一种高浓度钴铁液高压除铁系统的制作方法

本实用新型属于钴湿法冶炼技术领域，特别涉及一种用于高浓度钴铁液的高压除铁系统。

背景技术：

钴铜合金是镍钴湿法冶炼行业常见的原料之一。铜钴合金原料中含有丰富的铜钴资源，锰、镁等杂质含量低，选用铜钴合金作为钴盐生产原料，具有后续处理工艺简单，萃取除杂压力及废水量少，副产品种类少等优点。以铜钴合金为原料的缺点是浸出液中铁含量高，选用常规的除铁法难以达到较好的除铁效果，所产生的除铁渣量大且处置困难。因此通过设计合理的除铁系统，快速提高除铁效果的同时实现铁渣资源化对降低生产成本，缓解环保压力具有重要意义。目前的常压除铁系统适用于铁含量不高于20g/l的低浓度钴铜浸出液的处理，当铁含量较高时，采用现有的针铁矿法、黄铵铁矾法等常压除铁法的系统进行操作时，容易产生氢氧化铁胶体，过滤性能较差，且常压系统产生的铁渣含铁量低于30%，铁渣资源化利用价值较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高浓度钴铁液高压除铁系统，该系统中的高压反应釜通过流量控制采用溢流的方法实现连续生产，除铁效果好，铁渣含铁量高；同时底流晶种和除铁后液可循环利用，降低物料和能源消耗。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种高浓度钴铁液高压除铁系统，包括依次以管道连接的稀释槽、浆化槽、高压反应釜一、高压反应釜二、高压反应釜三、闪蒸槽和压滤机；所述闪蒸槽底流出口同时与浆化槽进口和压滤机进口以管道连接，所述压滤机排液口与稀释槽进口以管道连接；高压反应釜一、高压反应釜二、高压反应釜三之间采用溢流方式串联，高压反应釜三与闪蒸槽溢流连接；稀释槽上设有高浓度钴铁液进口，浆化槽上设有氢氧化钴进料口；高压反应釜内设有氧气通管，圆弧框式搅拌桨和加热内盘管；稀释槽和浆化槽内设有框式搅拌桨，压滤机底部设有铁渣出口。

作为优选，所述闪蒸槽底流出口和浆化槽进口连接的管道，与稀释槽出口和浆化槽进口连接的管道相通。

作为优选，氧气通过高压管道在高压反应釜侧壁底部直接通入反应液中，每个高压反应釜设有五个氧气通管，保证反应更高效、更均匀、更彻底的进行。

作为优选，高压反应釜在釜底设置清渣口，方便釜体的维护以及生产过程中渣的晶型的调节。

作为优选，连接高压反应釜的溢流管插入高压反应釜的中部，可提高溢流量。

作为优选，三个高压反应釜中的加热内盘管，采用蒸汽连通加热，以减少蒸汽损耗，提高能源利用率。

本实用新型工作时，高浓度钴铁液进入稀释槽，经除铁后液稀释到一定浓度后进入浆化槽，浆化后进入高压反应釜除铁，反应完成进入闪蒸槽释放压力和冷却，通过阀门使部分闪蒸底流返回浆化槽作为晶种参加反应，剩余部分闪蒸底流进入压滤机进行固液分离，得到的除铁后液返回稀释槽，整套系统的物料循环利用，实现节能增效、降低成本的目的。

本实用新型的高压除铁系统除铁后液进入稀释槽，可以稀释高浓度钴铁液，且可以提高钴浓度；闪蒸底流返回浆化槽作为晶种，可改善fe2o3的晶型以及结晶速率，且可以循环利用物料；利用氢氧化钴调节浆化槽中的除铁后液的ph，增加反应速率，提高钴浓度，并消耗反应过程中产生的酸；氧气通管插入高压反应釜的底部，可提高氧气的利用率；高压反应釜加热采用蒸汽内盘管加热，以避免蒸汽直通造成水体膨胀，降低钴的浓度；反应釜内采用圆弧框式搅拌桨可实现低速充分搅拌效果，避免搅拌强度过大造成生成的fe2o3颗粒过小，影响过滤速度。此外，高压反应釜底部设置专门的清渣口，便于检修和清渣，以及进行fe2o3晶型的调节。

采用本实用新型的高压除铁系统，沉淀获得的铁渣中铁含量在60%-70%以上，可出售给钢铁厂作为炼铁原料，具有较高的铁渣资源化利用价值。使用本实用新型的高压除铁系统进行钴铜浸出液的除铁工序，除铁率可以达到95%以上，钴的损失率可以降到0.1%以下。本实用新型针对高浓度钴铁液的除铁，能够增加反应速率，降低能源消耗，实现连续除铁。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中的数字标号含义为：1-高浓度钴铁液进口；2-稀释槽；3-框式搅拌桨；4-稀释液输送管；5-稀释液与底流液总管；6-钴盐进料口；7-浆化槽；8-框式搅拌桨；9-浆化液输送管；10-1#高压反应釜；11-氧气通管；12-圆弧框式搅拌桨；13-加热内盘管；14-检修及清渣口；15-1#釜溢流管；16-2#高压反应釜；17-氧气通管；18-圆弧框式搅拌桨；19-加热内盘管；20-检修及清渣口；21-2#釜溢流管；22-3#高压反应釜；23-氧气通管；24-圆弧框式搅拌桨；25-加热内盘管；26-检修及清渣口；27-3#釜溢流管；28-闪蒸槽；29-闪蒸底流支管；30-闪蒸底流支管；31-压滤机；32-铁渣出口；33-除铁后液管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实施例描述的一种高浓度钴铁液的高压除铁系统，包括依次以管道连接的稀释槽2、浆化槽7、高压反应釜一10、高压反应釜二16、高压反应釜三22、闪蒸槽28和压滤机31；稀释槽上设有高浓度钴铁液进口1，稀释槽内设有框式搅拌桨3；浆化槽上设有氢氧化钴进料口6，浆化槽内设有框式搅拌桨8，浆化槽底部通过浆化输液管9与高压反应釜一的进口连接；高压反应釜一内设有氧气通管11、圆弧框式搅拌桨12、加热内盘管13、检修及清渣口14；高压反应釜一通过溢流管15与高压反应釜二溢流连接；高压反应釜二内设有氧气通管17、圆弧框式搅拌桨18、加热内盘管19、检修及清渣口20；高压反应釜二通过溢流管21与高压反应釜三溢流连接；高压反应釜三内设有氧气通管23、圆弧框式搅拌桨24、加热内盘管25、检修及清渣口26；高压反应釜三通过溢流管27与闪蒸槽溢流连接；闪蒸槽底流出口通过闪蒸底流支管29与稀释液和底流液总管5相通，稀释槽底部稀释液输送管4与稀释液和底流液总管相通；稀释液和底流液总管与浆化槽的进口连接；闪蒸槽底流出口通过闪蒸底流支管30与压滤机进口连接，压滤机排液口通过除铁后液管33与稀释槽进口连接，压滤机底部设有铁渣出口32。

本实用新型的高压除铁系统工作时，高浓度钴铁液进入稀释槽2，经除铁后液稀释到一定浓度后进入浆化槽7，除铁后液进入稀释槽，可以稀释高浓度钴铁液，且可以提高钴浓度。稀释液进入浆化槽进行浆化，通过氢氧化钴对浆化槽中液体的ph进行调节，增加反应速率，提高钴浓度，且可以消耗反应过程中产生的酸；同时通过阀门使部分闪蒸底流返回浆化槽作为晶种参加反应，可改善fe2o3的晶型以及结晶速率，且可以循环利用物料。浆化后进入三个溢流连接的高压反应釜10、16、22除铁，氧气通管插入高压反应釜的底部，可提高氧气的利用率；高压反应釜加热采用蒸汽内盘管加热，以避免蒸汽直通造成水体膨胀，降低钴的浓度；反应釜内采用圆弧框式搅拌桨可实现低速充分搅拌效果，避免搅拌强度过大造成生成的fe2o3颗粒过小，影响过滤速度；此外，高压反应釜底部设置专门的清渣口，便于检修和清渣，以及进行fe2o3晶型的调节。反应完成进入闪蒸槽28释放压力和冷却，剩余部分闪蒸底流进入压滤机31进行固液分离，得到的除铁后液返回稀释槽，铁渣满足铁精矿标准进行外售。