专利名称：适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种软锰矿浸出及资源化利用过程PH测量技术，更具体的说，是涉及一种在软锰矿浸出及资源化利用过程中在线监测PH电极的保护装置。
背景技术：
锰是重要的战略性资源，也是发展钢铁工业的重要大宗原料之一，在国民经济和社会发展中具有十分重要的战略地位，锰的各种化合物也广泛用于有色金属、电池、化工、 软磁材料、玻璃、陶瓷等行业。目前锰系产品主要以碳酸锰矿酸浸法为主，在我国一些锰系产品生产集中的地区，所使用碳酸锰矿的品位已经由含锰18% 20%降低到只有13% 15%，满足不了国内生产需求而导致大量进口，使中国成为为世界上最大的锰矿进口国，制约了我国锰系产品的生产和可持续发展。而另一方面，我国储量丰富、含锰20% 25%的软锰矿，却因为还原过程成本过高，或污染环境严重等问题得不到利用。由此可见，研究如何经济、合理地利用低品位软锰矿，特别是解决其还原工艺这一瓶颈性的技术问题，对缓解当前我国锰矿资源紧缺的矛盾、确保锰系产品行业可持续发展，以及西部地区经济的发展都具有十分重要的战略意义。软锰矿的浸出主要包括还原焙烧-酸浸法、两矿一步法和二氧化硫浸出法等。其中，还原焙烧-酸浸法是软锰矿利用的传统方法，其主要过程为在700 1000°C下，软锰矿中的MnA与还原剂(C、C0、H2、CH4等)产生反应，将MnA还原成MnO，然后利用酸浸，得到锰盐母液，其缺点是设备投资较大、耗能高、焙烧过程产生的烟气对环境有污染。两矿一步法是我国低品位软锰矿生产锰系产品过程中最通行的工艺路线，其过程为将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定的配比，在一定的温度下反应，通过亚铁将软锰矿中的四价锰还原为二价锰。 其还原率和浸出率较低，渣量大，影响了锰的回收率。二氧化硫浸出法是将二氧化硫气体通入软锰矿浆内，通过二氧化硫与二氧化锰之间的氧化还原反应直接生成硫酸锰，制得硫酸锰可达到HG-D962-1999标准。此方法为二氧化硫污染治理与低品位软锰矿资源化利用相结合的新方法，是一种符合国情的低品位、难处理矿的高效、低成本、少污染提取技术。本实用新型发明人课题组已经对此工艺进行了系统的研究，并对其关键技术及反应器申请了专利(200910058062,200920078540,200910058061)。软锰矿浸出及资源化技术包括软锰矿的浸出、吸收液净化除杂及锰产品的回收利用三个主要阶段。在软锰矿浸出、吸收液氧化除亚铁、沉淀除三价铁、硫化除重金属等阶段， PH都是一个重要的控制参数。在浸出阶段，过高的pH使二氧化锰浸出不完全，过低的pH会造成酸的浪费、加重净化除杂的负担，合理控制PH方可同时得到较高的锰浸出率和降低浸出成本。在氧化除亚铁阶段，不同的氧化剂在不同的PH条件下达到最佳效果，沉淀除三价铁、硫化除重金属均是通过锰与铁及其它重金属之间氢氧化物、硫化物之间溶度积的差异来完成，PH发挥至关重要的作用，pH过低使铁、重金属去除不完全，pH过高会增大锰损失， 合理控制PH可以达到减少硫化剂用量，提高杂质去除效果及减少锰损失量的效果。因此， 利用工业pH电极对个反应的pH进行在线监测，并通过控制系统及时调整反应的pH对于控制生产成本、提高锰回收率具有重要意义。然而，存在于各个工艺阶段的物质种类较多，性质各异，容易对pH电极造成不同程度的损害。其中，在浸出阶段，矿浆中存在石子等杂质容易打碎电极，反应器内较大混流速度的也容易使电极折断，矿粉颗粒可以会对电极造成摩擦。在沉淀除三价铁及硫化除重金属阶段，细小的氢氧化铁及硫化物胶体也容易堵塞电极孔。以上原因大大缩短了电极的寿命，频繁更换电极必然增加运行成本。
实用新型内容本实用新型的目的旨在提出一种适用于软锰矿浆浸出及资源化利用过程中pH电极的保护装置，避免颗粒物及胶体对电极的损害，提高PH电极的准确度，延长电极的使用
寿命ο本实用新型的基本思想是在pH电极外侧增加保护层，使溶液通过保护层渗透至电极周围，避免颗粒物及胶体与电极的直接接触引起的损坏及电极孔堵塞。本实用新型公开的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其结构主要包括PH测量电极、料液可渗透至电极周围的电极保护层和安装接头，设置在电极周围的保护层和电极分别与安装接头固定联接。在上述技术方案中，保护层可设计成由料液可渗透的网、膜等过滤介质和用于固定网、膜等过滤介质的框架构成，框架设计有与安装接头固定联接的结构。在上述技术方案中，可进一步将框架设计成由框架体和框架端头构成，框架通过框架端头与安装接头固定联接。框架端头与安装接头之间的联接，可以是螺纹联接、焊接联接、卡扣联接等多种联接形式。优先采用螺纹联接。框架端头与安装接头固定联接的螺纹副可由框架端头上的内螺纹与安装接头上的外螺纹构成。当然也可由框架端头上的外螺纹与安装接头上的内螺纹构成。框架体可以是圆筒形框架体，也可以是非圆筒形框架体，优先采用圆筒形框架体。框架体的径向尺寸小于框架端头的径向尺寸。在上述技术方案中，通过安装接头将电极测量装置安置在料液处理设备上的联接方式，可采用螺纹副联接，螺纹副可由安装接头上的外螺纹与料液处理设备上的螺纹安装孔构成，也可采用其他联接结构形式，如螺栓固定联接。优先采用螺纹副联接。采用螺纹副联接，安装接头该处的外螺纹直径应大于框架的径向尺寸。在上述技术方案中，PH电极与安装接头之间的固定联接优先采用螺纹副联接。pH 电极与安装接头之间的联接螺纹副可由PH电极头体上的外螺纹和安装接头上的内螺纹构成。本案实用新型所揭示的适用于软锰矿浸出及资源化利用过程中在线监测pH电极的保护装置，由于在PH电极周围设置保护层，能防止料液中的颗粒对电极摩擦损坏和胶体对电极孔的堵塞，不但保证PH测定的准确性，而且有效地延长了电极的使用寿命，pH测量电极和电极保护层与安装接头之间，以及安装接头与反应器之间均采用螺纹联接，联接稳定不易脱落，且装卸方便。
附图1是本实用新型的结构示意图。[0015]图2是附图1中A部分放大示意图。在上述附图中各图示标号标识的对象分别为1-ρΗ测量电极；2-安装接头；3-框架；4-过滤网膜；5-框架端头；6-安装接头与电极联接的内螺纹；7-安装接头与料液处理设备联接螺纹；8-安装接头与框架端头联接的外螺纹；9-框架端头与安装接头联接的内螺纹。
具体实施方式
下面结合工艺流程图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，有必要指出的是，以下的实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制， 所属领域技术熟悉人员根据上述发明内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，应仍属于本发明的保护范围。实施例1本实施例的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其结构如图2 所示，主要由PH测量电极1、料液可渗透至电极周围的电极保护层和安装接头2构成，pH测量电极4引出端从安装接头2内伸出，通过其安装部位上的外螺纹与安装接头上的内螺纹6 构成的螺纹副与安装接头2固定联接，保护层设置在pH测量电极1周围，由料液可渗透膜 4和用于固定渗透膜的框架3构成，构成框架的框架体为圆筒形结构，框架端头5设计有与安装接头2上的外螺纹8相匹配的内螺纹9，通过螺纹副与安装接头2固定联接，且框架体的径向尺寸略小于框架端头的外径。通过安装接头将电极测量装置安置在料液处理设备上的联接方式采用螺纹副联接，由安装接头上的外螺纹7与料液处理设备上的螺纹安装孔的内螺纹构成，且安装接头上的外螺纹直径大于保护层框架的径向尺寸。实施例2本实施例的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其基本结构与实施例1中的结构相同，主要包括PH测量电极1、料液可渗透至电极周围的电极保护层和安装接头2，pH测量电极1引出端从安装接头2内伸出，通过其安装部位上的外螺纹与安装接头上的内螺纹6构成的螺纹副与安装接头2固定联接，保护层设置在pH测量电极1周围， 由料液可渗透膜4和用于固定渗透膜的框架3构成，构成框架的框架体也为圆筒形结构，安装接头通过外螺纹7安装在料液处理设备上的螺纹安装孔内，安装接头上的螺纹直径大于保护层框架的径向尺寸，所不同的地方是框架端头与安装接头采用焊接联接。实施例3本实施例的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其基本结构与实施例1中的结构相同，主要包括PH测量电极1、料液可渗透至电极周围的电极保护层和安装接头2，pH测量电极1引出端从安装接头2内伸出，通过其安装部位上的外螺纹与安装接头上的内螺纹6构成的螺纹副与安装接头2固定联接，保护层设置在pH测量电极1 周围，由料液可渗透膜4和用于固定渗透膜的框架3构成，构成框架的框架体也为圆筒形结构，所不同的地方是，安装接头不是通过其本身上的螺纹安装在料液处理设备上，而是通过另外的联接件-压板、螺栓安装在料液处理设备上。
权利要求1.一种适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测PH电极装置，其特征在于主要包括 PH测量电极、料液可渗透至电极周围的电极保护层和安装接头，设置在电极周围的保护层和电极分别与安装接头固定联接。
2.根据权利要求1所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于电极保护层由料液可渗透的网膜和用于固定网膜的框架构成，框架设计有与安装接头固定联接的联接结构。
3.根据权利要求2所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于框架由框架体和框架端头构成，框架端头与安装接头通过螺纹副固定联接。
4.根据权利要求3所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于框架端头与安装接头联接的螺纹副由框架端头上的内螺纹与安装接头上的外螺纹构成。
5.根据权利要求3所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于框架体为圆筒形结构。
6.根据权利要求1至5之一所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于安装接头设计有将电极测量装置安置在料液处理设备上的联接结构。
7.根据权利要求6所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于安装接头用于将电极测量装置安置在料液处理设备上的联接结构为外螺纹，与料液处理设备上的螺纹安装孔构成螺纹副。
8.根据权利要求1至5之一所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于PH测量电极通过螺纹副与安装接头固定联接。
9.根据权利要求7所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于PH测量电极通过螺纹副与安装接头固定联接。
10.根据权利要求9所述的适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其特征在于PH测量电极与安装接头之间的联接螺纹副由电极安装部位上的外螺纹和安装接头上的内螺纹构成。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于软锰矿浸出及资源化过程在线监测pH电极装置，其结构主要包括，pH测量电极、料液可渗透至电极周围的电极保护层和安装接头，设置在电极周围的保护层和电极分别与安装接头固定联接。本实用新型公开的pH电极装置，在实现对料液pH进行在线监测的同时，能防止料液中的颗粒对电极摩擦损坏和胶体对电极孔的堵塞，不但能保证pH测定的准确性，而且有效地延长了电极的使用寿命。
文档编号G01N27/30GK202110159SQ20112010324
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者丁桑岚, 孙维义, 苏仕军 申请人:四川大学