气液反应系统和具有其的湿法冶金设备的制作方法

本发明涉及湿法冶金的技术领域，具体地，涉及一种气液反应系统和具有该气液反应系统的湿法冶金设备。

背景技术：

湿法冶金是将金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液，以进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程，是一种很常用的矿物分解、提取和除杂工艺。

在湿法冶金过程中，由于气体在液体中的溶解度和溶解速率较差，因此气体和液体的反应速率较慢。相关技术上中，可以使气体和液体反应在高温高压下进行，以加快气体和液体的反应速率。但是，由于整个系统长时间的处于高温和高压的状态，导致了气液反应系统的使用成本较高的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一方面的实施例提出一种气液反应系统，该气液反应系统可以提高气体和液体的反应速率，且生产成本低。

本发明的另一方面的实施例提出一种湿法冶金设备。

根据本发明的第一方面的实施例的气液反应系统包括反应单元，所述反应单元包括：反应装置，所述反应装置包括反应槽和搅拌组件，所述反应槽内填充有气体物料和液体物料的混合物料，所述搅拌组件设于所述反应槽内，以用于搅拌所述反应槽内的所述混合物料；供料装置，所述供料装置位于所述反应槽外侧以用于向所述反应槽内供应所述混合物料；溶气装置，所述溶气装置与供料装置和所述反应槽相连，且所述溶气装置位于所述反应槽外侧，以用于对所述混合物料加压。

根据本发明实施例的气液反应系统，通过供料装置向溶气装置供给混合物料，然后通过溶气装置对混合物料进行加压，以提高气体物料在液体物料中的溶解度，然后再将加压溶解后的混合物料通入至反应槽内，以对混合物料进一步地混合搅拌，并且混合物料可以在溶气装置和反应槽之间循环，从而本发明实施例的气液反应系统可以提高气体物料在液体物料中的溶解度，加快气体物料和液体物料的反应速率，且生产成本较低。

在一些实施例中，所述供料装置包括射流器，所述射流器包括本体，所述本体内具有空腔，所述本体上设有进液口、出液口和射流口，所述进液口位于所述本体的第一端，所述出液口位于所述本体的第二端，所述射流口位于所述本体的周壁，所述进液口、所述出液口和所述射流口均与所述空腔连通，所述进液口与所述反应槽连通，以用于向所述空腔内通入所述反应槽内的液体物料，所述射流口用于向所述空腔内吸入气体物料，所述出液口与所述溶气装置连通，以用于将所述空腔内的气体物料和液体物料的混合物料通入至所述溶气装置内。

在一些实施例中，所述供料装置还包括泵体、第一管和第二管，所述第一管的第一端与所述出液口连通，所述第一管的第二端与所述泵体的进口连通，所述第一管用于向所述泵体内通入所述空腔内的混合物料，所述第二管与所述泵体的进口连通，所述第二管用于向所述泵体内通入气体物料，所述泵体的出口与所述溶气装置连通，以用于将所述泵体内的混合物料通入至所述溶气装置内。

在一些实施例中，所述搅拌组件包括驱动件、搅拌杆和搅拌桨，所述搅拌杆的第一端与所述驱动件相连，所述搅拌杆的第二端与所述搅拌桨相连，所述搅拌桨设于所述反应槽内，所述搅拌桨为多个，多个所述搅拌桨在所述搅拌杆的轴向间隔布置。

在一些实施例中，所述搅拌桨为竖直涡轮桨、下压式涡轮桨和上扬式涡轮桨中的至少一种。

在一些实施例中，所述反应单元还包括第三管，以用于将所述溶气装置内加压后的混合物料通入至所述反应槽内，所述第三管的第一端与所述溶气装置连通，所述第三管的第二端伸入至所述反应槽内，且所述第三管的第二端的端部位于相邻的两个所述搅拌桨之间。

在一些实施例中，所述第三管的第二端具有进料部，所述进料部的自由端朝向所述搅拌桨的中部弯折，且所述进料部的周壁开设有多个孔。

在一些实施例中，所述反应槽的高径比为1-8:1。

在一些实施例中，所述反应单元为多个，多个所述反应单元的反应槽依次连通。

根据本发明第二方面的实施例的湿法冶金设备包括上述任一实施例所述的气液反应系统。

根据本发明的实施例的湿法冶金设备中的气体物料和液体物料的反应速率高，且生产成本低。

附图说明

图1是本发明实施例的气液反应系统的示意图。

图2a是本发明一个实施例的气液反应系统的搅拌桨的示意图。

图2b是本发明另一个实施例的气液反应系统的搅拌桨的示意图。

图2c是本发明又一个实施例的气液反应系统的搅拌桨的示意图。

附图标记：

100、反应单元；

1、反应装置；11、反应槽；111、加料口；12、搅拌组件；121、驱动件；122、搅拌杆；123、搅拌桨；

2、溶气装置；

3、供料装置；31、射流器；311、本体；312、进液口；313、出液口；314、射流口；32、泵体；33、第一管；34、第二管；

4、第三管；41、进料部；

5、连通管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1和图2描述根据本发明实施例的气液反应系统和湿法冶金设备。

如图1所示，根据本发明实施例的气液反应系统包括反应单元100，反应单元100包括反应装置1、供料装置3和溶气装置2。反应装置1包括反应槽11和搅拌组件12，反应槽11内填充有气体物料和液体物料的混合物料。搅拌组件12设于反应槽11内，以用于搅拌反应槽11内的混合物料。供料装置3位于反应槽11外侧以用于向反应槽11内供应混合物料。溶气装置2与供料装置3和反应槽11相连，且溶气装置2位于反应槽11外侧，以用于对混合物料加压。

根据本发明实施例的气液反应系统，通过供料装置3向溶气装置2供给混合物料，然后通过溶气装置2对混合物料进行加压，以提高气体物料在液体物料中的溶解度，然后再将加压溶解后的混合物料通入至反应槽11内，以对混合物料进一步地混合搅拌，并且混合物料可以在溶气装置2和反应槽11之间循环，从而本发明实施例的气液反应系统可以提高气体物料在液体物料中的溶解度，加快气体物料和液体物料的反应速率。另外，由于供料装置3与溶气装置2均位于反应装置1的外侧，可以理解的是，供料装置3与溶气装置2分离，以对气体物料和液体物料分别进行加压和搅拌，从而可以减少气液反应系统的温度和压力，进而降低气液反应系统的生产成本。

在一些实施例中，如图1所示，供料装置3包括射流器31，例如，射流器31为文丘里射流器。射流器31包括本体311，本体311内具有空腔，本体311上设有进液口312、出液口313和射流口314，进液口312位于本体311的第一端(如图1中本体311的上端)，出液口313位于本体311的第二端(如图1中本体311的下端)，射流口314位于本体311的周壁，进液口312、出液口313和射流口314均与空腔连通。进液口312与反应槽11连通，以用于向空腔内通入反应槽11内的液体物料，射流口314用于向空腔内吸入气体物料，出液口313与溶气装置2连通，以用于将空腔内的气体物料和液体物料的混合物料通入至溶气装置2内。

可以理解的是，反应槽11内的液体物料由进液口312进入至空腔内，气体物料由射流口314进入至空腔内，然后气体物料和液体物料在空腔内进行初步的混合，然后再由出液口313进入至溶气装置2内，以对气体物料和液体物料的混合物料进行加压处理，从而本发明实施例的气液反应系统可以提高气体物料在液体物料中的溶解度，加快气体物料和液体物料的反应速率。

进一步地，如图1所示，供料装置3还包括泵体32、第一管33和第二管34。第一管33的第一端(如图1中第一管33的上端)与出液口313连通，第一管33的第二端(如图1中第一管33的右端)与泵体32的进口连通，第一管33用于向泵体32内通入空腔内的混合物料，第二管34与泵体32的进口连通，第二管34用于向泵体32内通入气体物料，泵体32的出口与溶气装置2连通，以用于将泵体32内的混合物料通入至溶气装置2内。

可以理解的是，如图1所示，当溶气装置2内需要补充气体物料时，可以通过第二管34向泵体32内直接注入气体物料，然后再将气体物料通入至溶气装置2内。当然也可以根据实际生产的需要，通过第二管34向溶气装置2内通入液体物料。

在一些实施例中，如图1所示，搅拌组件12包括驱动件121、搅拌杆122和搅拌桨123，搅拌杆122的第一端(如图1中搅拌杆122的上端)与驱动件121相连，搅拌杆122的第二端(如图1中搅拌杆122的下端)与搅拌桨123相连，搅拌桨123同轴设于反应槽11内，搅拌桨123为多个，多个搅拌桨123在搅拌杆122的轴向间隔布置。例如，搅拌桨123为两个，两个搅拌桨123沿反应槽11的的上下方向间隔排布。

可选地，搅拌桨123的转速可调，且搅拌桨123的转速位于10-300rpm之间。

可选地，如图2a所示，搅拌桨123为竖直涡轮桨，如图2b所示，搅拌桨123为下压式涡轮桨，如图2c所示，搅拌桨123为上扬式涡轮桨。可以理解的是，搅拌桨123在转动时，可以使反应槽11内的混合物料沿反应槽11的周向旋转和轴向流动，从而本发明实施例的气液反应系统可以提高气体物料在液体物料中的溶解度，加快气体物料和液体物料的反应速率。

在一些实施例中，如图1所示，反应单元100还包括第三管4，以用于将溶气装置2内加压后的混合物料通入至反应槽11内，第三管4的第一端(如图1中第三管4的下端)与溶气装置2连通，第三管4的第二端(如图1中第三管4的上端)伸入至反应槽11内。

优选地，如图1所示，第三管4的第二端具有进料部41，进料部41的自由端(如图1中进料部41的下端)朝向搅拌桨123的中部弯折，且进料部41的周壁开设有多个孔。可以理解的是，如图1所示，溶气装置2内的混合物料由第三管4进入至反应槽11内，并通过进料部41上的多个孔将混合物料弥散至搅拌桨123的位置，从而提高了本发明实施例的气液反应系统的气体物料和液体物料的混合效率。

可选地，反应槽11的高径比为1-8:1。

在一些实施例中，如图1所示，反应单元100为多个，多个反应单元100的反应槽11通过连通管5依次连通。可以理解的是，气体物料和液体物料的混合物料可以通过多个反应单元100进行循环处理，以提高气体物料在液体物料中的溶解度，加快气体物料和液体物料的反应速率。

根据本发明另一方面的实施例的湿法冶金设备包括本发明实施例的气液反应系统。

根据本发明的实施例的湿法冶金设备中的气体物料和液体物料的反应速率高，且生产成本低。

下面参考附图描述根据发明一些具体示例的湿法冶金设备。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的湿法冶金设备包括气液反应系统，气液反应系统包括多个反应单元100。

如图1所示，反应单元100包括反应装置1、供料装置3和溶气装置2。反应装置1包括反应槽11、搅拌组件12和第三管4，搅拌组件12包括驱动件121、搅拌杆122和搅拌桨123。供料装置3包括射流器31、泵体32、第一管33和第二管34。

如图1所示，反应槽11内填充有气体物料和液体物料的混合物料。反应槽11的横截面为圆形，且反应槽11的高径比为1-8:1。多个反应单元100的反应槽11通过连通管5依次连通。气体物料和液体物料的混合物料可以通过多个反应单元100进行循环处理，以提高气体物料在液体物料中的溶解度，加快气体物料和液体物料的反应速率。

如图1所示，反应槽11的上端设有加料口111，可以通过加料口111向反应槽11内加入液体物料。搅拌杆122的上端与驱动件121相连，搅拌杆122的下端与搅拌桨123相连。驱动件121为变频电机，驱动件121的转速位于10-300rpm之间，且驱动件121设于反应槽11的上端。

如图1和图2所示，搅拌桨123位于反应槽11内，搅拌桨123为两个，两个搅拌桨123均与搅拌杆122同轴，且两个搅拌桨123上下间隔设置。驱动件121驱动搅拌桨123转动，以使搅拌桨123带动反应槽11内的物料旋转并混合。例如，搅拌桨123为竖直涡轮桨、下压式涡轮桨或者上扬式涡轮桨。

如图1所示，供料装置3和溶气装置2均位于反应槽11的外侧。供料装置3与溶气装置2和反应槽11相连。射流器31包括本体311，本体311内具有空腔，本体311上设有进液口312、出液口313和射流口314，进液口312位于本体311的上端，出液口313位于本体311的下端，射流口314位于本体311的周壁，进液口312、出液口313和射流口314均与空腔连通。进液口312与反应槽11连通，以用于向空腔内通入反应槽11内的液体物料，射流口314用于向空腔内吸入气体物料，出液口313与溶气装置2连通，以用于将空腔内的气体物料和液体物料的混合物料通入至溶气装置2内。

如图1所示，反应槽11内的液体物料由进液口312进入至空腔内，气体物料由射流口314进入至空腔内，然后气体物料和液体物料在空腔内进行初步的混合，然后再由出液口313进入至溶气装置2内，以对气体物料和液体物料的混合物料进行加压处理。

如图1所示，第一管33的上端与出液口313连通，第一管33的右端与泵体32的进口连通，第一管33用于向泵体32内通入空腔内的混合物料，第二管34与泵体32的进口连通，第二管34用于向泵体32内通入气体物料，泵体32的出口与溶气装置2连通，以用于将泵体32内的混合物料通入至溶气装置2内。

如图1所示，当溶气装置2内需要补充气体物料时，可以通过第二管34向泵体32内直接注入气体物料，然后再将气体物料通入至溶气装置2内。当然也可以根据实际生产的需要，通过第二管34向溶气装置2内通入液体物料。

如图1所示，第三管4的下端与溶气装置2连通，第三管4的上端伸入至反应槽11内。第三管4伸入至反应槽11的一端具有进料部41，进料部41的下端朝向搅拌桨123的中部弯折，且进料部41的周壁开设有多个孔。

如图1所示，溶气装置2内的混合物料由第三管4进入至反应槽11内，并通过进料部41上的多个孔将混合物料弥散至搅拌桨123的位置，然后在通过搅拌桨123对混合物料进行搅拌，从而提高了本发明实施例的气液反应系统的气体物料和液体物料的混合效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。