本實用新型專利技術(shù)公開了一種適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應器。主要構(gòu)造是，反應器筒體由設(shè)置在筒體內(nèi)的分隔層構(gòu)件分割為上下兩部分，上部分空間為脫除反應區(qū)，下部分空間為沉淀分離區(qū)，其中，脫除反應區(qū)設(shè)置有將反應區(qū)分割為主反應區(qū)與濾液區(qū)的過濾層構(gòu)件，所述分隔層構(gòu)件設(shè)計有將主反應區(qū)與沉淀分離區(qū)連通的通道，主反應區(qū)設(shè)置有攪拌器，進料管出口位于主反應區(qū)內(nèi)，濾液區(qū)筒體上端設(shè)置有濾液排出管，沉淀分離區(qū)筒體靠近筒底處設(shè)有沉淀排出口。本實用新型專利技術(shù)集中和、沉淀除鐵(硫化除重金屬)、過濾與重力沉降為一體，可大大減少設(shè)備占地面積和基建投資，固液分離能力強，濾液水質(zhì)好，可減少后續(xù)除雜工序的工作量，而且過濾介質(zhì)不易堵塞，使用壽命長。（*該技術(shù)在2021年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及軟錳礦浸出液的凈化除雜技術(shù)，更為具體地說，是涉及一種適用于軟錳礦浸出液凈化除雜裝置。
技術(shù)介紹
錳是重要的戰(zhàn)略性資源，也是發(fā)展鋼鐵工業(yè)的重要原料之一，錳的各種化合物也廣泛用于有色金屬、電池、化工、軟磁材料、玻璃、陶瓷等行業(yè)，在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。目前錳系產(chǎn)品的生產(chǎn)主要是以碳酸錳礦酸浸法為主，在我國一些錳系產(chǎn)品生產(chǎn)集中的地區(qū)，所使用的碳酸錳礦品位已經(jīng)由含錳18% 20%降低到只有 13% 15%，已遠遠滿足不了國內(nèi)生產(chǎn)需求而導致大量進口，使中國成為世界上最大的錳礦進口國，制約了我國錳系產(chǎn)品的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。而另一方面，我國儲量豐富、含錳 20% 25%的軟錳礦，卻因為還原過程成本過高，或污染環(huán)境嚴重等問題得不到利用。由此可見，研究如何經(jīng)濟、合理地利用低品位軟錳礦，特別是解決其還原工藝這一瓶頸性的技術(shù)問題，對緩解當前我國錳礦資源緊缺的矛盾、確保錳系產(chǎn)品行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，以及西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。軟錳礦的浸出主要包括還原焙燒-酸浸法、兩礦一步法和SO2浸出法等。其中，還原焙燒-酸浸法是軟錳礦利用的傳統(tǒng)方法，其主要過程為在700 1000°C下，軟錳礦中的 MnO2與還原劑(C、C0、H2、CH4等)反應，將MnA還原成MnO，然后利用酸浸，得到錳鹽母液，其缺點是設(shè)備投資較大、耗能高、焙燒過程產(chǎn)生的煙氣對環(huán)境有污染。兩礦一步法是我國低品位軟錳礦生產(chǎn)錳系產(chǎn)品過程中通行的工藝路線，其過程為將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定的配比，在一定的溫度下反應，通過Fe2+將軟錳礦中的MnA還原為Mn2+。但其還原率和浸出率較低，渣量大，影響了錳的回收率。浸出法是將氣體通入軟錳礦漿內(nèi)，通過與 MnO2之間的氧化還原反應直接生成硫酸錳，制得硫酸錳可達到HG-I^962-1999標準。此方法為污染治理與低品位軟錳礦資源化利用相結(jié)合的新方法，是一種符合國情的低品位、 難處理礦的高效、低成本、少污染提取技術(shù)。本技術(shù)的專利技術(shù)人所在課題組已經(jīng)對此工藝進行了系統(tǒng)的研究，并對其關(guān)鍵技術(shù)及反應器申請了專利(200910058062，200920078M0， 200910058061)。軟錳礦浸出及資源化技術(shù)包括軟錳礦的浸出、浸出液凈化除雜及錳產(chǎn)品的回收利用三個主要階段。不管其浸出工藝如何，在浸出過程中，軟錳礦中的Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb 等重金屬雜質(zhì)會隨同錳一起被浸出，因此，為了保證后續(xù)錳產(chǎn)品的品質(zhì)，必須對浸出液進行凈化除雜。由于軟錳礦的浸出是一個MnA還原為Mn2+的過程，從而導致浸出液中的！^有一部分以狗2+的形式存在，因此必須在浸出液中加入雙氧水、二氧化錳或空氣等氧化劑將其氧化為三價鐵，而后加入液氨或石灰乳等中和劑調(diào)節(jié)PH至5. 5士0. 5，使其生成氫氧化鐵并通過第一次固液分離去除。然后在浸出液中加入SDD或乙硫氮等硫化劑，在pH為中性的條件下，使Co、Ni、Cu、Zn、Pb等重金屬離子形成硫化物，經(jīng)第二次固液分離除去。然而，由于氫氧化鐵和重金屬硫化物為微絮體，不易沉降，采用重力自然沉降的方式需要大面積的沉淀池，采用壓濾則需要更多的動力消耗，而且反應、沉淀(或壓濾)兩套工序，需要更多的設(shè)備，增加基建和運行成本。因此，開發(fā)高效節(jié)能的凈化除雜反應器對于降低低品位軟錳礦浸出液資源化利用工藝的投資和運行成本具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對軟錳礦浸出液凈化除雜過程中存在的問題，本技術(shù)的目的旨在提出一種適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應器，以降低軟錳礦浸出液凈化除雜設(shè)備的投資和運行成本。本技術(shù)的基本思想是根據(jù)中和除鐵、硫化除重金屬工序的特點，在同一反應器內(nèi)設(shè)置不同功能的反應區(qū)，集中和、沉淀除鐵(硫化除重金屬)、過濾與重力沉降于一體， 實現(xiàn)高效分離，節(jié)省設(shè)備占地面積和動力消耗的目的。本技術(shù)提供的適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應器，其結(jié)構(gòu)是反應器筒體由設(shè)置在筒體內(nèi)的分隔層構(gòu)件分割為上下兩部分，上部分空間為脫除反應區(qū)，下部分空間為沉淀分離區(qū)，其中脫除反應區(qū)內(nèi)設(shè)置有將反應區(qū)分割為主反應區(qū)與濾液區(qū)的過濾層構(gòu)件，所述分隔層構(gòu)件設(shè)計有將主反應區(qū)與沉淀分離區(qū)連通的通道，主反應區(qū)設(shè)置有攪拌器，進料管出口位于主反應區(qū)，脫除反應區(qū)筒體設(shè)有濾液排出口，沉淀分離區(qū)筒體設(shè)有沉淀排出口。在上述技術(shù)方案中，所述過濾層構(gòu)件可由設(shè)置在反應器筒體內(nèi)的框架和固定附著在框架上的過濾介質(zhì)層構(gòu)成。所述框架可以是整體結(jié)構(gòu)，也可以是分體組合是結(jié)構(gòu)。過濾介質(zhì)層可以是任何能滿足過濾要求的金屬或非金屬的濾網(wǎng)或濾布。構(gòu)成過濾層構(gòu)件的框架最好是與反應器筒體平行地設(shè)置在隔離部件上。在上述技術(shù)方案中，位于主反應區(qū)內(nèi)的攪拌器，最好是將其上層攪拌槳葉設(shè)計成渦輪式結(jié)構(gòu)，下層攪拌槳葉設(shè)計成斜葉槳式結(jié)構(gòu)。位于主反應區(qū)內(nèi)的進料管，其出口最好位于渦輪式槳葉所在液層區(qū)域。在上述技術(shù)方案中，將反應器筒體分割為上下兩部分的分隔層構(gòu)件，其上所設(shè)計的連通主反應區(qū)與沉淀分離區(qū)的通道最好設(shè)計在分隔層構(gòu)件的中央，通道的結(jié)構(gòu)最好是上端大下端小的倒錐形結(jié)構(gòu)。當然也可以在分隔層構(gòu)件上設(shè)計多個均布連通通道。優(yōu)先采取前一種結(jié)構(gòu)。在上述技術(shù)方案中，所述反應器筒體可以是圓柱形，也可以是矩形斷面筒體，優(yōu)先采用矩形斷面筒體。反應器筒體可以是密閉式結(jié)構(gòu)，也可以是敞開式結(jié)構(gòu)，優(yōu)先采用敞開式結(jié)構(gòu)。在上述技術(shù)方案中，攪拌器的驅(qū)動電機和進料管固定于反應器頂端的支架上。本技術(shù)還采取了其他一些技術(shù)措施。本技術(shù)提供的適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應器，巧妙地將軟錳礦浸出液凈化除雜過程中的中和、沉淀除鐵(硫化除重金屬)、過濾和重力沉降工藝過程結(jié)合在一起，于一個反應器內(nèi)完成這些工藝過程，實現(xiàn)了中和、沉淀除鐵(硫化除重金屬)、過濾和重力設(shè)備一體化，且分離效率高，節(jié)省了設(shè)備占地面積、基建投資和動力消耗，實現(xiàn)了專利技術(shù)的目的。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，概括起來具有以下十分突出的優(yōu)點1、本技術(shù)集中和、沉淀除鐵(硫化除重金屬)、過濾和重力沉降于一體，大大減少了設(shè)備占地面積、基建投資和運行成本。2、本技術(shù)將攪拌器的上層槳葉設(shè)計成為渦輪式結(jié)構(gòu)，下層攪拌槳葉設(shè)計成斜葉式結(jié)構(gòu)，上層部分渦輪式攪拌槳有利于反應器內(nèi)物料的混合，下層部分斜槳葉式攪拌槳葉能保證物料在主反應區(qū)內(nèi)有足夠的反應時間，因此強化了反應能力和固液分離能力，提高了反應器的處理能力。3、本技術(shù)在主反應區(qū)配備特別結(jié)構(gòu)的攪拌器，使得液流以旋轉(zhuǎn)切向方向流過過濾介質(zhì)表面進行過濾，隔膜不易堵塞，使用壽命長。4、本技術(shù)的反應器采用矩形筒體結(jié)構(gòu)，不僅能使主反應區(qū)保持有足夠高的混合強度，強化物料間反應，提高反應器的處理能力，而且使得濾液區(qū)濾液湍動大為降低，提高了濾液排出水質(zhì)，大大減少了后續(xù)除雜工序的工作量。5、本技術(shù)將位于分隔層構(gòu)件中央聯(lián)接主反應區(qū)與沉淀區(qū)的流道設(shè)計成上端大下端小的倒錐形結(jié)構(gòu)，既能使主反應區(qū)的反應產(chǎn)物氫氧化鐵、重金屬硫化物等下沉進入沉淀分離區(qū)，又能使沉淀分離區(qū)的清液返流到主反應區(qū)經(jīng)過濾介質(zhì)層進入濾液區(qū)，進一步提高了反應器的處理能力。附圖說明附圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是圖1中A-A向剖面俯視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中各圖示標號的標示對象I-主反應區(qū)；II-濾液區(qū)；III-沉淀分離區(qū)；1-浸出液進料管；2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
１．一種適用于軟錳礦浸出液凈化除雜的一體化反應器，其特征在于反應器的主要構(gòu)造是：反應器筒體由設(shè)置在筒體內(nèi)的分隔層構(gòu)件分割為上下兩部分，上部分空間為脫除反應區(qū)，下部分空間為沉淀分離區(qū)，其中脫除反應區(qū)內(nèi)設(shè)置有將反應區(qū)分割為主反應區(qū)與濾液區(qū)的過濾層構(gòu)件，所述分隔層構(gòu)件設(shè)計有將主反應區(qū)與沉淀分離區(qū)連通的通道，主反應區(qū)設(shè)置有攪拌器，進料管出口位于主反應區(qū)，脫除反應區(qū)筒體設(shè)有濾液排出口，沉淀分離區(qū)筒體設(shè)有沉淀排出口。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫維義，蘇仕軍，丁桑嵐，
申請(專利權(quán))人：四川大學，
類型：實用新型
國別省市：90
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