[发明专利]一种高效微电置换净化方法及装置

说明书

本发明公开了一种高效微电置换净化方法及装置，所述方法是将置换金属与置换净化前液一起装入反应容器中，反应容器为金属材质的容器或内壁设有金属材质衬层的非金属容器，然后不断旋转反应容器，使料液与反应容器一起旋转并进行反应，反应过程中，不断加入新的置换净化前液，同时不断将净化后液排出。所述装置包括底座及电动金属转筒。本发明方法利用置换反应及原电池反应的机理，将传统单一界面接触反应为主的氧化还原反应，变成多效组合接触式和溶液离子交换型电化学与置换有效组合的氧化还原反应，提高置换净化反应速度和效率。本发明装置可提高置换净化反应效果，采用金属碎料、粉料作为置换净化剂，可大大降低消耗，同时提高置换渣品质。

技术领域

本发明属于湿法冶金及化工环保技术领域，具体涉及一种高效微电置换净化方法及装置。

背景技术

置换反应主要是在金属盐的溶液中，用一种较负电性金属取代另外一种较正电性金属的反应过程，在湿法冶金及化工领域中就是利用置换净化反应来达到净化除杂目的。例如在湿法冶炼的电解锌、电解锰、电解镍钴化工领域生产过程中的净化除杂工序都采用这一反应机理来达到净化除杂要求的，但其净化过程大部份都是采用机械拌或流态化净化槽来实现该反应过程的，在实际生产中存在很多不足之处，具体体现在置换反就不完全、消耗高、渣中金属损失大。

最典型的置换净化反应是湿法电解锌的净化部份，都是利用锌粉来进行置换净化反应的，在反应投料反应初期效果较好，但随着反应的进行，其反应表面形成置换包裹，加之反应过程中有部份反应形成氢气，使包裹颗粒表面PH值上升，促进碱式锌盐（包括Zn(OH)₂）的生成，与置换的包裹形成纯化膜将锌粉包裹，阻止其进一步的置换反应，增加了净化剂的消耗，净化渣中的残锌含量高，增加了成本，尽管各行业都在努力寻找新方法来解决这一技术难点。例如专利200810031128用超声波改善锌粉活性的方法装置及用途。其工艺方法及装置确实有实际效果，但其装置存在一定问题，一直未在工业上大规模实际运用。专用Cv201510796081一种硫酸锌溶液置换除杂的方法及其净化槽，其反应是采用锌片而非锌粉作净化剂，利用锌片替锌粉大大降低了锌粉的消耗，对传统工艺技术取 得一定效果，但其反应槽底部堆集的碎锌片会造成反应堆积，阻碍反应进行造成反应不均匀，甚至造成反应死角及板结现象使反应不能正常运行，专利CN104711423A，是一种低温用锌粉采用辅助添加剂来来实现的一种置换反应，这些反应都是没有很好突破传统置换净化的有效方法。现有技术也有利用置换反应和原电池反应机理进行各类反应，但反应都是仅限于接触主体局部的氧化还原反应，效果不佳。为此，研发一种能够解决上述问题的高效微电置换净化方法及装置是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高效微电置换净化方法。

本发明的第二目的在于提供一种实现高效微电置换净化方法的装置。

本发明的第一目的是这样实现的，将将置换金属与置换净化前液一起装入反应容器中，反应容器为金属材质的容器或内壁设有金属材质衬层的非金属容器，然后不断旋转反应容器，使料液与反应容器一起旋转并进行反应，反应过程中，不断加入新的置换净化前液，同时不断将净化后液排出。

本发明的第二目的是这样实现的，包括底座以及设于底座上的电动金属转筒，所述的电动金属转筒的筒体内壁设有若干个抄板，所述的电动金属转筒的筒体一端中心设有进料口，另一端中心设有出料口，且进料口直径小于出料口直径，所述的筒体出料端设有若干个等间距的挡板。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明方法利用置换反应及原电池反应的机理，将传统单一界面接触反应为主的氧化还原反应，变成多效组合接触式和溶液离子交换型电化学与置换有效组合的氧化还原反应，这样大大提高了置换净化反应速度和效率；