改善胶体－浊液体系可滤性的方法及对该体系的过滤方法
【专利摘要】本发明公开了一种改善胶体－浊液体系可滤性的方法以及一种胶体－浊液体系过滤方法。改善胶体－浊液体系可滤性的方法，其步骤包括：将胶体－浊液体系导入固液分离装置，通过该固液分离装置对所述胶体－浊液体系中的固体悬浮物进行固液分离；将上述固液分离后的液体导入带正电极和负电极的电极池，在正电极和负电极之间接入直流电源，使液体中的胶体物质向带相反电荷的电极运动并沉积；将上述除胶体后的液体导入调配槽，再向调配槽的液体中掺入固体悬浮颗粒并充分混合，将所述液体中剩余胶体与浊液中的固体悬浮颗粒的体积比调整至0.1～0.2。上述方法既有效去除了体系中的大量胶体，又很好的改善了体系的过滤特性。
【专利说明】改善胶体一浊液体系可滤性的方法及对该体系的过滤方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对胶体一浊液体系进行处理方法，具体涉及改善胶体一浊液体系可滤 性的方法以及对胶体一浊液体系进行过滤的方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中将分散质粒子直径在1?100纳米之间的分散系定义为胶体；将分散 质粒子直径在大于100纳米的分散系定义为浊液。某些时候，待过滤体系（即待过滤物质） 并非单纯的浊液体系，而是混有胶体，即为胶体一浊液体系。由于胶体的存在，可能降低待 过滤体系的可滤性。具体体现在过滤时过滤通量较低、速度缓慢，并常常导致过滤介质的快 速堵塞。另外，常规过滤方式很难大量除去胶体，进而影响对过滤后液的后续处理过程。
[0003] 以湿法冶金中钴的浸出液即硫酸钴原液为例：该原液中含约0. 5?1%重量的胶 体以及大量的固体悬浮物，属胶体一浊液体系。为除去该原液中的固体悬浮物，目前存在两 种方法。一是直接通过板框过滤机对该原液进行过滤，但过滤通量很小，工作效率低下，且 对胶体的去除率不高；二是对原液进行重力沉降，但只能部分去除固体悬浮物，而几乎无法 去除胶体。因此，导致后续萃取前碱液消耗量较大，并且溶液中的稀、贵金属等不能进行有 效回收。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题首先是提供一种改善胶体一浊液体系可滤性的方法； 其次是提供一种基于该方法的胶体一浊液体系过滤方法，以有效去除胶体和固体悬浮物。
[0005] 本发明所提供的改善胶体一浊液体系可滤性的方法，其步骤包括：将胶体一浊液 体系导入固液分离装置，通过该固液分离装置对所述胶体一浊液体系中的固体悬浮物进行 固液分离；将上述固液分离后的液体导入带正电极和负电极的电极池，在正电极和负电极 之间接入直流电源，使液体中的胶体物质向带相反电荷的电极运动并沉积；将上述除胶体 后的液体导入调配槽，再向调配槽的液体中掺入固体悬浮颗粒并充分混合，将所述液体中 剩余胶体与浊液中的固体悬浮颗粒的体积比调整至0. 1?0. 2。
[0006] 上述方法中，首先采取了对所述胶体一浊液体系中的固体悬浮物进行固液分离的 操作，其主要目的是为后续的除胶体处理提供有利条件，保证后续除胶体处理时的胶体去 除率；此后利用胶体本身带电的特性，通过使胶体物质向带相反电荷的电极运动并沉积来 去除液体中的胶体，该工艺的特点是胶体去除率高；最后通过向液体中掺入固体悬浮颗粒 并进行充分混合，可显著降低剩余胶体对体系可滤性的不利影响。通过上述方法，既有效去 除了体系中的大量胶体，又很好的改善了体系的过滤特性，为后续过滤创造了良好条件。
[0007] 上述方法中，所述固液分离装置可能采用编织材料过滤介质、多孔性固体过滤介 质对胶体一浊液体系进行过滤进而实现固液分离，也可能采用其他非过滤的固液分离方式 分离体系中的固体悬浮物。但采用堆积性过滤介质对胶体一浊液体系进行过滤的方式在本 发明中是最为适宜的，其效果较其他固液分离方式要优异得多。其优点一是处理速度快、效 率高，且固液分离效果较好；二是能利用堆积性过滤介质的吸附作用对体系中的胶体进行 吸附，即同时起到除胶体的作用。当堆积性过滤介质采用石英砂或活性炭时，通过固液分离 装置可达到除去胶体一浊液体系中总胶体重量20 %左右的胶体物质。
[0008] 上述任何一种方法中，所述直流电源的电压优选为0. 8?3伏。若直流电源的电 压小于〇. 8伏，则明显降低了电极对胶体的吸附力，使胶体去除率显著劣化；若流电源的电 压大于3伏，容易引起体系中的化学变化，增加了该方法的不可控性。直流电源的电压可进 一步优选为1. 5?3伏，更优选为1. 8?2. 5伏。
[0009] 上述任何一种方法中，所掺入的固体悬浮颗粒的直径优选为20?500微米。掺入 的固体悬浮颗粒的直径若过小，容易在后续过滤中发生穿滤（即从过滤介质中穿过），提高 过滤后液的杂质含量；掺入的固体悬浮颗粒的直径若大，则容易损坏系统中的管道、泵等设 备。固体悬浮颗粒的直径还可进一步优选为80?300微米；更优选为100?200微米。通 过对颗粒的直径优选，有助于提升体系在过滤中的流动性。
[0010] 本发明的胶体一浊液体系的过滤方法，其步骤包括：通过上述任意一种改善胶 体一浊液体系可滤性的方法对待过滤的胶体一浊液体系进行预处理；将上述预处理后的液 体导入膜过滤装置从而对所述液体进行膜微滤，膜微滤后液的固含量控制在5?10毫克/ 升以下。由于预处理过程中有效去除了胶体，同时又很好的改善了体系的过滤特性，且通过 膜微滤后体系固含量降至5?10毫克/升以下，达到胶体和固体悬浮物高效去除的效果。
[0011] 上述过滤方法中，所述膜过滤装置优选为错流过滤装置，该膜过滤装置与所述调 配槽或与位于错流过滤装置与调配槽之间的中间槽连接进而形成待过滤液循环流路。其 中，所述膜过滤装置最好采用烧结金属多孔材料过滤元件或烧结陶瓷多孔材料过滤元件。
[0012] 另外，膜过滤装置采用的过滤元件进一步为导体，该过滤元件绝缘安装于膜过滤 装置内，过滤元件与膜过滤装置的外壳之间接入电压为5?20伏的直流电源使所述过滤元 件与胶体带相同电荷。这样，能够通过相同电荷之间的排斥力阻碍胶体吸附至过滤元件，防 止过滤元件快速污染。
[0013] 上述任何一种过滤方法中，所述待过滤的胶体一浊液体系可以为湿法冶金中钨、 钥、钽、银、钴、镍、铀、社、秘、锡、铜、铅、锌、钛、猛、银、金、银、钼、钮、铟、钌、锇、铱、锗或镓的 浸出液。本发明的过滤方法尤其适用于湿法冶金中浸出液的过滤。
[0014] 下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的说明。本发明及附加的方面 和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实 践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明胶体一浊液体系过滤方法的工艺流程图。
[0016] 图2为本发明胶体一浊液体系过滤方法的另一工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1所示的胶体一浊液体系的过滤工艺流程，其步骤为：将胶体一浊液体系导 入固液分离装置100,通过该固液分离装置100对所述胶体一浊液体系中的固体悬浮物进 行固液分离；将上述固液分离后的液体导入带正电极220a和负电极220b的电极池200， 在正电极220a和负电极220b之间接入电压为0.8?3伏的直流电源210,使液体中的胶 体物质向带相反电荷的电极运动并沉积；将上述除胶体后的液体导入调配槽300,再向调 配槽300的液体中掺入直径为20?500微米的固体悬浮颗粒A并启动调配槽300内的搅 拌器310进行充分混合，将所述液体中剩余胶体与浊液中的固体悬浮颗粒的体积比调整至 0. 1?0. 2 ;将经过上述预处理后的液体导入膜过滤装置400从而对所述液体进行膜微滤， 膜微滤后液B的固含量控制在5?10毫克/升以下。其中，膜过滤装置400为错流过滤装 置，该膜过滤装置400与位于错流过滤装置400与调配槽300之间的中间槽500连接进而形 成待过滤液循环流路（中间槽500与错流过滤装置400之间设有循环泵410)。另外，固液 分离装置100具体采用了石英砂或活性炭作为过滤介质对胶体一浊液体系进行过滤进而 实现固液分离。而膜过滤装置400中则采用了 申请人:所生产的烧结TiAl金属间化合物多 孔材料过滤元件，该过滤元件的过滤精度> 0. 1微米，即对待过滤液体中直径在0. 1微米以 上固体颗粒的除去率在98%以上，同时该过滤元件为良导体且绝缘安装于膜过滤装置400 内，过滤元件与膜过滤装置400的外壳之间接入电压为5?20伏的直流电源使所述过滤元 件与胶体带相同电荷。
[0018] 图2所示的胶体一浊液体系过滤工艺流程与图1的区别仅在于取消了中间槽500， 膜过滤装置400直接与所述调配槽300连接形成待过滤液循环流路，循环泵410设置于调 配槽300与错流过滤装置400之间。
[0019] 第一组试验例
[0020] 湿法冶金中钴的浸出液即硫酸钴原液中含约1%重量的胶体以及8%重量的固体 悬浮物。现通过图1所示的胶体一浊液体系的过滤工艺流程对该原液进行过滤净化。首 先通过固液分离装置100对所述原液中的固体悬浮物进行固液分离，固液分离装置100具 体用活性炭作为过滤介质，除去了原液中的大部分固体悬浮物及约占原液总胶体重量20% 的胶体物质；然后将上述固液分离后的液体导入电极池200,正电极220a和负电极220b之 间的电压控制为2伏，液体中的胶体物质向正电极220a运动并沉积，通过电极的吸附作用， 除去了原液中约70%重量的胶体物质；将上述除胶体后的液体导入调配槽300,再向调配 槽300的液体中掺入直径为80?300微米的固体悬浮颗粒A并启动调配槽300内的搅拌 器310进行充分混合，固体悬浮颗粒A的掺入量分别使剩余胶体与固体悬浮颗粒的体积比 为12 %、15 %、18 %、21 %和23 %，再将经过上述预处理后的液体导入膜过滤装置400从而 对所述液体进行膜微滤，膜过滤装置400的过滤元件与膜过滤装置400的外壳之间的电压 为10伏。膜微滤后液B的固含量、胶体含量，膜微滤时的平均过滤通量、过滤元件平均反冲 周期参见表1。其中编号1至3的试验，其过滤效率高且过滤元件的污染较一般情况明显下 降。
[0021] 表 1
[0022]
【权利要求】
1. 改善胶体一浊液体系可滤性的方法，其步骤包括： 将胶体一浊液体系导入固液分离装置，通过该固液分离装置对所述胶体一浊液体系中 的固体悬浮物进行固液分离； 将上述固液分离后的液体导入带正电极和负电极的电极池，在正电极和负电极之间接 入直流电源，使液体中的胶体物质向带相反电荷的电极运动并沉积； 将上述除胶体后的液体导入调配槽，再向调配槽的液体中掺入固体悬浮颗粒并充分混 合，将所述液体中剩余胶体与浊液中的固体悬浮颗粒的体积比调整至0. 1?0. 2。
2. 如权利要求1所述的改善胶体一浊液体系可滤性的方法，其特征在于：所述固液分 离装置采用堆积性过滤介质对胶体一浊液体系进行过滤进而实现固液分离。
3. 如权利要求2所述的改善胶体一浊液体系可滤性的方法，其特征在于：所述堆积性 过滤介质为石英砂或活性炭。
4. 如权利要求1、2或3所述的改善胶体一浊液体系可滤性的方法，其特征在于：所述 直流电源的电压为〇. 8?3伏。
5. 如权利要求1、2或3所述的改善胶体一浊液体系可滤性的方法，其特征在于：所掺 入的固体悬浮颗粒的直径为20?500微米。
6. 胶体一浊液体系的过滤方法，其步骤包括： 通过权利要求1至5中任意一项权利要求所述的改善胶体一浊液体系可滤性的方法对 待过滤的胶体一浊液体系进行预处理； 将上述预处理后的液体导入膜过滤装置从而对所述液体进行膜微滤，膜微滤后液的固 含量控制在5?10晕克/升以下。
7. 如权利要求6所述的胶体一浊液体系的过滤方法，其特征在于：所述膜过滤装置为 错流过滤装置，该膜过滤装置与所述调配槽或与位于错流过滤装置与调配槽之间的中间槽 连接进而形成待过滤液循环流路。
8. 如权利要求6所述的胶体一浊液体系的过滤方法，其特征在于：所述膜过滤装置采 用烧结金属多孔材料过滤元件或烧结陶瓷多孔材料过滤元件。
9. 如权利要求8所述的胶体一浊液体系的过滤方法，其特征在于：所述膜过滤装置采 用的过滤元件为导体，该过滤元件绝缘安装于膜过滤装置内，过滤元件与膜过滤装置的外 壳之间接入电压为5?20伏的直流电源使所述过滤元件与胶体带相同电荷。
10. 如权利要求6至9中任意一项权利要求所述的胶体一浊液体系的过滤方法，其特征 在于：所述待过滤的胶体一浊液体系为湿法冶金中钨、钥、钽、铌、钴、镍、铀、钍、铋、锡、铜、 铅、锌、钛、猛、1凡、金、银、钼、钮、铟、钌、锇、铱、锗或镓的浸出液。
【文档编号】B01D36/00GK104096413SQ201410304396
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】高麟, 汪涛, 吴志强, 张强明, 滕岳资 申请人:成都易态科技有限公司