专利名称：连续式镍粒溶解反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种连续式溶解反应设备，尤其是涉及ー种镍粒高效溶解的连续式镍粒溶解反应器。
背景技术：
镍粒溶解反应器是ー种由固、液、气相均參与的反应器；通常在一容器内加入过量的镍粒和适量的酸，通过直通蒸汽或蒸汽盘管加热，使得镍与酸反应，得到镍盐溶液，同时产生氢气，直到到溶液中的酸度降到预期的数值，则可视为ー批反应完成。此反应由于镍粒沉在反应器的底部，酸液加入反应容器内与镍粒接触面积很小，且溶液难以实现搅拌，溶液中的镍离子和氢离子扩散缓慢，致使反应速度很慢；另外由于反应器是敞ロ的，反应过程中热量损失也很大，致使溶解単位重量镍的能耗增加。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种连续式镍粒溶解反应器，建立了溶液的内循环，加大了溶液与镍粒的接触面积，提高了氢离子和镍离子的扩散速度，从而加快了镍粒溶解的反应速度，同时可以连续、稳定地获得产品溶液；另外该装置还易于实现自动化，提高过程质量控制水平，減少人力资本的投入。本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是一种连续式镍粒溶解反应器，包括由玻璃纤维增强塑料材质制作的反应器筒体，在所述反应器筒体ー侧的中上部设有一混合罐，所述反应器筒体ー侧的下部设有石墨换热器，所述反应器筒体的一侧面中上部开设有流出ロ，在反应器筒体的一侧面底部开设有底部入ロ ；所述混合罐的上部开设有加酸口和第二加溶液ロ，在混合罐的底部开设有出口 ；所述石墨换热器的上部开设有顶部出ロ，所述石墨换热器的侧面上、下部分别开设有蒸汽入口和排出ロ，所述石墨换热器的底部开设有入口 ；其中，所述流出ロ通过管道连接混合罐，所述出口通过循环管连接到入口，所述顶部出ロ通过管道连接底部入ロ。进ー步的，所述反应器筒体的内部设有反应器内胆，该反应器内胆的上端与反应器筒体间通过环行帽封住，所述反应器内胆的底部通过耐酸砖支撑固定在反应器筒体内的底部。为了保证溶液在底部混合均匀，所述耐酸砖的个数至少为四个，其相邻两耐酸砖的间距较大。更进一歩，所述耐酸砖的个数为八个。为了检测溶液酸度，依次调整进酸流量，所述连接出口和入口的循环管上开设有取样ロ。在反应器筒体上部是酸气、水蒸气及反应所产生的氢气聚集区，为了扩大空间，对反应高峰所产生的气体起到缓冲作用，实现气体的稳态排放；在反应器筒体底部空间为溶液区，为了扩大空间，有利于经反应器内部镍床反应的溶液通过耐酸砖空隙在此混合均匀，分别的，所述反应器筒体的上部呈正喇叭状，所述反应器筒体的下部呈倒喇叭状。进ー步的，为了控制反应器筒体内部的气压，所述反应器筒体的上端还开设有应急排气ロ。进ー步，为了在反应器产生故障时进行维修或停产时溶液的排放，所述反应器筒体的一侧最底部开设有底部排放ロ本实用新型的有益效果是本结构设计合理，通过石墨换热器加热溶液，建立了溶液的内循环，加大了溶液与镍粒的接触面积，提高了氢离子和镍离子的扩散速度，从而加快了镍粒溶解的反应速度，同时可以连续、稳定地获得产品溶液；另外该装置还易于实现自动化，提高过程质量控制水平，減少人力资本的投入。
图I是本实用新型的结构示意图。图中1、正常排气ロ 2、镍管ロ 3、第一加溶液ロ 4、应急排气ロ 5、密封盖
6、溢流ロ 7、流出ロ 8、加酸ロ 9、第二加溶液ロ 10、溢流管视镜11、混合罐12、出ロ 13、底部入口 14、底部排放ロ 15、顶部出口 16、蒸汽入口 17、石墨换热器18、排气ロ 19、入口 20、取样ロ 21、耐酸砖22、镍床23、反应器内胆24、环行帽25、反应器筒体。
具体实施方式
如图I所示包括玻璃纤维增强塑料材质制作的反应器筒体25，在所述反应器筒体25的上部通过密封盖5密封，该反应器筒体25的上、下形状分别为正喇叭型扩口和倒喇叭型扩ロ，上喇叭型为液面以上部位，为酸气、水蒸汽及反应所产生的氢气聚集区，空间扩大，对反应高峰所产生的气体起到了缓冲作用，实现气体的稳态排放；下喇叭型为反应器底部区域，底部均匀分布有八块耐酸砖21，相邻两耐酸砖之间存在有较大的空隙，由玻璃纤维增强塑料材质制作反应器内胆23就架于耐酸砖21上，反应器内胆23与反应器筒体25间用玻璃纤维增强塑料材质的环行帽24封住，反应器筒体25底部喇叭型的空间为溶液区，该空间较大，有利于经反应器镍床22反应的溶液通过耐酸砖21空隙在此混合均匀，镍粒由反应器筒体25顶部加镍管ロ 2加入，在反应器内胆23内形成镍床22，并且保持这ー镍床22高度，然后由反应器筒体25顶部的第一加溶液ロ 3加入热水或稀溶液至溢流管视镜10中有液滴为止，该溢出的溶液是经由溢流ロ 6进入到溢流管视镜10内的。
在进行溶液循环时，开始向石墨换热器17的蒸汽入口 16通入蒸汽，蒸汽冷凝水排出口 18排出，由于石墨换热器17上下端产生温差，致使换热器内的溶液形成热虹吸，溶液由反应器筒体25中上部的流出ロ 7流出，进入溶液混合罐11，再由出口 12流入石墨换热器17底部的入口 19，加热后由换热器顶部出口 15流出，由反应器的底部入口 13进入反应器筒体25内，然后通过镍床22，再次进入混合罐11，由此建立了反应器的内循环。待反应器内溶液温度升到设定值时，开始在混合罐11上部的加酸ロ 8加入一定流量的酸，在第二加溶液ロ 9加入一定流量的稀溶液，所加的酸和稀溶液由石墨换热器17加热后经过镍床22与镍反应，得到低酸度、高镍浓度的富液，由反应器上方的富液溢流ロ的管子溢出，富液的溢出量与加入的稀溶液和酸的量平衡。在此过程中，酸和稀溶液的流量，温度、蒸汽流量等可实现自动控制。同时，在反 应过程中，不断有酸气、水蒸汽及氢气产生，这些气体积聚到液面上方，由反应器筒体25上方的正常排气ロ I排出，如果所产生的气体量大，压カ高时，可由应急排气ロ 4 一道排出；溶液循环管上的取样ロ 20取样分析酸度，据此可调整加酸流量。同时，在反应器底部25 —侧的最底部开设底部排放ロ 14，是用来反应器故障维修或停产时溶液的排放ロ。
权利要求1.一种连续式镍粒溶解反应器，包括由玻璃纤维增强塑料材质制作的反应器筒体(25)，其特征在于在所述反应器筒体(25) —侧的中上部设有一混合罐(11)，所述反应器筒体(25)—侧的下部设有石墨换热器(17)，所述反应器筒体(25)的一侧面中上部开设有流出口(7)，在反应器筒体(25)的一侧面底部开设有底部入口(23);所述混合罐(11)的上部开设有加酸口(8)和第二加溶液口(9)，在混合罐(11)的底部开设有出口(12);所述石墨换热器(17)的上部开设有顶部出口( 15)，所述石墨换热器(17)的侧面上、下部分别开设有蒸汽入口(16)和排出口(18)，所述石墨换热器(17)的底部开设有入口(19);其中，所述流出口(7)通过管道连接混合罐(11)，所述出口(12)通过循环管连接到入口(19)，所述顶部出口( 15)通过管道连接底部入口( 13)。
2.根据权利要求I所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述反应器筒体(25)的内部设有反应器内胆(23)，该反应器内胆(23)的上端与反应器筒体(25)间通过环行帽(24)封住，所述反应器内胆(23)的底部通过耐酸砖(21)支撑固定在反应器筒体(25)内的底部。
3.根据权利要求2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述耐酸砖(21)的个数至少为四个，其相邻两耐酸砖(21)的间距较大。
4.根据权利要求3所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述耐酸砖(21)的个数为八个。
5.根据权利要求I所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述连接出口(12)和入口(19)的循环管上开设有取样口(20)。
6.根据权利要求I或2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述反应器筒体(25)的上部呈正喇叭状，所述反应器筒体(25)的下部呈倒喇叭状。
7.根据其权利要求I或2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述反应器筒体(25)的上端还开设有应急排气口(4)。
8.根据权利要求I或2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于所述反应器筒体(25)的一侧最底部开设有底部排放口(14)。
专利摘要本实用新型涉及一种连续式镍粒溶解反应器，新增加了由玻璃纤维增强塑料材质制作的混合罐，与反应器筒体的中上部相连，溶液及酸液加入混合罐中与反应器内循环的溶液混合，进入石墨换热器被加热后，从反应器底部入口进入反应器内的镍床，溶液中的酸与镍反应后，一部分溶液从反应器筒体上端的溢流口流出，溶液中的大部分进入混合罐中再次进入石墨换热器，由此建立内循环，石墨换热器的蒸汽由蒸汽入口通入，加热溶液后蒸汽冷凝水由排出口排出。本结构通过石墨换热器加热溶液，建立了溶液的内循环，加大了溶液与镍粒的接触面积，提高了氢离子和镍离子的扩散速度，从而加快了镍粒溶解的反应速度，同时可以连续、稳定地获得产品溶液。
文档编号C01G53/00GK202415191SQ20122002250
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者姜纯, 柳永乾, 陈士军 申请人:金柯有色金属有限公司