CN111646524A - 一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硫酸镍质量提升技术领域，公开了一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，包括来料管道、来料阀、进料泵、进料管道、综合除杂装置以及成品桶控制终端；所述综合除杂装置包括针对不同工艺来源硫酸镍溶液进行除杂的不同种类的除杂器；所述来料管道的数量与硫酸镍溶液的来料端的数量相等且一一对应，各所述来料端分别通过对应的来料管道与所述进料泵连通，所述进料泵与所述进料管道连通，所述进料管道依次通过各所述除杂器与所述成品桶连通，每一所述来料管道上均安装有一所述来料阀。本发明提供的质量提升系统可以对不同工艺来源硫酸镍溶液同时进行净化。

Description

一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统

技术领域

本发明涉及硫酸镍质量提升技术领域，具体涉及一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统。

背景技术

现有硫酸镍溶液制备方法有化学法和电化学法，其中化学法用途广泛，主要包括含镍矿渣浸出萃取工艺和镍金属原料酸溶工艺。针对不同工艺产生的质量问题，各工艺结合自身的特点衍生出相关的净化系统对其产生的硫酸镍溶液进行除杂。但是不同制备工艺产生的硫酸镍溶液，其杂质含量以及比例各不相同，例如萃取工艺产生的硫酸镍溶液TOC、Mg等含量较高，而酸溶工艺产生的硫酸镍溶液Fe、Ca、Cu、Mg等含量高，现有的净化系统通常只能实现单一来源的硫酸镍溶液的净化，这对净化系统造成巨大压力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，解决现有技术中净化系统只能对单一来源硫酸镍溶液进行净化的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，包括来料管道、来料阀、进料泵、进料管道、综合除杂装置以及成品桶；所述综合除杂装置包括针对不同工艺来源硫酸镍溶液进行除杂的不同种类的除杂器；

所述来料管道的数量与硫酸镍溶液的来料端的数量相等且一一对应，各所述来料端分别通过对应的来料管道与所述进料泵连通，所述进料泵与所述进料管道连通，所述进料管道依次通过各所述除杂器与所述成品桶连通，每一所述来料管道上均安装有一所述来料阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明将不同来料端通过相应的来料管道接入进料泵，在来料管道上设置来料阀，可以根据来料端的实时数量和种类，选择相应的来料阀进行开关，实现不同来料端的选择性导通，从而实现对不同工艺来源的硫酸镍溶液的进料控制。在进料控制的基础上，设置综合除杂装置对不同工艺来源的硫酸镍溶液进行除杂，由于杂合除杂装置包括不同种类的除杂器，因此可以根据进料来源对相应的除杂器进行选择性运行，在同一系统中实现不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升效果。

附图说明

图1是本发明提供的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统一实施方式的结构示意图。

附图标记：

10、酸溶工艺来料端；20、萃取工艺来料端；11、第一来料管道；12、第二来料管道；21、第一来料阀；22、第二来料阀；3、进料泵；4、进料管道；51、进料中转桶；52、除油器；53、除油后中转桶；54、过滤器；55、第一除铁器；56、第一成品缓存桶；57、第二成品缓存桶；58、第二除铁器；59、循环离心泵；6、成品桶；7、萃取槽；8、杂质检测传感器。

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。

实施例1

如图1所示，本发明的实施例1提供了不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，包括来料管道、来料阀、进料泵3、进料管道4、综合除杂装置以及成品桶6；所述综合除杂装置包括针对不同工艺来源硫酸镍溶液进行除杂的不同种类的除杂器，

所述来料管道的数量与硫酸镍溶液的来料端的数量相等且一一对应，各所述来料端分别通过对应的来料管道与所述进料泵3连通，所述进料泵3与所述进料管道4连通，所述进料管道4依次通过各所述除杂器与所述成品桶6连通，每一所述来料管道上均安装有一所述来料阀。

本发明实施例的质量提升系统，用于对不同工艺来源的硫酸镍溶液进行质量改善，具体的，一方面将不同来料端通过相应的来料管道接入进料泵3，在来料管道上设置来料阀，从而可以根据来料端的数量和种类，选择相应的来料阀进行开关，对不同来料端进行选择性导通，从而实现对不同工艺来源的硫酸镍溶液的进料控制；控制进料泵3的启停以及流量，实现进料的启停控制和流量控制；另一方面，设置综合除杂装置，综合除杂装置包含针对不同工艺来源硫酸镍溶液的除杂气，通过不同种类的除杂器达到对不同工艺来源硫酸镍溶液进行针对性除杂的效果。

具体的，本实施例提供的质量提升系统包括两种来源的硫酸镍溶液，一种是萃取工艺生产的硫酸镍溶液，另一种是酸溶工艺产生的硫酸镍溶液，以下以这两种不同工艺来源的硫酸镍溶液为例，说明如何同时对两者进行除杂。

优选的，如图1所示，所述来料端包括萃取工艺来料端20和酸溶工艺来料端10，所述来料管道有两根,所述来料阀有两个；

所述萃取工艺来料端20直接通过其中一根来料管道与所述进料泵3连通，所述酸溶工艺来料端10依次通过萃取槽7以及另一根来料管道与所述进料泵3连通，两个所述来料阀分别安装于对应的来料管道上。

本实施例中两根来料管道分别为第一来料管道11和第二来料管道12，两个来料阀分别为第一来料阀21和第二来料阀22。酸溶工艺来料端10依次通过萃取槽7以及第一来料管道11与进料泵3连通，萃取工艺来料端20直接通过第二来料管道12与进料泵3连通，第一来料阀21安装在第一来料管道11上，第二来料阀22安装在第二来料管道12上。由于酸溶工艺生产的硫酸镍溶液中含有Fe、Ca、Cu、Mg等杂质，因此在进料中转之前，先通过萃取槽7进行萃取操作，去除Fe、Ca、Cu、Mg等杂质。

优选的，如图1所示，所述除杂器包括进料中转桶51、除油器52、除油后中转桶53、过滤器54以及第一除铁器55；

所述进料管道4依次通过所述进料中转桶51、所述除油器52、所述除油后中转桶53、所述过滤器54、所述第一除铁器55与所述成品桶6连通。

酸溶工艺和萃取工艺产生的硫酸镍溶液进入进料管道4后，首先进入进料中转桶51进行中转混合；然后通过除油器52进行除油，除油器52中采用活性炭作为除油剂；继而进入除油后中转桶53，形成除TOC段；继而进入过滤器54，形成去除SS段，即对净化线工艺中的悬浮物进行去除，过滤器54采用微孔过滤器54；继而进入第一除铁器55，除去铁性杂质，第一除铁器55采用液体除铁器；最后进入成品桶6，得到除杂后的成品。

根据来料种类以及来料质量的不同，可以对上述不同种类的除杂器进行选择性运行，以实现针对性除杂。

具体的，在本实施例中，当来料只有酸溶工艺生产的硫酸镍溶液时，可以开启萃取槽7，第一来料阀、来料中转桶，除油器52，除油后中转桶53，过滤器54，成品桶6。

当来料只有萃取工艺生产的硫酸镍溶液时，可以开启第二来料阀、来料中转桶、第一除铁器55，成品桶6。其中萃取工艺的来料由于原料问题会出现波动，导致成品质量出现不达标的情况。

当来料为萃取工艺和镍金属原料酸溶工艺产生的硫酸镍溶液且来料波动无异常时，开启综合除杂装置中所有的除杂器。

优选的，如图1所示，所述综合除杂装置还包括两个成品缓存桶、第二除铁器58以及循环离心泵59；

所述第一除铁器55依次通过其中一所述成品缓存桶、所述第二除铁器58、另一所述成品缓存桶与所述成品桶6连通，两个所述成品缓存桶之间还通过所述循环离心泵59连通。

两个成品缓存桶分别为第一成品缓存桶56和第二成品缓存桶57，第一除铁器55与第一成品缓存桶56连通，第一成品缓存桶56通过第二除铁器58与第二成品缓存桶57连通，第二成品缓存桶57与成品桶6连通，两个成品缓存桶之间还通过循环离心泵59连通。

本优选实施例在第一除铁器55与成品桶6之间还设置了可作为不合格硫酸镍溶液的暂存区的两个成品缓存桶，两个成品缓存桶之间一方面通过第二除铁器58连通，形成除铁段，另一方面通过循环离心泵59连通，实现两个成品缓存桶之间的循环混合，在单一来料端的情况下，由于成品缓存桶在来料异常之前所缓存的硫酸镍溶液是符合质量标准的，因此当来料出现异常波动之后，通过两个成品缓存桶之间的循环混合，可以实现合格硫酸镍溶液与不合格硫酸镍溶液的均匀混合，从降低最终成品的不合格指标含量；在具有不同来料端的情况下，如果某一来料端出现杂质超标的异常情况，也可以通过开启循环离心泵59对不同来料端的成品溶液进行混料，从而实现整体杂质含量的降低，实现最终输出成品的质量提升。

对于循环离心泵的控制优选通过控制终端实现，即优选在本系统中增设控制终端，所述循环离心泵与所述控制终端电连接；

所述控制终端用于：获取单一来料端的硫酸镍溶液的主成分含量以及杂质含量，并判断所述主成分含量的最大波动值以及杂质含量的最大波动值是否大于相应的波动阈值，如果是，则控制所述循环离心泵开启，否则控制所述循环离心泵保持关闭；

所述控制终端还用于判断不同来料端的硫酸镍溶液中是否存在杂质含量超标的来料端，如果超标，则控制所述循环离心泵开启，否则控制所述循环离心泵保持关闭。

主成分含量的最大波动值是指一段时间内硫酸镍溶液的最大主成分含量与最小主成分含量的差值，杂质含量的最大波动值是指一段时间内硫酸镍溶液的最大杂质含量与最小杂质含量的差值；如果主成分含量的最大波动值大于主成分含量的波动阈值，或者杂质含量的最大波动值大于杂质含量的波动阈值，说明硫酸镍溶液质量不合格，则控制循环离心泵开启，实现成品缓存桶中原油的合格硫酸镍溶液与不合格硫酸镍溶液的均匀混合，从降低最终成品的不合格指标含量，使单一来料端的硫酸镍经处理后本身主成分含量和杂质含量波动降低。

杂质含量超标，是指杂质含量超过设定的标准阈值。

对于主成分含量以及杂质含量的数据检测采用现有的检测仪器实现即可，根据具体需要检测的成分选用。

优选的，本系统还包括控制终端；

所述控制终端用于不同来料端的硫酸镍溶液的杂质含量，并判断是否存在杂质含量超标的来料端，如果存在，则根据各来料端的超标杂质的杂质含量设置各来料端的勾兑比例；

所述控制终端还与各所述来料阀电连接，并用于控制各所述来料阀分时导通，根据所述勾兑比例控制各所述来料阀的导通时间，实现不同工艺来源硫酸镍溶液的按比例进料，对异常来料的超标杂质进行稀释。

除了上述方法之外，本发明实施例还提供勾兑方法对单一硫酸镍溶液中的某一难以净化的杂质进行稀释处理，可作为应急管理手段。具体的，当来料同时包含萃取工艺和酸溶工艺产生的硫酸镍溶液时，若某一来料端的硫酸镍溶液中杂质含量超过来料质量标准时，可通过改变勾兑比例来避免成品出现质量问题。勾兑方式原理是利用某一杂质含量较低的来料去稀释杂质含量较高的来料。例如，如果酸溶工艺的硫酸镍溶液中Fe含量超标，而萃取工艺产生的硫酸镍溶液中Fe含量达标，则调大萃取工艺来料端20的进料比例，通过萃取工艺产生的硫酸镍溶液去稀释酸溶工艺的硫酸镍溶液，从而降低混合的成品硫酸镍溶液中Fe的含量，达到稀释的效果。

具体的，本实施例中控制终端可以采用工控机实现，杂质含量的检测可以采用杂质检测传感器8进行检测，杂质检测传感器8根据需要检测的杂质种类选用，例如对于金属类杂质以及磁性类杂质的检测，可以选用电磁类传感器进行检测，将传感器探头安装在来料管道即可；TOC检测可采用TOC测定仪实现，对硫酸镍溶液进行采样后通过TOC测定仪进行检测分析即可，也可以将TOC测定仪的取样探头安装在来料管道内实现检测。杂质含量的数据传输可以通过人工输入的方式输入控制终端，也可以直接将杂质检测传感器与控制终端电连接，实现数据的自动传送。

进一步的，在设置了勾兑比例后，需要根据勾兑比例对来料阀以及进料量进行控制，由于本发明实施例中各来料端均通过同一根进料管道4进料，因此，在进料泵3的进料流速一定的前提下，进料量正比于进料时间，从而可以通过控制终端控制进料泵3维持设定进料流速，然后按勾兑比例控制各来料阀的导通时间，即可实现对进料量的控制：

V1:V2＝t1:t2

其中，V1为酸溶工艺来料端10的进料体积，t1为酸溶工艺来料端10的进料时间；V2为萃取工艺来料端20的进料体积，t2为萃取工艺来料端20的进料时间。

优选的，控制终端还与进料泵电连接，并用于控制所述进料泵与各所述进料阀同步开关。控制方式具体为：开启第一来料阀以及进料泵3，第一来料阀开启时间为t1，泵入V1体积的酸溶工艺来料后，关闭第一来料阀以及进料泵3，开启第二来料阀以及进料泵3，第二来料阀开启时间为t2，泵入V2体积萃取工艺来料后，关闭第二来料阀以及进料泵3。检测来料端的杂质含量是否仍然超标，如果是，则继续进行勾兑比例的计算以及按勾兑比例进料，否则恢复同时进料。

将对进料量的控制转换为对来料阀开启时间的控制，使得控制过程更加简单，容易实现，也无需额外的进料量监测仪器。

优选的，根据各来料端的超标杂质的杂质含量设置各来料端的勾兑比例，具体为：

计算各来料端的杂质含量与杂质含量阈值之间的差值；

各来料端的勾兑比例反比于所述差值：

其中，Vi为第i个来料端的勾兑份数，Xi为第i个来料端的杂质含量，i＝1,2,…,n，C为杂质含量阈值，| |表示取绝对值。

本实施例中，酸溶工艺产生的硫酸镍溶液与萃取工艺产生的硫酸镍溶液的进料勾兑体积比设置为V1:V2。V1:V2计算公式如下：

其中，V1为酸溶工艺来料端10的进料体积，X1分别为为酸溶工艺来料端10杂质含量；V2为萃取工艺来料端20的进料体积，X2为萃取工艺来料端20的杂质含量。C为杂质含量阈值。

具体的，以下以具体数据进行说明，本实施例中，酸溶工艺产生的硫酸镍溶液的杂质含量如表1所示：

表1镍金属原料酸溶工艺来料及成品检测数据

萃取工艺产生的硫酸镍溶液的杂质含量如表2所示：

表2萃取工艺来料及成品检测数据

首先，从表1和表2中可以看出，本实施例中酸溶工艺来料端10的Fe含量为0.3-12mg/L，而成品质量标准为≤3.0mg/L，即杂质含量阈值为3.0mg/L，因此酸溶工艺来料端10的Fe含量超标；而萃取工艺来料端20的Fe含量为0.1-2mg/L，未超标，因此可以通过萃取工艺来料端20的硫酸镍溶液对酸溶工艺来料端10的硫酸镍溶液进行勾兑稀释，实现成品中Fe含量的降低，勾兑比例为：(3-X2)/(X1-3)，这里的X1和X2分别取酸溶工艺来料端10和萃取工艺来料端20一段时间内Fe含量的平均值即可。

其次，从表1和表2中可以看出，本实施例中酸溶工艺来料端10的TOC含量为10-20mg/L，而成品质量标准为≤40mg/L，即杂质含量阈值为40mg/L，因此酸溶工艺来料端10的TOC含量未超标；而萃取工艺来料端20的TOC含量为28.1-61.5mg/L，超标，因此可以通过酸溶工艺来料端10的硫酸镍溶液对萃取工艺来料端20的硫酸镍溶液进行勾兑稀释，实现成品中TOC含量的降低，勾兑比例为：(X2-40)/(40-X1)，这里的X1和X2分别取酸溶工艺来料端10和萃取工艺来料端20一段时间内TOC含量的平均值即可。

两次勾兑的勾兑比例汇总如表3所示：

表3异常情况勾兑处理

优选的，所述循环离心泵59与所述控制终端电连接；

所述控制终端用于：当存在杂质含量超标的来料端时，则控制所述循环离心泵59开启，当不存在杂质含量超标的来料端时，控制所述循环离心泵59保持关闭。

本优选实施例通过控制终端实现两个成品缓存桶之间循环混合的自动化进行，即获取不同来料端的杂质含量后，在有来料端的杂质含量超标时，开启循环离心泵59，实现混合缓冲，降低最终成品的不合格杂质的含量。

优选的，所述控制终端还用于：

当存在杂质含量高于设定阈值的异常来料时，筛选出杂质含量高于设定阈值的异常杂质，筛选与异常杂质相对应的除杂器，并根据所述杂质含量输出相应除杂器的操作参数。

除了上述方式外，本发明实施例还可通过操作对不同种类除杂器，实现除杂质量的提升。

若酸溶工艺产生的硫酸镍溶液的Fe、Ca、Cu、Mg等含量超标，则加大萃取槽7的辅料添加量，输出加大后的辅料添加量，指导生产人员进行操作，以增强萃取效果，降低Fe、Ca、Cu、Mg等杂质的含量；若萃取工艺产生的硫酸镍溶液TOC等含量超标，则降低活性炭除油器52的流量和增大更换活性炭的频率，并将降低的流量和增大的频率输出，指导生产人员进行操作，以增强除油器52除TOC的效果；若单一来料端杂质含量超出相应除杂器的处理能力，可以在调整除杂器的同时调整勾兑比例，从而加大调整力度。若镍金属原料酸溶工艺和萃取工艺同时运行产生硫酸镍，酸溶工艺产生的硫酸镍溶液的Fe、Ca、Cu、Mg等含量超标，而且萃取工艺产生的硫酸镍溶液TOC等含量也超标，则同时调整萃取槽7的辅料添加量、降低活性炭除油器52的流量、增加更换活性炭的频率、开启循环离心泵59。

优选的，所述控制终端还用于：

如果不存在杂质含量超标的来料端，则控制各所述来料阀同时打开，实现各来料端同时进料。

当来料为萃取工艺和酸溶工艺产生的硫酸镍溶液且来料质量无异常时，开启两个来料阀和进料泵3以及循环离心泵59，实现同时进料。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，包括来料管道、来料阀、进料泵、进料管道、综合除杂装置以及成品桶；所述综合除杂装置包括针对不同工艺来源硫酸镍溶液进行除杂的不同种类的除杂器；

所述来料管道的数量与硫酸镍溶液的来料端的数量相等且一一对应，各所述来料端分别通过对应的来料管道与所述进料泵连通，所述进料泵与所述进料管道连通，所述进料管道依次通过各所述除杂器与所述成品桶连通，每一所述来料管道上均安装有一所述来料阀。

2.根据权利要求1所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，所述来料端包括萃取工艺来料端和酸溶工艺来料端，所述来料管道有两根,所述来料阀有两个；

所述萃取工艺来料端直接通过其中一根来料管道与所述进料泵连通，所述酸溶工艺来料端依次通过萃取槽以及另一根来料管道与所述进料泵连通，两个所述来料阀分别安装于对应的来料管道上。

3.根据权利要求1所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，所述除杂器包括进料中转桶、除油器、除油后中转桶、过滤器以及第一除铁器；

所述进料管道依次通过所述进料中转桶、所述除油器、所述除油后中转桶、所述过滤器、所述第一除铁器与所述成品桶连通。

4.根据权利要求3所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，所述综合除杂装置还包括两个成品缓存桶、第二除铁器以及循环离心泵；

所述第一除铁器依次通过其中一所述成品缓存桶、所述第二除铁器、另一所述成品缓存桶与所述成品桶连通，两个所述成品缓存桶之间还通过所述循环离心泵连通。

5.根据权利要求1所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，还包括控制终端；

所述控制终端用于获取不同来料端的硫酸镍溶液的杂质含量，并判断是否存在杂质含量超标的来料端，如果存在，则根据各来料端的超标杂质的杂质含量设置各来料端的勾兑比例；

所述控制终端还与各所述来料阀电连接，并用于控制各所述来料阀分时导通，根据所述勾兑比例控制各所述来料阀的导通时间，实现不同工艺来源硫酸镍溶液的按比例进料，对异常来料的超标杂质进行稀释。

6.根据权利要求5所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，根据各来料端的超标杂质的杂质含量设置各来料端的勾兑比例，具体为：

计算各来料端的杂质含量与杂质含量阈值之间的差值；

各来料端的勾兑比例反比于所述差值：

其中，Vi为第i个来料端的勾兑份数，Xi为第i个来料端的杂质含量，i＝1,2,…,n，C为杂质含量阈值，| |表示取绝对值。

7.根据权利要求5所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，所述控制终端还用于：

当存在杂质含量高于设定阈值的异常来料时，筛选出杂质含量高于设定阈值的异常杂质，筛选与异常杂质相对应的除杂器，并根据所述杂质含量输出相应除杂器的操作参数。

8.根据权利要求5所述的不同工艺来源硫酸镍溶液的质量提升系统，其特征在于，所述控制终端还用于：

如果不存在杂质含量超标的来料端，则控制各所述来料阀同时打开，实现各来料端同时进料。

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