TWI639560B - 貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統 - Google Patents

Abstract

一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，包括含貴金廢液儲存槽、正洗泵、排放迴路及多個樹脂塔，正洗泵通過正洗管連接樹脂塔沖洗迴路，樹脂塔沖洗迴路與各個樹脂塔的頂部連通；各個樹脂塔底部分別通過管路連接循環迴路，循環迴路與樹脂塔沖洗迴路連通，還包括樹脂活化劑儲存桶，其通過管路與反洗泵連通，反洗泵通過反洗管與循環迴路連通，而反洗管和正洗管分別與正反洗電動三通閥的其中兩個介面連接，正反洗電動三通閥的另一個介面與排放迴路連通，循環迴路也與反洗管連通，以提高樹脂吸附貴金的效能及樹脂交換量，節約成本，提高了效率。

Description

貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統

本發明涉及貴金屬回收設備領域，具體是一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔組系統。

現有貴金廢液中吸附貴金屬離子交換樹脂塔組主要為一台水泵，一個儲存槽，含貴金廢液經過一個或多個樹脂塔正洗時達到吸附貴金屬，產生廢水排放。正洗時人工切換圖1中的閥門13a，閥門15a，閥門22a，閥門26a開啟，其他閥門關閉，正洗經一段時間後樹脂塔內產生懸浮物污染造成樹脂層堵塞需靠人工反洗，反洗時人工切換如圖2所示的閥門11a，閥門14a，閥門21a，閥門24a開啟，其他閥門關閉，反洗時產生廢水排放，如情況嚴重需將樹脂取出清洗後再裝填入塔內。

因只有一台水泵及一個前端含貴金水槽，當樹脂需預處理及受污染時(如矽化物，有機物，懸浮物等)單靠習知技術及人工正反洗是無法達到樹脂再生及處理樹脂污染問題，因新樹脂需預處理，新樹脂常含有少量有機低聚物及無機雜質，在使用初期會逐漸溶解釋放，單靠習知技術及人工正反洗，是無法保證樹脂獲得充分再生與恢復樹脂吸附能力，導致後續處理貴金屬流失。當樹脂受污染，懸浮物堵塞樹脂層的空隙中，從而增大其水流阻力，也會覆蓋在樹脂顆粒的表面，因而降低其工作交換容量，單靠習知技術及人工正反 洗是無法在適當時間科學有效達到固定流量，甚至造成水泵損毀及貴金屬流失。因習知技術為人工正反洗只有一個水泵及一個前端含貴金水槽，當正洗剛啟動時水流不穩定，有部分含貴金廢水會經過樹脂層排出到廢水排放，當反洗時因樹脂為非密實狀態，有大部分含貴金廢水會經過樹脂層排出到廢水排放，導致處理貴金屬流失。習知技術為人工正反洗，在各個不同貴金廢水及外在環境下，造成樹脂污染程度均不同，當人工正反洗時，很難有效即時處理因樹脂污染而造成水流速不穩定造成貴金屬流失，而且耗費人工且效率不佳。

總結以上習知技術問題：(1)新樹脂預處理無法保證樹脂獲得充分再生，導致後續處理貴金屬流失；(2)當樹脂受污染無法在適當時間科學有效達到固定流量，甚至造成水泵損毀及貴金屬流失；(3)正反洗交替時樹脂為非密實狀態，導致貴金屬流失；(4)耗費人工且效率不佳，甚至造成人工誤操作。

因此，為了克服習知技術中存在的不足，本發明的目的即在提供一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統。

為解決上述技術問題，本發明的一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，包括含貴金廢液儲存槽、正洗泵、排放迴路及多個樹脂塔，正洗泵通過正洗管連接樹脂塔沖洗迴路，樹脂塔沖洗迴路與各個樹脂塔的頂部連通；各個樹脂塔底部分別通過管路連接循環迴路，循環迴路與樹脂塔沖洗迴路連通，還包括樹脂活化劑儲存桶，其通過管路與反洗泵連通，反洗泵通過反洗管與循環迴路連通，而反洗管和正洗管分別與正反洗電動三通閥的其中兩個介面連接，正反洗電動三通閥的另一個介面與排放迴路連通，而循環迴路也與反洗管連通。設置反洗泵及反洗管，從各個樹脂塔底部向上沖洗，能夠使得樹脂被充分沖洗活化。

進一步，還包括壓縮空氣迴路，壓縮空氣迴路與各個樹脂塔底部連通，在壓縮空氣迴路上還設置有壓縮空氣調節閥以及電磁閥。氣體由下而上地將樹脂衝擊擾動，使樹脂處於懸浮松狀態，樹脂表面截留物即能得到反洗水泡的充分洗脫。

進一步，正反洗電動三通閥與正洗管和反洗管之間分別設有電動閥，而在這兩個電動閥的週邊還設有備用迴路，備用迴路與正洗管、反洗管以及排放迴路連通，在備用迴路與正洗管、反洗管連接的管路上分別設有電動閥。當正反洗電動三通閥出現故障不能工作時，調整備用迴路上的電動閥的啟閉，以及正反洗電動三通閥和正洗管、反洗管之間的電動閥，即可啟動備用迴路，繞過正反洗電動三通閥，此時可對正反洗電動三通閥進行維修或者更換。

進一步，排放迴路末端並聯設置有排水循環電動三通閥，該排水循環電動三通閥的其中兩個介面連接排放迴路，另外一個介面通過回水管路連接含貴金廢液儲存槽。通過切換排水循環電動三通閥，可選擇排放迴路是與含貴金廢液貯存槽接通，還是直接排放廢液。

進一步，排放迴路與回水管路之間通過設置有電動閥的管路連通，可直接繞過排水循環電動三通閥，可作為備用，排水循環電動三通閥與排放迴路以及回水管路連接的介面處設置電動閥，在排放迴路末端設置電動閥，通過設置各個電動閥的通斷，控制廢液的流向。

進一步，樹脂塔沖洗迴路包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，多條管路在各個樹脂塔上方入口匯成一路，循環迴路與樹脂塔沖洗迴路的其中一條管路連通，循環迴路與其中一條管路連通的部位在該管路上相鄰兩個電動閥之間的位置。

進一步，循環迴路包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，其中一條管路與樹脂塔沖洗迴路連通，多條管路在各個樹脂塔底部匯成一路並與各個樹脂塔底部分別連通。

進一步，在正洗管與反洗管上均依次設有調節閥、上下限流量計開關、止回閥。

進一步，在正洗泵與反洗泵之間設有連通管，在連通管上設有切換閥。當其中一個泵出現故障時，通過切換閥切換，即可實現用另一個泵替換出現故障的泵，在不影響生產的同時即可對出現故障的泵進行更換。

進一步，在排放迴路上設有止回閥，防止廢液倒流至樹脂塔內。

有益效果：本發明的一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，可解決習知技術存在問題：(1)新樹脂預處理，使其充分再生，後續處理貴金屬提高樹脂交換量；(2)樹脂使用後降低受污染程度及提高貴金屬樹脂交換量；(3)正反洗交替時貴金屬不流失；(4)利用自動控制處理工作流程及原理，有效科學管理替代人工作業，進而提高效率。

本發明與習知技術相比具有的優點：因本發明前期新樹脂預處理及使用中流量穩定，且自動去除樹脂受污染程度，提高吸附貴金的效能及提高樹脂交換量，保證了出水不超標。因本發明不需人員操作，大大節省人工維護費及因人員誤操作或維護不周造成設備損壞及貴金流失。因本發明不會因樹脂污染後造成出水超標，所以可節省新樹脂更換頻率而達到節省樹脂用量。因本發明採用自動控制，採用科學指令引數可有效調整如正反洗時間，壓縮空氣壓力及流量，反洗活化水槽內活化劑及預估樹脂含貴金百分比及收料時間等，對不同的含貴金廢液有不同參數設定及控制。

1‧‧‧貴金廢液儲存槽

10‧‧‧反洗管

101‧‧‧調節閥

102、93‧‧‧流量計開關

103‧‧‧取樣口

104、62、63、94‧‧‧止回閥

11、12、13、14、15、16、21、22、23、24、25、26、31、32、41、42、73、74、75、76‧‧‧電動閥

11a、13a、15a、21a、22a、24a、26a‧‧‧閥門

2‧‧‧樹脂活化劑儲存桶

3‧‧‧正反洗電動三通閥

4‧‧‧備用迴路

5‧‧‧正洗泵

51‧‧‧壓縮空氣迴路

52、64‧‧‧連通管

53‧‧‧氣體流量計

6‧‧‧反洗泵

61‧‧‧排放迴路

7‧‧‧樹脂塔沖洗迴路

71‧‧‧排水循環電動三 通閥

72‧‧‧回水管路

8‧‧‧循環迴路

9‧‧‧正洗管

91‧‧‧調節閥

92‧‧‧取樣口

A‧‧‧向樹脂塔

B‧‧‧樹脂塔

圖1為習知技術樹脂塔正洗流程示意圖，圖中箭頭所示為正洗時液體流向；圖2為習知技術樹脂塔反洗流程示意圖，圖中箭頭所示為反洗時液體流向；圖3為本發明正洗流程示意圖，圖中箭頭所示為正洗時液體流向；圖4為本發明反洗流程示意圖，圖中箭頭所示為反洗時液體流向及壓縮空氣管路的空氣流向

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖3、圖4所示的一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，包括含貴金廢液儲存槽1、正洗泵5、排放迴路61及多個樹脂塔，正洗泵5通過正洗管9連接樹脂塔沖洗迴路7，樹脂塔沖洗迴路7與各個樹脂塔的頂部連通；各個樹脂塔底部分別通過管路連接循環迴路8，循環迴路8與樹脂塔沖洗迴路7連通，還包括樹脂活化劑儲存桶2，其通過管路與反洗泵6連通，反洗泵6通過反洗管10與循環迴路8連通，而反洗管10和正洗管9分別與正反洗電動三通閥3的其中兩個介面連接，正反洗電動三通閥3的另一個介面與排放迴路61連通，而循環迴路8也與反洗管10連通。在正洗管9上順液體流向依次設置有調節閥91、上下限流量計開關93、取樣口92以及止回閥94，反洗管10上順液體流向依次設置調節閥101、上下限流量計開關102、取樣口103以及止回閥104。在正洗泵5與反洗泵6之間設置連通管64、52，在連通管64、52上安裝有切換閥。當其中一個泵出現故障時，通過切換閥切換，即可實現用另一個泵替換出現故障的泵，在不影響生產的同時即可對出現故障的泵進行更換。在排放迴路61上設置有止回閥62，防止廢液倒流至樹脂塔內。設置反洗泵6及反洗管10，從各個樹脂塔底部向上沖洗，能夠使得樹脂被充分沖洗活化。本發明的系統還包括壓縮空氣迴路51，壓縮空氣迴路51與各個樹脂塔底部連通，在壓縮空氣迴路51上還設置有壓縮空氣調節閥以及電磁閥，用於調節壓縮空氣的通斷以及氣體流量。氣體由下而上地將樹脂衝 擊擾動，使樹脂處於懸浮松狀態，樹脂表面截留物即能得到反洗水的充分洗脫。正反洗電動三通閥3與正洗管9和反洗管10之間分別設置電動閥31和電動閥32，而在這兩個電動閥的週邊還設置備用迴路4，備用迴路4與正洗管9、反洗管10以及排放迴路61連通，在備用迴路4與正洗管9、反洗管10連接的管路上分別設置有電動閥41和電動閥32。當正反洗電動三通閥3出現故障不能工作時，調整備用迴路4上的各個電動閥的啟閉，以及正反洗電動三通閥3和正洗管9、反洗管10之間的電動閥31、電動閥32，即可啟動備用迴路4，繞過正反洗電動三通閥3，此時可對正反洗電動三通閥3進行維修或者更換。排放迴路61末端並聯設置有排水循環電動三通閥71，該排水循環電動三通閥71的其中兩個介面連接排放迴路61，另外一個介面通過回水管路72連接含貴金廢液儲存槽1。通過切換排水循環電動三通閥71，可選擇排放迴路61是與含金廢液貯存槽1接通，還是直接排放廢液。排放迴路61與回水管路72之間通過設置有電動閥73的管路連通，可直接繞過排水循環電動三通閥71，可作為備用，排水循環電動三通閥71與排放迴路61連接的介面處設置有電動閥76，排水循環電動三通閥71與回水管路72連接的介面處設置電動閥75，在排放迴路61末端設置電動閥74，通過設置各個電動閥的通斷，控制廢液的流向。樹脂塔沖洗迴路7包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，多條管路在各個樹脂塔上方入口匯成一路，循環迴路8與樹脂塔沖洗迴路7的其中一條管路連通，循環迴路8與其中一條管路連通的部位在該管路上相鄰兩個電動閥之間的位置。循環迴路8包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，其中一條管路與樹脂塔沖洗迴路7連通，多條管路在各個樹脂塔底部匯成一路並與各個樹脂塔底部分別連通。

下面通過具體實施例對上述發明內容進行進一步的解釋說明。

本發明在工作中，主要包括以下工作流程： 如圖4及圖中箭頭所指流向所示，樹脂塔內前期新樹脂預處理流程：使用樹脂活化劑儲存桶2裝純水，正反洗電動三通閥3和其周邊的電動閥切換為電動閥31，電動閥32開、電動閥41、電動閥42關，啟動與壓縮空氣迴路51連接的空氣源，向樹脂塔A和樹脂塔B內通入壓縮空氣數秒後，再啟動反洗泵6抽樹脂活化劑儲存桶2內純水反洗對樹脂塔A和樹脂塔B內的樹脂層，利用水泡原理將樹脂展開率達90%以上，停止輸入壓縮空氣後數秒再將反洗泵6停止，此時可將內部空氣利用水排出，再使用含貴金廢液儲存槽1裝純水，如圖3及圖中的箭頭所指流向所示，正洗泵5抽含貴金廢液儲存槽1內的純水正洗樹脂塔A和樹脂塔B內的樹脂層，期間利用PLC控制正反洗電動三通閥3及排水循環電動三通閥71切換正洗排水時為排入含貴金廢液儲存槽1後循環，反洗排水入樹脂活化劑儲存桶2後循環，期間正反洗流量如超出上下限時，上下限流量計開關93或上下限流量計開關102報警，反覆2-3次正反洗，直到出水清晰，無氣味，無細碎樹脂為止，樹脂層密實後進入生產吸附貴金離子。

如圖3所示，正常生產流程：含貴金廢液儲存槽1內水位到啟動上限時，正反洗電動三通閥3切換正洗位置，即電動閥32開，電動閥31開、電動閥41、電動閥42關，排水循環電動三通閥71切換循環位置，即，電動閥75、電動閥76開、電動閥74、電動閥73關閉。上述設置完成後，正洗泵5啟動，抽取含貴金廢液儲存槽1內的水數秒後，排水循環電動三通閥71切換到廢水排放位置，即電動閥75關閉，電動閥76打開，正洗時間可調整進行吸附貴金屬離子時間，當時間到設定正洗時間後正洗泵5停止，如圖4所示，正反洗電動三通閥3切換反洗位置，即電動閥31，電動閥32開、電動閥41、電動閥42關，排水循環電動三通閥71切換循環至含貴金廢液儲存槽1，即電動閥74、電動閥73關閉，電動閥76，電動閥75開啟，此時啟動與壓縮空氣迴路51連接的空氣源，壓縮空氣進入各個樹脂塔內數秒後啟動反洗泵6抽樹脂活化劑儲存桶2內的純水反洗各個樹脂塔內 的樹脂層，數秒後排水循環電動三通閥71切換到廢水排放位置，即切換到電動閥75、電動閥76開，電動閥73、電動閥74關閉，反洗時間可調整，壓縮空氣迴路51的電磁閥提前數秒停止壓縮空氣入各個樹脂塔，此時可將各樹脂塔內部的空氣利用水排出，當時間到達設定反洗時間後反洗泵6停止，當含貴金廢液儲存槽1內水位未到停止下限時，重複正洗正常生產，當含金廢液儲存槽1內水位到達停止下限時，系統停止工作並待機，下次水位到達啟動上限延續前期時間控制動作及參數，期間正反洗流量如超出上下限流量時，上下限流量計開關93或上下限流量計開關102報警。

本發明採用兩個水槽：含貴金廢液儲存槽1以及樹脂活化劑儲存桶2，可作為新樹脂預處理所用水槽，在正常生產時自動活化樹脂及防止貴金流失，與習知技術相比，習知技術技術採用一個含貴金廢液儲存槽，無法自動進行新樹脂預處理及正常生產時無法活化樹脂，因此造成貴金流失。

本發明採用正洗泵5與反洗泵6的組合，正常生產時，正洗泵用於正洗流程，反洗泵用於反洗流程，採用自動化方式，兩個水泵可替代備用，而習知技術只採用一個正洗水泵，能夠正常生產正洗，但需要人工切換閥門反洗，且無備用泵，在正洗水泵損壞或者故障時，無替代，影響工作進度。

本發明採用壓縮空氣結構，使用壓縮空氣迴路51連接壓縮空氣源以及兩個樹脂塔，可自動設定配合反洗泵6運行，形成水泡原理降低樹脂受污染程度，保證在正洗時流量穩定提高吸附貴金的效能及提高樹脂交換量，保證了出水不超標，而原有技術無此功能。

樹脂塔沖洗迴路7中包含的多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，管路的數量可根據樹脂塔的數量進行調整，而通過調整各個管路上的電動閥啟閉，可選擇正洗或反洗時液體的流動方向，如限定液體是依次經過各個樹脂塔，還是同時經過多個樹脂塔。正常情況下，只啟動其 中一條管路，關閉其他管路上的電動閥，而這些管路作為備用管路使用，在常用的管路出現問題時，通過電動閥的切換，即可啟動備用管路，對損壞管路的維修也不影響正常生產。

循環迴路8包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，其中一條管路與樹脂塔沖洗迴路7連通，多條管路在各個樹脂塔底部匯成一路並與各個樹脂塔底部分別連通。多條管路的作用也在於備用，通過切換各個管路上電動閥的啟閉，選擇不同路徑，實現對樹脂塔不同的沖洗方式。

如在本發明實施方式中，採用樹脂塔A和樹脂塔B兩個樹脂塔，那麼從樹脂塔A到樹脂塔B依次正洗，從樹脂塔B到樹脂塔A依次反洗的過程中，樹脂塔沖洗迴路7與循環迴路8上的電動閥13，15，22，26開啟，電動閥11，12，14，16，21，23，24，25均為關閉狀態，正洗時正洗泵5啟動，反洗時，正洗泵5停止，反洗泵6啟動工作，液體依次流經上述開啟的電動閥，並依次通過樹脂塔A、樹脂塔B。

而需要單獨沖洗某個樹脂塔時，如單獨沖洗樹脂塔A，則打開電動閥11，14，關閉其他電動閥，啟動反洗泵6即可，如單獨沖洗樹脂塔B，則打開電動閥21，24，關閉其他電動閥，啟動反洗泵6，即可。而上述電動閥的啟閉排列方式並非唯一，可通過不同電動閥之間的啟閉組合而實現不同的沖洗模式。

實際案例比較說明：習知技術樹脂塔系統每天用總水量65T，進水含金濃度0.9ppm，出水大於0.3ppm需收料，人員維護週期工時：習知技術每週3次，2人/次，8小時/次，本發明每週1次，1人/次，4小時/次，原有技術每週48小時，本發明每週4小時，節省人力91.6%，每週節省人力及交通，餐費開銷每週節省人工費合計RMB1300元。

收料週期及金：出水大於0.3ppm需收料，原有技術總樹脂90KG，每20天收料1次得金0.4%，每月得金540克，本發明投入樹脂240KG已2.5個月未 收料含金0.5625%以上，2.5個月樹脂節省97.5KG以上(節省RMB1950元)，含金%提高40%以上，每週節省樹脂物料費RMB195元以上。收入樹脂金吸附提高40%以上。

設備異常：原有技術每1.5個月水泵損壞1個(RMB1800元)，1個月漫水罰金RMB750元，本發明投入2.5個月未發生異常，每週節省設備異常費RMB1050元以上。

綜合以上每月節省RMB10180元以上，收入提高40%以上。

以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之創作精神而在本發明之權利範圍中。

Claims (10)

1. 一種貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，包括含貴金廢液儲存槽、正洗泵、排放迴路及多個樹脂塔，正洗泵通過正洗管連接樹脂塔沖洗迴路，樹脂塔沖洗迴路與各個樹脂塔的頂部連通；各個樹脂塔底部分別通過管路連接循環迴路，循環迴路與樹脂塔沖洗迴路連通，其特徵在於：還包括樹脂活化劑儲存桶，其通過管路與反洗泵連通，反洗泵通過反洗管與循環迴路連通，而反洗管和正洗管分別與正反洗電動三通閥的其中兩個介面連接，正反洗電動三通閥的另一個介面與排放迴路連通，而循環迴路也與反洗管連通。
2. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，更包括壓縮空氣迴路，壓縮空氣迴路與各個樹脂塔底部連通，在壓縮空氣迴路上還設置有壓縮空氣調節閥以及電磁閥。
3. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中正反洗電動三通閥與正洗管和反洗管之間分別設有電動閥，而在這兩個電動閥的週邊還設有備用迴路，備用迴路與正洗管、反洗管以及排放迴路連通，在備用迴路與正洗管、反洗管連接的管路上分別設有電動閥。
4. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中排放迴路末端並聯設置有排水循環電動三通閥，排水循環電動三通閥的其中兩個介面連接排放迴路，另外一個介面通過回水管路連接含貴金廢液儲存槽。
5. 如請求項4所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中排放迴路與回水管路之間通過設置有電動閥的管路連通，排水循環電動三通閥與排放迴路以及回水管路連接的介面處設置電動閥，在排放迴路末端設置電動閥。
6. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中樹脂塔沖洗迴路包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，多條管路在各個樹脂塔上方入口匯成一路，循環迴路與樹脂塔沖洗迴路的 其中一條管路連通，循環迴路與其中一條管路連通的部位在該管路上相鄰兩個電動閥之間的位置。
7. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中循環迴路包括多條並聯的並分別設置有與樹脂塔數量相同的電動閥的管路，其中一條管路與樹脂塔沖洗迴路連通，多條管路在各個樹脂塔底部匯成一路並與各個樹脂塔底部分別連通。
8. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中在正洗管與反洗管上均依次設有調節閥、上下限流量計開關、止回閥。
9. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中在正洗泵與反洗泵之間設有連通管，在連通管上設有切換閥。
10. 如請求項1所述的貴金屬自動活化離子交換樹脂塔系統，其中在排放迴路上設有止回閥。