一种粗铟置换系统的制作方法
【专利摘要】一种粗铟置换系统，涉及粗铟置换用装备【技术领域】，包括储液槽、计量泵、石墨换热器、一次置换槽、二次置换槽、粗铟槽和循环泵；储液槽通过计量泵和石墨换热器的进液口以管道连接，在储液槽和计量泵之间的管道上设有控制阀门；石墨换热器的出液口与一次置换槽进液口连接；一次置换槽的第一循环出液口与计量泵的另一进口连接；一次置换槽的出液口与二次置换槽进液口连接；一次置换槽的第一粗铟出料口和二次置换槽的第二粗铟出料口分别连接在一粗铟槽的进料口上；二次置换槽的第二循环出液口通过循环泵与循环进液口连接。总体置换时间降低至7.5～8.5小时，铝板消耗降低50%。
【专利说明】一种粗铟置换系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金化工【技术领域】，特别是一种粗铟置换用装备。
【背景技术】
[0002]铟在计算机、能源、电子、通讯、光电、医药卫生、国防军事、航空航天、核工业和现代信息产业等高科技领域得到了极其广泛的应用。主要归结为在铟锡氧化物(ΙΤ0)薄膜材料的制造、含铟低熔点合金和焊料、制造半导体化合物材料、铟合金等四个方面的应用，其中ITO所用的铟量占铟消耗量的70%以上。一般来说，原料中铟含量大于0.002%就有回收价值，目前主要是从锌冶炼中回收，在铜、铅和锡冶炼中也有少量回收。提取原料主要为冶炼副产物，如湿法/火法炼锌渣、粗铅精炼的浮渣、生产废水、铜、铅、锌、锡和钢铁冶炼的铟尘等。根据铟的来源不同，其分离回收方法也不同。目前应用最广泛的为萃取置换法，其原则流程分为酸浸出、萃取富集铟、置换、熔铸和粗铟步骤。置换铟是当今各国通用的工艺，以此获取商品粗铟，具有简便、经济、适用的特点。即利用置换剂和铟金属电位的差异，将溶液中的铟离子还原为金属态的铟而得到回收。可用锌粉、锌板或铝板作为置换剂，其中铝板置换得到普遍应用。
[0003]在生产实践过程中，通常将萃取富集得到的氯化铟溶液或硫酸铟溶液放入挂着铝板的置换槽内，直至置换完毕后从置换槽中取出海绵状粗铟。置换铟的技术条件为:
[0004]溶液铟含量:20-45g/l;酸度:ρΗ0.5-2.5 ;温度:80-90°C ;置换时间:10_15h。
[0005]从铝板置换铟的过程看，需要解决以下问题:
[0006](I)铝板置换铟过程反应剧烈，温度会升高，不仅影响操作环境，而且置换的铟不易成团，颗粒比较细，容易因为夹带杂质而影响质量；因此必须采用控温措施，确保置换过程稳定进行；
[0007](2)—次性置换过程时间较长，引起铝板消耗偏高，达到1.lkg/kgln左右，是理论消耗的5倍以上。因此必须采取措施加快置换速度，降低置换时间，从而降低铝板消耗。
[0008](3)由于置换过程中容易引起局部浓度偏差较大，不利于铟离子向铝板表面扩散，而导致置换速度下降，析氢反应、杂质金属被置换等副反应增多，从而影响海绵粗铟的质量。因此必须解决溶液与铝板间相对流动速度问题，加快铟离子的扩散。
[0009](4)根据生产实践，在置换1-2小时内，铟的置换率即可达到90%以上，而剩余的10%需要较长时间(10小时以上)才能置换干净(残液含铟小于50ppm)，造成了铟置换的总体生产效率不高，因此必须采取措施提高铟置换的生产效率。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能达到精确控温、置换速度快、铝板消耗少、粗铟质量好、生产效率高的粗铟置换系统。
[0011]本实用新型包括储液槽、计量泵、石墨换热器、一次置换槽、二次置换槽、粗铟槽和循环泵；[0012]所述石墨换热器底部设置进液口，上部设置出液口，石墨换热器还设置蒸汽入口和冷却水出口；
[0013]一次置换槽主要由上端开口的第一筒体组成，在第一筒体内横向布置有第一筛板，于第一筛板上方布置第一滤布，在第一滤布上方布置置换用的第一招板放置框，在第一筛板下方分别设置一次置换液出口和第一循环出液口，在第一滤布上方的第一筒体侧壁开设第一粗铟出料口，在第一筒体上部设置一次置换槽进液口 ；
[0014]二次置换槽主要由上端开口的第二筒体组成，在第二筒体内横向布置有第二筛板，于第二筛板上方布置第二滤布，在第二滤布上方布置第二铝板放置框，在第二筛板下方分别设置第二循环出液口，在第二滤布上方的第二筒体侧壁开设第二粗铟出料口，在第二筒体上部分别设置二次置换槽进液口和循环进液口 ；在二次置换槽外设置水套，在水套上分别设置进水口和出水口；
[0015]所述储液槽通过计量泵和石墨换热器的进液口以管道连接，在储液槽和计量泵之间的管道上设有控制阀门；石墨换热器的出液口与一次置换槽进液口连接；
[0016]一次置换槽的第一循环出液口与计量泵的另一进口连接；
[0017]一次置换槽的出液口与二次置换槽进液口连接；
[0018]一次置换槽的第一粗铟出料口和二次置换槽的第二粗铟出料口分别连接在一粗铟槽的进料口上；
[0019]二次置换槽的第二循环出液口通过循环泵与循环进液口连接；
[0020]水套的进水口连接在石墨换热器的冷却水出口上。
[0021]本实用新型的具体操作方式:首先将高位槽中装入含铟溶液，而后开启计量泵输送至石墨换热器进行蒸汽加热，加热至80?85°C的铟溶液流入装有铝板的一次置换槽，置换槽内液位达到2/3时停止进料和加热。一次置换正常进行，当置换进行10?15分钟后，切换阀门并启动计量泵，将一次置换槽内的溶液返回至石墨换热器进行水冷却，确保一次置换槽内溶液的温度始终控制80?85°C，置换1.5小时后，停止冷却，先开启一次置换槽的出液口阀门，一次置换液直接流入装有铝板的二次置换槽进行二次置换，而后放出粗铟至粗铟槽内进行后续处理。石墨换热器中的冷凝水和冷却水均放入二次置换槽的夹套中进行保温。
[0022]二次置换过程中开启循环泵进行溶液循环，并最终在二次置换槽中完成置换过程，当分析的残液含铟小于50ppm时二次置换结束，停止循环泵，切换管道阀门，放出二次置换液送至废水处理系统处理，而后将粗铟放至粗铟槽中进行后续处理。
[0023]一个批次置换结束后再重复进行下一批次置换操作。
[0024]本实用新型具有以下优点:
[0025](I)在1.5小时内铟的一次置换率可95%以上，二次置换可在4?5小时内完成，总体置换时间由原来的12?15小时降低至7.5?8.5小时。
[0026](2)招板消耗由过去的1.lkg/kgln降低为0.55kg/kgln,招板消耗降低50%。
[0027](3)置换的粗铟呈团状，一次置换回收的粗铟主含量达到99.5%以上，比一次性置换回收得到的粗铟高I?1.5个百分点。
[0028](4)可根据生产需要进行合理配置，以实现连续性生产。
[0029]另外，本实用新型还在所述第一筒体上端设置第一吸风罩，在第二筒体上端设置第二吸风罩，第一吸风罩和第二吸风罩上端的出气口分别连接有废气处理连接管。
[0030]置换过程中始终开启负压抽风装置，废气由吸风罩经引风机送至废气处理系统处理，可进一步实现环保、清洁生产。
[0031]同理，在所述第二循环出液口和循环泵之间旁接有废水处理连接管。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型的一种结构示意图。
[0033]图2为一次置换槽的一种结构示意图。
[0034]图3为二次置换槽的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]如图1、2、3所示，本实用新型主要由储液槽1、计量泵2、石墨换热器3、一次置换槽
4、二次置换槽5、粗铟槽6和循环泵7组成.[0036]石墨换热器3的底部设置进液口 31，上部设置出液口 32，石墨换热器3还设置蒸汽入口 33和冷却水出口 34。
[0037]—次置换槽4主要由上端开口、下端呈现圆锥形的第一筒体41组成，在第一筒体41内横向布置有第一筛板42,于第一筛板42上方布置第一滤布43,在第一滤布43上方布置置换用第一铝放置框44，在第一筛板42下方分别设置一次置换液出口 45和第一循环出液口 46，在第一滤布43上方的第一筒体41侧壁开设第一粗铟出料口 47，在第一筒体上部设置一次置换槽进液口 48。第一筒体41上端设置第一吸风罩81。
[0038]二次置换槽5主要由上端开口、下端呈现圆锥形的第二筒体51组成，在第二筒体51内横向布置有第二筛板52，于第二筛板52上方布置第二滤布53，在第二滤布53上方布置置换用第二铝放置框54，在第二筛板52下方分别设置第二循环出液口 55，在第二滤布53上方的第二筒体51侧壁开设第二粗铟出料口 56，在第二筒体51上部分别设置二次置换槽进液口 57和循环进液口 58。第二筒体51外设置水套59，在水套59上分别设置进水口 591和出水口 592。在第二筒体5上端设置第二吸风罩82。
[0039]一次置换槽和二次置换槽均放置可活动的铝板放置框，第一、第二铝板放置框分别为矩形框式结构，可将置换用铝片插置在框内。
[0040]储液槽I通过计量泵2和石墨换热器3的进液口 31以管道连接，在储液槽I和计量泵3之间的管道上设有控制阀门10。石墨换热器3的出液口 32与一次置换槽4的一次置换槽进液口 48连接。
[0041]一次置换槽4的第一循环出液口 46与计量泵2的另一进口连接。
[0042]一次置换槽4的出液口 45与二次置换槽5的二次置换槽进液口 57连接。
[0043]一次置换槽4的第一粗铟出料口 47和二次置换槽5的第二粗铟出料口 56分别连接在粗铟槽6的进料口上。
[0044]二次置换槽5的第二循环出液口 55通过循环泵7与循环进液口 58连接。
[0045]水套59的进水口 591连接在石墨换热器3的冷却水出口 34上。
[0046]第一吸风罩81和第二吸风罩82上端的出气口分别连接有废气处理连接管9，以将废气收集后与弓I风机和碱液喷淋塔连接。 [0047] 在第二循环出液口 58和循环泵7之间通过开关阀11旁接有废水处理连接管12。
【权利要求】
1.一种粗铟置换系统，其特征在于:包括储液槽、计量泵、石墨换热器、一次置换槽、二次置换槽、粗铟槽和循环泵； 所述石墨换热器底部设置进液口，上部设置出液口，石墨换热器还设置蒸汽入口和冷却水出口 ； 一次置换槽主要由上端开口的第一筒体组成，在第一筒体内横向布置有第一筛板，于第一筛板上方布置第一滤布，在第一滤布上方布置置换用第一招板放置框，在第一筛板下方分别设置一次置换液出口和第一循环出液口，在第一滤布上方的第一筒体侧壁开设第一粗铟出料口，在第一筒体上部设置一次置换槽进液口 ； 二次置换槽主要由上端开口的第二筒体组成，在第二筒体内横向布置有第二筛板，于第二筛板上方布置第二滤布，在第二滤布上方布置置换用第二铝放置框，在第二筛板下方分别设置第二循环出液口，在第二滤布上方的第二筒体侧壁开设第二粗铟出料口，在第二筒体上部分别设置二次置换槽进液口和循环进液口 ；在二次置换槽外设置水套，在水套上分别设置进水口和出水口； 所述储液槽通过计量泵和石墨换热器的进液口以管道连接，在储液槽和计量泵之间的管道上设有控制阀门；石墨换热器的出液口与一次置换槽进液口连接； 一次置换槽的第一循环出液口与计量泵的另一进口连接； 一次置换槽的出液口与二次置换槽进液口连接； 一次置换槽的第一粗铟出料口和二次置换槽的第二粗铟出料口分别连接在一粗铟槽的进料口上； 二次置换槽的第二循环出液口通过循环泵与循环进液口连接； 水套的进水口连接在石墨换热器的冷却水出口上。
2.根据权利要求1所述粗铟置换系统，其特征在于:在所述第一筒体上端设置第一吸风罩，在第二筒体上端设置第二吸风罩，第一吸风罩和第二吸风罩上端的出气口分别连接有废气处理连接管。
3.根据权利要求1所述粗铟置换系统，其特征在于:在所述第二循环出液口和循环泵之间旁接有废水处理连接管。
【文档编号】B08B15/04GK203419970SQ201320510040
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】樊红杰, 岳喜龙, 严伟, 胡雪娟 申请人:扬州宁达贵金属有限公司