高冰镍浸出系统的制作方法

1.本实用新型涉及高冰镍浸出制作领域，尤其涉及一种高冰镍浸出系统。


背景技术：

2.新能源行业生产过程中，为保证生产过程部分工序的无氧环境，从而大量配备制氮机，制氮机产生的氮气用于确保生产过程中的无氧环境，制氮机排出的富氧氧含量21％-50％，基本不采用设备回收，因此造成巨大浪费。据研究发现，当氧气浓度达到24％时，物质的燃烧性能增加一倍，因此排出去的富氧氧气存在巨大的着火风险。
3.目前处理高冰镍原料主要采用两段常压加一段高压氧的浸出方案，在高冰镍常压浸出过程中，会通过加空气或加氧气的方式将二价铁氧化为三价铁，促进反应并使ph值快速升高到5.5-6.2，以便除去浸出液中的铁、铜离子，使浸出液无需净化可以直接用于后续工序，但是生产中空气鼓入量高达2000-2500nm3/t 高冰镍，从而导致压缩空气的需求量巨大和尾气吸收处理量巨大。现有公司采用氧气直接加入系统反应，可以减少空气量的摄入，但是氧气成本高，利用率低，实际运行成本高昂。因此需要一种生产成本低且摄入气体利用率高的高冰镍浸出装置。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种生产成本低且摄入气体利用率高的高冰镍浸出系统。
5.本实用新型的技术方案如下，包括制氮机；负压集气罐，所述制氮机通过管道与所述负压集气罐连接，且该管道上设置有第一流量控制装置，所述负压集气罐设有第一安全阀；离心压缩机，所述离心压缩机通过管道与所述负压集气罐连接，且该管道上设置有第二流量控制装置；富氧气储罐，所述富氧气储罐通过第一止回阀与所述离心压缩机连接；反应室，所述反应室通过管道与所述富氧气储罐连接，且该管道上设置有第三流量控制装置，所述反应室设有用于测量反应室对富氧氧气的需求量的在线测量装置；控制装置，所述控制装置与所述第一流量控制装置、所述第二流量控制装置、所述第三流量控制装置和所述在线测量装置电性连接。
6.根据本实用新型的高冰镍浸出系统，至少具有如下技术效果：本实用新型通过采用制氮机产生的富氧氧气应用于高冰镍的浸出工序，富氧气浸出效率比空气高，从而降低高冰镍浸出时间，从而提高反应效率；通过对制氮机外排尾气收集并提高尾气的利用性能，从而降低了运行成本和减少了尾气的排放量，从而降低了尾气排放的着火风险。
7.进一步的，所述制氮机设置为多个，各个所述制氮机分别与所述负压集气罐连接。
8.进一步的，还包括消音器，所述消音器的一端连接所述制氮机，所述消音器的另一端连接所述第一流量控制装置。
9.进一步的，所述第一流量控制装置包括第二止回阀、第一压力变送器和第一快速开关球阀，所述第二止回阀与所述消音器连接，所述第一压力变送器用于测量所述第二止
回阀出口处的压力，所述第二止回阀通过管道连接所述第一快速开关球阀，所述控制装置用于控制所述第一快速开关球阀流动气体的流量大小。
10.进一步的，所述第二流量控制装置包括第三止回阀、第二压力变送器和第二快速开关球阀，所述第三止回阀与所述第一快速开关球阀连接，所述第二压力变送器用于测量所述第三止回阀出口处的压力，所述负压集气罐通过所述第二快速开关球阀与所述离心压缩机连接，所述控制装置用于控制所述第二快速开关球阀流动气体的流量大小。
11.进一步的，所述第三流量控制装置包括第三快速开关球阀，所述富氧气储罐通过所述第三快速开关球阀与所述反应室连接，所述控制装置用于控制所述第三快速开关球阀流动气体的流量大小。
12.进一步的，所述离心压缩机为螺杆压缩机、高压风机或罗茨风机。
13.进一步的，所述负压集气罐设有第四快速开关球阀，所述控制装置用于控制所述第四快速开关球阀流动气体的启闭，所述富氧气储罐连接有用于检测所述富氧气储罐压力变化的第三压力变送器。
14.进一步的，所述反应室设有若干个反应槽，所述反应槽设有曝气盘管，所述曝气盘管通过所述第三快速开关球阀与所述富氧气储罐连接。
15.进一步的，所述控制装置为dcs控制系统，所述在线测量装置为在线ph 计。
16.本实用新型的附加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，或通过实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的附加的方面和优点从结合下面附图对技术方案的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本实用新型的高冰镍浸出系统的结构示意图；
19.图2为反应槽和曝气盘管的结构示意图。
20.附图标记：
21.制氮机100、消音器110、第一止回阀120、第一压力变送器130、第一快速开关球阀140、第二止回阀150；
22.负压集气罐200、第二压力变送器210、第二快速开关球阀220、第一安全阀230、第四快速开关球阀240；
23.离心压缩机300、第三止回阀310；
24.富氧气储罐400、第三快速开关球阀410、第二安全阀420、第三压力变送器430；
25.反应室500、在线测量装置510、反应槽520、曝气盘管521；
26.控制装置600。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的技术方案，所述技术方案的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的技术方案是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.附图说明中的实线和虚线均代表连接关系，这种连接关系可以是通过管线连接也可以是电连接等其他连接方式，属于本领域中所熟知的连接方式，具体以技术方案中的设定为准，虚线、实线并不能认为是对连接关系的限定。
29.参照图1所示，根据本实用新型技术方案的高冰镍浸出系统包括制氮机100、负压集气罐200、离心压缩机300、富氧气储罐400、第一流量控制装置、第二流量控制装置、第三流量控制装置和控制装置600。第一流量控制装置包括第二止回阀150、第一压力变送器130和第一快速开关球阀140，第二流量控制装置包括第三止回阀310、第二压力变送器210和第二快速开关球阀220，第三流量控制装置包括第三快速开关球阀410。如图1所示，制氮机100的一端出气口通过管道连接有消音器110，消音器110的另一端连接有第二止回阀150，消音器 110用于减少制氮机100产生的噪音，从而提高车间的工作环境。第一压力变送器130用于识别与制氮机100连接管道里的压力变化。第二止回阀150通过管道连接有第一快速开关球阀140，第一快速开关球阀140通过管道连接有第三止回阀310，第一快速开关球阀140通过控制装置600控制自身的阀门的闭合程度以控制制氮机100输出的富氧氧气。如图1所示，制氮机100排气富氧气体压力一般在0.1mpa以内，负压集气罐200通过调整管道内的气压为负压，从而使得制氮机100更好地排出富氧气体。第二压力变送器210用于识别与负压集气罐200 连接管道里的压力变化，制氮机100通过管道与负压集气罐200连接，且该管道上设置有第一流量控制装置。需要注意的是，上述的管道连接指的是通过用于输送气体的管道进行连接。
30.如图1所示，离心压缩机300通过管道与负压集气罐200连接，且该管道上设置有第二流量控制装置。通过控制装置600控制第二快速开关球阀220阀门的开合幅度，从而控制离心压缩机300和负压集气罐200之间的气体输送，离心压缩机300用于将负压集气罐200内气体压缩，并通过第一止回阀120进入富氧气储罐400。富氧气储罐400通过第一止回阀120与离心压缩机300管道连接，富氧气储罐400通过管道连接有若干个第三快速开关球阀410。反应室500通过管道与富氧气储罐400管道连接，且该管道上设置有第三流量控制装置。反应室 500设有在线测量装置510，反应室500为高冰镍浸出的化学反应室500。具体地，该在线测量装置510可为在线ph计。反应室500可分为若干个反应槽520，每个反应槽520通过在线测量装置510测量对富氧氧气的需求量，再通过控制装置600打开各个第三快速开关球阀410向各个反应槽520定量输送富氧氧气。控制装置600可为dcs控制系统，控制装置600用于接收并分析第一压力变送器 130和第二压力变送器210的检查数据。因此，控制装置600分别与第一快速开关球阀140、第三快速开关球阀410、第一压力变送器130、在线测量装置510 和第二压力变送器210电性连接。因此，本实用新型通过采用制氮机100产生的富氧氧气尾气取代以往的空气或氧气作为高冰镍浸出方案，从而提高高冰镍的反应效率并降低高冰镍浸出的运行成本。需要注意的是，上述的管道连接指的是通过用于输送气体的管道进行连接。
31.优选的，如图1所示，制氮机100可设置为多个，每台制氮机100分别与负压集气罐200连接。因此通过同时收集多台制氮机100产生的富氧氧气，通过提高对制氮机100产生的尾气利用率，从而降低了高冰镍浸出工序的运行成本，从而减少尾气的排放而保护了环境。
32.优选的，如图1所示，负压集气罐200设有第一安全阀230，富氧气储罐400 设有第二安全阀420。负压集气罐200工作压力可为负压或微正压，其压力范围可为-10000pa至
2000pa，富氧气储罐400工作压力范围可为0.01至1mpa。因此通过设置第一安全阀230用于保护负压集气罐200和第二安全阀420用于保护富氧气储罐400，从而提高收集装置的安全性能。
33.优选的，离心压缩机300可为螺杆压缩机、高压风机或罗茨风机等可以提升气体压力设备的其中一种。通过控制离心压缩机300调整管道气压，从而将负压集气罐200内气体压缩后通过第三止回阀310进入富氧储气罐内。通过采用离心压缩机300和控制装置600，从而提高本实用新型的自动化程度。
34.优选的，如图1所示，负压集气罐200通过管道连接有第四快速开关球阀 240，第四快速开关球阀240与控制装置600电性连接，富氧气储罐400连接有用于检测富氧气储罐400压力变化的第三压力变送器430。当制氮机100发生故障时，操作人员可以将收集装置切换到制氮机100故障模式。通过控制装置600 发出指令使得第四快速开关球阀240打开，通过抽取自然空气作为负压集气管的应急使用。当反应室500需求降低且无法消耗富氧气储罐400内存气或第三压力变送器430检测到富氧气储罐400压力过高时，通过控制装置600发出指令控制第四快速开关球阀240将富氧气体排出并控制离心压缩机300停止工作。因此本实用新型具备自动化程度高、操作简单和安全性能高的特点。
35.优选的，如图1和图2所示，反应室500设有若干个反应槽520，反应槽520 设有曝气盘管521，通过设置若干个反应槽520以提高高冰镍的浸出效率，通过设置曝气盘管521可使得导入的富氧氧气在反应槽520上分散均匀，从而提高富氧氧气的利用率。本实用新型通过采用制氮机100产生浓度为21％-50％的富氧气体参与高冰镍的浸出工序，从而提高高冰镍的浸出效率。富氧氧气用于常压反应槽520或常压反应釜内需要氧气等气体参与的氧化反应，该反应可通过提升氧气浓度促进反应效率，例如将溶液中的低价金属氧化为高价金属如二价铁氧化为三价铁，或将非金属负价离子氧化为单质或氧化物将负二价的硫氧化为硫单质或硫酸根，或将各类金属单质氧化为金属氧化如将铜氧化物为铜离子等。
36.在本说明书的描述中，参考术语“优选的”等的描述意指结合该技术方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个技术方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的技术方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个技术方案或示例中以合适的方式结合。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的技术方案，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些技术方案进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。