CN1805794A

CN1805794A - 用于解吸附材料的方法和装置

Info

Publication number: CN1805794A
Application number: CNA2004800163554A
Authority: CN
Inventors: N·宗托夫
Original assignee: Cleaning Technology Ltd
Current assignee: Cleaning Technology Ltd
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2006-07-19
Also published as: AU2003902238A0; ZA200509091B

Abstract

本发明涉及一种用于连续逆向解吸附目标材料的方法和装置，所述目标材料包括金属、非金属和其无机和/或有机混合物，其中所述解吸附方法分成两种模式，即：(I)解吸附和(II)再吸附。使用新鲜的解吸附剂以模式(I)从装载的树脂中解吸附目标材料。根据模式(I)装载的树脂在腔中向上移动。根据模式(II)，杂质从树脂中解吸附出来，溶液中的目标材料能被再吸附。在模式(II)期间，树脂在另一腔中向下移动。使用本发明可产生适于直接经济地回收化学成分和/或其混合物的浓缩洗出液。本发明的装置包括解吸附区域和再吸附区域，其通过使用“管连管”结构或U形结构被构造。

Description

用于解吸附材料的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于从装载的离子交换树脂中解吸附材料的方法和装置。

离子交换树脂可以是任何一种能掺杂有目标材料的合适树脂，所述目标材料包括有色金属如铜、镍和钴；贵金属如金和银；及难熔金属如钼和钨。该交换树脂也适于任何其他的金属、非金属、有机物质、无机物质及其混合物。

背景技术

目前，用于从树脂中解吸附材料的技术可广泛选择。一些技术比其他技术更适于特殊运用，因此，选择最合适的技术是达到高解吸附率和成本效率的一个重要因素。

一般而言，从树脂中解吸附材料的解吸附过程可批量执行或连续操作，这通常与用于执行工艺而具有所谓的固定交换层或可动交换层的设备相对应。

带固定交换层的装置目前广泛使用在工业上。例如，Abrams I.M.的题目为“离子交换系统的类型”的文章(污染控制的离子交换，C.Calmon和H.Gold著，CRC出版社，Boca Raton，第1卷，pp.71-850，1979)描述了固定交换层设备已经运行了25年以上，在南加利福尼亚的大都市用水地区目前仍用于每天软化1500百万升水。

Salem E.的题目为“设备操作及设计”的文章(污染控制的离子交换，C.Calmon和H.Gold著，CRC出版社，Boca Raton，第1卷，pp.71-850，1979)描述了大多数固定交换层设备的解吸附循环包括：首先逆流冲洗满载荷或饱和树脂的交换层；交换层沉降；将解吸附溶液供入交换层中；排出解吸附溶液(或缓慢漂洗)；最后，在将含贵重矿物溶液再次输送入交换层中之前用清水清洗树脂。

逆流冲洗阶段去除了聚集在离子交换树脂层内的悬浮颗粒并消除了在吸附阶段形成的通道。逆流冲洗也有助于将形成在悬浮颗粒和离子交换树脂之间的团块分裂。

在逆流冲洗阶段之后进行沉降阶段，沉降阶段对于避免形成穿过交换层的流体通道是重要的。

通过使解吸附溶液穿过交换层来将树脂转变成所需的形式，这样完成了解吸附。在适当容量的解吸附溶液接触树脂之后，从交换层中排出解吸附溶液。

用被去除矿物质的水来清洗树脂通常用于从交换层中去除最终剩余的解吸附溶液。

在完成清洗阶段时，含有在吸附阶段待吸附到树脂上的目标材料的液体当柱管同向操作时就进入柱管顶部，当柱管逆向操作时就进入柱管底部。

美国专利4,412,866描述了一种定批交换层处理工艺的变化形式，尤其涉及一种模拟可动交换层，该模拟可动交换层中的分离区被限定，每一分离区包括一个或多个离散的容器。所述分离区与工艺过程的功能相对应；通常是吸附、排放、解吸附及清洗功能。与容器串联的增压泵保持每一区域所需的压力水头。每一区域的作用按次序交替，所述次序是根据在这些区域中循环的流体环路中的相邻阶段间工作面的移动来控制的。

另一类吸附/解吸附过程是连续过程。一般而言，吸附/解吸附过程在吸附时被归类为连续过程，清洗和解吸附同时执行，产物流量不受到干扰。使用树脂的可动交换层使工艺过程能连续操作，主要优点是较高的处理效率。

对于批处理过程而言，能同向或逆向操作连续过程。

并不是描述为连续的过程全部是真正的连续过程。真正的连续过程操作对树脂或液体流动没有干扰。半连续过程通常的特征在于：短的滞留期间，在该期间发生离子交换吸附(即，运行方式)，之后是树脂交换层移动的期间(传送方式)。但是，因为两方式的间隔十分短，所以所述工艺过程实际上可视为一个连续的工艺过程。100个以上的半连续工艺过程是公知的，但是仅大约六个工艺过程具有实际的工业意义。

据我们所了解，所谓的Higgins环路(在Higgins，I.R.和Roberts，I.I.的题目为“连续离子交换的逆向固液接触器”的文章中描述，EngProg.Symp.Ser.，50，87-94，1950)是最公知类型的工艺过程。Higgins环路是连续的逆向离子交换过程，用于使用固态离子交换树脂来液相分离离子成分。

Higgins环路包括充满了的离子交换树脂层的垂直圆筒容器，所述容器由蝶阀或环阀分成四个操作区域。这些操作区域—吸附、解吸附、逆向冲洗及脉动区域—起到四个分离容器的作用。

Higgins环路用树脂处理吸附区域中的液体，并且同时将离子从解吸附区域中的装载树脂中除去。间歇地，一小部分树脂从各自区域中除去并在该区域相对端处利用解吸附的或装载的树脂替代。这由环路中的树脂脉动以液压的方式完成。该结果是接触逆向流动的液体和树脂的连续工艺过程。

本发明的一个目的是提供一种用于解吸附被吸附到树脂上的材料的可替换方法和装置，其能产生浓缩洗出液液流。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于从离子交换树脂中解吸附物质的装置，所述树脂具有杂质和吸附在其上的目标材料，该装置包括：

第一腔和第二腔，该第一腔和第二腔设成在使用时树脂被输送到第一腔中并从第一腔传送到第二腔中，解吸附溶液被输送到第二腔中并从第二腔传送到第一腔中，从而：

i)对树脂的亲合性小于目标材料的杂质能从树脂中被解吸附出来并且目标材料能从解吸附溶液中吸附到树脂上，从而形成了具有高浓度杂质和相对低浓度目标材料的杂质液流从第一腔中排出的条件，及

ii)在第二腔中目标材料能从树脂中解吸附出来，并形成具有低浓度杂质和相对高浓度的目标材料的浓液流从第一和/或第二腔的下部区域排出的条件。

另外，装置在使用时，优选地树脂在第一腔中向下流动而在第二腔中向上流动，解吸附溶液在所述腔中逆向于树脂的流动方向流动。

更优选地，杂质流从第一腔的上部区域排出。

优选地，第一腔和第二腔保持流体相通，以使解吸附溶液从第二腔传送到第一腔中。

根据本发明，还提供了一种用于从装载的离子交换树脂中解吸附材料的装置，该装置包括：

第一腔和第二腔，所述第一腔和第二腔设成在使用时，树脂在第一腔中向下移动而在第二腔中向上移动，解吸附溶液逆向于树脂流动；

第一和第二入口，其分别用于将装载的树脂输送到第一腔中并将解吸附溶液输送到第二腔中；和第一和第二出口，其分别用于将液体从装置中排出并将解吸附后的树脂从第二腔中除去；

用于便利于将树脂从第一腔输送到第二腔中并在第二腔中向上输送树脂的装置；

使用时，含有相对高浓度杂质和低浓度目标材料的第一解吸附溶液液流从第一出口排出，含有相对高浓度目标材料和相对低浓度杂质的第二解吸附溶液液流通过第一出口从第一和/或第二腔的下部区域排出，和/或从由第二腔流过第一腔的解吸附溶液中除去，解吸附后的树脂能从第二腔的第二出口排出。

本发明所提供的优点包括：

ii)对树脂的亲合性小于目标材料的杂质在目标材料之前从树脂中解吸附出来，从而具有更高浓度杂质的第一解吸附溶液液流能从第一腔中排出，其中在第一腔中解吸附溶液首先接触树脂；

iii)在杂质从树脂中解吸附出来之后，树脂吸附目标材料的能力就增加，这使得第一腔具有用于将目标材料再吸附到树脂上的区域；及

iv)从树脂中解吸附出来的目标材料进入解吸附溶液中，从而增加了溶液密度以使其在重量作用下倾向于沉淀在腔中，从而便利于含有相对高浓度目标物质和低浓度杂质的第二解吸附溶液液流从装置的下部区域排出。

优选地，杂质从树脂中解吸附出来发生在第一腔的上部区域，从而进一步使得目标材料在上部区域吸附到树脂上。换句话说，上部区域形成再吸附区域。

优选地，第一腔和第二腔保持流体相通，从而第二腔中的液压头引起解吸附溶液在第一腔中向上流动。

可以理解：由于解吸附溶液被输送到第二腔中，解吸附溶液的主要流动方向是从第二腔进入第一腔中。还可以理解：解吸附溶液在第一腔中纯粹向上流动的流速将基本上等于第一解吸附液流从第一腔中排出的速度。

优选地，用于将第一解吸附液流排出的第一出口位于第一腔的上部区域中。由该优选特征所提供的优点是：解吸附溶液首先接触第一腔的上部区域中的树脂，对树脂的亲合性小于目标材料的树脂从第一腔的上端排出。

优选地，用于将解吸附后的树脂排出的第二出口位于第二腔的上部区域。由该优选方面所提供的优点是：当树脂在第二腔中向上移动时，树脂逐渐增多地暴露于具有低浓度目标材料的解吸附溶液中，从而更可能在树脂从装置中排出之前将目标材料在第二腔中从树脂中解吸附出来。

优选地，通道从第二出口向下延伸，用于在被解吸附后的树脂从装置中排出之前被传送到中间腔中。

优选地，分别用于将树脂和解吸附溶液输送到第一腔和第二腔中的第一和第二入口位于腔的上部区域。

优选地，该装置具有用于控制从第二腔中除去树脂的速度的控制装置。使用时，控制装置检测第一腔中的解吸附溶液的液位以控制树脂从第二腔中除去的速度。

优选地，第二腔具有用于将目标材料的浓缩溶液输送到第二腔中的另一入口。我们已经发现：将浓缩溶液添加到第二腔中进一步增加了第二解吸附液流(即，洗出液液流)中的目标材料浓度并减小了第二解吸附液流中的杂质浓度。

现在将描述本发明的两实施例的优选特征。

优选地，第一腔和第二腔通过从第一腔延伸到第二腔中的通道相互连接，该通道适于在两腔之间传送树脂和解吸附溶液。

根据本发明的一个实施例，优选地，第一和第二腔以具有基底和两臂的U形结构相互连接，从而第一腔和第二腔形成U形结构的臂，基底提供通道。

优选地，含有高浓度被解吸附材料的第二解吸附溶液液流从在第一和第二腔之间延伸的通道中排出。在这种情况下，当第一和第二腔以U形结构相互连接时，具有高浓度目标材料的第二解吸附溶液液流从U形结构的基底排出。

根据本发明的另一实施例，优选地，第一和第二腔被如此设置以至于两腔之一位于另一腔内侧。

甚至更优选地，第二腔同心地位于第一腔内。

在第二腔位于第一腔内的情况下，优选地，第一腔具有朝下的开口，从而第二腔中的解吸附溶液能流入第二腔中，第二腔中的树脂通过该开口进入第一腔中并迫使其在第一腔中向上流动。

优选地，第二解吸附溶液液流在第二腔的开口之下的位置处从第一腔中排出。

优选地，第一腔的底壁朝用于将第二解吸附溶液排出的出口倾斜，所述第二解吸附溶液具有高浓度目标物质。

根据本发明，提供了一种用于从离子交换树脂中解吸附物质的方法，所述树脂中含有杂质和吸附在其上的目标材料，所述方法包括：在具有第一腔和第二腔的装置中处理离子交换树脂，该方法包括以下步骤：

a)使用解吸附溶液从第一腔的树脂中解吸附杂质，从而对树脂的亲合性大于杂质的目标材料能从解吸附溶液被吸附到树脂上，从而形成了具有高浓度杂质和低浓度目标材料的液流能从第一腔中排出的条件；和

b)使用解吸附溶液在第二腔中将目标材料从根据步骤a)处理的树脂中解吸附出来，从而形成具有高浓度目标材料和低浓度杂质的液流从装置中排出的条件。

根据本发明，提供了一种用于从装置中的树脂中解吸附物质的方法，其中所述装置具有保持流体相通的第一腔和第二腔，该方法包括以下步骤：

a)将具有目标材料和吸附到其上的杂质的装载树脂输送到第一腔中，使树脂在第一腔中在向下方向上移动；

b)将树脂从第一腔输送到第二腔中并使树脂在第二腔中在向上方向上移动；

c)将解吸附溶液输送到第二腔中以使该溶液在第二腔中向下流动并在第一腔中逆向于树脂流动；

d)将已解吸附的树脂从第二腔中排出；

e)将含有高浓度杂质和低浓度目标材料的第一解吸附溶液液流从第一腔中排出；和

f)从第一腔和/或第二腔的下部区域和/或从在两腔之间被输送的溶液中排出第二解吸附溶液液流，所述第二解吸附溶液液流含有相对高浓度目标材料和相对低浓度杂质。

优选地，步骤a)至f)中的任两步骤或更多步骤同时执行。

优选地，树脂上的杂质对树脂的亲合性小于目标材料对树脂的亲合性，从而当树脂在第一腔中接触解吸附溶液时，在解吸附目标材料之前杂质倾向于从树脂中解吸附出来。

优选地，从树脂中解吸附杂质发生在第一腔的上部区域，从而进一步使得目标材料在上部区域被吸附到树脂上。

因此，优选地，在步骤e)中被排出的第一液流在第一腔的上部区域被排出。

优选地，从树脂中解吸附出来并溶解到溶液中的目标材料增加了溶液密度，从而引起具有高浓度目标材料的溶液的一部分在重力作用下朝第一和第二腔的下部区域沉降。

因而，优选地，在步骤f)中被排出的第二液流从在两腔之间被输送的溶液中排出或从第一和/或第二腔的下部区域中排出。

优选地，树脂在步骤d)中被排出的速度由第一腔中的液位控制。

优选地，在步骤d)中被排出的树脂从第二腔的上部区域被排出。

优选地，该方法还包括：将目标物质的浓缩溶液输送到第二腔中。我们已经发现：将浓缩溶液添加到第二腔中将进一步增加了第二解吸附溶液液流(即，洗出液液流)中的目标物质浓度并减小了第二液流中的杂质浓度。

优选地，浓缩溶液的温度范围大约为60至100℃。

优选地，另外的溶液在第二腔的上部区域和下部区域之间的位置处被输送到第二腔中。

本发明的方法还包括上述装置的任一特征。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的两个优选实施例，附图如下：

图1显示了根据本发明的一个实施例用于从树脂中解吸附材料的装置，其中该装置包括两个腔，一腔位于另一腔内侧；

图2和3显示了具有附加特征的图1中所示的实施例；

图4显示了根据替换实施例用于解吸附材料的装置，其中该装置包括以U形相互连接的两个腔；和

图5和6显示了具有附加特征的图4中所示的实施例。

具体实施方式

两个优选实施例具有许多共同的特性，在两个实施例中相同的附图标记用来表示相同或相似的特征。

图1中所示的优选实施例包括具有两个腔的装置，其中内腔1同心地位于外腔2内。

内腔1具有将解吸附溶液输送到内腔中的入口阀14和用于被解吸附的树脂的出口。将被解吸附的树脂供送入中间腔7中的管道从出口延伸。内腔1的下端具有朝下的开口，从而解吸附溶液在虚线箭头所示方向上在内腔1中向下流动，在外腔2中向上流动。

内腔1中的解吸附溶液的液压头使解吸附溶液在外腔2中向上流动。

外腔2具有用于将饱和树脂输送到外腔2中的树脂入口或套管5。外腔2中的树脂在实线所示的箭头方向上逆向于解吸附溶液向下移动。该树脂被促使通过内腔1的开口并在实线所示的箭头方向上在内腔1中逆向于解吸附溶液向上流动。

使用时，装载的树脂经过套管5并接触外腔2顶部上的装载树脂。在初始情况下，对树脂的亲合性小于目标材料的杂质从树脂中解吸附出来。因此，具有高浓度杂质的解吸附溶液液流通过排泄口3被排出。

在从树脂中解吸附出杂质的情况下，树脂吸附目标材料的能力就增加，从而外腔1的上部区域也形成用于将目标材料再吸附到树脂上的再吸附区域，其中杂质在外腔1的所述上部区域被解吸附。通常，形成在第一腔1的上部区域中的再吸附区域保持通过排泄口3被排出的解吸附溶液液流中的目标材料浓度低。

装载的树脂向下移动经过再吸附区域，进入内腔1中，在内腔1中目标材料在装置的解吸附区域被解吸附出来。

通过采用任何合适方法如树脂脉动使树脂沿内腔1和外腔2移动。在图1至3所示实施例的情况下，通过打开用于从装置中排出树脂的阀13、关闭阀14来干扰解吸附溶液的输送、并通过位于再吸附区域顶部上的套管6将空气泵入柱管中，这样就实现了树脂脉动。

对装置的外腔2中的解吸附溶液液位进行检测的电极9和10控制树脂从装置中除去的速度。树脂在腔1和2中的运动每0.5至3.0小时周期地发生并根据树脂特性、目标材料及解吸附过程的条件持续进行0.5至2.0分钟。

解吸附溶液通过套管4和阀14被泵入内腔1中。解吸附溶液在其经过解吸附区域1向下移动进入装置底部期间从过饱和树脂中解吸附目标材料。含有高浓度目标材料和低浓度杂质的解吸附溶液液流通过管道8从装置底部排出。装置底部的溶液流量通过阀15来调节。

当溶液被排出时，装置底部处的筛11将树脂保留在外腔2中。

图2和3显示了图1中所示的装置，其具有用于将目标材料的浓缩溶液输送到内腔1的中间部分的入口12。我们已经发现：将浓缩溶液添加到内腔1中减小了杂质的浓度并增加了通过阀15从装置排出的目标材料的浓度。

图3显示了装配有热交换器装置的装置，所述热交换器装置对通过入口12和阀14被输送到内腔1中的解吸附溶液进行预热以有助于将材料从树脂中解吸附到解吸附溶液中。解吸附溶液优选地被加热到60℃至100℃的温度范围内。

装置还包括用于保持内腔1和2中的解吸附溶液温度的外部隔热体。

图4显示了替换实施例，在该替换实施例中内腔1和2以U形形状相互连接。特别地，腔从水平通道的相反端向上延伸，该水平通道使腔相互连接。通道的直径基本上与腔1和2的直径相等以使得通过采用上述脉动技术将树脂从腔2传送到腔1中。

该通道将腔1和2之间保持流体相通以使得腔1中的解吸附溶液的液压头引起解吸附溶液在外腔2中向上流动。

另外，图4至6中所示的实施例包括与图1至3中所示的实施例相同的特征，并能以相同方式操作。相同的附图标记使用在两实施例中来显示相同特征。

可以想到：能操作本发明的实施例使得树脂和解吸附溶液连续逆向流动。但是，本领域的技术人员将明白：解吸附溶液的流动和树脂的运动可以是间歇性的，概括地说，连续的解吸附过程是树脂间歇地移动经过解吸附装置的过程。特别地，树脂在解吸附装置中的运动通常包括：沿底座移动的树脂间歇增加，从而一小部分树脂从底座端部排出，剩余树脂在沿底座的方向上移动。

将参见下面的非限制性实例来描述本发明。

实例1

本实例描述了从树脂中解吸附铜，其中在处理铜电镀设备中的废水液流期间该树脂是饱和的。通过使用显示在图4中的装置设计来执行该实例。

清洗水中的铜浓度大约是50至80ppm，树脂吸的装载容量达到28至32g/l。

根据图4中所示的实施例，在150L的塑料U形柱管中进行解吸附试验，装载的树脂通过位于柱管的盖上的套管5进入柱管中。在解吸附之后，完全被解吸附的树脂通过传送管和中间腔7每小时一次从柱管中移走。树脂以20L/hr的速度穿过柱管。

使用7％的硫酸溶液作为解吸附溶液。解吸附液流通过在打开位置具有阀14的套管4以大约22L/hr的速度被泵送入柱管的解吸附区域的顶部。

废液流通过排泄装置3以11.51/hr至12.51/hr的速度排出。废液流中的铜浓度小于200ppm，并与清洗水一起返回到吸附阶段。

洗出液液流通过筛11和管道8从柱管底部收集。洗出液溶液通过阀15以9.5至10.5l/hr的速度被排出。洗出液液流中的铜浓度达到60g/l，十分接近于硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)(胆钒)的最大溶解度。从分析的角度来说，洗出液液流经济地适于通过使用公知方法如铜电解方法或硫酸铜淀析方法来直接回收铜。

可以想到：通过上述实例形成的洗出液液流能直接使用在铜电镀槽中，含有铜的废清洗水能返回到铜电镀设备的生产工序中。也可想到：被处理的水可返回到铜电镀设备的水系统中。

实例2

该实例显示了从树脂中解吸附镍，所述树脂在从高压铁钒士滤出浆中吸附回收镍期间被装载。通过使用图4中所示的装置来执行该实例。

对装载的树脂的元素成分分析显示在表2.1中。

解吸附设备包括容量为750ml的U形塑料试验柱管。树脂以100ml/hr的速度流经柱管。

10％的盐酸溶液被使用作为解吸附溶液。所述溶液通过套管4和阀14被泵入柱管中，并以大约160ml/hr的速度流过解吸附区域和再吸收区域。解吸附溶液液流被分成两个不等部分：

i)废水溶液液流，在解吸附之后其以大约为100ml/hr的量从排泄装置3中被收集并与含贵重矿物的滤出浆一起被输入到吸附阶段。

ii)所产生的洗出液液流，其通过管道15和局部打开的阀8以60ml/hr的量从柱管底部收集。下面在表2.1中列出了洗出液和废液流的元素成分分析。

表2.1.

开始产物和结果产物的成分分析结果。

元素成分	装载的树脂g/l	洗出液液流ppm	废液流ppm
元素成分	装载的树脂g/l	洗出液液流ppm	废液流ppm	Ni	36.81	59510	382
Co	1.65	1460	493	Ni	36.81	59510	382
Co	1.65	1460	493	Mn	2.16	701	2750
Mg	3.40	72	2560	Mn	2.16	701	2750
Mg	3.40	72	2560	Fe	0.18	127	＜0.001
Cu	0.27	69	0.08	Fe	0.18	127	＜0.001
Cu	0.27	69	0.08	Zn	0.22	141	86
Ca	0.35	103	396	Zn	0.22	141	86
Ca	0.35	103	396	Si	0.02	30	0.24
Cr	0.01	1.34	0.65	Si	0.02	30	0.24
Cr	0.01	1.34	0.65	Al	0.24	123	6.05

该实例的这些结果显示：洗出液中的镍浓度大约为60g/l，我们估计其大于含贵重矿物树脂的装载容量约60％。也请注意：大多数杂质如镁和锰排在通过出口3排出的废溶液中，因此，该高浓度洗出液适于镍电解冶金法回收。

实例3

该实例显示了从饱和树脂中解吸附铜，在从大量滤出液中吸附回收铜期间所述饱和树脂先前已被装载。铜浓度在2g/l至6g/l之间。

在这种铜试验中的树脂装载容量是55至64g/l。在该试验期间树脂以大约为100ml/hr的速度流过解吸附柱管。

根据图6中所示的装置，在750ml的硼硅酸盐玻璃柱管中进行解吸附试验。该U形柱管完全隔热以将柱管中的温度保持在60至70℃之间。

10％的硫酸溶液用来作为解吸附剂，在解吸附溶液的入口4处使用电加热器将其预热到60-70℃。解吸附剂的流动保持在大约75ml/hr的速度。

另外，沉淀出硫化铜之后，被预热的母液通过入口管12以大约为85ml/hr的通过量被泵入腔1的中间部分。在该母液中，铜浓度大约为45g/l。

废液流通过排泄装置3以～60ml/hr的速度从腔2中排出，其中的铜浓度小于100ppm。该废溶液可以再次使用在铜堆沥滤工艺过程中。

饱和洗出液液流通过管道8和调节阀15以100ml/hr的速度从装置底部被收集，铜浓度大约是100g/l，温度为～65℃。

洗出液液流通过连续混合被冷却到20℃，每升洗出液液流中大约沉淀出234g硫酸铜晶体。在过滤了硫酸铜晶体之后，铜浓度大约为45g/l的母液被加热到～70℃并被再使用来输送到入口管12中。

实例4

该实例显示了从装载的树脂中解吸附钼，所述装载的树脂在从含钼溶液中吸附的期间是饱和的。这些溶液的钼浓度为～1g/l，所以树脂的平衡装载容量大约是100g/l。

根据图1中所示的装置，在30L的柱管中进行解吸附试验。装载的树脂通过套管5被放到柱管的外腔2中。在该试验期间，树脂的流动保持在～31/hr的速度。

10％的氨溶液被用作为解吸附剂。该溶液通过在开口位置具有阀14的套管4被泵入柱管的内腔1中。通过量保持为41/hr。

钼浓度小于200ppm的废溶液液流以大约21/hr的速度从排泄装置3被收集并在吸附阶段与含贵重矿物溶液一起返回。

饱和洗出液液流通过筛11和管道8从柱管的底部被收集。使用阀15来调节被排出的洗出液液流的容量。洗出液液流中的钼浓度为～150g/l，主要杂质的浓度可以忽略不计。该溶液适于经济回收化学标准的偏钼酸铵(ammonium paramolibdate)。

实例5

该实例显示了从镍装载容量大约为42g/l的饱和树脂中解吸附镍的方法。该树脂在从大气铁矾土滤出浆中回收吸附镍期间被装载。

根据本发明的图3所示的实施例，解吸附装置包括750ml的柱管。装载的树脂通过套管5被放入柱管中。树脂在该试验期间保持～100ml/hr的速度流动。

10％的硫酸溶液用作为解吸附溶液。解吸附剂的通过量通过蠕动泵来调节并保持在～75ml/hr的速度。解吸附剂通过套管4和阀14被泵入柱管的解吸附区域的顶部。

镍电解处理过程之后的溶液含量为43g/l，并通过排泄装置12以～85ml/hr的速度被泵入柱管的解吸附区域的中间部分。

废溶液液流(大约60ml/hr)通过排泄装置3从柱管中被排出。这种含有大约200ppm镍的溶液可再使用在沥滤工艺中。

洗出液液流通过阀15和管道8以大约100ml/hr的速度从柱管的底部被收集并含有大约85g/l的镍。该溶液可用于镍电解冶金工艺。

Claims

1、一种用于从离子交换树脂中解吸附物质的装置，所述树脂具有吸附在其上的杂质和目标材料，该装置包括：

i)在第一腔中，对树脂的亲合性小于目标材料的杂质能从树脂中被解吸附出来并且目标材料能从解吸附溶液中吸附到树脂上，从而形成了具有高浓度杂质和相对低浓度目标材料的杂质液流从第一腔中排出的条件，及

ii)在第二腔中目标材料能从树脂中被解吸附出来，并形成具有低浓度杂质和相对高浓度的目标材料的浓液流从第一和/或第二腔的下部区域排出的条件。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在使用时，树脂在第一腔中向下运动，在第二腔中向上运动，解吸附溶液在所述腔中逆向于树脂方向流动。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，杂质液流从第一腔的上部区域被排出。

4、根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其特征在于，第一腔和第二腔流体相通以使解吸附溶液由于重力作用从第二腔流入第一腔中。

5、一种用于从装载的离子交换树脂中解吸附材料的装置，该装置包括：

第一和第二入口，其分别用于将装载的树脂输送到第一腔中并将解吸附溶液输送到第二腔中；和第一和第二出口，其分别用于将液体从装置中排出并将被解吸附的树脂从第二腔中除去；

从而，使用时，含有相对高浓度杂质和低浓度目标材料的第一解吸附溶液液流从第一出口排出，含有相对高浓度目标材料和相对低浓度杂质的第二解吸附溶液液流通过第一出口从第一和/或第二腔的下部区域排出，和/或从由第二腔流至第一腔的解吸附溶液中除去，被解吸附的树脂能从第二腔的第二出口排出。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一腔和第二腔被设置并流体相通以至于第二腔中的解吸附溶液的液压头使解吸附溶液在第一腔中向上流动。

7、根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，用于将第一液流排出的第一出口位于第一腔的上部分中。

8、根据权利要求5至7中的任一项所述的装置，其特征在于，用于将被解吸附的树脂排出的第二出口位于第二腔的上部分中。

9、根据权利要求5至8中的任一项所述的装置，其特征在于，用于输送来自第二腔被解吸附的树脂的第二出口连接到中间腔上，被解吸附的树脂保持在所述中间腔中。

10、根据权利要求5至9中的任一项所述的装置，其特征在于，进一步包括控制装置，其用于控制从第二腔中除去树脂的速度。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，控制装置测量第一腔中的解吸附溶液的液位以控制从第二腔中除去树脂的速度。

12、根据权利要求5至11中的任一项所述的装置，其特征在于，从树脂中解吸附杂质发生在第一腔的上部区域，从而在该上部区域中使得解吸附溶液中的目标材料被吸附到树脂上。

13、根据权利要求5至12中的任一项所述的装置，其特征在于，目标材料的解吸附发生在第二腔的上部区域。

14、根据权利要求5至13中的任一项所述的装置，其特征在于第二腔具有供应溶液的另一入口，该溶液在被供应时将增加进入第二腔中的目标材料的浓度，从而降低第二液流中的杂质浓度。

15、根据权利要求5至14中的任一项所述的装置，其特征在于，第一腔和第二腔通过通道相互连接，所述通道适于在两腔之间输送树脂和解吸附溶液。

16、根据权利要求5至15中的任一项所述的装置，其特征在于，第一腔和第二腔以U形结构相互连接，从而第一腔和第二腔形成U形结构的臂，基部提供通道。

17根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，含有高浓度被解吸附的材料的第二解吸附溶液液流从通道中排出，所述通道在第一腔和第二腔之间延伸。

18、根据权利要求5至15中的任一项所述的装置，其特征在于，第一腔和第二腔如此设置即所述两腔之一位于另一腔内侧。

19、根据权利要求18所述的装置，其特征在于，第二腔同心地位于第一腔内，从而第一腔具有环形横截面。

20、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，第二腔具有朝下的开口，从而第二腔中的解吸附溶液能直接从第二腔流入第一腔中，第一腔中的树脂能通过开口在第二腔中向上移动。

21、根据权利要求18至20中的任一项所述的装置，其特征在于，第二液流在第二腔的开口之下的位置处从第一腔中排出。

22、一种用于从交换树脂中解吸附物质的方法，所述树脂中含有吸附在其上的杂质和目标材料，所述方法包括：在具有第一腔和第二腔的装置中处理离子交换树脂，该方法包括以下步骤：

23、一种用于从装置内的树脂中解吸附物质的方法，其中所述装置具有保持流体相通的第一腔和第二腔，该方法包括以下步骤：

a)将具有吸附到其上的目标材料和杂质的装载树脂输送到第一腔中，使树脂在第一腔中在向下方向上移动；

c)将解吸附溶液输送到第二腔中以使该溶液在第二腔中向下流动并在第一腔中向上逆向于树脂流动；

d)将被解吸附的树脂从第二腔中排出；

24、根据权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤a)至f)中的任两步骤或更多步骤同时执行。

25、根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，对树脂的亲合性小于目标材料的杂质从树脂中解吸附出来，目标材料在第一腔中能被吸附到树脂上。

26、根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其特征在于，从树脂中解吸附杂质基本上发生在第一腔的上部区域，从而进一步使解吸附溶液中的目标材料被吸附到第一腔的上部区域中的树脂上。

27、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，在步骤e)中被排出的第一液流从第一腔的上部区域中被排出。

28、根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其特征在于，从树脂中解吸附出来的目标材料增加了解吸附溶液的密度，从而引起更高浓度的解吸附溶液朝第一腔和第二腔的下部区域沉降。

29、根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其特征在于，树脂在步骤d)中被排出的速度由第一腔中的液位来控制。

30、根据权利要求23至29中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中被排出的树脂是从第二腔的上部区域排出的。

31、根据权利要求23至30中任一项所述的方法，包括步骤：将含有目标材料的溶液输送到第二腔中从而降低第二腔中的杂质浓度。

32、根据权利要求31所述的方法，其特征在于，浓缩溶液的温度范围大约为60至100℃。

33、根据权利要求32所述的方法，其特征在于，在第二腔的上下区域之间的位置处含有目标材料的溶液被输送到第二腔中。

34、根据权利要求23至33中任一项所述的方法，其特征在于，根据步骤b)使树脂在第二腔中向上移动包括使用树脂脉动技术。

35、根据权利要求23至34中任一项所述的方法，其特征在于，由于第二腔中的液压头的作用，解吸附溶液根据步骤c)在第一腔中向上流动。

36、根据权利要求23至35中任一项所述的方法，其特征在于，第一腔和第二腔以U形结构相互连接，从而第一腔和第二腔形成U形结构的臂，基部提供通道，树脂和解吸附溶液通过该通道被输送。

37、根据权利要求36所述的方法，其特征在于，含有高浓度目标材料的第二解吸附溶液液流从在第一腔和第二腔之间延伸的通道中排出。

38、根据权利要求23至37中任一项所述的方法，其特征在于，第一腔和第二腔被如此设置即使得两腔之一位于另一腔内侧。

39、根据权利要求38所述的方法，其特征在于，第二腔同心地位于第一腔之内，从而第一腔具有环形横截面。

40、根据权利要求39所述的方法，其特征在于，第二腔具有朝下的开口，从而第二腔中的解吸附溶液直接从第二腔中流入第一腔中，第一腔中的树脂通过所述开口在第二腔中向上移动。

41、根据权利要求38至40中任一项所述的方法，其特征在于，在第二腔的开口之下的位置处第二液流从第一腔中排出。