CN203451588U - 多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置，包括隔膜压滤机，设有入料口、滤液出口、进气口和出气口；二段酸储罐和一段洗涤液储罐，所述二段酸储罐和一段洗涤液储罐上均设置有出口；吹气罐，设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述二段酸储罐的出口、所述一段洗涤液储罐的出口或所述吹气罐的出口相连通；反吹气罐，设置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端与所述反吹气罐的出口通过阀体相连通；预压气罐和高压气罐，所述预压气罐和高压气罐上均设置有出口，所述隔膜压滤机的进气口通过阀体择一与所述预压气罐的出口或所述高压气罐的出口相连通。上述装置用于湿法电解行业中从矿石中提取金属化合物。

Description

多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种对金属矿石进行多段酸浸、洗涤和压滤以提取金属的一体化装置，属于湿法从矿石或精矿中提取金属化合物的技术领域。

背景技术

湿法电解工艺是一种可从金属矿石中提取出铜、铅、金、银、锰、锌、镍等金属的提取工艺。其中，锰钢合金常温下坚硬、韧性强，高温下柔软、易加工，可用于建造楼宇、桥梁和制造兵器，因此作为锰钢合金重要原料的金属锰需求量在逐年攀升；金属锌主要应用于电镀、合金制造和干电池领域，工业需求量也很大。目前，工业生产中，金属锰和锌的提取多采用湿法电解工艺。

一般来说，金属锰或锌的湿法电解工艺是将锰矿或锌精矿（焙烧后的锌焙砂）一次酸浸后获得锰盐或锌盐，再将锰盐或锌盐于电解槽内电解即得到金属锰或锌；但是由于剩余矿渣内仍残存有大量锰或锌金属，造成上述工艺的金属提取率低，浪费了资源，而且金属矿渣的堆积易造成环境污染。

为了提高金属锰或锌的提取率，工业上普遍采用多段酸浸的方法，如中国专利文献CN101899583A公开了一种锰粉酸浸液二段酸浸洗涤压滤一体化方法，包括将一段酸浸得到的锰粉酸浸液注入隔膜压滤机压滤后，将阳极液注入隔膜压滤机进行二段酸浸洗涤，之后用低浓度含锰溶液和循环水洗涤，最后压滤得到矿渣滤饼。经测试，上述技术将原有矿渣滤饼中的碳酸锰含量由1.5-2.0wt%降低至0.6wt%以下，硫酸锰含量由原来的1.5-2.0wt%降低至0.8wt%以下。又如中国专利文献CN102071311A公开了一种应用于电解金属锌行业的多段酸浸、多级逆流洗涤和压滤一体化的系统及方法。该系统包括隔膜压滤机，其进料口端连接有锌焙砂酸浸液入料池，出料口端分别连接有滤液池和收集液池；进料口端和出料口端之间还并列连接有废电积液循环池、循环洗涤水池、洗涤清水池。其工艺包括：（1）入料；（2）不同温度梯度的废电积液多段酸浸；（3）不同浓度含锌洗涤水的多级逆流洗涤；（4）对滤饼进行压滤。

上述技术通过多段酸浸的方法能够提高金属锰或锌的提取率，降低矿渣内残存的金属含量。但是，上述技术使用洗涤液冲洗矿渣时，矿渣容易在洗涤液的冲击力作用下破裂,使得矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,导致金属的提取率降低；而且，由于滤板上设置有流道，破裂产生的矿渣极易进入滤板流道中,造成滤板流道的堵塞。再有，上述洗涤过程仍需要消耗大量洗涤液才能有效漂洗出矿渣内可溶性锰或锌金属，不仅造成了水资源的浪费，而且会产生大量低浓度的锰或锌金属溶液,这些低浓度溶液中可利用的部分需经浓缩处理后才能继续使用，而浓缩处理往往需要消耗大量的能量，提高了工艺成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的一个技术问题是现有技术用洗涤液冲洗矿渣时，矿渣滤饼容易在洗涤液的冲击力下破裂,使得矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,而且矿渣容易进入滤板流道中,造成滤板流道堵塞；进而提出一种洗涤过程中避免矿渣滤饼破裂，从而避免滤板流道被堵塞，且能最大程度提取出金属的多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置。

本实用新型所要解决的另一个技术问题是现有技术仍需消耗大量洗涤液才能漂洗出矿渣内的锰或锌金属，造成了水资源浪费；进而提出一种节约水资源的多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置，包括

隔膜压滤机，设置有入料口、滤液出口、进气口和出气口，由所述入料口向所述隔膜压滤机内延伸设置有入料通道；

二段酸储罐和一段洗涤液储罐，所述二段酸储罐和一段洗涤液储罐上均设置有出口；

吹气罐，设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述二段酸储罐的出口、所述一段洗涤液储罐的出口或所述吹气罐的出口相连通；

反吹气罐，设置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端与所述反吹气罐的出口通过阀体相连通；

预压气罐和高压气罐，所述预压气罐和高压气罐上均设置有出口，所述隔膜压滤机的进气口通过阀体择一与所述预压气罐的出口或所述高压气罐的出口相连通。

还包括三段酸储罐和二段洗涤液储罐，所述三段酸储罐和二段洗涤液储罐上均设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述二段酸储罐的出口、所述一段洗涤液储罐的出口、所述吹气罐的出口、所述三段酸储罐的出口和所述二段洗涤液储罐的出口相连通；

还包括空压机，所述空压机上设置有出口，所述预压气罐和高压气罐上均设置有进口，所述空压机的出口与所述高压气罐的进口相连通，同时，所述空压机的出口通过调压阀与所述预压气罐的进口相连通。

本实用新型与现有技术方案相比具有以下有益效果：

（1）本实用新型所述多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取装置，包括隔膜压滤机，设置有入料口、滤液出口、进气口和出气口，由所述入料口向所述隔膜压滤机内延伸设置有入料通道；二段酸储罐和一段洗涤液储罐，所述二段酸储罐和一段洗涤液储罐上均设置有出口；吹气罐，设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述二段酸储罐的出口、所述一段洗涤液储罐的出口或所述吹气罐的出口相连通；反吹气罐，设置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端与所述反吹气罐的出口通过阀体相连通；预压气罐和高压气罐，所述预压气罐和高压气罐上均设置有出口，所述隔膜压滤机的进气口通过阀体择一与所述预压气罐的出口或所述高压气罐的出口相连通。

该装置可实现金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤工艺：将金属酸浸液经入料口以一定压力送入隔膜压滤机中过滤得滤饼，关闭入料口，打开预压气罐和进气口连接线上的阀体，将气体输入压滤机隔膜腔室内对滤饼进行预压，预压力为0.2-0.6MPa；保持预压状态，将二段酸液经滤液出口送入隔膜压滤机中对滤饼进行二段酸浸，之后将酸液排出；仍然保持预压状态，将一段洗涤液由滤液出口不断注入滤室进行一段洗涤，洗涤结束后将洗涤液引出；保持预压状态，打开吹气罐的阀体，经滤液出口向滤饼一侧吹气，以促进洗涤液通过并充分洗涤滤饼；之后关闭吹气罐的阀体，保持预压状态，打开反吹气罐和入料通道间的阀体，对入料通道内残存物料进行反吹；反吹结束后，关闭预压气罐和进气口连接线上的阀体，同时打开高压气罐和进气口连接线上的阀体，将高压气体输入压滤机隔膜腔室内进行高压压滤，最后卸掉滤室内的滤渣。该装置将金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤工艺集成在一个装置内完成，可通过自动控制开关完成各个步骤间的切换，便于工业化推广使用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被理解，本实用新型结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容进行进一步的说明；

图1为本实用新型所述多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述带有三段酸储罐和二段洗涤液储罐的多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取装置的结构示意图；

图3为本实用新型所述带有三段酸储罐、二段洗涤液储罐、空压机和调压阀的多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取装置的结构示意图；

其中附图标记为：1-隔膜压滤机，2-入料口，3-滤液出口，4-进气口，5-出气口，6-二段酸储罐，7-一段洗涤液储罐，8-反吹气罐，9-预压气罐，10-高压气罐，11-吹气罐，12-三段酸储罐，13-二段洗涤液储罐，14-空压机，15-调压阀。

具体实施方式

所述多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置的结构如图1所示，包括隔膜压滤机1，设置有入料口2、滤液出口3、进气口4和出气口5，由所述入料口2向所述隔膜压滤机1内延伸设置有入料通道；所述隔膜压滤机1为现有的隔膜压滤机1，所述入料口2与隔膜压滤机1的滤室相连通，所述滤液出口3与隔膜压滤机1滤板一侧的滤液流道相连通，所述进气口4和出气口5与隔膜压滤机1的中隔膜腔室相连通；在本实施例中，所述入料口2处设置有加压泵，用于为注入的金属酸浸液加压。二段酸储罐6和一段洗涤液储罐7，所述二段酸储罐6和一段洗涤液储罐7上均设置有出口；吹气罐11，设置有出口，所述滤液出口3通过阀体择一与所述二段酸储罐6的出口、所述一段洗涤液储罐7的出口或所述吹气罐11的出口相连通；在二段酸储罐6内部或二段酸储罐6与滤液出口3的连接管线上设置有用于加热二段酸液的加热部件，在一段洗涤液储罐7内部或一段洗涤液储罐7与滤液出口3的连接管线上设置有用于加热一段洗涤液的加热部件，在本实施例中，所述二段酸储罐6、一段洗涤液储罐7和吹气罐11的出口处均设置有加压泵和流量计，用于控制注入隔膜压滤机1中的二段酸液、一段洗涤液和吹入气体的压力和流量，所述二段酸储罐6和一段洗涤液储罐7内设置有加热部件，用于将二段酸液和一段洗涤液加热至95℃以下。反吹气罐8，设置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端与所述反吹气罐8的出口通过阀体相连通；预压气罐9和高压气罐10，所述预压气罐9和高压气罐10上均设置有出口，所述隔膜压滤机1的进气口4通过阀体择一与所述预压气罐9的出口或所述高压气罐10的出口相连通，在本实施例中，所述低压气罐和高压气罐10出口处的阀体可调压。其中，所使用的隔膜压滤机1为市售的常用机械，其一般结构包括机架部分、过滤部分、液压部分和电气控制部分，机架部分主要由止推板、压紧板、油缸座和主梁等组成，机架部分、液压部分和电气控制部分的制造工艺均为现有技术，在此不再赘述。过滤部分包括按次序排列在主梁上的过滤板和隔膜板，相间排列的过滤板和隔膜板形成若干个独立的过滤单元，过滤板和隔膜板间形成过滤单元的滤室，隔膜压滤机1上设置有经入料通道与滤室相通的入料口2；隔膜板上设置有用于压滤时充入气体的隔膜腔室，隔膜压滤机1上设置有与隔膜腔室相通的进气口4和出气口5；滤板上单侧设置有滤液通道，隔膜压滤机1上设置有与滤液通道相通的滤液出口3；使用时，过滤板与隔膜板间密封连接。

使用上述装置时，将金属酸浸液经入料口2以一定压力送入隔膜压滤机1中过滤得滤饼，关闭入料口2，打开预压气罐9和进气口4连接线上的阀体，将气体输入压滤机隔膜腔室内对滤饼进行预压，预压力为0.2-0.6MPa；保持预压状态，将一定温度的二段酸液经滤液出口3送入隔膜压滤机1中对滤饼进行二段酸浸，之后将酸液排出；仍然保持预压状态，将一定温度的一段洗涤液由滤液出口3不断注入滤室进行一段洗涤，洗涤结束后将洗涤液引出；保持预压状态，打开吹气罐11的阀体，经滤液出口3向滤饼一侧吹气，以促进洗涤液通过并充分洗涤滤饼；之后关闭吹气罐11的阀体，保持预压状态，打开反吹气罐8和入料通道间的阀体，对入料通道内残存物料进行反吹；反吹结束后，关闭预压气罐9和进气口4连接线上的阀体，同时打开高压气罐10和进气口4连接线上的阀体，将高压气体输入压滤机隔膜腔室内进行高压压滤，最后卸掉滤室内的滤渣。

在此基础上，如图2所示，还包括三段酸储罐12和二段洗涤液储罐13，所述三段酸储罐12和二段洗涤液储罐13上均设置有出口，所述滤液出口3通过阀体择一与所述二段酸储罐6的出口、所述一段洗涤液储罐7的出口、所述吹气罐11的出口、所述三段酸储罐12的出口和所述二段洗涤液储罐13的出口相连通。在三段酸储罐12内部或三段酸储罐12与滤液出口3的连接管线上设置有用于加热三段酸液的加热部件，在二段洗涤液储罐13内部或二段洗涤液储罐13与滤液出口3的连接管线上设置有用于加热二段洗涤液的加热部件，在本实施例中，所述三段酸储罐12和二段洗涤液储罐13内设置有加热部件，用于将三段酸液和二段洗涤液加热至95℃以下。完成二段酸浸后进行三段酸浸，之后再依次进行一段洗涤、二段洗涤、吹气、反吹和高压压滤过程，以提高金属提取率。

在上述装置结构的基础上，如图3所示，所述多段酸浸、洗涤和压滤装置还包括空压机14，所述空压机14上设置有出口，所述预压气罐9和高压气罐10上均设置有进口，所述空压机14的出口与所述高压气罐10的进口相连通，同时，所述空压机14的出口通过调压阀15与所述预压气罐9的进口相连通。空压机14产生的气体可直接作为高压气体存储于高压气罐10中备用，或者经调压后作为低压气体存储于预压气罐9中备用。

本实用新型所述装置得到的滤渣破损程度小，因而滤渣不会因破碎而造成局部洗涤不充分的问题，并且滤渣破损程度小较不容易进入滤板的流道中堵塞流道；

本实用新型所述装置洗涤过程的耗水量很低，不超过20t，而且滤渣中残留金属量却很低，证明本实用新型所述装置不仅可以大幅度回收滤渣中的锰、锌金属，而且可以大大减少用水量，节约成本。

本实用新型所述装置得到的滤渣中的锰、锌含量很低，说明在本实用新型所述装置可提高矿渣中金属的提取率。

虽然本实用新型已经通过上述具体实施例对其进行了详细的阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。

Claims (3)

1.多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置，包括

隔膜压滤机（1），设置有入料口（2）、滤液出口（3）、进气口（4）和出气口（5），由所述入料口（2）向所述隔膜压滤机（1）内延伸设置有入料通道；

二段酸储罐（6）和一段洗涤液储罐（7），所述二段酸储罐（6）和一段洗涤液储罐（7）上均设置有出口；

吹气罐（11），设置有出口，所述滤液出口（3）通过阀体择一与所述二段酸储罐（6）的出口、所述一段洗涤液储罐（7）的出口或所述吹气罐（11）的出口相连通；

反吹气罐（11）（8），设置有出口，所述入料通道沿入料方向的末端与所述反吹气罐（11）（8）的出口通过阀体相连通；

预压气罐（9）和高压气罐（10），所述预压气罐（9）和高压气罐（10）上均设置有出口，所述隔膜压滤机（1）的进气口（4）通过阀体择一与所述预压气罐（9）的出口或所述高压气罐（10）的出口相连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

还包括三段酸储罐（12）和二段洗涤液储罐（13），所述三段酸储罐（12）和二段洗涤液储罐（13）上均设置有出口，所述滤液出口（3）通过阀体择一与所述二段酸储罐（6）的出口、所述一段洗涤液储罐（7）的出口、所述吹气罐（11）的出口、所述三段酸储罐（12）的出口和所述二段洗涤液储罐（13）的出口相连通。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

还包括空压机（14），所述空压机（14）上设置有出口，所述预压气罐（9）和高压气罐（10）上均设置有进口，所述空压机（14）的出口与所述高压气罐（10）的进口相连通，同时，所述空压机（14）的出口通过调压阀（15）与所述预压气罐（9）的进口相连通。

Images