一種粗銦置換系統的制作方法
【專利摘要】一種粗銦置換系統，涉及粗銦置換用裝備【技術領域】，包括儲液槽、計量泵、石墨換熱器、一次置換槽、二次置換槽、粗銦槽和循環泵；儲液槽通過計量泵和石墨換熱器的進液口以管道連接，在儲液槽和計量泵之間的管道上設有控制閥門；石墨換熱器的出液口與一次置換槽進液口連接；一次置換槽的第一循環出液口與計量泵的另一進口連接；一次置換槽的出液口與二次置換槽進液口連接；一次置換槽的第一粗銦出料口和二次置換槽的第二粗銦出料口分別連接在一粗銦槽的進料口上；二次置換槽的第二循環出液口通過循環泵與循環進液口連接。總體置換時間降低至7.5～8.5小時，鋁板消耗降低50%。
【專利說明】一種粗銦置換系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冶金化工【技術領域】，特別是一種粗銦置換用裝備。
【背景技術】
[0002]銦在計算機、能源、電子、通訊、光電、醫藥衛生、國防軍事、航空航天、核工業和現代信息產業等高科技領域得到了極其廣泛的應用。主要歸結為在銦錫氧化物(ΙΤ0)薄膜材料的制造、含銦低熔點合金和焊料、制造半導體化合物材料、銦合金等四個方面的應用，其中ITO所用的銦量占銦消耗量的70%以上。一般來說，原料中銦含量大于0.002%就有回收價值，目前主要是從鋅冶煉中回收，在銅、鉛和錫冶煉中也有少量回收。提取原料主要為冶煉副產物，如濕法/火法煉鋅渣、粗鉛精煉的浮渣、生產廢水、銅、鉛、鋅、錫和鋼鐵冶煉的銦塵等。根據銦的來源不同，其分離回收方法也不同。目前應用最廣泛的為萃取置換法，其原則流程分為酸浸出、萃取富集銦、置換、熔鑄和粗銦步驟。置換銦是當今各國通用的工藝，以此獲取商品粗銦，具有簡便、經濟、適用的特點。即利用置換劑和銦金屬電位的差異，將溶液中的銦離子還原為金屬態的銦而得到回收。可用鋅粉、鋅板或鋁板作為置換劑，其中鋁板置換得到普遍應用。
[0003]在生產實踐過程中，通常將萃取富集得到的氯化銦溶液或硫酸銦溶液放入掛著鋁板的置換槽內，直至置換完畢后從置換槽中取出海綿狀粗銦。置換銦的技術條件為:
[0004]溶液銦含量:20-45g/l;酸度:ρΗ0.5-2.5 ;溫度:80-90°C ;置換時間:10_15h。
[0005]從鋁板置換銦的過程看，需要解決以下問題:
[0006](I)鋁板置換銦過程反應劇烈，溫度會升高，不僅影響操作環境，而且置換的銦不易成團，顆粒比較細，容易因為夾帶雜質而影響質量；因此必須采用控溫措施，確保置換過程穩定進行；
[0007](2)—次性置換過程時間較長，引起鋁板消耗偏高，達到1.lkg/kgln左右，是理論消耗的5倍以上。因此必須采取措施加快置換速度，降低置換時間，從而降低鋁板消耗。
[0008](3)由于置換過程中容易引起局部濃度偏差較大，不利于銦離子向鋁板表面擴散，而導致置換速度下降，析氫反應、雜質金屬被置換等副反應增多，從而影響海綿粗銦的質量。因此必須解決溶液與鋁板間相對流動速度問題，加快銦離子的擴散。
[0009](4)根據生產實踐，在置換1-2小時內，銦的置換率即可達到90%以上，而剩余的10%需要較長時間(10小時以上)才能置換干凈(殘液含銦小于50ppm)，造成了銦置換的總體生產效率不高，因此必須采取措施提高銦置換的生產效率。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種能達到精確控溫、置換速度快、鋁板消耗少、粗銦質量好、生產效率高的粗銦置換系統。
[0011]本實用新型包括儲液槽、計量泵、石墨換熱器、一次置換槽、二次置換槽、粗銦槽和循環泵；[0012]所述石墨換熱器底部設置進液口，上部設置出液口，石墨換熱器還設置蒸汽入口和冷卻水出口；
[0013]一次置換槽主要由上端開口的第一筒體組成，在第一筒體內橫向布置有第一篩板，于第一篩板上方布置第一濾布，在第一濾布上方布置置換用的第一招板放置框，在第一篩板下方分別設置一次置換液出口和第一循環出液口，在第一濾布上方的第一筒體側壁開設第一粗銦出料口，在第一筒體上部設置一次置換槽進液口 ；
[0014]二次置換槽主要由上端開口的第二筒體組成，在第二筒體內橫向布置有第二篩板，于第二篩板上方布置第二濾布，在第二濾布上方布置第二鋁板放置框，在第二篩板下方分別設置第二循環出液口，在第二濾布上方的第二筒體側壁開設第二粗銦出料口，在第二筒體上部分別設置二次置換槽進液口和循環進液口 ；在二次置換槽外設置水套，在水套上分別設置進水口和出水口；
[0015]所述儲液槽通過計量泵和石墨換熱器的進液口以管道連接，在儲液槽和計量泵之間的管道上設有控制閥門；石墨換熱器的出液口與一次置換槽進液口連接；
[0016]一次置換槽的第一循環出液口與計量泵的另一進口連接；
[0017]一次置換槽的出液口與二次置換槽進液口連接；
[0018]一次置換槽的第一粗銦出料口和二次置換槽的第二粗銦出料口分別連接在一粗銦槽的進料口上；
[0019]二次置換槽的第二循環出液口通過循環泵與循環進液口連接；
[0020]水套的進水口連接在石墨換熱器的冷卻水出口上。
[0021]本實用新型的具體操作方式:首先將高位槽中裝入含銦溶液，而后開啟計量泵輸送至石墨換熱器進行蒸汽加熱，加熱至80?85°C的銦溶液流入裝有鋁板的一次置換槽，置換槽內液位達到2/3時停止進料和加熱。一次置換正常進行，當置換進行10?15分鐘后，切換閥門并啟動計量泵，將一次置換槽內的溶液返回至石墨換熱器進行水冷卻，確保一次置換槽內溶液的溫度始終控制80?85°C，置換1.5小時后，停止冷卻，先開啟一次置換槽的出液口閥門，一次置換液直接流入裝有鋁板的二次置換槽進行二次置換，而后放出粗銦至粗銦槽內進行后續處理。石墨換熱器中的冷凝水和冷卻水均放入二次置換槽的夾套中進行保溫。
[0022]二次置換過程中開啟循環泵進行溶液循環，并最終在二次置換槽中完成置換過程，當分析的殘液含銦小于50ppm時二次置換結束，停止循環泵，切換管道閥門，放出二次置換液送至廢水處理系統處理，而后將粗銦放至粗銦槽中進行后續處理。
[0023]一個批次置換結束后再重復進行下一批次置換操作。
[0024]本實用新型具有以下優點:
[0025](I)在1.5小時內銦的一次置換率可95%以上，二次置換可在4?5小時內完成，總體置換時間由原來的12?15小時降低至7.5?8.5小時。
[0026](2)招板消耗由過去的1.lkg/kgln降低為0.55kg/kgln,招板消耗降低50%。
[0027](3)置換的粗銦呈團狀，一次置換回收的粗銦主含量達到99.5%以上，比一次性置換回收得到的粗銦高I?1.5個百分點。
[0028](4)可根據生產需要進行合理配置，以實現連續性生產。
[0029]另外，本實用新型還在所述第一筒體上端設置第一吸風罩，在第二筒體上端設置第二吸風罩，第一吸風罩和第二吸風罩上端的出氣口分別連接有廢氣處理連接管。
[0030]置換過程中始終開啟負壓抽風裝置，廢氣由吸風罩經引風機送至廢氣處理系統處理，可進一步實現環保、清潔生產。
[0031]同理，在所述第二循環出液口和循環泵之間旁接有廢水處理連接管。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型的一種結構示意圖。
[0033]圖2為一次置換槽的一種結構示意圖。
[0034]圖3為二次置換槽的一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]如圖1、2、3所示，本實用新型主要由儲液槽1、計量泵2、石墨換熱器3、一次置換槽
4、二次置換槽5、粗銦槽6和循環泵7組成.[0036]石墨換熱器3的底部設置進液口 31，上部設置出液口 32，石墨換熱器3還設置蒸汽入口 33和冷卻水出口 34。
[0037]—次置換槽4主要由上端開口、下端呈現圓錐形的第一筒體41組成，在第一筒體41內橫向布置有第一篩板42,于第一篩板42上方布置第一濾布43,在第一濾布43上方布置置換用第一鋁放置框44，在第一篩板42下方分別設置一次置換液出口 45和第一循環出液口 46，在第一濾布43上方的第一筒體41側壁開設第一粗銦出料口 47，在第一筒體上部設置一次置換槽進液口 48。第一筒體41上端設置第一吸風罩81。
[0038]二次置換槽5主要由上端開口、下端呈現圓錐形的第二筒體51組成，在第二筒體51內橫向布置有第二篩板52，于第二篩板52上方布置第二濾布53，在第二濾布53上方布置置換用第二鋁放置框54，在第二篩板52下方分別設置第二循環出液口 55，在第二濾布53上方的第二筒體51側壁開設第二粗銦出料口 56，在第二筒體51上部分別設置二次置換槽進液口 57和循環進液口 58。第二筒體51外設置水套59，在水套59上分別設置進水口 591和出水口 592。在第二筒體5上端設置第二吸風罩82。
[0039]一次置換槽和二次置換槽均放置可活動的鋁板放置框，第一、第二鋁板放置框分別為矩形框式結構，可將置換用鋁片插置在框內。
[0040]儲液槽I通過計量泵2和石墨換熱器3的進液口 31以管道連接，在儲液槽I和計量泵3之間的管道上設有控制閥門10。石墨換熱器3的出液口 32與一次置換槽4的一次置換槽進液口 48連接。
[0041]一次置換槽4的第一循環出液口 46與計量泵2的另一進口連接。
[0042]一次置換槽4的出液口 45與二次置換槽5的二次置換槽進液口 57連接。
[0043]一次置換槽4的第一粗銦出料口 47和二次置換槽5的第二粗銦出料口 56分別連接在粗銦槽6的進料口上。
[0044]二次置換槽5的第二循環出液口 55通過循環泵7與循環進液口 58連接。
[0045]水套59的進水口 591連接在石墨換熱器3的冷卻水出口 34上。
[0046]第一吸風罩81和第二吸風罩82上端的出氣口分別連接有廢氣處理連接管9，以將廢氣收集后與弓I風機和堿液噴淋塔連接。 [0047] 在第二循環出液口 58和循環泵7之間通過開關閥11旁接有廢水處理連接管12。
【權利要求】
1.一種粗銦置換系統，其特征在于:包括儲液槽、計量泵、石墨換熱器、一次置換槽、二次置換槽、粗銦槽和循環泵； 所述石墨換熱器底部設置進液口，上部設置出液口，石墨換熱器還設置蒸汽入口和冷卻水出口 ； 一次置換槽主要由上端開口的第一筒體組成，在第一筒體內橫向布置有第一篩板，于第一篩板上方布置第一濾布，在第一濾布上方布置置換用第一招板放置框，在第一篩板下方分別設置一次置換液出口和第一循環出液口，在第一濾布上方的第一筒體側壁開設第一粗銦出料口，在第一筒體上部設置一次置換槽進液口 ； 二次置換槽主要由上端開口的第二筒體組成，在第二筒體內橫向布置有第二篩板，于第二篩板上方布置第二濾布，在第二濾布上方布置置換用第二鋁放置框，在第二篩板下方分別設置第二循環出液口，在第二濾布上方的第二筒體側壁開設第二粗銦出料口，在第二筒體上部分別設置二次置換槽進液口和循環進液口 ；在二次置換槽外設置水套，在水套上分別設置進水口和出水口； 所述儲液槽通過計量泵和石墨換熱器的進液口以管道連接，在儲液槽和計量泵之間的管道上設有控制閥門；石墨換熱器的出液口與一次置換槽進液口連接； 一次置換槽的第一循環出液口與計量泵的另一進口連接； 一次置換槽的出液口與二次置換槽進液口連接； 一次置換槽的第一粗銦出料口和二次置換槽的第二粗銦出料口分別連接在一粗銦槽的進料口上； 二次置換槽的第二循環出液口通過循環泵與循環進液口連接； 水套的進水口連接在石墨換熱器的冷卻水出口上。
2.根據權利要求1所述粗銦置換系統，其特征在于:在所述第一筒體上端設置第一吸風罩，在第二筒體上端設置第二吸風罩，第一吸風罩和第二吸風罩上端的出氣口分別連接有廢氣處理連接管。
3.根據權利要求1所述粗銦置換系統，其特征在于:在所述第二循環出液口和循環泵之間旁接有廢水處理連接管。
【文檔編號】B08B15/04GK203419970SQ201320510040
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】樊紅杰, 岳喜龍, 嚴偉, 胡雪娟 申請人:揚州寧達貴金屬有限公司