[发明专利]一种高效空气氧化除铁装置

说明书

技术领域：

本发明是一种高效空气氧化除铁装置。用于湿法冶金领域。

背景技术：

在湿法冶金工艺中，大量采用氧化的方法除去溶液中的杂质铁，使用的氧化剂有二氧化锰、双氧水等化学试剂，也可使用廉价的空气。如在湿法炼锌工艺中，使用二氧化锰作为氧化剂。

中国专利CN1019317B描述了镉提取过程中使用空气氧化除铁的方法。中国专利CN99111745·x描述了一种硫酸铜溶液催化空气氧化法净化除铁的工艺，采用气体分布器或钻孔的板使空气充分散开。

在用空气氧化溶液中的二价铁的过程中，空气与溶液充分混合，是获得充分氧化的必要条件。但上述专利的方案均存在许多不足或者缺陷，空气分散度不足、氧和铁接触不充分，除铁的效果并不理想，有必要加以改进。

发明内容：

本发明的目的是针对上述现有技术的问题，提供一种使空气充分地分散于溶液中并且制造和使用成本低的湿法冶金溶液中除铁的装置——高效空气氧化除铁装置，以弥补现有技术的不足。

本发明提出的这种高效空气氧化除铁装置，它有搅拌槽和空气进气管，其特征在于空气进气管在进入搅拌槽之前先通过一个空气溶液混合器，该空气溶液混合器由管径较粗的溶液循环管与管径较细的空气进气管组成，空气进气管沿溶液循环管的管心线方向引入接通，溶液循环管与泵的输出管连接，搅拌槽和溶液输入管与泵的输入管连接，空气进气管与压缩空气源连接。

溶液循环管与空气进气管连结处的管径之比为1∶0.3-0.7，以1∶0.50为佳。

压缩空气的压力为0.1Mpa～1.0Mpa。

机械搅拌槽是一个方型或圆形槽，带机械搅拌装置。

空气溶液混合器之后进入搅拌槽气液混合循环管加入到机械搅拌槽中的位置在液面，或液面以下。

空气溶液混合器的管径可以与溶液循环管的管径相同，但要大于空气进气管。

空气溶液混合器的原理是：当溶液以足够的速度在循环管内流动时，溶液本身处于湍流状态，在溶液中通入压缩空气后，流体变成气液混合物，体积增加、流速加快，使气液得到均匀混合。

本发明的装置是这样工作的：

待除铁的溶液经溶液输入管由泵泵至溶液循环管，在空气溶液混合器处与压缩空气混合成混合流，经管道引入搅拌槽继续搅拌混匀，溶液中的二价铁在与空气接触过程中被氧化成三价铁，三价铁水解成固体渣沉底，液固分离，铁就从溶液中除去。

本发明采用循环反复与空气接触的方式除铁，在泵入一定溶液量时关闭闸阀，让溶液与空气反复循环混合，二价铁离子与空气的接触机会充分，氧化率高，二价铁向三价铁的转化十彻底。经实际使用，除铁率高达98％。而作业成本仅为二氧化锰氧化法的十分之一，运行成本极低，技术效果十分显著。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是空气溶液混合器结构示意图。

图1-2中各零部件的标号是：

1-搅拌槽；2-搅拌装置；3-液面；4-空气溶液混合器；5-空气进气管；6-溶液循环管；7-泵；8-溶液输入管。

具体实施方式：

如图1-2所示。搅拌槽1为一般搅拌桶，是一个圆形或方形的桶，内装有搅拌装置，由电机带动，搅拌槽的下部用管道与泵7的输入管连通。泵的输入管同时与等净化溶液的溶液输入管8接通。溶液输入管有闸阀控制。泵的输出管与溶液循环管6接通，溶液循环管与空气溶液混合器4接通，空气进气管5与空气溶液混合器沿管心线方向平行引入，相当于插入一段长度。以保证压缩空气喷入溶液的方向与溶液流动方向相同。空气溶液混合器后的混合管道出液口的位置可以在液面3处，或者在液面以下任何位置。

空气溶液混合器(见图2)由由管径较粗的溶液循环管与管径较细的空气进气管连结而成。空气进气管与压缩空气源接通，一般有闸阀控制。空气进气管的横截面积以不影响溶液循环管中溶液循环为宜，最好不大于溶液循环管横截面积的50％。溶液在泵、溶液循环管、空气溶液混合器和搅拌槽之间循环，在空气溶液混合器中均匀混合后的液-气混合物进入机械搅拌槽后，在机械搅拌的作用下与槽中溶液充分混合，起到加速氧化反应的作用。压缩空气的压力为0.1Mpa～1.0Mpa，空气量为每立方溶液1～10Nm³(标准状态)。

实施例1