CN110699549B - 一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置 - Google Patents

一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明适用于重金属回收领域，提供一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，包括料筒，料筒的顶部设有纯水入口、氯酸钠溶液入口、稀硫酸入口、进料口和安全气阀，料筒的内部设有搅拌筒，料筒的下方设有收集箱，本发明通过将搅拌筒进行分区，可以进行连续氧化酸浸作业，大大缩短了反应时间，提高了反应效率，金属的浸出率明显提高，镍浸出率可以达到99％以上，处理效果明显，此外，本发明针对易燃易爆的氢气引入在线监测系统，保证反应能够安全连续的进行，提高了反应安全系数，降低发生事故的可能性。

Description

一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置
技术领域
本发明属于重金属回收领域，尤其涉及一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置。
背景技术
泡沫镍是一种性能优良的吸声材料，在高频具有较高的吸声系数，通过吸声结构的设计可以提高其在低频的吸声性能，泡沫镍也是制造镉-镍电池和氢- 镍电池的最佳电极材料之一。
泡沫镍极片料所用基体材料为多孔的开孔泡沫塑料，含有海绵状多孔的金属镍、铁、铜及其它们的复合层多孔体，目前常用的方法是采用湿法提取，该方法在提取的过程中极易产生氢气，同时反应剧烈，不利于安全生产，为此只能少量且间歇加入硫酸，避免反应剧烈冒釜，因此此方法严重影响了工艺效率。并且该方法金属浸出率低，处理效果不太好，容易造成资源的浪费。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，旨在解决现有的方法存在金属浸出率低、处理效果差和反应太激烈的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
所述废旧泡沫镍中有价金属的回收装置包括支撑台，所述支撑台上安装有料筒，所述料筒的内部设有搅拌筒，所述料筒内底板上设有一圈挡环，所述挡环顶部与搅拌筒底板之间设置有一圈圆环轴承，所述料筒的底部安装有用于驱动所述搅拌筒转动的驱动电机，所述搅拌筒内均分为若干扇形区域，每个扇形区域底部且位于挡环内均安装有搅拌电机，位于挡环外均设有出料口，所述料筒的顶部设有纯水入口、氯酸钠溶液入口、稀硫酸入口、进料口和安全气阀，所述纯水入口、氯酸钠溶液入口和稀硫酸入口位于同一扇形区域的正上方，所述进料口位于另一扇形区域的正上方，所述料筒的底部且位于每个出料口的正下方设有排料口，所述料筒的下方设有收集箱，所述收集箱底部连接有排液管，所述料筒一侧开有排气口，另一侧设有单向阀，所述回收装置还包括顺次连接的水箱、碱液箱、干燥箱、氢气检测装置，所述排气口引出有输气管并连接至所述水箱，所述输气管上设置有强力风机，所述氢气检测装置的出气口连接有排气管，所述安全气阀连接有安全管，所述安全管上设置有除酸箱，所述排气管以及安全管均用于连通至氢气回收管道。
进一步的，所述搅拌筒的外壁与所述料筒的内壁之间设有气动密封套。
进一步的，所述支撑台且位于所述碱液箱的上方设有补碱液入口，所述碱液箱内设置有pH计。
进一步的，所述干燥箱内放置有变色硅胶，所述干燥箱的外壁开有观察窗。
本发明的有益效果是：本发明通过将搅拌筒进行分区，通过双搅拌方式提高搅拌效果，缩短浆化时间；而且分区后，搅拌桶在转动过程中，可自然实现各分区间隙加料，可提高加料速度；另外本发明通过加入氯酸钠可以降低反应剧烈程度，减少氢气产生量；因此本发明装置大大缩短了反应时间，提高了反应效率，金属的浸出率明显提高，镍浸出率可以达到99％以上，处理效果明显，此外，本发明针对易燃易爆的氢气引入在线监测系统，保证反应能够安全连续的进行，提高了反应安全系数，降低发生事故的可能性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的废旧泡沫镍中有价金属回收装置的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的废旧泡沫镍中有价金属的回收装置的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
如图1所示，本实施例提供的废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，包括支撑台1，所述支撑台上安装有料筒2，所述料筒的内部设有搅拌筒3，所述料筒内底板上设有一圈挡环4，所述挡环顶部与搅拌筒底板之间设置有一圈圆环轴承5，所述料筒的底部安装有用于驱动所述搅拌筒转动的驱动电机6，所述搅拌筒内均分为若干扇形区域，每个扇形区域底部且位于挡环内均安装有搅拌电机 7，位于挡环外均设有出料口8，所述料筒的顶部设有纯水入口9、氯酸钠溶液入口10、稀硫酸入口11、进料口12和安全气阀13，所述纯水入口、氯酸钠溶液入口和稀硫酸入口位于同一扇形区域的正上方，所述进料口位于另一扇形区域的正上方，所述料筒的底部且位于每个出料口的正下方设有排料口14，所述料筒的下方设有收集箱15，所述收集箱底部连接有排液管16，所述料筒一侧开有排气口17，另一侧设有单向阀31，，所述回收装置还包括顺次连接的水箱18、碱液箱19、干燥箱20、氢气检测装置21，所述排气口引出有输气管22并连接至所述水箱，所述输气管上设置有强力风机23，所述氢气检测装置的出气口连接有排气管24，所述安全气阀连接有安全管25，所述安全管上设置有除酸箱 26，所述排气管以及安全管均用于连通至氢气回收管道27。
本发明以搅拌筒内设置4个扇形区域的情形来介绍其工艺流程：开始时往搅拌筒内的其中一个扇形区域内加入自来水5-8m3、氯酸钠溶液1-2m3，与此同时打开进料口，往另一扇形区域中加入经破碎、筛选后的极片破碎料1-2t，然后启动驱动电机，驱动电机驱动搅拌筒旋转90°，然后关闭驱动电机，向扇形区域内加入自来水5-8m3、氯酸钠溶液1-2m3，向另一扇形区域加入极片破碎料1-2t，接着重复之前的步骤，待每个扇形区域内都加有自来水、氯酸钠溶液和极片破碎料后，开启4个扇形区域底部的搅拌电机，开始搅拌，频率为30Hz，同时驱动电机驱动搅拌桶整体正反连续转动，搅拌浆化时间为1-2h，这种双搅拌方式可以提高搅拌效果，缩短材料浆化时间。
待搅拌桨化完成后，向其中一个扇形区域先加入氯酸钠溶液，然后再加入硫酸溶液，加料同时启动驱动电机，实现搅拌桶正向转动同时进行加料；由于加入的反应物包括氯酸钠和硫酸，氯酸钠是氧化剂，可以加快反应进行同时也能减少氢气产生。由于加料过程中，搅拌桶是连续转动的，因此可实现各区间歇加料，这样可以进一步增加氯酸钠和硫酸的加入速度，缩短反应时间，提高反应效率。
加料时间为一小时，加料完成后，驱动搅拌桶正反转动，同时搅拌电机继续工作，共反应6-8小时，反应完成后，关闭搅拌电机，打开搅拌筒底部的出料口和料筒底部的排料口，由于挡环的存在(挡环既能阻止溶液溅入搅拌电机，也能起支撑搅拌筒的作用)，溶液全部进入收集箱中，然后从收集箱底部的排液管排出，进行后续的进一步分离。
在反应进行时，强力风机必须开启，反应产生的氢气中携带有酸性气体，经水箱和碱液箱洗涤后进入干燥箱内进行干燥，然后进入氢气检测装置进行检测，再经排气管连通至氢气回收管道，若检测氢气浓度过高，一般不超过6％，可减慢硫酸和氯酸钠的流量。此外，在料筒的上方还设有安全出口，若排气口排气受阻，料筒内的压力升高，氢气冲开安全气阀，经安全管上的除酸箱吸收后连接到氢气回收管道。正常情况下，氢气从排气口排出，只有在意外情况下，才会冲开安全阀，因此除酸箱只需很小体积即可。
本发明通过将搅拌筒进行分区，可以进行连续氧化酸浸作业，大大缩短了反应时间，提高了反应效率，金属的浸出率明显提高，镍浸出率可以达到99％以上，处理效果明显，此外，本发明先加入氯酸钠溶液，然后再加入硫酸，能有效防止反应初期产生大量气体，同时本发明针对易燃易爆的氢气引入在线监测系统，保证反应能够安全连续的进行，提高了反应安全系数，降低发生事故的可能性。
正常情况下，由于氢气密度很小，产生的气体基本会上浮在料筒内顶层，同时在强力风机的作用力下，氢气连同从单向阀进入的空气会急速从排气口抽出，因此氢气基本不会流向料筒底部。但是如果出现意外情况，气体无法从排气口抽出，筒内压强会增加，因此为防止少量的氢气从料筒底部逸出，造成安全隐患，本实施例在搅拌筒的外壁与所述料筒的内壁之间设有气动密封套28。
同时，所述支撑台且位于所述碱液箱的上方设有补碱液入口29，所述碱液箱内设置有pH计，反应过程中必须保持碱液的pH保持在9以上，如果pH低于9时，需及时补加碱液。
此外，所述干燥箱内放置有变色硅胶，所述干燥箱的外壁开有观察窗30，变色硅胶能吸收氢气中所带的水气，通过观察窗可以实时观测变色硅胶的情况，若变色硅胶全变为粉红的，需要对变色硅胶进行更换或脱水处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，其特征在于，包括支撑台，所述支撑台上安装有料筒，所述料筒的内部设有搅拌筒，所述料筒内底板上设有一圈挡环，所述挡环顶部与搅拌筒底板之间设置有一圈圆环轴承，所述料筒的底部安装有用于驱动所述搅拌筒转动的驱动电机，所述搅拌筒内均分为若干扇形区域，每个扇形区域底部且位于挡环内均安装有搅拌电机，位于挡环外均设有出料口，所述料筒的顶部设有纯水入口、氯酸钠溶液入口、稀硫酸入口、进料口和安全气阀，所述纯水入口、氯酸钠溶液入口和稀硫酸入口位于同一扇形区域的正上方，所述进料口位于另一扇形区域的正上方，所述料筒的底部且位于每个出料口的正下方设有排料口，所述料筒的下方设有收集箱，所述收集箱底部连接有排液管，所述料筒一侧开有排气口，另一侧设有单向阀，所述回收装置还包括顺次连接的水箱、碱液箱、干燥箱、氢气检测装置，所述排气口引出有输气管并连接至所述水箱，所述输气管上设置有强力风机，所述氢气检测装置的出气口连接有排气管，所述安全气阀连接有安全管，所述安全管上设置有除酸箱，所述排气管以及安全管均用于连通至氢气回收管道。
2.如权利要求1所述废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，其特征在于，所述搅拌筒的外壁与所述料筒的内壁之间设有气动密封套。
3.如权利要求1所述废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，其特征在于，所述支撑台且位于所述碱液箱的上方设有补碱液入口，所述碱液箱内设置有pH计。
4.如权利要求1所述废旧泡沫镍中有价金属的回收装置，其特征在于，所述干燥箱内放置有变色硅胶，所述干燥箱的外壁开有观察窗。
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