CN114892022A - 一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统及工艺，该处理系统包括精密微孔过滤机，精密微孔过滤机包括过滤管、压缩空气正吹管、放空管和卸料管，过滤管上设有压缩空气反吹管连接口、纯水管连接口和滤液管连接口；进料管上设有可拆卸粗滤装置。该处理工艺是利用精密微孔过滤机中的精密微孔过滤管，物料经泵压入装载精密微孔过滤管的容器中，通过精密微孔过滤管由外向内将滤清液分组引出，固体颗粒滤饼层则截留在过滤管壁外，用高压气反吹将滤饼层卸到底部锥型封头形成浓浆，再通过底部阀门排出，从而完成整个固液分离，使溶液达到净化的目的。本发明可将微细物含量占比2％钴铜溶液净化到纯净的钴铜溶液，提升了除铁前钴铜溶液品质。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统及工艺。
背景技术
在湿法冶金行业中，从钴铜溶液中分离出微细物一直是困扰行业的难题，原因是钴铜浸出液中含有微细粒和硅溶胶，在过滤过程中容易堵塞滤布，导致过滤无法进行。直接送除铁作业又会产生以下问题：
1)钴铜溶液中的微细物含有价钴，直接送除铁作业，会导致有价钴进入除铁渣中，造成有价金属钴的流失和钴回收率降低，影响企业的经济效益。
2)钴进入除铁渣后，会导致铁渣中钴重金属超标，增加了处理报废铁渣的环保风险，给公司环保带来巨大压力。
从现有湿法冶炼钴铜溶液中处理微细物的工艺有集中沉淀和絮凝两种方式，可以达到一定的净化效果，但是对于日处理量大的生产系统，采用集中沉淀的方式存在困难，首先要保证有足够大的沉降池和沉降时间，否则悬浮物来不及沉降就会随着钴铜溶液排走；而采用絮凝的处理方式，一般需要添加絮凝剂，化学药剂的添加不仅会带来二次污染，同时也会在一定程度上改变了物料的性能，不能再次回到生产体系。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统及工艺，该系统及工艺是利用一定过滤面积的精密微孔过滤管，物料经泵压入容器中，通过过滤管由外向内将滤清液分组引出，固体颗粒滤饼层则截留在过滤管壁外，通过一定量的滤清液后，用高压气反吹将滤饼层卸到底部锥型封头形成浓浆，再通过底部阀门排出，从而完成整个固液分离，使溶液达到净化的目的；同时该设备具备投资小、占地面积小和处理量大的优点，非常适合在钴铜冶炼上工业化应用。本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统，包括料罐，所述料罐上设有第一连接管，所述第一连接管的输出端设有料泵，所述料泵的输出端设有第二连接管，所述第二连接管的输出端设有进料管和回流管；所述回流管的输出端设于所述料罐的内腔，所述进料管的输出端连接精密微孔过滤机，所述精密微孔过滤机包括过滤管、压缩空气正吹管、放空管和卸料管，所述过滤管上设有压缩空气反吹管连接口、纯水管连接口和滤液管连接口；所述进料管上设有可拆卸粗滤装置。
进一步地，所述过滤管的下侧设有取样阀，所述过滤管的前侧设有超声波振荡板，所述超声波振荡板上设有超声波换能器。
进一步地，所述可拆卸粗滤装置包括外框体、内框体、粗滤网、拉手和固定螺栓，所述粗滤网设于所述内框体的框内，所述内框体设于所述外框体的框内，所述固定螺栓贯穿设于所述外框体和所述内框体的框体内，所述拉手设于所述固定螺栓的端头处。
第二方面，本发明提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，是采用上述系统，处理工艺包括：利用精密微孔过滤机中的精密微孔过滤管，精密微孔过滤管具有一定过滤面积，物料经泵压入装载精密微孔过滤管的容器中，通过精密微孔过滤管由外向内将滤清液分组引出，固体颗粒滤饼层则截留在过滤管壁外，用高压气反吹将滤饼层卸到底部锥型封头形成浓浆，再通过底部阀门排出，从而完成整个固液分离，使溶液达到净化的目的。
进一步地，该处理工艺包括以下步骤：
1)开启精密微孔过滤机进料阀门，打开滤清液出口阀门、回流阀门和放空阀门，开启泵将湿法冶炼钴铜溶液输送到精密微孔过滤机中；
2)当钴铜溶液满到精密微孔过滤机放空位置时关闭放空阀门，调整精密微孔过滤机内的工作压力，并稳定一段时间；
3)待精密微孔过滤机工作正常后，缓慢提高泵频，并进一步调整精密微孔过滤机内的工作压力，使过滤后的清液流量压力保持稳定，滤液自流至过滤清液槽，再经泵输送至除铁作业，精密微孔过滤机内的工作压力不得超过0.2MPa；
4)当精密微孔过滤机内的工作压力超过0.2MPa，关闭泵停止向过滤机进钴铜溶液，进行反冲洗和反吹操作，卸除过滤管表面的固体滤饼到锥型封头内形成浓浆；
5)开启正吹气管阀门，将浓浆压出送至浆料槽，再经泵输送至浸出作业。
进一步地，所述步骤2)中精密微孔过滤机内的工作压力保持在0.002-0.05MPa，并稳定5-10min。
进一步地，所述步骤2)中精密微孔过滤机内的工作压力控制在0.1±0.01MPa。
进一步地，所述步骤2)中待精密微孔过滤机工作正常后，缓慢提高泵频，并进一步调整精密微孔过滤机内的工作压力保持在0.1MPa。
进一步地，所述步骤4)中反冲洗和反吹操作包括：打开反冲洗水阀门和反吹气阀门，将精密微孔过滤机过滤管表面的固体滤饼卸到过滤机锥型封头内，使其形成浓浆，浓浆浓度控制在20％以上。
进一步地，处理后的清液固含量小于0.005g/L，固液分离率不低于99.9％。
本发明具有的有益效果如下：
本发明是一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，通过一定过滤面积的精密微孔过滤管，使其固液分离，避免了未浸出的钴金属进入除铁渣中，提高了钴的回收率。此外，本发明可将微细物含量占比2％左右钴铜溶液净化到纯净的钴铜溶液，提升了除铁前钴铜溶液品质；净化后的钴铜溶液有利于后续除铁作业的进行，同时可减少除铁渣中钴的流失和报废铁渣重金属超标的环保风险，为企业的健康发展和经济效益保驾护航。
附图说明
图1为本发明的湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统的结构示意图。
图2为本发明的系统中超声波换能器的结构示意图。
图3为本发明的系统中可拆卸粗滤装置的结构示意图。
图4为图3中A-A剖面图。
其中，1、料罐，2、第一连接管，3、进料泵，4、第二连接管，5、进料管，6、回流管，7、精密微孔过滤机，8、过滤管，9、压缩空气正吹管，10、放空管，11、卸料管，12、压缩空气反吹管，13、纯水管，14、滤液管，15、可拆卸粗滤装置，15-1、外框体，15-2、内框体，15-3、粗滤网，15-4、拉手，15-5、固定螺栓，16、控制阀，17、压力表，18、取样阀，19、超声波振荡板，20、超声波换能器，21、储气罐。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本发明的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。
如图1～4所示，本发明具体实施例提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统，包括料罐1，所述料罐1上设有第一连接管2，所述第一连接管2的输出端设有进料泵3，所述进料泵3的输出端设有第二连接管4，所述第二连接管4的输出端设有进料管5和回流管6，所述回流管6的输出端设于所述料罐1的内腔，所述进料管5的输出端连接精密微孔过滤机7，所述过滤机7上设有过滤管8、压缩空气正吹管9、放空管10和卸料管11，所述过滤管8上设有压缩空气反吹管12连接口、纯水管13连接口和滤液管14连接口，所述进料管5上设有可拆卸粗滤装置15。所述压缩空气正吹管9和所述压缩空气反吹管12的输入端连接储气罐21的输出端。滤液管14连接清液槽(图中未显示)。卸料管11连接过滤浆料槽(图中未显示)。
过滤管8可以过滤1μm以上的固体微粒，在过滤过程中，随着过滤管上滤层的形成，对部分1μm以下的固体微粒也有一定的拦截作用。
过滤管8的下侧设有取样阀18，所述过滤管8的前侧设有超声波振荡板19，所述超声波振荡板19上设有超声波换能器20。超声波振荡板19上的超声波发生器发出的高频振荡信号，通过超声波换能器20转换成高频机械振荡而传播到介质，超声波在纯水中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏精密过滤管内的不溶性污物而使它们分散于清水中，随后能够从出料阀门处排出。
第一连接管2、第二连接管4、进料管5、回流管6、压缩空气正吹管9、放空管10、所述卸料管11、压缩空气反吹管12和滤液管14上均设有控制阀16。
进料管5、压缩空气正吹管9、放空管10和压缩空气反吹管12上均设有压力表17。
可拆卸粗滤装置15包括外框体15-1、内框体15-2、粗滤网15-3、拉手15-4和固定螺栓15-5，所述粗滤网15-3设于所述内框体15-2的框内，所述内框体15-2设于所述外框体15-1的框内，所述固定螺栓15-5贯穿设于所述外框体15-1和所述内框体15-2的框体内，所述拉手15-4设于所述固定螺栓15-5的端头处。可拆卸粗滤装置可防止料液中存在较大颗粒，可能对过滤机上的精密过滤管中的滤膜孔造成伤害或是堵塞，并可以随时对可拆卸粗滤装置进行更换。在不需要采用可拆卸粗滤装置的场景下，也可以随时从系统中拆卸下来。
本发明具体实施例还提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，采用上述处理系统，其步骤包括：1)开启精密微孔过滤机进料阀门，打开滤清液出口阀门、回流阀门和放空阀门，开启进料泵将钴铜溶液输送到精密微孔过滤机2的容器中；2)当钴铜溶液满到过滤机2放空位置时关闭放空阀门13，调整进料泵7的频率，使过滤机内的工作压力保持在0.002-0.05MPa压力下，这个过程保持在5-10分钟左右；3)待精密微孔过滤机2工作正常后，缓慢提高泵频，此过程中需严格控制压力，保持在0.1MPa，使过滤后的清液流量压力在允许范围内保持稳定，滤液自流至过滤清液槽4，再经清液输送泵6输送至除铁作业，后续再随着过滤速率下降，可以再缓缓升压，但最终不得超过0.2MPa；4)当过滤压力超过设定运行的压力时，关闭进料泵7停止向过滤机进钴铜溶液，再进行反冲洗和反吹，开启压缩空气反吹阀14和纯水阀17，卸除过滤管表面的固体滤饼到锥型封头内形成浓浆；5)开启压缩空气正吹阀12，将浓浆压出送至浆料槽3，再经浆料输送泵5输送至浸出作业。
实施例1
本实施例提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，该湿法冶炼钴铜溶液来自浸出车间二段浸出反应后的料浆，性能指标为含固量占比2％、粒径0.45um占比90％以上，包括以下步骤：
1)从二段浸出钴铜溶液槽引料液到料罐，在料罐上安装液位计以及搅拌装置，引液高度从液位计0.15m升到3m，折算其引液体积约为23m3；
2)开启料罐的搅拌，设置转速在150rpm/min，打开过滤机进料泵的进出口阀，进料阀、滤清液出口阀门、回流阀门和放空阀门，启动过滤机进料泵；
3)经初滤后的滤液进入过滤机，当过滤机内充满料液时，放空阀有料液溢出迅速关闭放空阀，调整精密微孔过滤机内的工作压力保持在0.1±0.01MPa，并稳定10min，稍后滤液从滤液阀流出，打开回流管回流阀用以调节过滤压力；
4)待过滤机工作正常后，缓慢提高泵频，此过程中需严格控制压力，保持在0.1MPa，后续随着过滤速率下降，可以再缓缓升压，但最终不得超过0.2MPa；
5)过滤机分离后的上清液自流进入清液槽，当槽中液位达到45％时，开启清液输送泵，将清液输送至除铁作业。
6)当过滤压力超过设定运行的压力时，关闭过滤机进料泵，停止向过滤机进钴铜溶液，并对过滤机进行反冲洗和反吹，以卸除过滤管表面的固体滤饼到过滤机锥型封头内形成浓浆，浓浆浓度控制在20％以上；
7)开启正吹气管，将过滤机锥型封头内的浓浆压出送至过滤浆料槽，当槽中液位淹没桨叶时，开启搅拌，达到45％时，开启浆料输送泵，将浆料输送至浸出作业。
本实施例步骤5)过滤后的清液含固量小于0.005g/L，固液分离率高达99.9％。
实施例2
本实施例提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，该湿法冶炼钴铜溶液来自污水处理车间沉铜后反应的浆料，性能指标为含固量占比2.5％、粒径0.45um占比95％以上，包括以下步骤：
1)从沉铜浆料槽引料液到料罐(同实施例1)，引液高度从液位计0.15m升到3m，折算其引液体积约为23m3；
2)开启精密料罐的搅拌，设置转速在150rpm/min，打开过滤机进料泵的进出口阀，进料阀、滤清液出口阀门、回流阀门和放空阀门，启动过滤机进料泵；
3)经初滤后的滤液进入过滤机，当过滤机内充满料液时，放空阀有料液溢出迅速关闭放空阀，调整精密微孔过滤机内的工作压力保持在0.1±0.01MPa，并稳定10min，稍后滤液从滤液阀流出，打开回流管回流阀用以调节过滤压力；
4)待过滤机工作正常后，缓慢提高泵频，此过程中需严格控制压力，保持在0.1MPa，后续随着过滤速率下降，可以再缓缓升压，但最终不得超过0.2MPa；
5)过滤机分离后的上清液自流进入清液槽，当槽中液位达到45％时，开启清液输送泵，将清液输送至沉铅锌作业。
6)当过滤压力超过设定运行的压力时，关闭过滤机进料泵，停止向过滤机进沉铜浆料，并对过滤机进行反冲洗和反吹，以卸除过滤管表面的固体滤饼到过滤机锥型封头内形成浓浆，浓浆浓度控制在20％以上；
7)开启正吹气管，将过滤机锥型封头内的浓浆压出送至过滤浆料槽，当槽中液位淹没桨叶时，开启搅拌，达到45％时，开启浆料输送泵，将浆料输送至压滤作业。
本实施例步骤5)过滤后的清液含固量小于0.005g/L，固液分离率高达99.95％。
对比例1
本对比例提供一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，该处理工艺是目前比较通用的一种处理工艺，采用的湿法冶炼钴铜溶液来自浸出车间二段浸出反应后的料浆，性能指标为含固量占比2％、粒径0.45um占比90％以上，料浆同实施例1，该处理工艺包括以下步骤：
1)从二段浸出钴铜溶液槽引料液到到压滤机过滤浆料中转槽，在压滤机过滤浆料中转槽上安装液位计，引液高度从液位计0.15m升到3m，折算其引液体积约为23m3；
2)开启压滤机过滤浆料中转槽搅拌，设置转速在150rpm/min，打开压滤机的进料阀和滤液回流阀，启动压滤机进料泵，进料过程中观察进料管压力表有无压力和滤液管滤液量是否正常；
3)压滤后的滤渣留在压滤机内，滤液流至压滤后液槽中；
4)待压滤机进满料后，关闭沉铜压滤泵和压滤机的进料阀，再依次开启滤液回流阀、压榨上水阀；
5)开启压榨水输送泵进行压榨，并调节压榨水回水阀门开度和调节压榨水压力；
6)压榨结束后，停压榨水输送泵，全开压榨水回流阀，关闭压榨水阀；
7)待压榨结束后关闭压缩空气进气端滤液回流阀，开启另一端滤液回流阀，其余阀门保持关闭，慢慢开启压缩空气阀门，吹气至滤液出水量较小为止；
8)在压滤机下料斗安放好吨袋，将压滤机调至手动状态，并按下手动松开按钮对压滤机进行泄压，泄压后按下翻板打开按钮进行卸渣；
9)卸渣结束后将翻板关闭，压滤机手动压紧保压，压滤机等待下次进料。
本实施例步骤3)压滤后的清液含固量约为0.18％，固液分离率为91％。显然，在对比例1的常规工艺中，通过压滤方式很难对冶炼钴铜溶液中微细物的分离效率作进一步提升。因此，本发明采用了一种精密微孔过滤机，该精密微孔过滤机中具有精密微孔过滤管，物料经泵压入装载精密微孔过滤管的容器中，通过精密微孔过滤管由外向内将滤清液分组引出，固体颗粒滤饼层则截留在过滤管壁外，用高压气反吹将滤饼层卸到底部锥型封头形成浓浆，再通过底部阀门排出，从而完成整个固液分离。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统，其特征在于：包括料罐，所述料罐上设有第一连接管，所述第一连接管的输出端设有料泵，所述料泵的输出端设有第二连接管，所述第二连接管的输出端设有进料管和回流管；所述回流管的输出端设于所述料罐的内腔，所述进料管的输出端连接精密微孔过滤机，所述精密微孔过滤机包括过滤管、压缩空气正吹管、放空管和卸料管，所述过滤管上设有压缩空气反吹管连接口、纯水管连接口和滤液管连接口；所述进料管上设有可拆卸粗滤装置。
2.根据权利要求1所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统，其特征在于：所述过滤管的下侧设有取样阀，所述过滤管的前侧设有超声波振荡板，所述超声波振荡板上设有超声波换能器。
3.根据权利要求1所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理系统，其特征在于：所述可拆卸粗滤装置包括外框体、内框体、粗滤网、拉手和固定螺栓，所述粗滤网设于所述内框体的框内，所述内框体设于所述外框体的框内，所述固定螺栓贯穿设于所述外框体和所述内框体的框体内，所述拉手设于所述固定螺栓的端头处。
4.一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：是采用权利要求1～3任意一项所述的处理系统，处理工艺包括：利用精密微孔过滤机中的精密微孔过滤管，精密微孔过滤管具有一定过滤面积，物料经泵压入装载精密微孔过滤管的容器中，通过精密微孔过滤管由外向内将滤清液分组引出，固体颗粒滤饼层则截留在过滤管壁外，用高压气反吹将滤饼层卸到底部锥型封头形成浓浆，再通过底部阀门排出，从而完成整个固液分离。
5.根据权利要求4所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：该处理工艺包括以下步骤：
1)开启精密微孔过滤机进料阀门，打开滤清液出口阀门、回流阀门和放空阀门，开启泵将湿法冶炼钴铜溶液输送到精密微孔过滤机中；
2)当钴铜溶液满到精密微孔过滤机放空位置时关闭放空阀门，调整精密微孔过滤机内的工作压力，并稳定一段时间；
3)待精密微孔过滤机工作正常后，缓慢提高泵频，并进一步调整精密微孔过滤机内的工作压力，使过滤后的清液流量压力保持稳定，滤液自流至过滤清液槽，再经泵输送至除铁作业，精密微孔过滤机内的工作压力不得超过0.2MPa；
4)当精密微孔过滤机内的工作压力超过0.2MPa，关闭泵停止向过滤机进钴铜溶液，进行反冲洗和反吹操作，卸除过滤管表面的固体滤饼到锥型封头内形成浓浆；
5)开启正吹气管阀门，将浓浆压出送至浆料槽，再经泵输送至浸出作业。
6.根据权利要求5所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中精密微孔过滤机内的工作压力保持在0.002-0.05MPa，并稳定5-10min。
7.根据权利要求5所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中精密微孔过滤机内的工作压力控制在0.1±0.01MPa。
8.根据权利要求5所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中待精密微孔过滤机工作正常后，缓慢提高泵频，并进一步调整精密微孔过滤机内的工作压力保持在0.1MPa。
9.根据权利要求5所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：所述步骤4)中反冲洗和反吹操作包括：打开反冲洗水阀门和反吹气阀门，将精密过滤机过滤管表面的固体滤饼卸到过滤机锥型封头内，使其形成浓浆，浓浆浓度控制在20％以上。
10.根据权利要求4～9任意一项所述的一种从湿法冶炼钴铜溶液中分离微细物的处理工艺，其特征在于：处理后的清液固含量小于0.005g/L，固液分离率不低于99.9％。
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