專利名稱：一種金屬離子的分離和富集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬離子的分離與富集裝置，屬于濕法冶金領域。
背景技術：
濕法冶金工業中常常產生大量含有Cu2+、 Ni2+、 0)2+等金屬離子的酸性溶液，當溶液 中的雜質(Fe2+、 Mg2+、 Ca2+、 Na+)含量遠大于Cu2+、 Ni2+、 0)2+離子時，Cu2+、 Ni2+、 Co2+ 離子的分離和富集比較困難。常規方式是采用加Na2S法，形成CuS、 NiS、 CoS、 FeS和S 的混合物沉淀，經過固液分離得到金屬硫化物，然后高溫脫硫，再電解提純得到Cu、 Ni、 Co等有價金屬。這種方法流程長，運行費用高，金屬回收率低，且產生的過多固體廢渣和 廢水造成大量有價金屬的流失。
實用新型內容
本實用新型的目的是克服現有技術中的不足，提供一種金屬離子的分離與富集裝置。 本實用新型采用了下述技術方案來解決上述技術問題
一種金屬離子的分離和富集裝置，包括中和曝氣反應罐、二級串聯逆流浮動交換床和 再生清洗設備，中和曝氣反應罐與二級串聯逆流浮動交換床連接，二級串聯逆流浮動交換 床與再生清洗設備連接。
所述中和曝氣反應罐包括罐體和曝氣裝置，所述曝氣裝置設置于所述罐體底部。 所述中和曝氣反應罐與所述二級串聯逆流浮動女換床之間連接有泵。 所述二級串聯逆流浮動交換床包括相互串聯且級別互換的第一交換床和第二交換床。 所述第一交換床和所述第二交換床內部充填有螯合樹脂。
所述螯合樹脂位于所述第一交換床和所述第二交換床中部，且所述螯合樹脂層高 0.8-1.5m。
進一步的，所述第一交換床的進液口分別與中和曝氣反應罐及第二交換床的出液口經 閥門管路相通，第一交換床的出液口分別與第二交換床的進液口及過濾液排放總管經閥門 管路相通，第二交換床的進液口還與中和曝氣反應罐經閥門管路相通，第二交換床的出液口還與過濾液排放總管經閥門管路相通。經由閥門的開關控制可實現第一交換床與第二交 換床之間的級別互換。
所述再生清洗設備包括再生液槽、廢水槽及金屬溶液回收槽，再生液槽分別經閥門與 第一交換床及第二交換床的出液口管路相通，廢水槽及金屬溶液回收槽分別經閥門與設于 第一交換床及第二交換床底部的排污口管路相通。
本實用新型的有益效果是(1)流程短，運行費用低，金屬回收率高；(2)只產生少 量廢渣和廢水，可有效避免有價金屬的流失。
圖1為本實用新型的金屬離子的分離和富集裝置示意圖。
圖2為本實用新型的金屬離子的分離和富集裝置的閥門布局示意圖
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的金屬離子的分離和富集裝置，包括中和曝氣反應罐、二級 串聯逆流浮動交換床和再生清洗設備，中和曝氣反應罐與二級串聯逆流浮動交換床連接， 二級串聯逆流浮動交換床與再生清洗設備連接。
中和曝氣反應罐包括罐體1和曝氣裝置2，曝氣裝置2設置于罐體1底部。
中和曝氣反應罐與二級串聯逆流浮動交換床之間連接有泵3。
二級串聯逆流浮動交換床包括相互串聯且級別互換的第一交換床4和第二交換床6。 第一交換床4和第二交換床6內部充填有對Cu2+、 Ni2+、 0>2+有選擇性吸附作用的螯合 樹脂5。
螯合樹脂5由網板限制在第一交換床4和第二交換床6中部，且螯合樹脂5層高 0.8m-1.5m。
進一步的，如圖2所示，所述第一交換床的進液口 ll分別與中和曝氣反應罐及第二交
換床的出液口 12經閥門13和閥門14管路相通，第一交換床的出液口 15分別與第二交換
床的進液口 16及過濾液排放總管17經閥門18和閥門19管路相通，第二交換床的進液口
16還與曝氣反應罐經閥門21管路相通，第二交換床的出液口 12還與過濾液排放總管17經
閥門22管路相通。經由閥門的開關控制可實現第一交換床與第二交換床之間的級別互換。 進一步的，再生清洗設備包括再生液槽23、廢水槽24及金屬溶液回收槽25，再生液
槽23分別經閥門26和閥門27與第一交換床的出液口 15及第二交換床的出液口 12管路相通，廢水槽24及金屬溶液回收槽25分別經閥門28和閥門29與設于第一交換床4底部的 排污口 7管路相通，廢水槽24及金屬溶液回收槽25還分別經閥門30和閥門31與設于第 二交換床6底部的排污口 20管路相通。
當閥門13、 18、 22打開；閥門14、 19、 21關閉時，第一交換床4為第一級，第二交 換床6為第二級；
當閥門13、 18、 22關閉；閥門14、 19、 21打開時，第一交換床4為第二級，第二交 換床6為第一級；
當交換正常工作，開泵運行時，閥門26、 27、 28、 29、 30、 31關閉；
清洗時，再生液槽內放清水，停泵，關閉閥門13、 14、 18、 19、 21、 22，打開閥門26 和閥門28 (交換床4)或闊門27和闊門30 (交換床6)。
酸再生時，再生液槽內放稀硫酸或鹽酸，停泵，關閉閥門13、 14、 18、 19、 21、 22， 打開閥門26和閥門29 (交換床4)或閥門27和閥門31 (交換床6)。
鈉轉時，再生液槽放氫氧化鈉。
本實用新型的金屬離子的分離和富集裝置的使用酸性原液9進入中和曝氣反應罐后 在中和劑10作用下，pH值范圍調至3.0-5.0,使Fe^生成Fe(OH)3沉淀。曝氣裝置2將空氣 8鼓入罐體1中，使FP、 Fe"或Fe(OH)3沉淀物氧化，同時攪拌懸浮物使沉淀物不結塊。 中和反應后的反應液通過泵3打入作為第一級交換床4的底部，經螯合樹脂5后由第一交 換床4頂部流出至第二交換床6底部，再經螯合樹脂5后從第二交換床6頂部流出。反應 液中的012+、 Ni2+、 0)2+離子將螯合樹脂5上的H+或Na+離子交換下來。經過二級串聯逆 流浮動交換床后，反應液中的金屬離子C、 Ni2+、 0)2+殘留物小于lmg/L。吸附金屬離子 量最多的在第一交換床4，第二交換床6作為保安床，吸附第一交換床4遺漏的少量金屬離 子。當第一交換床4吸附飽和時，停止運行，用清水逆洗交換床樹脂層中的懸浮物，洗凈 后用HCL使其再生，將再生得到的氯化鹽溶液導入金屬溶液回收槽25中，通過萃取進一 步提純和提濃。
再次運行時，通過切換閥將第二交換床6切換為第一級交換床運行，第一交換床4作 為第二級交換床運行。
權利要求1.一種金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，包括中和曝氣反應罐、二級串聯逆流浮動交換床和再生清洗設備，其中，中和曝氣反應罐與二級串聯逆流浮動交換床連接，二級串聯逆流浮動交換床與再生清洗設備連接。
2. 根據權利要求1所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所述中和曝氣反應罐 包括罐體(1)和曝氣裝置(2)，曝氣裝置(2)設置于罐體(O底部。
3. 根據權利要求1所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所述中和曝氣反應罐 與所述二級串聯逆流浮動交換床之間連接有泵(3)。
4. 根據權利要求1所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所述二級串聯逆流浮 動交換床包括相互串聯的第一交換床(4)和第二交換床(6)。
5. 根據權利要求4所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所述第一交換床(4) 和第二交換床(6)內部充填有螯合樹脂(5)。
6. 根據權利要求5所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所述螯合樹脂位于所 述第一交換床(4)和第二交換床(6)的中部，且所述螯合樹脂層高0.8-1.5m。
7. 根據權利要求1所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所述再生清洗設備包 括再生液槽(23)、廢水槽(24)及金屬溶液回收槽(25)，再生液槽(23)分別經閥門(26)和閥門(27)與第一交換床的出液口 (15)及第二交換床的出液口 (12)管路相 通，廢水槽(24)及金屬溶液回收槽(25)分別經閥門(28)和閥門(29)與設于第一 交換床(4)底部的排污口 (7)管路相通，廢水槽(24)及金屬溶液回收槽(25)還分 別經閥門(30)和閥門(31)與設于第二交換床(6)底部的排污口 (20)管路相通。
8. 根據權利要求l-7中任一權利要求所述的金屬離子的分離和富集裝置，其特征在于，所 述第一交換床的進液口 (11)分別與中和曝氣反應罐及第二交換床的出液口 (12)經閥 門(13)和閥門(14)管路相通，第一交換床的出液口 (15)分別與第二交換床的進液 口 (16)及過濾液排放總管(17)經閥門(18)和閥門(19)管路相通，第二交換床的 進液口 (16)還與曝氣反應罐經閥門(21)管路相通，第二交換床的出液口 (12)還與 過濾液排放總管(17)經閥門(22)管路相通。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬離子的分離和富集裝置，包括中和曝氣反應罐、二級串聯逆流浮動交換床和再生清洗設備，其中，中和曝氣反應罐與二級串聯逆流浮動交換床連接，二級串聯逆流浮動交換床與再生清洗設備連接。本實用新型的金屬離子的分離和富集裝置具有流程短，運行費用低，金屬回收率高等優點，且運行時只產生少量廢渣和廢水，可有效避免有價金屬的流失，非常適合于濕法冶金工業應用。
文檔編號C22B3/42GK201416027SQ20092007209
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者張勁光, 趙志安 申請人:上海西恩化工設備有限公司