将反应物料泵入液固分离器8，进行液固分离，得除铁后液和除铁渣。除铁后液用于分离回收Ni，所得除铁后液pH为4.5，其中含Ni 18.98g/L、Fe 0.01g/L；除铁渣洗涤后含Ni为0.02％。按液计，除铁率为99.8％。渣计，镍的损失率为0.2％。

对比例1

含V 16.96g/L、Cr 2.39g/L的pH为8.5的钒渣钠化焙烧熟料水浸液用类似于中国专利公开号CN103657804A，公开日2014年3月26日，该申请案所公开的一种卧式搅拌球磨反应器进行加钙沉钒，反应罐的有效体积为5m³，转速为15r/min，将Ca(OH)₂与钒渣钠化焙烧熟料水浸液按Ca/V质量比1:7.3加入反应罐中，水浸液加入体积为2.5m³，室温强化反应30min后，过滤得沉钒后液和富钒渣。所得沉钒后液中含V 0.05g/L，钒富集渣洗涤后含Cr为0.04％。渣计，钒的沉淀率为99.71％。装料卸料耗2h，平均每小时处理水浸液1m³。

对比例2

含Ni 18.37g/L、Fe 4.27g/L的pH为0.5的镍浸出液用类似于中国专利公开号CN108715442A，公开日2018年10月30日，该申请案所公开的一种立式搅拌球磨反应器进行加钙除铁，反应罐的有效体积为3m³，搅拌速度为65r/min，先加入镍浸出液2.5m³，然后缓慢加入Ca(OH)₂，调溶液pH至4.4～4.6，60℃强化反应45min后，过滤得除铁后液和除铁渣。所得除铁后液中含Ni 18.97g/L、Fe 0.97g/L，除铁渣洗涤后含Ni为0.03％。除铁后液中残留的铁为Fe(II)，除铁过程物料与空气接触的比表面积小，铁氧化不彻底。液计，除铁率为77.3％；渣计，镍的损失率为0.3％。装料卸料耗2.5h，平均每小时处理镍浸出液不到1m³。

Claims (10)

1.一种回转强化固-固转型反应进程方法，是使反应浆料从卧式回转强化湿法混合反应器的筒体的一端流入，所述反应器的筒体内设有N个反应室，反应室内有研磨体，料浆通过溢流逐一流经每一个反应室，最后，从筒体的另一端溢流出去，在此过程中，筒体转动，研磨体在重力和摩擦力的作用下，在反应室内壁滚动和滑动，对浆料中的固体颗粒不断地擦搓，研磨体的滑动同时又推动浆料沿筒体轴线的垂直方向翻滚，对擦搓后的固体颗粒进行淘洗，及时地将新生的固体生成物从固体反应物表面清理，使固-固转型反应得以持续顺行并有效强化，所述反应器的筒体的轴线与水平面之间形成2～5％的斜度，反应器筒体的转速为0.6～7r/min；研磨体与反应料浆的密度比为1.2～6.2，研磨体为刚性或/和柔性的圆球或/和异形球。

2.一种回转强化湿法混合反应器，包括给料器、回转混合反应器、接液槽，所述给料器的输出接所述回转混合反应器的输入，所述回转混合反应器的输出接所述接液槽的输入，所述回转混合反应器为圆筒体，在筒体内用大小相同的圆环片，将筒体内腔隔断成N个反应室，筒体的斜度为2～5％，转速为0.6～7r/min；反应室内有研磨体。

3.根据权利要求2所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：所述回转混合反应器上设有加热装置，所述加热装置设置在回转混合反应器筒体中的每一个反应室内壁或设置在回转混合反应器筒体外壁上。

4.根据权利要求2所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：所述给料器采用螺旋给料机或振动给料机，将固体反应物按一定比例加入反应器内与液体反应物搅拌混合，混合均匀后物料通过管道输入回转混合反应器的尾端。

5.根据权利要求2所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：所述给料器采用桨式搅拌器或锚式搅拌器或框式搅拌器或推进式搅拌器或涡轮式搅拌器，所述搅拌器的转速为20-250r/min。

6.根据权利要求2所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：所述反应室的长径比L/D≥1，不同反应室的长径比可以相同也可以不同，反应室设有衬板与筒体固定，衬板为耐磨耐蚀钢板或衬胶钢板或衬塑钢板。

7.根据权利要求2所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：研磨体为圆球或/和异形球，其材质为钢或陶瓷或塑料或橡胶。

8.根据权利要求2所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：所述圆环片由耐磨耐蚀钢板或衬胶钢板或衬塑钢板制成，圆环片的外径R与回转窑筒体的内径r相配，圆环的通孔直径≤0.2R，圆环片的厚度为1～10cm，圆环片上开有根据需要可以开闭的通道，通道的宽度小于研磨体的最小对径。

9.根据权利要求2-8任意一项所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：所述接液槽中设有搅拌装置，接液槽的出口接液固分离器，液固分离器的输出分别为排渣口及排液口；接液槽用以承接回转混合反应器头部流出的反应物料，然后再通过管道将反应物料泵入液固分离器，进行液固分离；所述液固分离器选自离心过滤机、压滤机、叶滤机、真空转鼓过滤机、真空带式过滤机中的一种。

10.根据权利要求9所述的一种回转强化湿法混合反应器，其特征在于：反应过程中对溶液的温度、pH值及成分进行实时检测，根据检测结果对溶液的温度、pH及进出料速度进行调整，确保从回转强化湿法混合反应器溢流出来的浆料中不含未反应的固体反应物。