CN111494985A - 多级连续逆流洗涤浸出设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工、冶金、粉末材料、环保等领域，尤其涉及多级连续逆流洗涤浸出设备和方法。逆流洗涤设备包含壳体，壳体为立式壳体，内部能够进行立式逆流洗涤，物料朝下走，洗液朝上走；壳体内部包含层层叠加的多级洗涤系统，洗涤系统包含转动的转轴，转动的转轴上相对应的每一级转盘与壳体内壁之间形成的缝隙及空腔作为物料及洗液的通道，洗液逐渐朝上，物料逐渐朝下，依次进行多级逆流连续洗涤，洗涤后物料从最下面出口排出，洗涤废液从最上面出口排出。采用多级连续多级逆流洗涤方式，具有洗涤用水量小、废水少、回收率高、洗涤质量高、洗涤效果好等特点。更重要的是，容易实现自动连续控制和操作，大大减轻了人工劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及化工、冶金、粉末材料、环保等领域，尤其涉及多级连续逆流洗涤浸出设备和方法。
背景技术
在化工、冶金、粉末材料、环保等领域，浸出、沉淀的粉末类产品及中间产品的洗涤工序，是非常重要且不可缺少工序。洗涤有多种用途：如湿法冶金浸出，镍、钴、铜等矿的湿法冶金浸出渣中带有有价值金属，必须通过洗涤后加以回收，经过洗涤可提高镍、钴、铜的回收率3%—5%。在化工产品特别是电池材料及前驱体生产过程中，离子杂质（如钠Na、钙Ca、镁Mg等）含量超标，达不到质量标准，通过洗涤降低杂质含量，使产品质量达标，例如碳酸锂、二氧化锰等产品主要杂质就需要通过洗涤去除。在环保领域，危废渣中带有毒有害物质，如重金属元素超标（汞Hg、铅Pb、镉Cd等），通过洗涤去除有害物质，使危废渣无害化，达到环保要求。
现有洗涤工艺及设备存在的问题
目前采用的是平行间断洗涤法，其洗涤过程是：将被洗物（粉末状）与水按一定固液比浆化，加入到洗涤釜中搅拌洗涤一定时间后，通过过滤，使固液分离。一般都要需要进行多次重复洗涤操作，才能达到洗涤效果。每次洗涤都要经过按比例加料加水、搅拌、沉降、过滤脱水等全套过程。这种洗涤方式是一种平行的、间断的、多次重复的洗涤过程，突出问题是：多次反复洗涤造成洗涤用水量很大，形成的废水量也大，废水处理难度大。重复洗涤操作次数多，劳动强度大，洗涤周期长，洗涤效率低。此外，多次过滤分离造成穿滤损失大，影响回收率及洗涤效果。
发明内容
发明的目的：为了提供一种效果更好的多级连续逆流洗涤浸出设备和方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：
多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，逆流洗涤设备包含壳体，壳体为立式壳体，内部能够进行立式逆流洗涤，物料朝下走，洗液朝上走；壳体内部包含层层叠加的多级洗涤系统，洗涤系统包含转动的转轴19，转轴19上安装有一个以上的转盘，每一级转盘16与壳体内壁之间形成的缝隙及空腔能够作为物料及洗液的通道，洗液能够逐渐朝上，物料能够逐渐朝下，依次进行多级逆流连续洗涤，洗涤后物料从最下面出口排出，洗涤废液从最上面出口排出。
本发明进一步技术方案在于，减速机1以及驱动电机2安装在壳体的上方，减速机1的动力输出轴连接转轴19及转盘16；每一级的洗涤系统均包含中间锥筒，中间锥筒下方固定连接着裙筒37，裙筒37为圆柱筒结构，裙筒37下方固定连接着刮料板14；刮料板14和转盘16之间为间隙28。
本发明进一步技术方案在于，裙筒37上包含多个孔口35，多个孔口35均布在裙筒37的侧面；所述的孔口35为圆形孔、方形孔。
本发明进一步技术方案在于，转盘16的中心固定在转轴19上，转盘16中部为锥形结构；下方为平板结构。
本发明进一步技术方案在于，壳体为圆柱筒30，圆柱筒30固定着圆柱筒固定板31，圆柱筒固定板31连接着边壁固定倾斜板29，边壁固定倾斜板29下方固定着刮料板14，刮料板14和转盘16之间为间隙28。
本发明进一步技术方案在于，壳体为圆柱筒30，圆柱筒30固定着倾斜板41，圆柱筒固定板31边侧为辅助转动盘34；辅助转动盘34固定连接着转轴19；辅助转动盘34端部的倾斜间隙边侧弯板头33和倾斜板41之间的倾斜间隙32用于走物料和洗液。
本发明进一步技术方案在于，壳体下方包含洗液进口5，壳体上方包含洗涤废液出口4，壳体上方包含物料进口3，壳体下方包含物料出口7；壳体中部的多级洗涤系统每一个都包含取样检查口23，；每一个洗涤系统边侧包含洗涤废液出口，洗涤废液出口与溢流总管相连通；通过取样检查口23能够随时获取各级洗涤的具体情况，洗涤废液出口可以单独流出，或者汇入溢流总管排出或收集。
本发明进一步技术方案在于，多级洗涤系统将各单元洗涤过程串联起来，将间断清洗过程连续化；
洗涤设备主壳体由多个锥筒连接而成，自上而下设置有加料上锥筒18、中间锥筒A17、中间锥筒B15、中间锥筒C13、中间锥筒D12、下锥筒11、集料锥筒10、出料锥筒8，各锥筒间均用法兰连接，法兰间加有密封垫；
最顶部即第一层为加料上锥筒18，其顶部设有固定及活动盖板和物料进口3，以及洗涤废液出口4和/或溢流口，其内部设有加料筒20，锥筒底部裙筒37上设有数量均布的刮料板14，加料上锥筒18与内部转轴19上相对应的那个转盘16之间形成的物料及洗水通道组成第一级洗涤的交换口；
第二层至第五层中间锥筒依次为：中间锥筒A17、中间锥筒B15、中间锥筒C13、中间锥筒D12、……， 每一个中间锥筒底部裙筒37上设有数量均布的刮料板14，每一个中间锥筒与内部转轴19上相对应的那个转盘16之间形成的物料及洗液通道形成第二级至第五级洗涤的交换口；第六层下锥筒11设有洗液进口5及内部环形通水管组件，保证进入的洗液纯水在物料中分散均匀，下锥筒底部的裙筒37上设有多个均布的刮料板14，下锥筒与内部转轴19上相对应的那个转盘16之间形成的物料及洗水通道组成实际上的第六级洗涤的交换口；第七层的集料锥筒10其内部下中心位置设有下轴承座9，用于安装转轴19及转盘16，集料锥筒10底部和下轴承座9均固定在机架6的横档平面上；最底层即第八层为出料锥筒8，洗涤后的物料从其下部的物料出口7排出；
洗涤设备为立式圆台结构，其内部主体结构件有：转轴19、安装在转轴19上的与各洗涤级锥筒底部的裙筒37及刮料板14位置相对应的转盘16，上轴承座21、下轴承座9、联轴器22；上下轴承座均固定在机架6的横档平面上，用于支撑安装转轴19及转盘16，并承受转轴19和转盘16转动带来的径向和轴向载荷；转轴19及转盘16由电动机及减速器驱动，转轴19及转盘16的转动速度通过调速电机实现无级调速；
从物料进口3进入的待洗浆状物料要做到定量可控可调节进料；有三种调节控制进料流量的方式：一是采用计量泵进行定量可控可调节进料，将待洗浆状物料按调节好的流量泵入物料进口3中；二是通过调节进料通道过流截面积大小的方式来调节和固定进料流量；三是采用螺旋输送器推进送料的方式进行进料流量的调节和控制，即通过调节螺杆转速快慢来调节进料流量；
从下锥筒11锥体侧下部的洗液进口5通入到里面的内部环形通水管组件安装固定在下锥筒11锥体内侧，其环形通水管管壁上开有均匀分布的多个出水孔，保证进入的洗液纯水在物料中分散均匀；从洗液进口5进入的洗液纯水必须要做到定量可控可调节进水，采用计量泵进行定量可控可调节进水，将洗液纯水按调节好的流量泵入到洗液进口5中；
多级连续逆流洗涤浸出塔设备的转轴19及转盘16的转动速度、从物料进口3进入的待洗物料进料流量、从洗液进口5进入的洗液纯水进水流量，都要做到精确定量、无级调节；只有针对不同物料，选择合适的转动速度和进料、进水流量，才能进行正常洗涤生产。
多级连续逆流洗涤浸出的方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，基于物料固体颗粒在液相中的沉降及传输原理，通过物料固体颗粒与液相间逆向相对运动，使物料固体颗粒内孔和颗粒间夹带的可溶性杂质充分扩散和洗涤清除，完成洗涤；沉降洗涤过程中，由于不同横截面上洗涤液间存在着浓度差，其相互间亦存在着传质过程，包括浓差扩散传质与对流传质；为了较好地完成洗涤过程，保证洗涤液不返混，根据物料固体颗粒在洗涤液内的沉降速度和设备处理能力，将物料固体颗粒沉降洗涤一段距离和/或时间设为一个单元洗涤过程，每一个单元洗涤过程又称为一级，每一单元洗涤过程固体颗粒沉降距离称为级高，即设备每个洗涤级的高度；
多级连续逆流洗涤浸出设备从结构设计上将各单元洗涤过程串联起来，在一台设备内完成多个单元洗涤过程，即为多级逆流洗涤；设备洗涤级数的确定主要是根据待洗涤物料中盐分含量和要求的洗涤效果而定，待洗涤物料中盐分含量越高，要求洗涤效果越好，则洗涤设备的洗涤级数就越多；
每一级转盘与壳体内壁之间形成的缝隙通道为交换口，上下两个交换口之间为一级，每一级都是一个相对独立的动态容器，每个洗涤级都是一个相对独立的逆流洗涤系统；物料从上交换口或物料进口进入，洗液从下交换口或洗液进口进入，在该级容器中物料向下、洗液向上进行逆流洗涤，直到物料走出下交换口，洗液走出上交换口，完成一级洗涤。紧接着依次重复进行下一级的洗涤，直到完成多级连续逆流洗涤浸出；
逆流洗涤过程中，自下而上洗液含盐量逐渐增高；自上而下物料固体颗粒含盐量逐渐降低，通过多级逆流洗涤，就可以将物料洗涤干净；待洗物料从洗涤塔顶部加入，经各级转盘的转动，在刮料板的作用下，通过各级间特殊结构通道，从上至下依次通过每个洗涤级，经多级逆流洗涤后从洗涤塔底部排出；物料在每个洗涤级中依次完成下料—逆流洗涤—沉降—排料等过程；洗液纯水从洗涤塔底部加入，通过各洗涤级之间的交换口在刮料板处进入上一级，从下至上依次通过每个洗涤级，在每个洗涤级中对物料进行逆流洗涤，最后从洗涤塔顶部溢流排出。
采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：采用多级连续多级逆流洗涤方式，从根本上克服了传统洗涤方式单级、间断、多次反复洗涤用水量大、废水处理难度大成本高、多次过滤穿滤量大而影响回收率及洗涤效果的弊端，具有洗涤用水量小、废水少、回收率高、洗涤质量高、洗涤效果好等特点。更重要的是，容易实现自动连续控制和操作，大大减轻了人工劳动强度；因为在相关领域中，浸出过程和洗涤过程类似，都是通过液相（浸出剂和洗涤剂）对固相（矿粉、沉淀物粉末、浸出渣等）进行作用使得固相中的某种成分进入液相中达到浸出和戏蝶的目的，所以本发明的设备和方法同样适用于洗涤过程和浸出过程。本说明书中针对洗地过程中的说明，对浸出过程同样有效。
附图说明
为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：
图1为发明实现结构之一；
图2为整体的结构流程示意图；
图3为局部结构示意图；
图4为图3的B向结构放大图；
图5为图3的A向剖切结构侧面示意图；
图6为发明另一种实现的示意图；
图7为进一步改进的示意图；
其中：1减速器、2驱动电机、3物料进口、4洗涤废液出口、5洗液进口、6机架、7物料出口、8出料锥筒、9下轴承座、10集料锥筒、11下锥筒、12中间锥筒D、13中间锥筒C、14刮料板、15中间锥筒B、16转盘、17中间锥筒A、18加料上锥筒、19转轴、20加料筒、21上轴承座、22联轴器；23取样检查口；28间隙；29边壁固定倾斜板；30圆柱筒；31圆柱筒固定板；32倾斜间隙；33倾斜间隙边侧弯板头；34辅助转动盘；35孔口；37.裙筒；41.倾斜板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。
洗涤塔适用范围
应用于冶金、化工、粉末材料、环保等领域。
1、有色金属矿的浸出以及浸出后的粉末产品的洗涤，如镍、钴、铜矿的湿法冶金过程中洗涤。
2、化工产品的生产，如碳酸锂、氢氧化锂、草酸镍等的洗涤。
3、电池材料的制备，如三元正极材料前驱体等的洗涤。
4、环保领域危废渣中有毒有害物质如汞Hg、铅Pb、镉Cd等的洗涤去除，使危废渣无害化，达到环保要求。
专利的突出要点；
多级而不是单级重复洗涤；
连续而不是断续洗涤；
立式逆流洗涤，物料朝下走，洗液朝上走；
层层叠加的多级锥筒内壁及刮料板，与转动的转轴上相对应的每一级转盘之间形成的物料及洗液特殊通道，组成每一级洗涤的交换口。
实施例一：结合全部附图； 多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，逆流洗涤设备包含壳体，壳体为立式壳体，内部能够进行立式逆流洗涤，物料朝下走，洗液朝上走；壳体内部包含层层叠加的多级洗涤系统，洗涤系统包含转动的转轴，安装在转动的转轴19上相对应的每一级转盘16与壳体内壁之间形成的缝隙及空腔作为物料及洗液的通道，洗液逐渐朝上，物料逐渐朝下，依次进行多级逆流连续洗涤，洗涤后物料从最下面出口排出，洗涤废液从最上面出口排出。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：采用多级连续多级逆流洗涤方式，从根本上克服了传统洗涤方式单级、间断、多次反复洗涤用水量大、废水处理难度大成本高、多次过滤穿滤量大而影响回收率及洗涤效果的弊端，具有洗涤用水量小、废水少、回收率高、洗涤质量高、洗涤效果好等特点。更重要的是，容易实现自动连续控制和操作，大大减轻了人工劳动强度。
开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。
实施例二：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，减速机1以及驱动电机2安装在壳体的上方，减速机1的动力输出轴上连接转轴19及转盘16；每一级的洗涤系统均包含中间锥筒，中间锥筒下方固定连接着裙筒37，裙筒37为短圆柱筒的结构，裙筒37下方固定连接着刮料板14；刮料板14和转盘16之间为间隙28。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：结合图1；多级洗涤系统将各单元洗涤过程串联起来，将间断清洗过程连续化；
洗涤设备主壳体由多个锥筒连接而成，自上而下设置有加料上锥筒18、中间锥筒A17、中间锥筒B15、中间锥筒C13、中间锥筒D12、下锥筒11、集料锥筒10、出料锥筒8，各锥筒间均用法兰连接，法兰间加有密封垫；
最顶部即第一层为加料上锥筒18，其顶部设有固定及活动盖板和物料进口3，以及洗涤废液出口4和/或溢流口，其内部设有加料筒20，锥筒底部裙筒37上设有数量均布的刮料板14，加料上锥筒18与内部转轴19上相对应的那个转盘16之间形成的物料及洗水通道组成第一级洗涤的交换口；
第二层至第五层中间锥筒依次为：中间锥筒A17、中间锥筒B15、中间锥筒C13、中间锥筒D12、……， 每一个中间锥筒底部裙筒37上设有数量均布的刮料板14，每一个中间锥筒与内部转轴19上相对应的那个转盘16之间形成的物料及洗液通道形成第二级至第五级洗涤的交换口；第六层下锥筒11设有洗液进口5及内部环形通水管组件，保证进入的洗液纯水在物料中分散均匀，下锥筒底部的裙筒37上设有多个均布的刮料板14，下锥筒与内部转轴19上相对应的那个转盘16之间形成的物料及洗水通道组成实际上的第六级洗涤的交换口；第七层的集料锥筒10其内部下中心位置设有下轴承座9，用于安装转轴19及转盘16，集料锥筒10底部和下轴承座9均固定在机架6的横档平面上；最底层即第八层为出料锥筒8，洗涤后的物料从其下部的物料出口7排出；
洗涤设备为立式圆台结构，其内部主体结构件有：转轴19、安装在转轴19上的与各洗涤级锥筒底部的裙筒37及刮料板14位置相对应的转盘16，上轴承座21、下轴承座9、联轴器22；上下轴承座均固定在机架6的横档平面上，用于支撑安装转轴19及转盘16，并承受转轴19和转盘16转动带来的径向和轴向载荷；转轴19及转盘16由电动机及减速器驱动，转轴19及转盘16的转动速度通过调速电机实现无级调速；
从物料进口3进入的待洗浆状物料要做到定量可控可调节进料；有三种调节控制进料流量的方式：一是采用计量泵进行定量可控可调节进料，将待洗浆状物料按调节好的流量泵入物料进口3中；二是通过调节进料通道过流截面积大小的方式来调节和固定进料流量；三是采用螺旋输送器推进送料的方式进行进料流量的调节和控制，即通过调节螺杆转速快慢来调节进料流量；
从下锥筒11锥体侧下部的洗液进口5通入到里面的内部环形通水管组件安装固定在下锥筒11锥体内侧，其环形通水管管壁上开有均匀分布的多个出水孔，保证进入的洗液纯水在物料中分散均匀；从洗液进口5进入的洗液纯水必须要做到定量可控可调节进水，采用计量泵进行定量可控可调节进水，将洗液纯水按调节好的流量泵入到洗液进口5中；
多级连续逆流洗涤浸出塔设备的转轴19及转盘16的转动速度、从物料进口3进入的待洗物料进料流量、从洗液进口5进入的洗液纯水进水流量，都要做到精确定量、无级调节；只有针对不同物料，选择合适的转动速度和进料、进水流量，才能进行正常洗涤生产。
实施例三：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，裙筒37上包含多个孔口35，多个孔口35均布在裙筒的侧面；所述的孔口35为圆形孔、方形孔、或者其他几何形状孔。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：洗涤设备每一级洗涤的交换口是由外筒内壁与相对应的转轴上的转盘之间形成的缝隙通道即间隙，向下的物料以及向上的洗液都要从该缝隙通道即间隙中通过，以实现各洗涤级之间的交换。根据所洗物料的物理性能如颗粒大小、形貌、沉降速度等以及物料的化学性能，如被洗物料颗粒的吸附性大小和强弱，来确定和调整缝隙通道以及孔的大小，结构设计上通过改变外筒与转盘之间的相对高度来调整交换缝隙道的大小。第一种外筒为圆锥筒形，圆锥筒底部接有一段圆柱裙筒，裙筒侧壁上设置有圆周均匀分布的多个刮料板，有必要的话，还要在裙筒侧壁圆周上开均匀分布的交换孔，该交换孔即孔口35；该孔口的形状可以是圆形、椭圆形和矩形等几何形状。裙筒底部与转盘对应上面的缝隙即为间隙。圆锥形外筒由多级组成，与洗地级数对应，每一级洗涤级对应一个转盘，一个底部带裙筒和锥形外筒，以及配套的刮料板和交换孔口。
实施例四：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，刮料板14和转盘16之间为间隙28，物料从上方往下方走，作为更具体的实现，壳体下方包含洗液进口，壳体上方包含物料进口和洗涤废液出口，壳体下方包含物料出口；壳体中部的多级洗涤系统每一个都包含取样检查口；一个洗涤系统边侧包含洗涤废液出口该出口与溢流总管相连通。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：通过取样检查口23能够随时获取各级洗涤的具体情况，洗涤废液出口可以单独流出，或者汇入溢流总管排出或收集。
实施例五：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，转盘16中心固定在转轴19上，转盘16中部为锥形结构；下方为平板结构。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：本处提供的转盘结构为优选，能实现类似功能的转盘结构均在本专利的保护范围内。
实施例六：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，壳体为圆柱筒30，圆柱筒30固定着圆柱筒固定板31，圆柱筒固定板31连接着边壁固定倾斜板29，边壁固定倾斜板29下方固定着刮料板14，刮料板14和转盘16之间为间隙。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：第二种，外筒为圆柱形，在圆柱形的内壁上连接以洗涤级数相同数量的内壁锥管，内壁锥管即圆柱筒固定板31连接着边壁固定倾斜板29构成的结构，锥管的高度位置和转轴上转盘的高度位置相对应。
圆柱形外筒可以是一个整体外筒，也可以是多个部分焊接以及固定起来的。通过改变内壁锥管与转盘之间的上下相对位置，可以调整交换缝隙即间隙的大小。
实施例七：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，壳体为圆柱筒30，圆柱筒30固定着倾斜板41，圆柱筒固定板31边侧为辅助转动盘34；辅助转动盘34固定连接着转轴；辅助转动盘34端部的倾斜间隙边侧弯板头33和倾斜板41之间的倾斜间隙32用于通过物料和洗液。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：外筒为圆柱形，圆柱形的外筒内壁连接着内壁锥管，内壁锥管即倾斜板41，倾斜板41固定在外筒内壁上，辅助转动盘34端部的倾斜间隙边侧弯板头33和倾斜板41之间的倾斜间隙32用于走物料和溶剂；通过改变内壁锥管和倾斜间隙边侧弯板头33之间的相对位置能够调整间隙的大小。
实施例八：作为进一步的可改进方案或者并列方案或可选择的独立方案，多级连续逆流洗涤浸出的方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，基于物料固体颗粒在液相中的沉降及传输原理，通过物料固体颗粒与液相间逆向相对运动，使物料固体颗粒内孔和颗粒间夹带的可溶性杂质充分扩散和洗涤清除，完成洗涤；沉降洗涤过程中，由于不同横截面上洗涤液间存在着浓度差，其相互间亦存在着传质过程，包括浓差扩散传质与对流传质；为了较好地完成洗涤过程，保证洗涤液不返混，根据物料固体颗粒在洗涤液内的沉降速度和设备处理能力，将物料固体颗粒沉降洗涤一段距离和/或时间设为一个单元洗涤过程，每一个单元洗涤过程又称为一级，每一单元洗涤过程固体颗粒沉降距离称为级高，即设备每个洗涤级的高度；
多级连续逆流洗涤浸出设备从结构设计上将各单元洗涤过程串联起来，在一台设备内完成多个单元洗涤过程，即为多级逆流洗涤；设备洗涤级数的确定主要是根据待洗涤物料中盐分含量和要求的洗涤效果而定，待洗涤物料中盐分含量越高，要求洗涤效果越好，则洗涤设备的洗涤级数就越多；
每一级转盘与壳体内壁之间形成的缝隙通道为交换口，上下两个交换口之间为一级，每一级都是一个相对独立的动态容器，每个洗涤级都是一个相对独立的逆流洗涤系统；物料从上交换口或物料进口进入，洗液从下交换口或洗液进口进入，在该级容器中物料向下、洗液向上进行逆流洗涤，直到物料走出下交换口，洗液走出上交换口，完成一级洗涤。紧接着依次重复进行下一级的洗涤，直到完成多级连续逆流洗涤浸出；
逆流洗涤过程中，自下而上洗液含盐量逐渐增高；自上而下物料固体颗粒含盐量逐渐降低，通过多级逆流洗涤，就可以将物料洗涤干净；待洗物料从洗涤塔顶部加入，经各级转盘的转动，在刮料板的作用下，通过各级间特殊结构通道，从上至下依次通过每个洗涤级，经多级逆流洗涤后从洗涤塔底部排出；物料在每个洗涤级中依次完成下料—逆流洗涤—沉降—排料等过程；洗液纯水从洗涤塔底部加入，通过各洗涤级之间的交换口在刮料板处进入上一级，从下至上依次通过每个洗涤级，在每个洗涤级中对物料进行逆流洗涤，最后从洗涤塔顶部溢流排出。
多级连续逆流洗涤浸出方式与现有技术使用效果对比实例
实例1：某碳酸镍生产工序，采用硫酸镍与碳酸钠反应生成碳酸镍，过滤后碳酸镍中含有硫酸根离子SO4 2-达到0.3%，碳酸镍产品质量不合格。必须要经过洗涤工序，使硫酸根离子SO4 2-含量小于0.02%，产品质量才能达标。采用多级连续逆流洗涤浸出方式洗涤后，效果明显。
以下为相同固液比（1:5）情况下，采用多级连续逆流洗涤浸出方式与现有传统洗涤方式使用效果对比表：
| 项 目 | 现有传统洗涤方式 | 多级连续逆流洗涤浸出方式 |
| 固液比(产品/洗水) | 1:5 | 1:5 |
| 洗涤次数 | 3次 | 1次（3级） |
| 洗水用量 | 15升 | 6升 |
| 过滤次数 | 3次 | 1次 |
| 洗涤效果(产品含SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) | <0.02% | <0.02% |
| 操作次数 | 多 | 少 |
| 劳动强度 | 大 | 小 |
| 洗涤周期 | 很长 | 短 |
| 洗涤效率 | 很低 | 高 |
实例2：某锂辉石高压浸出工序，原矿含锂5%，高压浸出后，矿渣含锂0.5%。为了提高锂的回收率，浸出渣需要进行洗涤。用多级连续逆流洗涤浸出方式替代现有传统洗涤方式，效果非常显著。
以下为相同固液比（1:4）情况下，两种洗涤方式使用效果对比表：
| 项 目 | 现有传统洗涤方式 | 多级连续逆流洗涤浸出方式 |
| 固液比(产品/洗水) | 1:4 | 1:4 |
| 洗涤次数 | 5次 | 1次（5级） |
| 洗水用量 | 20升 | 5.5升 |
| 过滤次数 | 5次 | 1次 |
| 洗涤效果(渣含锂) | 0.30% | 0.21% |
| 操作次数 | 多 | 少 |
| 劳动强度 | 大 | 小 |
| 洗涤周期 | 很长 | 短 |
| 洗涤效率 | 很低 | 高 |
开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。
以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种新型洗涤结构。图中未示出部分细节。
需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
Claims (10)
1.多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，逆流洗涤设备包含壳体，壳体为立式壳体，内部能够进行立式逆流洗涤，物料朝下走，洗液朝上走；壳体内部包含层层叠加的多级洗涤系统，洗涤系统包含转动的转轴（19），转轴（19）上安装有一个以上的转盘，每一级转盘（16）与壳体内壁之间形成的缝隙及空腔能够作为物料及洗液的通道，洗液能够逐渐朝上，物料能够逐渐朝下，依次进行多级逆流连续洗涤，洗涤后物料从最下面出口排出，洗涤废液从最上面出口排出。
2.如权利要求1所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，减速机（1）以及驱动电机（2）安装在壳体的上方，减速机（1）的动力输出轴连接转轴（19）及转盘（16）；每一级的洗涤系统均包含中间锥筒，中间锥筒下方固定连接着裙筒（37），裙筒（37）为圆柱筒结构，裙筒（37）下方固定连接着刮料板（14）；刮料板（14）和转盘（16）之间为间隙（28）。
3.如权利要求2所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，裙筒（37）上包含多个孔口（35），多个孔口（35）均布在裙筒（37）的侧面；所述的孔口（35）为圆形孔、方形孔。
4.如权利要求2所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，转盘（16）的中心固定在转轴（19）上，转盘（16）中部为锥形结构；下方为平板结构。
5.如权利要求1所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，壳体为圆柱筒（30），圆柱筒（30）固定着圆柱筒固定板（31），圆柱筒固定板（31）连接着边壁固定倾斜板（29），边壁固定倾斜板（29）下方固定着刮料板（14），刮料板（14）和转盘（16）之间为间隙（28）。
6.如权利要求1所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，壳体为圆柱筒（30），圆柱筒（30）固定着倾斜板（41），圆柱筒固定板（31）边侧为辅助转动盘（34）；辅助转动盘（34）固定连接着转轴（19）；辅助转动盘（34）端部的倾斜间隙边侧弯板头（33）和倾斜板（41）之间的倾斜间隙（32）用于走物料和洗液。
7.如权利要求1所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，壳体下方包含洗液进口（5），壳体上方包含洗涤废液出口（4），壳体上方包含物料进口（3），壳体下方包含物料出口（7）；壳体中部的多级洗涤系统每一个都包含取样检查口（23），；每一个洗涤系统边侧包含洗涤废液出口，洗涤废液出口与溢流总管相连通；通过取样检查口（23）能够随时获取各级洗涤的具体情况，洗涤废液出口可以单独流出，或者汇入溢流总管排出或收集。
8.如权利要求1所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，其特征在于，多级洗涤系统将各单元洗涤过程串联起来，将间断清洗过程连续化；
洗涤设备主壳体由多个锥筒连接而成，自上而下设置有加料上锥筒（18）、中间锥筒A（17）、中间锥筒B（15）、中间锥筒C（13）、中间锥筒D（12）、下锥筒（11）、集料锥筒（10）、出料锥筒（8），各锥筒间均用法兰连接，法兰间加有密封垫；
最顶部即第一层为加料上锥筒（18），其顶部设有固定及活动盖板和物料进口（3），以及洗涤废液出口（4）和/或溢流口，其内部设有加料筒（20），锥筒底部裙筒（37）上设有数量均布的刮料板（14），加料上锥筒（18）与内部转轴（19）上相对应的那个转盘（16）之间形成的物料及洗水通道组成第一级洗涤的交换口；
第二层至第五层中间锥筒依次为：中间锥筒A（17）、中间锥筒B（15）、中间锥筒C（13）、中间锥筒D（12）、……， 每一个中间锥筒底部裙筒（37）上设有数量均布的刮料板（14），每一个中间锥筒与内部转轴（19）上相对应的那个转盘（16）之间形成的物料及洗液通道形成第二级至第五级洗涤的交换口；第六层下锥筒（11）设有洗液进口（5）及内部环形通水管组件，保证进入的洗液纯水在物料中分散均匀，下锥筒底部的裙筒（37）上设有多个均布的刮料板（14），下锥筒与内部转轴（19）上相对应的那个转盘（16）之间形成的物料及洗水通道组成实际上的第六级洗涤的交换口；第七层的集料锥筒（10）其内部下中心位置设有下轴承座（9），用于安装转轴（19）及转盘（16），集料锥筒（10）底部和下轴承座（9）均固定在机架（6）的横档平面上；最底层即第八层为出料锥筒（8），洗涤后的物料从其下部的物料出口（7）排出；
洗涤设备为立式圆台结构，其内部主体结构件有：转轴（19）、安装在转轴（19）上的与各洗涤级锥筒底部的裙筒（37）及刮料板（14）位置相对应的转盘（16），上轴承座（21）、下轴承座（9）、联轴器（22）；上下轴承座均固定在机架（6）的横档平面上，用于支撑安装转轴（19）及转盘（16），并承受转轴（19）和转盘（16）转动带来的径向和轴向载荷；转轴（19）及转盘（16）由电动机及减速器驱动，转轴（19）及转盘（16）的转动速度通过调速电机实现无级调速；
从物料进口（3）进入的待洗浆状物料要做到定量可控可调节进料；有三种调节控制进料流量的方式：一是采用计量泵进行定量可控可调节进料，将待洗浆状物料按调节好的流量泵入物料进口（3）中；二是通过调节进料通道过流截面积大小的方式来调节和固定进料流量；三是采用螺旋输送器推进送料的方式进行进料流量的调节和控制，即通过调节螺杆转速快慢来调节进料流量；
从下锥筒（11）锥体侧下部的洗液进口（5）通入到里面的内部环形通水管组件安装固定在下锥筒（11）锥体内侧，其环形通水管管壁上开有均匀分布的多个出水孔，保证进入的洗液纯水在物料中分散均匀；从洗液进口（5）进入的洗液纯水必须要做到定量可控可调节进水，采用计量泵进行定量可控可调节进水，将洗液纯水按调节好的流量泵入到洗液进口（5）中；
多级连续逆流洗涤浸出塔设备的转轴（19）及转盘（16）的转动速度、从物料进口（3）进入的待洗物料进料流量、从洗液进口（5）进入的洗液纯水进水流量，都要做到精确定量、无级调节；只有针对不同物料，选择合适的转动速度和进料、进水流量，才能进行正常洗涤生产。
9.多级连续逆流洗涤浸出的方法，其特征在于，利用权利要求1-8任意一项所述的多级连续逆流洗涤浸出设备，基于物料固体颗粒在液相中的沉降及传输原理，通过物料固体颗粒与液相间逆向相对运动，使物料固体颗粒内孔和颗粒间夹带的可溶性杂质充分扩散和洗涤清除，完成洗涤；沉降洗涤过程中，由于不同横截面上洗涤液间存在着浓度差，其相互间亦存在着传质过程，包括浓差扩散传质与对流传质；为了较好地完成洗涤过程，保证洗涤液不返混，根据物料固体颗粒在洗涤液内的沉降速度和设备处理能力，将物料固体颗粒沉降洗涤一段距离和/或时间设为一个单元洗涤过程，每一个单元洗涤过程又称为一级，每一单元洗涤过程固体颗粒沉降距离称为级高，即设备每个洗涤级的高度；
多级连续逆流洗涤浸出设备从结构设计上将各单元洗涤过程串联起来，在一台设备内完成多个单元洗涤过程，即为多级逆流洗涤；设备洗涤级数的确定主要是根据待洗涤物料中盐分含量和要求的洗涤效果而定，待洗涤物料中盐分含量越高，要求洗涤效果越好，则洗涤设备的洗涤级数就越多；
每一级转盘与壳体内壁之间形成的缝隙通道为交换口，上下两个交换口之间为一级，每一级都是一个相对独立的动态容器，每个洗涤级都是一个相对独立的逆流洗涤系统；物料从上交换口或物料进口进入，洗液从下交换口或洗液进口进入，在该级容器中物料向下、洗液向上进行逆流洗涤，直到物料走出下交换口，洗液走出上交换口，完成一级洗涤。
10.紧接着依次重复进行下一级的洗涤，直到完成多级连续逆流洗涤浸出；
逆流洗涤过程中，自下而上洗液含盐量逐渐增高；自上而下物料固体颗粒含盐量逐渐降低，通过多级逆流洗涤，就可以将物料洗涤干净；待洗物料从洗涤塔顶部加入，经各级转盘的转动，在刮料板的作用下，通过各级间特殊结构通道，从上至下依次通过每个洗涤级，经多级逆流洗涤后从洗涤塔底部排出；物料在每个洗涤级中依次完成下料—逆流洗涤—沉降—排料等过程；洗液纯水从洗涤塔底部加入，通过各洗涤级之间的交换口在刮料板处进入上一级，从下至上依次通过每个洗涤级，在每个洗涤级中对物料进行逆流洗涤，最后从洗涤塔顶部溢流排出。
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