CN203451591U - 金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置，包括隔膜压滤机，所述隔膜压滤机上设置有入料口、滤液出口、进气口和出气口；储酸罐和洗涤液罐，所述储酸罐和洗涤液罐上均设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述储酸罐的出口或洗涤液罐的出口相连通；低压气罐和高压气罐，所述低压气罐和高压气罐上均设置有出口，所述进气口通过阀体择一与所述低压气罐的出口或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

金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置

技术领域

本实用新型涉及一种使金属酸浸液进行二段酸浸、洗涤和压滤的装置，属于用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

 工业上，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。其中以锰和锌的湿法电解提取最为常见。

锰钢合金在常温下坚硬、韧性强，高温下柔软、易加工，广泛用于建造楼宇、桥梁和制造兵器，因此作为锰钢合金重要原料的金属锰，其市场需求量也在逐年攀升。工业使用的湿法电解提取金属锰的过程是将锰矿用酸浸出后获得锰盐，再将锰盐置于电解槽内电解得到金属锰单质。由于传统湿法电解锰工艺的设备落后、工艺粗放，往往导致酸浸后剩余的矿渣中还残存有大量可利用的锰元素，据统计，在我国生产1吨金属锰，产生的矿渣高达8吨以上，而其中残留的未被利用的锰元素约占矿渣干重的3-4%，造成了锰资源的极大浪费，同时大量矿渣的堆积也污染了环境。

为了减少锰资源的浪费、减少污染，需要对锰矿酸浸工艺进行改进，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。

上述技术能够降低矿渣中存在的锰元素含量，从而有效利用了矿渣中残存的锰元素，提高了金属锰的提取率；但是上述技术中，采用低浓度含锰溶液和循环水洗涤液洗涤矿渣滤饼时，矿渣滤饼容易在洗涤液冲击力的作用下破裂开,使得矿渣滤饼局部未充分洗涤甚至无法洗涤,从而导致锰的提取率降低，而且滤板上设置有微小的流道，破裂开的锰矿渣易进入滤板流道内,造成滤板流道堵塞，生产无法进行。

金属锌主要应用于电镀、合金制造和干电池领域，工业需求量大，锌的湿法电解工艺是先使锌精矿或焙烧后的锌焙砂进行酸性浸取，之后将浸取液净化并进行电沉积得到金属锌。与金属锰提取相类似，金属锌提取工艺也存在剩余矿渣过多，矿渣中残存有大量锌元素，导致锌资源浪费和环境污染的问题。为减少上述问题的发生，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。

上述技术能够降低矿渣中锌元素的含量，提高了金属锌的提取率；但是，在使用含锌洗涤水洗涤矿渣滤饼时，也同样存在矿渣滤饼容易破裂,锌矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,锌矿渣易堵塞滤板流道的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中使用洗涤液对锰矿渣或锌矿渣进行洗涤时，锰矿渣或锌矿渣容易在洗涤液冲击力作用下破碎,使得矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,而且矿渣易进入滤板流道中,导致堵塞滤板流道；进而提出一种在洗涤过程中避免矿渣破裂，从而避免矿渣堵塞滤板流道，且能最大程度提取出金属的金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置，包括

隔膜压滤机，所述隔膜压滤机上设置有入料口、滤液出口、进气口和出气口；

储酸罐和洗涤液罐，所述储酸罐和洗涤液罐上均设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述储酸罐的出口或洗涤液罐的出口相连通；

低压气罐和高压气罐，所述低压气罐和高压气罐上均设置有出口，所述进气口通过阀体择一与所述低压气罐的出口或高压气罐的出口相连通。

还包括排气管，所述低压气罐上设置有进口，所述隔膜压滤机的出气口通过阀体择一与所述排气管或低压气罐的进口相连通。

还包括空压机，所述空压机上设置有出口，所述高压气罐上设置有进口，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低压气罐的进口相连通。

还包括调压器，设置于连接所述隔膜压滤机的进气口和所述低压气罐的出口的管线上。

本实用新型与现有技术方案相比具有以下有益效果：

（1）本实用新型所述金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置，包括隔膜压滤机，所述隔膜压滤机上设置有入料口、滤液出口、进气口和出气口；储酸罐和洗涤液罐，所述储酸罐和洗涤液罐上均设置有出口，所述滤液出口通过阀体择一与所述储酸罐的出口或洗涤液罐的出口相连通；低压气罐和高压气罐，所述低压气罐和高压气罐上均设置有出口，所述进气口通过阀体择一与所述低压气罐的出口或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，打开低压气罐和进气口连接线上的阀体，将低压气体输入压滤机内隔膜腔室中对滤饼进行预压，预压力为0.2-0.6MPa；保持预压状态，将酸液经滤板一侧的滤液出口送入隔膜压滤机中对滤饼进行二段酸浸，之后经滤板另一侧的滤液出口将酸液排出；仍然保持预压状态，将洗涤液同样由滤板一侧的滤液出口不断注入滤室进行洗涤，之后经滤板另一侧的滤液出口将洗涤液排出。洗涤结束后，关闭低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内隔膜腔室中进行高压压滤，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。

（2）本实用新型所述金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置，还包括排气管，所述低压气罐上设置有进口，所述隔膜压滤机的出气口通过阀体择一与所述排气管或低压气罐的进口相连通。高压压滤使用过的气体可选择通过排气管外排，或者送入低压气罐中作为预压气体循环使用。

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为本实用新型所述金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述带有排气管的金属酸浸液二段酸浸洗涤压滤装置的结构示意图；

图3为本实用新型所述带有排气管、空压机、调压阀和调压器的金属酸浸液二段酸浸洗涤压滤装置的结构示意图；

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-储酸罐，7-洗涤液罐，8-低压气罐，9-高压气罐，10-排气管，11-空压机，12-调压阀，13-调压器。

具体实施方式

本实用新型所述金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置的结构如图1所示，包括隔膜压滤机1，所述隔膜压滤机1上设置有入料口2、滤液出口3、进气口4和出气口5；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；储酸罐6和洗涤液罐7，所述储酸罐6和洗涤液罐7上均设置有出口，所述滤液出口3通过阀体择一与所述储酸罐6的出口或洗涤液罐7的出口相连通，在本实施例中，所述储酸罐6和洗涤液罐7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中的酸液和洗涤液的压力、流量和总量；低压气罐8和高压气罐9，所述低压气罐8和高压气罐9上均设置有出口，所述进气口4通过阀体择一与所述低压气罐8的出口或高压气罐9的出口相连通；在本实施例中，所述低压气罐8和高压气罐9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，将加压的锰酸浸液或锌酸浸液由入料口2注入隔膜压滤机1内过滤成滤饼，而后打开低压气罐8的阀体向隔膜压滤机1的隔膜腔室内充气并使滤饼保持在0.2-0.6MPa的预压状态下，并打开储酸罐6的阀体将酸液以一定压力经滤液出口3注入滤室内对滤饼进行一定时间的二段酸浸，酸浸结束后，保持预压状态，关闭储酸罐6的阀体并打开洗涤液罐7的阀体，将洗涤液以一定的流量和压力不断经滤液出口3注入隔膜压滤机1内对酸浸后的滤饼进行洗涤；洗涤结束后，关闭低压气罐8的阀体、打开高压气罐9的阀体，向隔膜腔室内冲入高压气体对滤室内的物质进行压滤，压滤后得到滤渣。

在此基础上，如图2所示，还包括排气管10，所述低压气罐8上设置有进口，所述隔膜压滤机1的出气口5通过阀体择一与所述排气管10或低压气罐8的进口相连通。完成高压压榨后，可使隔膜腔室内的气体经排气管10直接排放到外界，或者打开低压气罐8进口处的阀体将用过的高压气体流进低压气罐8中作为预压气体回用。

在上述装置结构的基础上，如图3所示，所述金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置还包括空压机11，所述空压机11上设置有出口，所述高压气罐9上设置有进口，所述空压机11的出口与所述高压气罐9的进口相连通，同时，所述空压机11的出口通过调压阀12与所述低压气罐8的进口相连通。空压机11产生的气体可直接作为高压气体存储于高压气罐9中备用，或者经调压后作为低压气体存储于低压气罐8中备用。还包括调压器13，设置于连接所述隔膜压滤机1的进气口4和所述低压气罐8的出口的管线上。为了使预压压力精确保持在0.2-0.6MPa，在低压气管的出口处设置调压器13，以精确控制预压气体的压力。

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，而且滤渣中残留金属量也很低，证明使用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锰、锌含量均很低，说明采用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 (4)

1.金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤装置，包括

隔膜压滤机（1），所述隔膜压滤机（1）上设置有入料口（2）、滤液出口（3）、进气口（4）和出气口（5）；

储酸罐（6）和洗涤液罐（7），所述储酸罐（6）和洗涤液罐（7）上均设置有出口，所述滤液出口（3）通过阀体择一与所述储酸罐（6）的出口或洗涤液罐（7）的出口相连通；

低压气罐（8）和高压气罐（9），所述低压气罐（8）和高压气罐（9）上均设置有出口，所述进气口（4）通过阀体择一与所述低压气罐（8）的出口或高压气罐（9）的出口相连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括排气管（10），所述低压气罐（8）上设置有进口，所述隔膜压滤机（1）的出气口（5）通过阀体择一与所述排气管（10）或低压气罐（8）的进口相连通。

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（11），所述空压机（11）上设置有出口，所述高压气罐（9）上设置有进口，所述空压机（11）的出口与所述高压气罐（9）的进口相连通，同时，所述空压机（11）的出口通过调压阀（12）与所述低压气罐（8）的进口相连通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括调压器（13），设置于连接所述隔膜压滤机（1）的进气口（4）和所述低压气罐（8）的出口的管线上。

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