CN212287196U - 一种用于电解金属锰片的除杂装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于电解金属锰片的除杂装置，包括动力装置、研磨装置和集料装置；所述研磨装置包括套筒以及位于套筒内部的研磨筒，所述套筒为两端开口的结构，所述套筒侧壁上设有可以打开和关闭的第一进料口，所述套筒底部设有第一出料口；所述研磨筒为两端封闭的结构，其筒壁上设有若干筛孔，所述研磨筒上与套筒第一进料口对应位置设有可以打开和关闭的第二进料口；所述套筒固定不动，所述研磨筒的一端与动力装置相连，所述集料装置位于所述第一出料口的下方。本申请的除杂装置及应用该装置的方法能将Mg含量高的粒子锰从电解金属锰片上剥离，可快速高效降低电解金属锰片Mg含量，将脱落下来的锰粒子进行简单的酸洗即可有效降低锰粒子中的Mg含量。

Description

一种用于电解金属锰片的除杂装置

技术领域

本实用新型属于金属锰加工技术领域，具体涉及一种用于电解金属锰片的除杂装置。

背景技术

国内外普遍采用在碳酸锰矿中加入浓硫酸，将锰酸性浸出，再对硫酸锰溶液进行处理，然后在电解槽中进行电解金属锰片的生产。在电解金属锰片的生产过程中，杂质元素Mg²⁺不断富集，并产生硫酸铵镁结晶。随着电解的进行，在电解金属锰片的表层上，颗粒状金属粒子锰夹杂着大量的硫酸铵镁结晶物不断生长，导致粒子锰中Mg含量非常高，有时至高达350ppm，而剥离粒子锰的电解金属锰片Mg含量仅为120ppm左右。

电解金属锰厂在生产电解金属锰片时，会产生大量的粒子锰，而这些粒子锰Mg杂质含量高，无法与低Mg杂质含量的电解金属锰片共同供给下游企业使用，只能作为低端产品出售，造成电解金属锰的综合利用率低。

同时，依据《GB/T 21836-2008软磁铁氧体用四氧化三锰》文件，Mg是四氧化三锰中需要控制的有害杂质元素。当电解金属锰片用于生产软磁铁氧体用四氧化三锰时，由于没有将粒子锰从电解金属锰片上剥离，粒子锰中的Mg²⁺很快在循环水中达到工艺允许的临界浓度值，导致生产过程中需要不断补充纯净水，使用水量增加，形成较大的生产成本。

发明专利CN 108217743A公布了一种用金属锰片制备硫酸锰的方法及其制得的产品，其方法步骤如下：其特征是:其方法步骤如下：第一步：以金属锰片为原料，加硫酸浸出后，调成浓度为300g/L～600g/L的硫酸锰溶液，静置；第二步：将硫酸锰溶液冷却至室温，析出硫酸钙、硫酸镁晶体，过滤；第三步，一次结晶：用热源加热第二步得到的滤液，蒸发水分，使硫酸锰浓度浓缩到600g/L～800g/L，静置，析出硫酸锰晶体，用离心机把析出的硫酸锰晶体离心脱水甩干；第四步，二次结晶：用去离子水溶解第三步脱水甩干的硫酸锰晶体，调成浓度为300g/L～600g/L的硫酸锰溶液，用热源加热，使硫酸锰浓度浓缩到600g/L～

800g/L，静置，析出硫酸锰晶体，用离心机把析出的硫酸锰晶体离心脱水甩干；第五步，三次结晶：用去离子水溶解第四步脱水甩干的硫酸锰晶体，调成浓度为300g/L～600g/L的硫酸锰溶液，用热源加热，使硫酸锰浓度浓缩到600g/L～800g/L，静置，析出硫酸锰晶体，用离心机把析出的硫酸锰晶体离心脱水甩干，将脱水后的硫酸锰烘干，即得本发明产品。对比文件中的处理方式为化学除杂，是将金属锰片加硫酸浸出后，调制成硫酸锰溶液，然后将硫酸锰溶液冷却结晶后析出硫酸钙和硫酸镁晶体后过滤，没有使用任何除杂装置除杂。

实用新型内容

为了克服现有技术中的问题，本申请提供一种将Mg含量高的粒子锰从电解金属锰片上剥离的除杂装置和对除杂装置剥离的粒子锰进行酸洗的方法，以降低电解金属锰片中Mg杂质含量，提高电解金属锰的利用率，增加四氧化三锰生产企业的循环水利用次数，节约水资源，降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于电解金属锰片的除杂装置，包括动力装置、研磨装置和集料装置；所述研磨装置包括套筒以及位于套筒内部的研磨筒，所述套筒为两端开口的结构，所述套筒侧壁上设有可以打开和关闭的第一进料口，所述套筒底部设有第一出料口；所述研磨筒为两端封闭的结构，其筒壁上设有若干筛孔，所述研磨筒上与套筒第一进料口对应位置设有可以打开和关闭的第二进料口；所述套筒固定不动，所述研磨筒的一端与动力装置相连，所述集料装置位于所述第一出料口的下方。

进一步地，还包括研磨块，所述研磨块设于所述研磨筒内，随着研磨筒的旋转在研磨筒内运动。

进一步地，所述筛孔的目数为10～30目，便于剥离的粒子锰通过研磨筒的筛孔进入套筒内。

进一步地，所述第一出料口截面为上大下小的倒置梯形，出料口设置为倒置梯形有利于进入套筒的粒子锰全部进入集料装置中，不会滞留在套筒内。

进一步地，所述集料装置包括集料盘，所述集料盘侧面设有排水阀，所述排水阀处设有滤网，设置排水阀可以控制集料盘内液体的排出，设置滤网可以防止集料盘内的粒子锰排出。

进一步地，所述滤网目数大于所述筛孔目数，打开排水阀排出液体时，可防止集料盘内的粒子锰随液流排出。

进一步地，所述研磨筒一端设有动力输入轴，所述动力输入轴穿过套筒的开口端后与所述动力装置相连，通过动力装置控制动力输出轴使研磨筒转动。

一种用于电解金属锰片的除杂方法，包括以下步骤：

S1、将电解金属锰片装入除杂装置的研磨筒内，启动装置，使粒子锰从电解金属锰片上剥离后从研磨筒的筛孔处进入套筒内；

S2、进入套筒内的粒子锰经套筒底部的第一出料口后收集于集料盘内。

进一步地，还包括如下步骤：

S3、将集料盘内的粒子锰称重后，加入pH＝1～3的酸性溶液进行反应；

S4、反应结束后，打开集料盘的排水阀排出溶液。

进一步地，步骤S1中加料量为100～500Kg，除杂装置转速为10～100r/min，时间为1～2h。

进一步地，所述步骤S3中酸性溶液为草酸、硫酸、盐酸、醋酸、磷酸、硝酸中的一种或多种。

工作原理如下：电解金属锰片的表层上含有大量镁杂质含量较高的粒子锰，打开第一进料口和第二进料口，将金属锰片放入研磨筒内，套筒固定不动，在研磨筒的转动过程中，筒内的电解金属锰片随之运动，与筒壁产生摩擦或与研磨筒内的研磨块相互摩擦，使得电解金属锰片上的锰粒子剥离下来，在研磨筒转动过程中通过筛孔飞出，在套筒的阻挡下沿着套筒内壁滑落进入集料盘中，即可实现对电解金属锰片的中Mg杂质的有效去除。

通过集料盘中的酸性溶液与粒子锰反应，将由锰包裹的硫酸镁暴露出来，使得硫酸镁溶解于酸性溶液中，最后随着溶液排出，即可达到有效降低粒子锰中的镁杂质的作用。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本申请制备的除杂装置可以将电解金属锰片上Mg含量高的锰粒子剥离，可快速高效降低电解金属锰片Mg含量，将脱落下来的锰粒子进行简单的酸洗即可有效降低锰粒子中的Mg含量。

(2)本申请除杂后的电解金属锰片和锰粒子Mg含量均较低，使得二者可以共同供给下游企业使用，提高了电解金属锰片的综合利用率。

(3)镁含量的降低使得制备四氧化三锰的工艺中循环水的循环次数增加，使用水的用量减少，降低了生产成本。

(4)本申请中的除杂装置结构简单，成本低，利用酸洗法可以有效降低锰粒子中的Mg含量，使清洗流程短，易操作，易于工业化生产。

附图说明

图1为本申请制备的除杂装置结构示意图；

图2为图1的正剖视图；

图3为研磨筒结构示意图；

图4为研磨筒筛孔放大图；

附图标记

11、套筒；12、研磨筒；13、第一进料口；14、第一出料口；15、筛孔；16、第二进料口；

21、集料盘；

31、动力输出轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

1、一种用于电解金属锰片的除杂装置

参考附图1-4，本实用新型提供一种用于电解金属锰片的除杂装置，包括动力装置、研磨装置和集料装置，研磨装置包括套筒11以及位于套筒11内部的研磨筒12，其中套筒11为两端开口的结构，套筒11侧壁上设有可以打开和关闭的第一进料口13，套筒11底部设有第一出料口14；研磨筒12为两端封闭的结构，其筒壁上设有若干筛孔15，研磨筒12与套筒11第一进料口13对应位置设有可以打开和关闭的第二进料口16，其中研磨筒12上的第二进料口16同时也作为研磨筒12的出料口使用，出料时将研磨筒12的第二进料口16转至下方，打开第二进料口16，将研磨筒12内的物料取出。

套筒11固定不动，本申请中的套筒11有多种固定方式，在一个实施例中，可以在套筒11侧壁上设置四根支柱，将套筒11活动固定于地面，在另一个实施例中，可以将套筒11的一侧通过连接杆固定于墙壁上。集料装置位于所述第一出料口14的下方。

优选地，还包括研磨块(图上未示出)，其中研磨块设于所述研磨筒12内，本申请中的设于可以包括两种方式，一种方式为，将研磨块在使用时放置于研磨筒12内，数量可以为多个，随着研磨筒12的旋转在研磨筒内运动，使电解金属锰片与研磨筒12内的研磨块相互摩擦，使得电解金属锰片上的锰粒子剥离下来，使用结束后取出；另一种方式为，研磨块固定于研磨筒内部，数量可以为多个，随着研磨筒12的旋转，使电解金属锰片与研磨筒12内的研磨块相互摩擦，使得电解金属锰片上的锰粒子剥离下来。

优选地，筛孔15的目数为10～30目，作为优选实施方案，本实施例设为14目，便于剥离的粒子锰通过研磨筒12的筛孔进入套筒11内。

优选地，第一出料口14截面为上大下小的倒置梯形，第一出料口14设置为倒置梯形有利于进入套筒11的锰粒子全部进入集料装置中，不会滞留在套筒11内。

优选地，集料装置包括集料盘21，集料盘侧面设有排水阀(图上未示出)，排水阀处设有滤网，设置排水阀可以控制集料盘内液体的排出，设置滤网可以防止集料盘21内的锰粒子排出。

优选地，滤网目数大于所述筛孔15目数，打开排水阀排出液体时，可防止集料盘21内的锰粒子随液流排出。

优选地，研磨筒一端设有动力输入轴31，因为套筒11为两端为开口结构，所以动力输入轴31穿过套筒11的开口端后与动力装置相连，通过动力装置支撑研磨筒的同时控制动力输出轴31转动，从而带动研磨筒12转动，本申请中的动力装置可以为现有技术中可使用的一切动力装置，如电机。

2、一种利用电解金属锰片的除杂装置的除杂方法

实施例1

将200Kg电解金属锰片(Mg含量180ppm)装入研磨筒中，研磨筒筛孔尺寸为10目；启动研磨筒，使研磨筒以50r/min的转速滚动1h，集料盘收集的粒子锰重量M1＝100Kg；注入pH＝1的草酸溶液500L，待反应结束后，打开排水孔，将反应液排尽，对剥离粒子锰后电解金属锰片、酸洗前的粒子锰和酸洗后的粒子锰进行Mg含量检测。

实施例2

将200Kg电解金属锰片(Mg含量250ppm)装入研磨筒中，研磨筒筛孔尺寸为20目；启动研磨筒，使研磨筒以70r/min的转速滚动2h，集料盘收集的粒子锰重量M1＝90Kg；注入pH＝2的草酸溶液900L，待反应结束后，打开排水孔，将反应液排尽，对剥离粒子锰后电解金属锰片、酸洗前的粒子锰和酸洗后的粒子锰进行Mg含量检测。

实施例3

将200Kg电解金属锰片(Mg含量320ppm)装入研磨筒中，研磨筒筛孔尺寸为14目；启动研磨筒，使研磨筒以100r/min的转速滚动2h，集料盘收集的粒子锰重量M1＝90Kg；注入pH＝1的草酸溶液1000L，待反应结束后，打开排水孔，将反应液排尽，对剥离粒子锰后电解金属锰片、酸洗前的粒子锰和酸洗后的粒子锰进行Mg含量检测。

3、性能检测

根据《GB/T21836-2008软磁铁氧体用四氧化三锰》中A.4火焰原子吸收光谱法测定氧化镁含量的方法检测Mg含量，其中ppm是英文parts permillion的缩写，译为每百万分中的一部分，即表示百万分之(几)，或称百万分率，与百分率(％)所表示的内容一样。检测后的Mg含量数据如下表1所示。

表1Mg含量检测数据

Mg含量	电解金属锰片	剥离后电解金属锰片	酸洗前粒子锰	酸洗后粒子锰
					实施例1	180ppm	100ppm	250ppm	105ppm
实施例2	250ppm	120ppm	330ppm	130ppm
					实施例3	320ppm	130ppm	440ppm	130ppm

由表1可知，经本申请的除杂装置以及除杂方法处理后，剥离粒子锰后电解金属锰片的Mg含量显著降低，经过酸洗后的粒子锰的Mg含量显著降低。

综上，本实用新型提出的一种用于电解金属锰片的除杂装置，可以将电解金属锰片上Mg含量高的锰粒子剥离，可快速高效降低电解金属锰片Mg含量，将脱落下来的锰粒子进行简单的酸洗即可有效降低锰中的Mg含量，装置结构简单，成本低，清洗流程短，易操作，易于工业化生产。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，包括动力装置、研磨装置和集料装置；

所述研磨装置包括套筒以及位于套筒内部的研磨筒，所述套筒为两端开口的结构，所述套筒侧壁上设有可以打开和关闭的第一进料口，所述套筒底部设有第一出料口；所述研磨筒为两端封闭的结构，其筒壁上设有若干筛孔，所述研磨筒上与套筒第一进料口对应位置设有可以打开和关闭的第二进料口；

所述套筒固定不动，所述研磨筒的一端与动力装置相连，所述集料装置位于所述第一出料口的下方。

2.根据权利要求1所述的一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，还包括研磨块，所述研磨块设于所述研磨筒内。

3.根据权利要求1所述的一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，所述筛孔的目数为10～30目。

4.根据权利要求1所述的一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，所述第一出料口截面为上大下小的倒置梯形。

5.根据权利要求1所述的一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，所述集料装置包括集料盘，所述集料盘侧面设有排水阀，所述排水阀处设有滤网。

6.根据权利要求5所述的一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，所述滤网目数大于所述筛孔目数。

7.根据权利要求1所述的一种用于电解金属锰片的除杂装置，其特征在于，所述研磨筒一端设有动力输入轴，所述动力输入轴穿过套筒的开口端后与所述动力装置相连。

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