[發(fā)明專利]金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾工藝及其裝置

有效

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• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103388073A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 潘涔軒;劉閨華;汝振廣;竇廣玉;朱克松
• 申請（專利權）人: 中國環(huán)境科學研究院
• 主分類號: C22B3/22
• 分類號: C22B3/22;C22B3/06;C22B3/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術領域

本發(fā)明涉及一種使金屬酸浸液進行二段酸浸、洗滌和壓濾的工藝，以及實現(xiàn)該工藝的裝置，屬于用濕法從礦石或精礦中提取金屬化合物的技術領域。

背景技術

工業(yè)上，濕法電解工藝是一種可從金屬礦石中提取出銅、鉛、金、銀、錳、鋅、鎳等金屬的提取工藝。其中以錳和鋅的濕法電解提取最為常見。

錳鋼合金在常溫下堅硬、韌性強，高溫下柔軟、易加工，廣泛用于建造樓宇、橋梁和制造兵器，因此作為錳鋼合金重要原料的金屬錳，其市場需求量也在逐年攀升。工業(yè)使用的濕法電解提取金屬錳的過程是將錳礦用酸浸出后獲得錳鹽，再將錳鹽置于電解槽內(nèi)電解得到金屬錳單質(zhì)。由于傳統(tǒng)濕法電解錳工藝的設備落后、工藝粗放，往往導致酸浸后剩余的礦渣中還殘存有大量可利用的錳元素，據(jù)統(tǒng)計，在我國生產(chǎn)1噸金屬錳，產(chǎn)生的礦渣高達8噸以上，而其中殘留的未被利用的錳元素約占礦渣干重的3-4%，造成了錳資源的極大浪費，同時大量礦渣的堆積也污染了環(huán)境。

為了減少錳資源的浪費、減少污染，需要對錳礦酸浸工藝進行改進，如中國專利文獻CN101899583A公開了一種錳粉酸浸液二段酸浸洗滌壓濾一體化方法，包括將一段酸浸得到的錳粉酸浸液注入隔膜壓濾機壓濾后，將陽極液注入隔膜壓濾機進行二段酸浸洗滌，之后用低濃度含錳溶液和循環(huán)水洗滌，最后壓濾得到礦渣濾餅。經(jīng)測試，上述技術將原有礦渣濾餅中的碳酸錳含量由1.5-2.0wt%降低至0.6wt%以下，硫酸錳含量由原來的1.5-2.0wt%降低至0.8wt%以下。

上述技術能夠降低礦渣中存在的錳元素含量，從而有效利用了礦渣中殘存的錳元素，提高了金屬錳的提取率；但是上述技術中，采用低濃度含錳溶液和循環(huán)水洗滌液洗滌礦渣濾餅時，礦渣濾餅容易在洗滌液沖擊力的作用下破裂開,使得礦渣濾餅局部未充分洗滌甚至無法洗滌,從而導致錳的提取率降低，而且濾板上設置有微小的流道，破裂開的錳礦渣易進入濾板流道內(nèi),造成濾板流道堵塞，生產(chǎn)無法進行。

金屬鋅主要應用于電鍍、合金制造和干電池領域，工業(yè)需求量大，鋅的濕法電解工藝是先使鋅精礦或焙燒后的鋅焙砂進行酸性浸取，之后將浸取液凈化并進行電沉積得到金屬鋅。與金屬錳提取相類似，金屬鋅提取工藝也存在剩余礦渣過多，礦渣中殘存有大量鋅元素，導致鋅資源浪費和環(huán)境污染的問題。為減少上述問題的發(fā)生，中國專利文獻CN102071311A公開了一種應用于電解金屬鋅行業(yè)的多段酸浸、多級逆流洗滌和壓濾一體化的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括隔膜壓濾機，其進料口端連接有鋅焙砂酸浸液入料池，出料口端分別連接有濾液池和收集液池；進料口端和出料口端之間還并列連接有廢電積液循環(huán)池、循環(huán)洗滌水池、洗滌清水池。其工藝包括：（1）入料；（2）不同溫度梯度的廢電積液多段酸浸；（3）不同濃度含鋅洗滌水的多級逆流洗滌；（4）對濾餅進行壓濾。

上述技術能夠降低礦渣中鋅元素的含量，提高了金屬鋅的提取率；但是，在使用含鋅洗滌水洗滌礦渣濾餅時，也同樣存在礦渣濾餅容易破裂,鋅礦渣局部未充分洗滌甚至無法洗滌,鋅礦渣易堵塞濾板流道的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中使用洗滌液對錳礦渣或鋅礦渣進行洗滌時，錳礦渣或鋅礦渣容易在洗滌液沖擊力作用下破碎,使得礦渣局部未充分洗滌甚至無法洗滌,而且礦渣易進入濾板流道中,導致堵塞濾板流道；進而提出一種在洗滌過程中避免礦渣破裂，從而避免礦渣堵塞濾板流道，且能最大程度提取出金屬的金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾工藝，并在此基礎上提出一種該工藝所使用的裝置。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了金屬酸浸液的二段酸浸洗滌壓濾工藝，包括如下步驟，

（1）將金屬酸浸液加壓注入隔膜壓濾機的濾室內(nèi)得到濾餅，對所述濾餅進行預壓，預壓壓力為0.2-0.6MPa；

（2）在預壓狀態(tài)下，將酸注入所述濾室中對所述濾餅進行二段酸浸；

（3）所述二段酸浸結(jié)束后，保持所述預壓狀態(tài)，將洗滌液不斷注入所述濾室中進行洗滌；

（4）洗滌結(jié)束后，對所述濾室內(nèi)的物質(zhì)進行高壓壓濾，壓濾結(jié)束后卸掉濾渣即可。

酸注入的壓力為0.2-0.6MPa，所述酸的注入量為所述濾餅的30-200wt%，二段酸浸時間為5-120min；步驟（1）中，所述金屬酸浸液的注入壓力為0.2-0.6MPa。

所述洗滌液的流量為2-30m³/h，洗滌液注入的壓力為0.2-0.6MPa，洗滌時間為5-90min。

所述金屬酸浸液為錳酸浸液或鋅酸浸液。

還包括將步驟（4）中使用過的高壓氣體作為步驟（1）中預壓操作的氣體使用。