专利名称:连续多段逆流流态化浸出铬铁矿碱性焙烧熟料的方法和设备的制作方法
本发明是关于铬铁矿碱性焙烧熟料(以下简称熟料)的浸出、洗涤和固液分离的方法和专用设备。从熟料中浸出铬酸钠已成为目前铬盐生产、金属铬生产过程中必不可少的工序，为人们所重视。
熟料浸出最普通的方法是采用假底槽浸出法。该方法是将熟料装入槽内，然后注入浸出剂浸泡，滤下浸出液，棄去浸出渣，完成浸出过程。这样的工艺是间断的，低效率的，料层的渗透性不规则，产生沟流、短路、死角等，导致浸出质量低，渣中含有价物质高;湿式磨浸並用眞空过滤机进行固液分离与洗涤是罗马尼亚等国家采用的浸出方法(见罗马尼亚特尔那维尼化工联合企业重铬酸钠生产技术考察报告，1979·5)，边磨边浸，似乎对铬酸钠的溶出有利，但粉碎的颗粒与溶液中的铬酸钠发生的副反应也强烈，加上洗涤不充分，浸出质量也低;用园盘过滤机浸出时，熟料颗粒的不规则对其浸出质量影响很大，要改善浸出质量，必须与制粒焙烧工艺相配合。尽管这种方法所用的设备复杂，维护困难，对颗粒要求高等缺点，但由于其连续、高效、若配以制粒焙烧工艺，也能获得高的浸出质量，故还是已有技术中最优的方法。上述工艺所涉及的设备是多个园盘组成的眞空过滤机。布料后，喷洒浸出剂，而后眞空抽滤进行浸洗与固液分离。(见赴日无机盐考察铬盐部分，1979)。
本发明的目的在于寻求一种设备简单，使用方便，浸出效率高，浸出质量好，劳动强度低，环境污染小的工艺与设备，使它们能适应不规则熟料的浸出，並能为有毒有害物料的浸出提供一种封闭作业的环境。与此同时，还要保障浸出熟料连续操作。
该发明的基本内容是工艺所使用的设备是由多个园柱形的流态化塔，螺旋输送器和提升塔组成的单元所构成，根据物料的浸出性能，过程进行的快速，确定单元数。对于熟料浸出，则可以将2～7个单元串联组成工艺设备，以3～5个单元为好。破碎后，小于8m/m的熟料，从流态化塔顶部连续加入，通过进料装置，在塔内与上升的溶液接触，並在溶液中飘浮下降，保证了固液的良好接触，物料到达塔底时，螺旋输送器将物料送至提升塔，在上升溶液的威力作用下，顺流向上，使物料再次分散在连续的液相中，仍然能保持固液两相的良好接触。这样，在两次固液的接触中，前次是细粒接触液相的时间长，粗颗粒下沉速度快，其固液接触时间短;在提升塔内的固液接触情况相反。这种条件保障了粗、细颗粒都有充分的浸出时间达到均匀一致地浸出彻底的要求。本发明的工艺方法是将一台流态化塔，一个螺旋输送器和一台提升塔组成一个浸出单元，在浸出过程中称之为一段。有时候用一段还浸出不彻底，则可以增加单元数来达到目的。对熟料浸出而言，就需要采用多个单元组合的装置来实现，可以采用2～7个单元，以3～5个单元为好。这时，前一单元的提升塔将物料送至后一单元的流态化塔顶部，使物料进入下一个单元浸出。依次下去，直至浸出彻底，由最后一个提升塔将渣排出。后塔的溢流返到前塔浸出，直至从第一单元的流态化塔塔顶溢流堰排出溶液。提升塔的提升液可循环使用。该发明采用水做浸出剂，它从最后一段进入，与从第一段流态化塔顶上的进料装置加入的物料呈逆流运动，形成多段逆流浸出。在浸出洗涤的过程中，采用冷浸热洗工艺，即室温浸出。洗涤所用的热水温度为70～98℃，以85～95℃为佳;液体中的固相细料在流态化塔内停留时间长，粗粒物料在提升塔内停留时间长，两种塔内的物料均处在流态化状态。选择不同的塔参数，可以使粗细物料达到同样的浸出水平。合适的提升塔的塔径为对应的流态化塔塔径的 1/3 ～ 1/10 。对于整个工艺而言，装置的外壳提供了封闭作业条件，不需要另加外罩;对于各浸出单元来说，塔下錐、螺旋输送器和提升塔组成了各个固液分离器。在浸出过程中，浸出浓度是一个重要技术参数，本发明中Na2CrO4为420克/升以下，可以根据物料中易溶物含量，通过调节加料量与进液量的比例实现。在设备结构方面。前述的流态化塔，其顶部的受料器与布料器所组成的进料装置，布料器低于溢流堰1～5毫米，受料器与布料器间隔为20～50毫米;流态化塔下部有一个环形布液器，该布液器上面装有许多喷嘴，喷嘴口朝向塔壁;本工艺中所采用的螺旋输送器是錐形螺旋，其转速可以变动，工艺中的提升塔是靠水力提升物料。
本发明所涉及的工艺方法与设备具有以下突出优点1)由于采用的是连续逆流流态化浸出，其效率高，生产能力相当于最先进的假底槽浸出的3.5倍(假底槽为2.4吨/米3·日，本发明为8.5吨/米3日);
2)渣带损失低，浸出效果好，浸取率99%，能大大降低渣对环境的污染，渣的处理费用亦可降低;
3)物料适应性比较强，可以处理品位较低粒度不规则的物料;
4)设备简单，操作方便，动设备少，维护方便，容易制造;
5)封闭作业，劳动环境好，机械化程度高，易实现自动化，劳动强度低。
图1是熟料浸出的流程图。图中，1是料仑;2～5是流态化塔;6是眞空过滤器;7～9是泵槽;10～13为提升塔;14～17为螺旋输送器，19～26是输液泵;27是渣場;28是热水器。经破碎的熟料仓1连续定量地加入流态化塔2内进行浸出，浸出渣由螺旋输送器14送到提升塔10，由提升塔10边浸边提送到流态化塔3内进行浸出，同理，依次经螺旋输送器15，提升塔11，流态化塔4，螺旋输送器16，提升塔12，到达流态化塔5进行最后浸洗，已经洗涤干淨的渣经流态化塔5的塔底倒錐和螺旋输送器17和提升塔13的联合作用。进行固液分离后，由提升塔13把渣排到渣場27。作浸出剂的自来水经热水器28用泵25打入塔5，在塔5顶部与提升塔12的提升液汇合，並溢出进入泵塔9，输液泵23是把泵槽9的溶液打入塔4，同理，溶液依次流经槽8、塔3、槽7、塔2，並从塔2顶部的溢流堰溢出，进入鼓式眞空过滤机将细渣分离后，供下道工序处理，细渣返回迴转
配料。
图2是本发明一个浸出单元的剖面示意图。图的左面为流态化塔，它是上大下小的倒塔形容器。由受料器1与布料器2组成了进料装置。布料器低于溢流堰3。受料器与布料器之间有一缝隙。塔内无构件，但其下部有一环绕塔内壁的布液器4。它由许多喷嘴组成，喷嘴底部与液腔相连，顶部的喷嘴口朝向塔壁。从喷嘴喷出的液体速度较高，使下降的物料不能沿塔壁沉积。这一特征对粘性物料特别重要。呈倒錐体7的塔底能挤压物料，排走水份及向螺旋8输送物料;螺旋输送器8呈錐形，能排除物料中的水份，並能使物料密实，起到料封作用。螺旋可改变速度，调节物料输送量，使之平衡。提升塔9呈园柱形，塔径为流态化塔的 1/3 ～ 1/10 ，其底有一喷嘴11，通过倒錐10与直筒连接，它与倒錐起到了承受物料，分散液体的作用。由于提升塔内部的溶液流速高，故浸出效果好;
具体实施方式
我们以铬酸钠含量为20～23%的冷熟料为原料，经锤击破碎机破至3毫米，从塔顶连续加入，加料速度为157公斤/小时，进塔溶液流量控制为140立升/小时，进入塔内的水温为85℃，螺旋输送器转速为20转/分，提升液流速为1000立升/小时，物料在浸出系统内停留1小时，获得浸出液112立升/小时，含量305克/升Na2CrO4，第四提升塔排出的渣带损为0.2～0.4%(以Na2Cr2O7·2H2O计)，浸出率为99%，渣的含水为20%(干基计)。
权利要求
1.连续多段逆流流态化浸出铬铁矿碱性焙烧物料的方法和设备，是关于铬铁矿碱性焙烧熟料的浸出、洗涤、固液分离的工艺方法及其为它服务的特制设备。在处理该物料的已有技术中，熟料浸出最通用的工艺方法是假底槽浸出，本发明的特征是根据广义流态化的原理，把流态化塔、螺旋输送器和提升塔紧密组合成一组浸出单元，並将其多个单元组成完整的工艺，实现对物料的连续多段逆流流态化浸出，获得高的生产能力，高浸出收率及浸出过程封闭，具有高的机械化程度。
2.权利要求
1中所提的多个单元，其特征在于根据物料的浸出性能，过程的快慢，确定单元数，对于熟料浸出，可以采用2～7个单元，以3～5个单元为好。
3.权利要求
1中所提的逆流浸出，其特征在于采用水做浸出剂，从最后一段进入，物料从第一段流态化塔顶上的进料装置加入，使浸出剂与被浸物料呈逆流运动，形成多段逆流浸出。
4.依据权利要求
1中的完整工艺，其特征在于采用冷浸热洗工艺，即室温浸出，洗涤所用的热水温度为70～98℃，以85～95℃为佳。
5.根据权利要求
1中的熟料浸出，其特征在于颗粒物料的粒度为5毫米以下，细料在流态化塔内停留时间长，粗粒物料在提升塔内停留时间长，两种塔内的物料均处在流态化状态。选择不同的塔参数，可以使粗细粒物料达到同样的浸出水平。
6.权利要求
1中所提的浸出，其特征在于浸出浓度为Na2CrO4在420克/升以下。可以根据物料中的易溶物含量，通过调节加料量与进液量的比例实现。
7.权利要求
1中所提的流态化塔，其特征在于塔顶部有受料器与布料器组成的进料装置，其布料器低于溢流堰1～5毫米，受料器与布料器间隔为20～50毫米。
8.权利要求
1中所提的流态化塔，其特征在于流态化塔下部有一个环形布液器，该布液器上面装有许多喷嘴，喷嘴口朝向塔壁。
9.权利要求
1中所提的螺旋输送器，其特征在于它是錐形螺旋，其转速可以变动。
10.权利要求
1中所提的提升塔其特征在于它是靠水力提升物料，其塔径为对应的流态化塔塔径的 1/3 ～ 1/10 。
11.权利要求
1中所提的完整工艺，其特征在于装置外壳提供了封闭作业的条件，不需要另加外罩。
12.权利要求
1中所提的浸出单元，其特征在于塔下錐、螺旋输送器和提升塔组成了一个固液分离器。
13.权利要求
1中所提的浸出方法和设备，其特征还在于它能用于钛、钒、钡、铝等化合物的浸出。
专利摘要
本发明是关于铬铁矿碱性焙烧熟料的浸出、洗涤、固液分离的方法和其设备。目的在于寻求一种设备简单，使用方便，浸出效率高，浸出质量好，劳动强度低、环境污染小的工艺与设备，使它们能适应不规则熟料的浸出，并能为有害物料的浸出提供一种封闭作业的环境。通过连续多段逆流流态化浸出熟料的方法和设备的使用，达到了预期效果。用铬酸钠熟料做原料，物料在浸出系统内只停留1小时、浸出率就达到了99％。
文档编号C22B34/32GK85100396SQ85100396
公开日1986年10月1日 申请日期1985年4月1日
发明者王康海, 黄焯枢, 赖晓云, 李永, 杨昌林, 王全禄, 徐建中 申请人:冶金工业部长沙矿冶研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan