CN220579105U - 一种有色金属萃取液电解除油的加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，包括烧结毡过滤器，所述烧结毡过滤器底部设有中间槽，所述的烧结毡过滤器一侧连接有隔膜电解装置，所述的隔膜电解装置底部设有阴极液槽。本发明能金属纤维烧结毡采用直径为微米级的金属纤维高温烧结而成，过滤精度高，更换周期长；耐受酸碱、有机容积的腐蚀，可清洗再生多次使用；无需添加任何药剂，并且不引入杂质离子的条件下，可长期高效的氧化降解反萃液中的有机油相，避免当前反萃液中静置重力分离除油需要较长的停留时间，除油设施的维护更换操作繁琐而且除油成本太高，整体工艺的运行维护费用过高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属反萃取液电解除油技术领域，尤其涉及一种有色金属萃取液电解除油的加工设备。
背景技术
萃取技术广泛的应用于有色金属的分离、浓缩和提纯，在当前有色金属冶炼、锂电前端生产行业中普遍使用p204、p507等有机溶剂溶解在260#溶剂油中作为萃取剂，在反萃取工段反萃液中总是会夹带少量的有机相，导致反萃液中油含量大于200ppm。有机相在反萃液中以油相的存在形态分为四种，分别为悬浮油、分散油、乳化油和溶解油。其中悬浮有和分散油可经过简单的静置快速的进行分离，但反萃液中的乳化油和溶解油却极难去除，尤其在有色金属后续的电沉积阶段，水相中的微量的乳化油和溶解油严重影响最终的产品质量，为了得到超高纯度的电沉积金属，电解液中的油含量需要控制在2mg/L以下。
当前，反萃液中除油的工艺主要是静置重力分离除油，纤维、活性炭吸附和树脂吸附除油等工艺。静置重力分离除油需要较长的停留时间，因此占地面积大，而且通常只能去除悬浮有和分散油；纤维、活性炭吸附工艺可深度去除乳化油和溶解油，但纤维和活性炭更换的频率较高，除油设施的维护更换操作繁琐而且除油成本太高；树脂吸附除油工艺也难以保持长期高效的效果，树脂的更换费用昂贵，整体工艺的运行维护费用过高。鉴于上述情况，采用的都是物理分离或物理吸附的方法，本发明采用烧结毡过滤-隔膜电催化氧化和超声波紫外分解相结合的工艺可提供一条更加合理的反萃液除油方案。
烧结毡过滤技术采用金属烧结毡(OCr17Ni14MnO2)进行表面亲油处理，当含油反萃液经过烧结毡表面时，反萃液中的分散油被截留在烧结毡表面不断积累成为较大的油颗粒，然后上浮脱离烧结毡表面上浮汇集在一起，结毡过滤的效果通常只能保持在10-15mg/L；隔膜电催化氧化技术是采用特制的阴离子隔膜将电解室分成阴极室和阳极室，反萃液通过阳极室，阴极室根据反萃液的成分匹配相应的溶液。电催化氧化过程中，阴离子隔膜可防止阳极室的有色金属离子进入阴极液，阴极液中与反萃液的相同的阴离子在电化学催化氧化除油的过程中少量进入反萃液中，同样保证没有杂质离子进入反萃液中。阳极室电催化氧化过程主要是采用钛基体涂覆高活性的钌铱涂层的尺寸稳定阳极，对反萃液中的有机相进行氧化降解，油相物质一部分被直接氧化降解为二氧化碳和水，一部分被氧化降解成小分子有机物，阳极反应过程产生少量的氢离子，而由于反萃液为酸性，也不会对反萃液造成影响。
最后，反萃液再次经过超声波紫外光解装置，反萃液中的有机相通过紫外光的照射并伴随超声波的协同作用深度光解氧化，从而达到去除反萃液中有机相的目的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现在反萃液中除油的工艺主要是静置重力分离除油，纤维、活性炭吸附和树脂吸附除油等工艺，静置重力分离除油需要较长的停留时间，因此占地面积大，而且通常只能去除悬浮有和分散油；纤维、活性炭吸附工艺可深度去除乳化油和溶解油，但纤维和活性炭更换的频率较高，除油设施的维护更换操作繁琐而且除油成本太高；树脂吸附除油工艺也难以保持长期高效的效果，树脂的更换费用昂贵，整体工艺的运行维护费用过高的不足，而提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，包括烧结毡过滤器，所述烧结毡过滤器底部设有中间槽，所述的烧结毡过滤器一侧连接有隔膜电解装置，所述的隔膜电解装置底部设有阴极液槽，所述的隔膜电解装置表面连接有排出管，所述的排出管另一端连接有超声波-紫外协同装置。
优选的，所述的烧结毡过滤器底部一侧连接有进水泵，所述的中间槽和阴极液槽之间连接有阳极泵。
优选的，所述的隔膜电解装置顶部连接有直流电源，所述的阴极液槽一侧连接有阴极泵。
优选的，所述的超声波-紫外协同装置上设有超声波振板，所述的超声波-紫外协同装置表面对称连接有2-8个UV紫外灯，所述的超声波-紫外协同装置顶部设有超声波发生器，所述的超声波-紫外协同装置底部设有出水槽。
一种有色金属萃取液电解除油的加工方法，
第一步：启动进水泵，将含油反萃液从反萃取液储罐中抽出，送入烧结站过滤器；
第二步：通过烧结毡过滤器进行去除反萃液中的分散油工序；
第三步：加工后的含油反萃液通过中间槽收集，并对反萃液进行缓冲，以保证反萃液的稳定性；
第四步：收集后的反萃液通过阳极泵送入隔膜电解装置；
第五步：送入隔膜电解装置的反萃液，通过电极和隔膜，对反萃液进行电解，使有色金属离子向阳极移动，而阴离子向阴极移动，从而实现有色金属的分离；
第六步：通过阴极泵将阴极液进行自循环，保证反萃液分离加工的彻底，说明：流量是根据生产的量确定的，处理效果是要控制截面流速的；
第七步：通过排出管将加工后的反萃液送入超声波-紫外协同装置内；
第八步：通过超声波-紫外协同装置对经过隔膜电解后的反萃液进行深度氧化分解有机油相；
第九步：通过出水槽进行收集处理后的反萃液，并进行检测；
第十步：在出水槽的反萃液监测和检测过程中，达到符合高纯产品生产标准≤2mg/L的反萃液，进行后续生产。
优选的，所述的第一步启动进水泵保证进水流量为面速度为0.1-0.5mm/s，便于反萃液中的分散油能够被截留。
优选的，所述的第二步在烧结毡过滤器中，控制烧结毡过滤器的压力差为1000-10000Pa，便于保证过滤效果。
优选的，所述的第三步中间槽需保证定期更换，保证设备正常运行。
优选的，所述的第四步对泵送反萃液进行预处理，保证pH值为2.0-4.0。
优选的，所述的第八步在超声波-紫外协同装置中，对反萃液进行后处理，保证pH值为2-4.0之间，超声波频率采用40-100Hz，超声波声强1-10w/cm2，紫外光解功率密度300-800w/m3。
1.烧结毡过滤器采用过滤精度为1微米-5微米的不锈钢纤维烧结毡，烧结毡表面做超亲水改性处理；
2.烧结毡过滤器的过滤面速度为0.1-0.5m/s；
3.隔膜电催化氧化装置的隔膜采用阴离子交换膜；
4.隔膜电催化氧化装置中阳极材料采用钛基材涂覆钌铱氧化物的催化阳极；
5.隔膜电催化氧化装置中阴极室循环液采用硫酸盐溶液，溶液浓度5-10％，根据盐水的体积计算循环电解的时间，通过计时器提醒循环盐水的更换时间节点；
6.隔膜电催化氧化装置的停留时间控制在2-10min；
7.隔膜电催化氧化装置的电流密度控制在100-300mA/cm2；
8.超声波紫外光解装置中，超声波振板材质选用钛合金材质；
9.超声波紫外光解装置中，超声波频率采用40-100Hz，超声波声强1-10w/cm2；
10.超声波紫外光解装置中，紫外光解功率密度300-800w/m3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能金属纤维烧结毡采用直径为微米级的金属纤维高温烧结而成，过滤精度高，更换周期长；耐受酸碱、有机容积的腐蚀，可清洗再生多次使用；无需添加任何药剂，并且不引入杂质离子的条件下，可长期高效的氧化降解反萃液中的有机油相。电化学催化氧化工艺可通过调节电压电流保持较大的操作弹性，整体设备占地面积小，操作维护简单；除油能耗可低至2kwh/m3；工艺运行长效稳定性高；超声波紫外光解装置中超声波振板采用钛合金材质，抗腐蚀性高，不会对萃取液引入杂质离子；超声波发生器振板采用间歇交替工作的方式，可连续工作，防止产生振子长时间连续使用发生过热损坏的问题；整体装置液相阻力小，配用能耗低；配套设备安装紧凑，占地面积小；可实现连续自控，维护保养简单，提高工作效率，避免当前反萃液中静置重力分离除油需要较长的停留时间，除油设施的维护更换操作繁琐而且除油成本太高，整体工艺的运行维护费用过高的问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备的整体结构图；
图2为本发明提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备的烧结毡过滤器及连接部件结构图；
图3为本发明提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备的隔膜电解装置及连接部件结构图；
图4为本发明提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备的超声波-紫外协同装置及连接部件结构图；
图5为本发明提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备的排出管结构图；
图6为本发明提出的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备的工艺流程示意图。
图中：1、烧结毡过滤器；2、隔膜电解装置；3、超声波-紫外协同装置；4、出水槽；5、排出管；6、进水泵；7、中间槽；8、阳极泵；9、阴极液槽；10、阴极泵；11、直流电源；12、超声波发生器；13、超声波振板；14、UV紫外灯。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例中所采用的原料如无特别说明均为商业购买。
参照图1-6，一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，包括烧结毡过滤器1，所述烧结毡过滤器1底部设有中间槽7，烧结毡过滤器1一侧连接有隔膜电解装置2，隔膜电解装置2底部设有阴极液槽9，隔膜电解装置2表面连接有排出管5，排出管5另一端连接有超声波-紫外协同装置，烧结毡过滤器1底部一侧连接有进水泵6，中间槽7和阴极液槽9之间连接有阳极泵8，隔膜电解装置2顶部连接有直流电源11，阴极液槽9一侧连接有阴极泵10，超声波-紫外协同装置上设有超声波振板13，超声波-紫外协同装置表面对称连接有2-8个UV紫外灯14，超声波-紫外协同装置顶部设有超声波发生器12，超声波-紫外协同装置底部设有出水槽4。
在本发明中，一种有色金属萃取液电解除油的加工方法：
第一步：启动进水泵6，将含油反萃液从反萃取液储罐中抽出，送入烧结站过滤器；
第二步：通过烧结毡过滤器1进行去除反萃液中的分散油工序；
第三步：加工后的含油反萃液通过中间槽7收集，并对反萃液进行缓冲，以保证反萃液的稳定性；
第四步：收集后的反萃液通过阳极泵8送入隔膜电解装置2的阳极室内；
第五步：送入隔膜电解装置2的阳极室的反萃液，通过催化电极对反萃液中的溶解油进行电氧化降解，阴离子隔膜保证进入阳极室的反萃液中的有色金属离子不会进入阴极室内发生损耗，而阴极室中阴离子向阳极室极移动保证电子平衡，从而实现反萃液的深度除油；
第六步：通过阴极泵10将阴极液进行自循环，通过阴极的析氢反应产出碱液返回工艺后期使用；
第七步：通过排出管5将加工后的反萃液送入超声波-紫外协同装置内；
第八步：通过超声波-紫外协同装置对经过隔膜电解后的反萃液进行深度氧化分解有机油相；
第九步：通过出水槽4进行收集处理后的反萃液，并进行检测；
第十步：在出水槽4的反萃液监测和检测过程中，达到符合高纯产品生产标准≤2mg/L的反萃液，进行后续生产。
在本发明中，含油反萃液通过进水泵6，进入烧结站过滤器，控制进水流量保证一定的面速度，截留反萃液中的分散油，然后进入中间槽7进行收集缓冲；然后通过阳极泵8进入隔膜电解装置2，同时启动阴极泵10，阳极泵8泵入的液相通过阳极电催化氧化后进入下一级处理，阴极泵10泵入的阴极液则进行自循环，定时外排收集；最后经过隔膜电解后的反萃液再进入超声波紫外光解协同装置，控制调节超声波声强和紫外光解功率深度氧化分解反萃液中有机油相后排入出水槽4待用。
实施案例1
选取某金属冶炼厂反萃液作为试样进行深度除油实验方，反萃液经过初级简单静置分离后，油含量为85mg/L，进水pH值为2.5，烧结站过滤装置采用过滤精度为1微米的烧结站，通过控制工艺各段参数进行除油实验，实验结果如表1所示：
表1不同工艺参数对应的除油效果
实施案例2
选取某金属冶炼厂反萃液作为试样进行深度除油实验方，反萃液经过初级简单静置分离后，油含量为85mg/L，进水pH值为2.5，烧结站过滤装置采用过滤精度为1微米的烧结站，通过控制工艺各段参数进行除油实验，实验结果如表2所示：
表2不同工艺参数对应的除油效果
实施案例3
选取某金属冶炼厂反萃液作为试样进行深度除油实验方，反萃液经过初级简单静置分离后，油含量为85mg/L，进水pH值为2.5，烧结站过滤装置采用过滤精度为1微米的烧结站，通过控制工艺各段参数进行除油实验，实验结果如表3所示：
表3不同工艺参数对应的除油效果
实施案例4
选取某金属冶炼厂反萃液作为试样进行深度除油实验方，反萃液经过初级简单静置分离后，油含量为85mg/L，进水pH值为2.5，烧结站过滤装置采用过滤精度为1微米的烧结站，通过控制工艺各段参数进行除油实验，实验结果如表4所示：
表4不同工艺参数对应的除油效果
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，包括烧结毡过滤器(1)，其特征在于：所述烧结毡过滤器(1)底部设有中间槽(7)，所述的烧结毡过滤器(1)一侧连接有隔膜电解装置(2)，所述的隔膜电解装置(2)底部设有阴极液槽(9)，所述的隔膜电解装置(2)表面连接有排出管(5)，所述的排出管(5)另一端连接有超声波-紫外协同装置。
2.根据权利要求1所述的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，其特征是，所述的烧结毡过滤器(1)底部一侧连接有进水泵(6)，所述的中间槽(7)和阴极液槽(9)之间连接有阳极泵(8)。
3.根据权利要求1所述的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，其特征是，所述的隔膜电解装置(2)顶部连接有直流电源(11)，所述的阴极液槽(9)一侧连接有阴极泵(10)。
4.根据权利要求1所述的一种有色金属萃取液电解除油的加工设备，其特征是，所述的超声波-紫外协同装置上设有超声波振板(13)，所述的超声波-紫外协同装置表面对称连接有2-8个UV紫外灯(14)，所述的超声波-紫外协同装置顶部设有超声波发生器(12)，所述的超声波-紫外协同装置底部设有出水槽(4)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322168742.2U CN220579105U (zh) | 2023-08-11 | 2023-08-11 | 一种有色金属萃取液电解除油的加工设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN220579105U true CN220579105U (zh) | 2024-03-12 |
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ID=90109818
Family Applications (1)
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| CN202322168742.2U Active CN220579105U (zh) | 2023-08-11 | 2023-08-11 | 一种有色金属萃取液电解除油的加工设备 |
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2023
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