电解锰连续浸取装置及连续浸取工艺的制作方法

本发明涉及电解锰浸取技术领域，具体地说涉及一种电解锰连续浸取装置及连续浸取工艺。

背景技术：

目前电解锰浸取工艺利用浸取罐，实行单罐间歇式操作，该工艺装置投资大、能耗高、工艺操作弹性小，渣、液指标难控制，用人多、职工劳动强度大，运行成本高，不具备现代化工工业连续化、自动化远程控制特点。

因此，为改善上述工艺缺陷，需要设计一种电解锰矿石大型连续浸取装置，调整装备配制和设备结构，简化工艺，降低施工难度和投资，实现电解锰矿石大型连续两段浸取，提升自动化水平，降低运行成本，为湿法冶金行业矿石浸取工艺装备创出一条新路。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种电解锰连续浸取装置及连续浸取工艺，调整装备配制和设备结构，简化工艺，降低施工难度和投资，实现电解锰矿石大型连续两段浸取，提升自动化水平，降低运行成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电解锰连续浸取装置，包括强酸浸取池、弱酸浸取池及控制系统，所述强酸浸取池内设有第一脉冲气浮管道，第一脉冲气浮管道与第一送风管道连接，第一送风管道通过脉冲阀与第一罗茨风机连接；所述弱酸浸取池内设有第二脉冲气浮管道，第二脉冲气浮管道与第二送风管道连接，第二送风管道通过脉冲阀与第二罗茨风机连接；

所述强酸浸取池与弱酸浸取池之间通过液体管道与锰渣管道连接，液体管道上设有液体传送泵，锰渣管道上设有锰渣传送泵；强酸浸取池与弱酸浸取池两端分别设有进料口和出料口，顶部设有出气口，弱酸浸取池的进料口设有锰矿石加料斗，出料口设有浸取液输出泵，强酸浸取池的进料口设有强酸加注泵，出料口设有浆渣输出泵；

所述第一脉冲气浮管道与第二脉冲气浮管道均为耐腐蚀管材，管材上设有止逆阀及空气加热器；

所述控制系统分别与第一罗茨风机、第二罗茨风机、液体传送泵、锰渣传送泵、强酸加注泵、浸取液输出泵及浆渣输出泵连接，由控制系统控制第一罗茨风机和第二罗茨风机的通断，间歇向第一送风管道和第二送风管道送风，由控制系统控制液体传送泵、锰渣传送泵、强酸加注泵、浸取液输出泵及浆渣输出泵通断，从而控制物料加注、传送及输出。

优选的，所述强酸浸取池与弱酸浸取池四周竖直设有若干钢柱，钢柱顶部设有防雨棚。

优选的，所述强酸浸取池和弱酸浸取池均为长宽高比为::的长方体，二者平行设置于同一水平面。

本发明电解锰连续浸取装置的有益效果：

(1)本发明研究了一种代替大型机械搅拌机的脉冲气浮搅拌装置，达到了高效连续浸取和矿浆空气除铁的双赢效果。

(2)本发明研究了可调式大型气体脉冲阀和脉冲系统设备，实现浆液在浸取池内均匀稳步向前推进。通过脉冲频率和进液流量可控制浆液在浸取池内的浸取时间，来实现浆液余酸、渣锰的控制。

(3)将浸取工段大型机械搅拌设备改为脉冲气动搅拌，将圆筒型浸取罐改为长方形浸取池，大大降低了施工难度、运行成本和投资。特别在电解锰、电解锌行业具有很高的推广价值。

(4)研究了浸取池的大型化和结构形式，降低投资费用1/2。采用该装置10套，可代替天832台300m³浸取罐，满足年产80万吨电解金属锰生产。

综上所述，本发明公开了一种在湿法冶金行业矿石连续浸取装置，实现锰矿石的强酸、弱酸两段连续浸取，自动化配酸、自动化配矿，利用脉冲气动搅拌，同时可以实现低酸空气加热除铁。解决了电解锰矿石浸取连续化、大型化和自动化问题，增强了工艺操作弹性，实现各项工艺指标稳定和降低投资、运行费用的目的。该装置适用于湿法冶金行业。

本发明还提供了一种电解锰连续浸取工艺，包括以下步骤：

(1)将浓度≥90％的浓硫酸，以20g/l的浓度溶解，形成弱酸浸取液，将弱酸浸取液加入弱酸浸取池中；

(2)在弱酸浸取池中加入锰矿石进行浸取反应，锰矿石中的锰与弱酸浸取液中的硫酸反应形成mn²⁺，浸取的同时利用第二脉冲气浮管道向弱酸浸取液中通入温度为60℃的脉冲热空气进行搅拌，并利用热空气中的氧将弱酸浸取液中的fe²⁺氧化成fe³⁺，当弱酸浸取液中硫酸浓度≤3g/l时，向弱酸浸取池中加入氨水并继续搅拌，调节ph值到6.5～7.5，使fe³⁺完全反应生成氢氧化铁沉淀，对弱酸浸取液进行过滤，再利用浸取液输出泵将弱酸浸取液输出，送至电解槽中进行下一步电解工序，然后将浸取后的剩余锰渣由锰渣传送泵输送至强酸浸取池；

(3)将浓度≥90％的浓硫酸，以140～150g/l的浓度溶解，形成强酸浸取液，将强酸浸取液加入强酸浸取池中进行浸取反应，锰渣中的锰与强酸浸取液中的硫酸反应形成mn²⁺，浸取的同时利用第一脉冲气浮管道向强酸浸取液中通入温度为60℃的脉冲热空气进行搅拌，并利用热空气中的氧将强酸浸取液中的fe²⁺氧化成fe³⁺，当强酸浸取液中硫酸浓度≤20g/l时，变为弱酸浸取液，利用液体传送泵将该弱酸浸取液输送至弱酸浸取池中，然后将最终的残渣由浆渣输出泵输出，作为废渣排出处理；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)的操作。

优选的，所述强酸浸取池与弱酸浸取池中矿浆浓度160～200g/l，浸取时间16～20小时，每组处理量300～400m³/h。

优选的，所述步骤(2)和步骤(3)的浸取过程中，利用脉冲气浮系统进行搅拌，脉冲频率0～20次/min。

本发明的电解锰连续浸取工艺，简化了浸取工艺，使工艺装备更紧凑合理，减少占地面积，降低运行费用1/3。

附图说明

图1为本发明的电解锰连续浸取装置俯视图；

图2为本发明的电解锰连续浸取装置主视图；

图3为本发明的电解锰连续浸取装置侧视图。

图中：1-强酸浸取池，2-弱酸浸取池，3-第一脉冲气浮管道，4-第二脉冲气浮管道，5-第一送风管道，6-第二送风管道，7-第一罗茨风机，8-第二罗茨风机，9-脉冲阀，10-液体管道，11-锰渣管道，12-进料口，13-出料口，14-出气口，15-钢柱，16-防雨棚

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明：

如图1至图3所示，本发明的电解锰连续浸取装置，一种电解锰连续浸取装置，包括强酸浸取池1、弱酸浸取池2及控制系统，所述强酸浸取池1内设有第一脉冲气浮管道3，第一脉冲气浮管道3与第一送风管道5连接，第一送风管道5通过脉冲阀9与第一罗茨风机7连接；所述弱酸浸取池2内设有第二脉冲气浮管道4，第二脉冲气浮管道4与第二送风管道6连接，第二送风管道6通过脉冲阀9与第二罗茨风机8连接；

所述强酸浸取池1与弱酸浸取池2之间通过液体管道10与锰渣管道11连接，液体管道10上设有液体传送泵，锰渣管道11上设有锰渣传送泵；强酸浸取池1与弱酸浸取池2两端分别设有进料口12和出料口13，顶部设有出气口14，弱酸浸取池2的进料口12设有锰矿石加料斗，出料口13设有浸取液输出泵，强酸浸取池1的进料口12设有强酸加注泵，出料口13设有浆渣输出泵；

所述第一脉冲气浮管道3与第二脉冲气浮管道4均为耐腐蚀管材，管材上设有止逆阀及空气加热器；

所述控制系统分别与第一罗茨风机7、第二罗茨风机8、液体传送泵、锰渣传送泵、强酸加注泵、浸取液输出泵及浆渣输出泵连接，由控制系统控制第一罗茨风机7和第二罗茨风机8的通断，间歇向第一送风管道5和第二送风管道6送风，由控制系统控制液体传送泵、锰渣传送泵、强酸加注泵、浸取液输出泵及浆渣输出泵通断，从而控制物料加注、传送及输出。

所述强酸浸取池1与弱酸浸取池2四周竖直设有若干钢柱15，钢柱15顶部设有防雨棚16。

所述强酸浸取池1和弱酸浸取池2均为长宽高比为3:1:1的长方体，二者平行设置于同一水平面。

本发明的电解锰连续浸取工艺，包括以下步骤：

(1)将浓度≥90％的浓硫酸，以20g/l的浓度溶解，形成弱酸浸取液，将弱酸浸取液加入弱酸浸取池中；

(2)在弱酸浸取池中加入锰矿石进行浸取反应，锰矿石中的锰与弱酸浸取液中的硫酸反应形成mn²⁺，浸取的同时利用第二脉冲气浮管道向弱酸浸取液中通入温度为60℃的脉冲热空气进行搅拌，并利用热空气中的氧将弱酸浸取液中的fe²⁺氧化成fe³⁺，当弱酸浸取液中硫酸浓度≤3g/l时，向弱酸浸取池中加入氨水并继续搅拌，调节ph值到6.5～7.5，使fe³⁺完全反应生成氢氧化铁沉淀，对弱酸浸取液进行过滤，再利用浸取液输出泵将弱酸浸取液输出，送至电解槽中进行下一步电解工序，然后将浸取后的剩余锰渣由锰渣传送泵输送至强酸浸取池；

(3)将浓度≥90％的浓硫酸，以140～150g/l的浓度溶解，形成强酸浸取液，将强酸浸取液加入强酸浸取池中进行浸取反应，锰渣中的锰与强酸浸取液中的硫酸反应形成mn²⁺，浸取的同时利用第一脉冲气浮管道向强酸浸取液中通入温度为60℃的脉冲热空气进行搅拌，并利用热空气中的氧将强酸浸取液中的fe²⁺氧化成fe³⁺，当强酸浸取液中硫酸浓度≤20g/l时，变为弱酸浸取液，利用液体传送泵将该弱酸浸取液输送至弱酸浸取池中，然后将最终的残渣由浆渣输出泵输出，作为废渣排出处理；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)的操作。

所述强酸浸取池与弱酸浸取池中矿浆浓度160～200g/l，浸取时间16～20小时，每组处理量300～400m³/h。

所述步骤(2)和步骤(3)的浸取过程中，利用脉冲气浮系统进行搅拌，脉冲频率0～20次/min。

上述结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。