[發明專利]電解二氧化錳大型鋼制化合槽的制作方法

有效

• 申請號: 201310038623.3
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103111250A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李維健;詹海青;黃炳行;林保明;鄧永光;黎貴亮;閉偉寧;陳南雄;韓俊杰;相巍峰;黎建新
• 申請（專利權）人: 中信大錳礦業有限責任公司
• 主分類號: B01J19/02
• 分類號: B01J19/02;B01J19/00;B01J19/18;B01F15/00;B23K9/16
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明屬于耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、防滲漏、抗熱變形的大型鋼制攪拌容器、特別是電解二氧化錳大型鋼制化合槽的制作方法。

背景技術

在化工行業、特別是電解二氧化錳(EMD)錳系列產品深加工生產中，現有的化合攪拌容器，采用的是鋼結構圓形筒體作為化合槽，其化合槽屬于中小型，全容器≤142m³,工作容積≤114m³。但是EMD生產企業在擴建新項目時，往往受到地形空間、場地限制、工藝要求等影響，原有化合槽容積和尺寸就不能滿足生產需要。目前，根據國家發改委產業結構調整指導目錄（2011年本），在第三類“淘汰類”落后生產工藝裝備中，第36條、第42條，對電解金屬錳化合槽有效容積150m³以下的生產設備要于2011年底前淘汰，150m³以上、170m³及以下的傾斜槽2014年底前淘汰。同時電解錳企業行業準入條件也明確要求：化合槽有效容積必須≥250m³，當電解二氧化錳生產企業如轉產電解金屬錳，也適用上述準入條件。國家產業結構的調整，反映了化合槽必須朝著大型化方向發展，有效容積必須在250m³以上，以有效避免土地資源的浪費，保護環境，以及落實可持續發展的政策。所以，EMD攪拌用大型鋼制化合槽的設計與制造，具有一定的前瞻性，不僅可為EMD行業提供先進的生產工藝和裝備，同時為行業轉產做好了前期準備，也符合國家產業政策調整方向。

EMD行業現在化合制取硫酸錳溶液時，化合槽內的工況條件為：

主要原料為電解返回廢液（稀硫酸5％-10％，溫度75℃左右）、碳酸錳粉（80目-100目）和98％濃硫酸，產生化合反應酸浸硫酸錳溶液,其主要化學反應式為：

MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O

槽內一般通入高溫蒸汽，溫度達到T=85℃-100℃，工作壓力P=常壓敞口，采取雙層槳葉攪拌，攪拌直徑2m，攪拌速度40r/min。投料時，為防止化合槽底層礦漿料沉降，攪拌底層就設計為四槳萊寧渦輪式，排液方式為自下往上軸向流循環，因此，對化合槽底部沖刷和磨損較大。

槽內工況條件比較復雜，電解返回廢液（稀硫酸）、投料、進濃硫酸、進石灰乳，化合反應及蒸汽升溫，去雜、去重金屬、中和反應等都在化合槽內進行。

EMD行業現有化合槽的設計、制造方法：

（1）采用δ12鋼板，材質Q235，卷成圓形筒體，手工焊接，焊條為碳鋼焊條，設備鋼殼按《鋼制焊接常壓容器技術條件》（JB2280-81）,《襯里鋼殼設計技術規定》（HGJ33-91）及《橡膠襯里設備》(HGJ32-90)進行設計、制造和驗收。

（2）化合槽防腐等工藝處理：

①.第一道防腐工藝是槽內進行預硫化襯膠處理：

桶內壁及桶底部襯預硫化丁基橡膠2層,單層厚度為2.5mm，即2.5+2.5mm，搭接寬度≥40mm。

②.第二道防腐工藝是KPI膠泥襯瓷磚防腐處理：

化合槽底面，一般是用KPI膠泥襯230×113×65耐酸瓷磚一層(襯65mm厚)，后用呋喃樹脂膠泥襯40mm厚鑄石板一層。

化合槽內壁面用KPI膠泥內襯一層瓷磚（230×113×65），襯厚113mm。

以上兩道防腐處理工藝，第一道襯膠處理主要起到防滲隔離層作用，而第二道KPI襯瓷磚主要作耐蝕、耐磨、耐溫層作用。這種防腐復合結構有很好的防護作用。

此外，EMD行業一些民營企業采用中、小型圓形混凝土制槽，不過混凝土制槽采用的防腐措施不夠理想，混凝土內壁采用玻璃鋼防腐鱗片涂料防腐，經常在高溫情況下老化滲漏，修復成本高，不僅使用壽命短，而且影響生產，目前已逐步淘汰。

電解金屬錳行業化合槽制液與EMD行業比較，化合槽內介質也基本相同，但不需要外加熱條件，溫度≤60℃，不受高溫熱變形影響，所以，電解金屬錳行業常采用混凝土制化合槽，槽內采用玻璃鋼鱗片涂料防腐，后來發展為玻璃鋼鱗片涂料加一層內襯瓷磚防腐。因此，電解金屬錳混凝土制化合槽相對來說要更簡單，設計和制造的技術層面要求不高。若電解金屬錳轉產為EMD生產，現有化合槽還不能完全滿足EMD行業化合槽工藝要求，雖然混凝土制化合槽已經實現大型化，但EMD化合的高溫環境，導致玻璃鋼鱗片涂料防腐失去韌性，容易老化，導致脫層或龜裂，化合槽經常滲透，使用壽命短和維修成本高。