[发明专利]基于二氧化碳的湿法冶金多级反应和分离系统

权利要求书

1.基于二氧化碳的湿法冶金多级反应和分离系统，其特征在于，所述系统包括：

原料预洗装置，将工业废弃物或矿石原料或尾矿、试剂以及水按照一定配比连续投入所述原料预洗装置中充分混合；

反应装置，经过上述原料预洗装置充分混合后的浆料通过动力装置连续打入所述反应装置；将二氧化碳在一定压力下连续打入所述反应装置并与上述浆料进行混合与反应；所述反应装置连续排出经过反应的浆料；

多级固液分离装置，将上述经所述反应装置连续排出的经过反应的浆料进行多级固液分离，其中，固液分离所得的未反应的固体颗粒将循环用作原料进行下一阶段的反应和分离；

三级固液分离装置，所述三级固液分离装置进行不间断分离以连续获得含有目标钙离子和镁离子的清液；经所述三级固液分离装置分离后清液含有较高的铁元素时，通过富集收集氢氧化铁沉淀；

第三产物制备装置，被连续输入至所述第三产物制备装置中的清液含有的目标钙离子和镁离子制备钙镁产品；

以及回收水循环装置，上述清液生成产品后的回收水经回收水循环装置被循环至所述系统。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述多级固液分离装置之后的杂质去除装置，经上述多级固液分离装置分离后的清液中，除了目标钙离子和镁离子，还包括铁、硅、铝杂质离子，该清液经上述多级固液分离装置分离后被连续性输入至所述杂质去除装置，通过物理和/或化学方式改变该清液的pH，以将上述杂质离子以沉淀形式去除。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工业废弃物或矿石原料或尾矿不超过所述水的质量的10％，所述试剂不超过所述水的质量的5％。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，上述的将二氧化碳在一定压力下连续打入所述反应装置并与上述浆料进行混合与反应，所述二氧化碳以不超过100bar的压力连续打入所述反应装置并与上述浆料进行混合与反应，反应温度不超过90℃。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的系统，其特征在于，所述多级固液分离装置包括一级粗分离单元和二级细分离单元，所述一级粗分离单元用于去除粒径≥5-10μm的固体颗粒，所述二级细分离单元用于去除粒径≤1-5μm的固体颗粒；其中，所述一级粗分离单元和所述二级细分离单元的反应时间≤1h。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多级固液分离装置包括：沉降式离心机和碟片式离心机组合，或者，板框压滤机和板框压滤机组合，或者，沉降式离心机和板框压滤机组合。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的系统，其特征在于，上述的固液分离所得的未反应的固体颗粒将循环用作原料进行下一阶段的反应和分离，所述未反应的固体颗粒的循环次数n≤5。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，上述的通过物理和/ 或化学方式改变该清液的pH，以将上述杂质离子以沉淀形式去除，通过连续添加碱性或酸性试剂、连续添加不超过溶液质量1％凝聚剂和/或絮凝剂、连续通入压缩空气/蒸汽、加热方式改变该清液的pH，以将上述杂质离子以沉淀形式去除。

9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多级固液分离装置还包括设置在所述杂质去除装置下一工序的三级固液分离单元，采用碟片式离心机、板框压滤机或过滤器进行不间断分离以连续获得含有目标钙离子和镁离子的清液。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，经所述三级固液分离单元分离后清液含有较高的铁元素时，通过富集收集氢氧化铁沉淀。

11.根据权利要求1或2或3或4或9或10所述的系统，其特征在于，上述的被连续输入至所述第三产物制备装置中的上述含有目标钙离子和镁离子的清液被用于制备钙镁产品，所述钙镁产品包括碳酸钙镁、碳酸钙和碳酸镁、氢氧化钙和氢氧化镁、硫酸钙镁或硝酸钙镁。