[发明专利]用于镍钴锰硫酸溶液的除铁装置及低温连续去除镍钴锰硫酸溶液中铁离子的方法

说明书

用于镍钴锰硫酸溶液的除铁装置及低温连续去除镍钴锰硫酸溶液中铁离子的方法。涉及镍钴锰硫酸溶液中除铁方法。设有除铁反应器和陈化反应器，在除铁反应器内设有搅拌机，在陈化反应器内设有陈化反应器搅拌机，在除铁反应器内设有除铁反应器内筒，在除铁反应器与除铁反应器内筒的夹层之间设有混合进料管和碳酸盐溶液进料管，在混合进料管的顶部设有预热装置的混合器，在混合器上设有压缩空气进口和待除铁液进料口，在陈化反应器上设有石粉自动加料器。还有其除铁方法。具有对设备要求不高，节省能源，能连续化生产，大大提高产能效率，在不添加氧化剂的情况下能将二价铁离子氧化成三价，除铁率在99.5%以上等优点。

技术领域

本发明属于有色金属湿法冶炼技术领域，特别是涉及镍钴锰硫酸溶液中除铁方法。

背景技术

在工业生产中,去除溶液中铁常用的方法是针铁矿和黄钠铁钒法。这两种方法需要在85℃或以上的高温条件下进行，且过程中需要加入氧化剂对溶液的铁离子价态进行控制。此外还需要满足溶液中具有一定浓度的其它离子，如钠、铵等。以上两种除铁方法在操作过程中分步加入各种试剂且需要控制一定的反应时间，一般只能是单槽作业。如专利公开号为CN111187922A，公开日为20200522的一种常压下从高镍铜锍中选择性浸出镍的方法，公开的技术为：浸出液除铁：将步骤(1)所得浸出液返回继续浸出，至浸出液中铁离子浓度为30～36g/L，然后向浸出液中加入双氧水和硫酸钾，过滤后得到除铁后液和除铁渣，所述除铁后液为硫酸镍溶液，除铁渣水洗过滤后为铁矾渣。双氧水用量为与铁反应所需理论量的2倍，硫酸钾用量为与铁反应所需理论量的1.2倍，除铁温度90～95℃，除铁时间2～4小时。不仅除铁温度高，要消耗大量的能量，而且反应时间长，生产效率低。同时还要消耗大量的双氧水和硫酸钾，导致生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，公开一种除铁温度低，能耗少，生产效率高的，无须使用双氧水和硫酸钾等辅料的，生产成本低的用于镍钴锰硫酸溶液的除铁装置及低温连续去除镍钴锰硫酸溶液中铁离子的方法。

本发明的技术解决方案之一是：用于镍钴锰硫酸溶液的除铁装置，设有除铁反应器和陈化反应器，在除铁反应器内设有第一搅拌机，在陈化反应器内设有第二搅拌机，除铁反应器与陈化反应器用溢流口连接管连接，其特殊之处在于：在除铁反应器内设有除铁反应器内筒，在除铁反应器与除铁反应器内筒的夹层之间设有混合进料管和碳酸盐溶液进料管，在混合进料管的项部设有混合器，在混合器上设有压缩空气进口和待除铁液进料口，在陈化反应器上设有石粉自动加料器。

进一步地，所述混合器设有混合仓，混合仓为梯形体结构，上大下小，混合的下面设有电加热部，压缩空气进口设在混合仓顶部，待除铁液进料口设在混合仓侧面，使待除铁液由侧面与压缩空气正切，混合仓底部的出口直径为混合仓底部直径的1/2，混合仓底部的出口与混合进料管相接，混合进料管穿过电加热部。

进一步地，混合仓的高度占整个混合器高度的25-35%。作用是：控制混合后的物料在混合器有一定的加热保温时间，如果高度增加减少了加温时间会影响加温的效果。

进一步地，所述混合进料管底端离除铁反应器的底面30-40cm，混合进料管的出口的方向与第一搅拌机的搅拌方向相切。作用是：一方面混合物料进口低于搅拌浆，在搅拌浆抽力下强化混合；另一方面混合物料进口与搅拌方向正切，有利于新进物料快速与反应器内物料快速混合，加快反应速度。

进一步地，所述混合器进料管与碳酸盐溶液进料管对称设置。作用是：混合液与碳酸盐溶液呈对称分布，主要是为了在搅拌状态下，能与一定的反应时间，PH值稳定性更好，若两者过于靠近将出现反应器内PH值有过高的区域会造成对主元素的损失。

进一步地，所述除铁反应器的高径比为1.0-2.5:1。作用是：高径比主要是考虑混合液与碳酸盐在反应器底部发生反应后，在搅拌力的作用下在反应器内保持一定的反应时间才可以出到溢流口流向除化反应器。