[發明專利]一種含金屬混合物提純分離系統

在審

• 申請號: 202111414311.9
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114134326A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 卞振鋒;陳瑤;喬倩瑜;李和興
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B3/02;C22B11/00
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 劉朵朵

本發明屬于金屬回收領域，公開了一種含金屬混合物提純分離系統，包括溶解反應單元、結晶反應單元以及分離單元，溶解反應單元包括溶解反應釜和催化光源,結晶反應單元包括結晶反應釜和加熱件，分離單元包括冷凝回流容器，溶解反應釜的透光材質，用于容納含金屬混合物、預定反應溶劑以及預定光催化劑，催化光源設置在溶解反應釜的近旁或者內部，催化光源通過對溶解反應釜進行照射使得光催化劑產生具有氧化性質的自由基物種氧化金屬，從而含金屬混合物中的金屬單質溶解在預定反應溶劑中，加熱件用于對結晶反應釜加熱，結晶反應釜和溶解反應釜連通，冷凝回流容器內設置有用于冷凝還原預定反應溶劑的蛇形冷凝管。

技術領域

本發明屬于金屬回收領域，具體涉及一種含金屬混合物提純分離系統。

背景技術

金屬是一種現代工業中非常重要的寶貴資源，其廣泛地存在于地殼和海洋中。特別地，黃金和白銀等貴金屬在經濟與社會生活中的用處十分廣泛。通常來說，普通金屬以化合物形式存在，而貴金屬以單質的形式存在于自然界中，其中往往混合多種雜質。另外，在工業廢棄物中的金屬也不是單獨存在，大多情況下以合金或與氧化物復合的形式存在。因此，我們需要通過將含金屬原料進行提純后才能進行利用。

目前，初次生產的金屬所需的開采和提純除給環境帶來影響外，還占用全球7％到8％的能源供應。回收再利用的提純金屬相對于初級生產的提純金屬，具有消耗更少的能源、同時降低對礦產開采地的整體影響以及可以減少對低品位礦石的需求而避免未來稀缺的一些貴金屬的開采的優點。因此，回收再利用成為金屬利用的重點關注方向。

然而，傳統的金屬回收手段易產生二次污染給環境和人體帶來危害，且受到工藝和回收成本的影響，金屬回收率仍維持在較低的水平。另外，由于貴金屬的高化學惰性使其難以被簡易提取和回收。因此，如何實現高效且綠色的金屬提取回收是當前需要重點解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種基于光催化技術提純應用的含金屬混合物提純分離系統，不僅能夠使得對金屬混合物的提純效率顯著提升，而且通過內部循環的方式大大提高反應原料的利用效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案為：

一種含金屬混合物提純分離系統，通過添加預定光催化劑的預定反應溶劑對含金屬混合物進行光催化提純，并對提純后的生成產物進行分離，預定反應溶劑通過外部的溶劑供給裝置供應，其特征在于，包括：溶解反應單元，包括用于容納含金屬混合物、預定反應溶劑以及預定光催化劑的溶解反應釜和催化光源；結晶反應單元，包括加熱件和溶解反應釜連通的結晶反應釜；以及分離單元，包括與結晶反應釜連通的冷凝回流容器、與冷凝回流容器下端連通的溶劑收集容器以及溶劑回收泵，溶劑收集容器通過溶劑回收泵與溶劑供給裝置連通，其中，溶解反應釜和結晶反應釜均豎直設置，溶解反應釜為透光材質，催化光源設置在溶解反應釜的近旁或者內部，催化光源通過對溶解反應釜進行照射使得光催化劑產生具有氧化性質的自由基物種氧化金屬，從而含金屬混合物中的金屬單質溶解在預定反應溶劑中，加熱件用于對結晶反應釜加熱，冷凝回流容器內設置有蛇形冷凝管。

優選地，結晶反應單元還包括與結晶反應釜連通的抽氣泵組，抽氣泵組由串聯的抽氣真空泵串聯預定大氣噴射器構成。

進一步地，抽氣泵組形成的真空壓強的范圍為270-670Pa。

進一步地，抽氣真空泵為水環式真空泵，蛇形冷凝管為中空結構，分離單元還包括循環冷卻水泵，循環冷卻水泵與蛇形冷凝管連通，從而形成冷卻水循環。

優選地，溶解反應釜包括溶解釜體和蓋合設置在溶解釜體上端開口的溶解釜蓋，結晶反應釜包括結晶釜體和蓋合設置在結晶釜體上端開口的結晶釜蓋，溶解釜蓋和結晶釜蓋均沿豎直方向可移動地設置。

優選地，溶解反應釜和結晶反應釜均具有測溫位，測溫位用于設置溫模件，溫模件用于分別測量溶解反應釜和結晶反應釜內的液體溫度。