[发明专利]金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使金属酸浸液进行二段酸浸、洗涤和压滤的工艺，以及实现该工艺的装置，属于用湿法从矿石或精矿中提取金属化合物的技术领域。

背景技术

工业上，湿法电解工艺是一种可从金属矿石中提取出铜、铅、金、银、锰、锌、镍等金属的提取工艺。其中以锰和锌的湿法电解提取最为常见。

锰钢合金在常温下坚硬、韧性强，高温下柔软、易加工，广泛用于建造楼宇、桥梁和制造兵器，因此作为锰钢合金重要原料的金属锰，其市场需求量也在逐年攀升。工业使用的湿法电解提取金属锰的过程是将锰矿用酸浸出后获得锰盐，再将锰盐置于电解槽内电解得到金属锰单质。由于传统湿法电解锰工艺的设备落后、工艺粗放，往往导致酸浸后剩余的矿渣中还残存有大量可利用的锰元素，据统计，在我国生产1吨金属锰，产生的矿渣高达8吨以上，而其中残留的未被利用的锰元素约占矿渣干重的3-4%，造成了锰资源的极大浪费，同时大量矿渣的堆积也污染了环境。

为了减少锰资源的浪费、减少污染，需要对锰矿酸浸工艺进行改进，如中国专利文献CN101899583A公开了一种锰粉酸浸液二段酸浸洗涤压滤一体化方法，包括将一段酸浸得到的锰粉酸浸液注入隔膜压滤机压滤后，将阳极液注入隔膜压滤机进行二段酸浸洗涤，之后用低浓度含锰溶液和循环水洗涤，最后压滤得到矿渣滤饼。经测试，上述技术将原有矿渣滤饼中的碳酸锰含量由1.5-2.0wt%降低至0.6wt%以下，硫酸锰含量由原来的1.5-2.0wt%降低至0.8wt%以下。

上述技术能够降低矿渣中存在的锰元素含量，从而有效利用了矿渣中残存的锰元素，提高了金属锰的提取率；但是上述技术中，采用低浓度含锰溶液和循环水洗涤液洗涤矿渣滤饼时，矿渣滤饼容易在洗涤液冲击力的作用下破裂开,使得矿渣滤饼局部未充分洗涤甚至无法洗涤,从而导致锰的提取率降低，而且滤板上设置有微小的流道，破裂开的锰矿渣易进入滤板流道内,造成滤板流道堵塞，生产无法进行。

金属锌主要应用于电镀、合金制造和干电池领域，工业需求量大，锌的湿法电解工艺是先使锌精矿或焙烧后的锌焙砂进行酸性浸取，之后将浸取液净化并进行电沉积得到金属锌。与金属锰提取相类似，金属锌提取工艺也存在剩余矿渣过多，矿渣中残存有大量锌元素，导致锌资源浪费和环境污染的问题。为减少上述问题的发生，中国专利文献CN102071311A公开了一种应用于电解金属锌行业的多段酸浸、多级逆流洗涤和压滤一体化的系统及方法。该系统包括隔膜压滤机，其进料口端连接有锌焙砂酸浸液入料池，出料口端分别连接有滤液池和收集液池；进料口端和出料口端之间还并列连接有废电积液循环池、循环洗涤水池、洗涤清水池。其工艺包括：（1）入料；（2）不同温度梯度的废电积液多段酸浸；（3）不同浓度含锌洗涤水的多级逆流洗涤；（4）对滤饼进行压滤。

上述技术能够降低矿渣中锌元素的含量，提高了金属锌的提取率；但是，在使用含锌洗涤水洗涤矿渣滤饼时，也同样存在矿渣滤饼容易破裂,锌矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,锌矿渣易堵塞滤板流道的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中使用洗涤液对锰矿渣或锌矿渣进行洗涤时，锰矿渣或锌矿渣容易在洗涤液冲击力作用下破碎,使得矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,而且矿渣易进入滤板流道中,导致堵塞滤板流道；进而提出一种在洗涤过程中避免矿渣破裂，从而避免矿渣堵塞滤板流道，且能最大程度提取出金属的金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤工艺，并在此基础上提出一种该工艺所使用的装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了金属酸浸液的二段酸浸洗涤压滤工艺，包括如下步骤，

（1）将金属酸浸液加压注入隔膜压滤机的滤室内得到滤饼，对所述滤饼进行预压，预压压力为0.2-0.6MPa；

（2）在预压状态下，将酸注入所述滤室中对所述滤饼进行二段酸浸；

（3）所述二段酸浸结束后，保持所述预压状态，将洗涤液不断注入所述滤室中进行洗涤；

（4）洗涤结束后，对所述滤室内的物质进行高压压滤，压滤结束后卸掉滤渣即可。

酸注入的压力为0.2-0.6MPa，所述酸的注入量为所述滤饼的30-200wt%，二段酸浸时间为5-120min；步骤（1）中，所述金属酸浸液的注入压力为0.2-0.6MPa。

所述洗涤液的流量为2-30m³/h，洗涤液注入的压力为0.2-0.6MPa，洗涤时间为5-90min。

所述金属酸浸液为锰酸浸液或锌酸浸液。

还包括将步骤（4）中使用过的高压气体作为步骤（1）中预压操作的气体使用。