[其他]连续多段逆流流态化浸出铬铁矿碱性焙烧熟料的方法和设备

说明书

本发明是关于铬铁矿碱性焙烧熟料（以下简称熟料）的浸出、洗涤和固液分离的方法和专用设备。从熟料中浸出铬酸钠已成为目前铬盐生产、金属铬生产过程中必不可少的工序，为人们所重视。

熟料浸出最普通的方法是采用假底槽浸出法。该方法是将熟料装入槽内，然后注入浸出剂浸泡，滤下浸出液，棄去浸出渣，完成浸出过程。这样的工艺是间断的，低效率的，料层的渗透性不规则，产生沟流、短路、死角等，导致浸出质量低，渣中含有价物质高;湿式磨浸並用眞空过滤机进行固液分离与洗涤是罗马尼亚等国家采用的浸出方法（见罗马尼亚特尔那维尼化工联合企业重铬酸钠生产技术考察报告，1979·5），边磨边浸，似乎对铬酸钠的溶出有利，但粉碎的颗粒与溶液中的铬酸钠发生的副反应也强烈，加上洗涤不充分，浸出质量也低;用园盘过滤机浸出时，熟料颗粒的不规则对其浸出质量影响很大，要改善浸出质量，必须与制粒焙烧工艺相配合。尽管这种方法所用的设备复杂，维护困难，对颗粒要求高等缺点，但由于其连续、高效、若配以制粒焙烧工艺，也能获得高的浸出质量，故还是已有技术中最优的方法。上述工艺所涉及的设备是多个园盘组成的眞空过滤机。布料后，喷洒浸出剂，而后眞空抽滤进行浸洗与固液分离。（见赴日无机盐考察：铬盐部分，1979）。

本发明的目的在于：寻求一种设备简单，使用方便，浸出效率高，浸出质量好，劳动强度低，环境污染小的工艺与设备，使它们能适应不规则熟料的浸出，並能为有毒有害物料的浸出提供一种封闭作业的环境。与此同时，还要保障浸出熟料连续操作。

该发明的基本内容是：工艺所使用的设备是由多个园柱形的流态化塔，螺旋输送器和提升塔组成的单元所构成，根据物料的浸出性能，过程进行的快速，确定单元数。对于熟料浸出，则可以将2～7个单元串联组成工艺设备，以3～5个单元为好。破碎后，小于8m/m的熟料，从流态化塔顶部连续加入，通过进料装置，在塔内与上升的溶液接触，並在溶液中飘浮下降，保证了固液的良好接触，物料到达塔底时，螺旋输送器将物料送至提升塔，在上升溶液的威力作用下，顺流向上，使物料再次分散在连续的液相中，仍然能保持固液两相的良好接触。这样，在两次固液的接触中，前次是细粒接触液相的时间长，粗颗粒下沉速度快，其固液接触时间短;在提升塔内的固液接触情况相反。这种条件保障了粗、细颗粒都有充分的浸出时间达到均匀一致地浸出彻底的要求。本发明的工艺方法是将一台流态化塔，一个螺旋输送器和一台提升塔组成一个浸出单元，在浸出过程中称之为一段。有时候用一段还浸出不彻底，则可以增加单元数来达到目的。对熟料浸出而言，就需要采用多个单元组合的装置来实现，可以采用2～7个单元，以3～5个单元为好。这时，前一单元的提升塔将物料送至后一单元的流态化塔顶部，使物料进入下一个单元浸出。依次下去，直至浸出彻底，由最后一个提升塔将渣排出。后塔的溢流返到前塔浸出，直至从第一单元的流态化塔塔顶溢流堰排出溶液。提升塔的提升液可循环使用。该发明采用水做浸出剂，它从最后一段进入，与从第一段流态化塔顶上的进料装置加入的物料呈逆流运动，形成多段逆流浸出。在浸出洗涤的过程中，采用冷浸热洗工艺，即室温浸出。洗涤所用的热水温度为70～98℃，以85～95℃为佳;液体中的固相细料在流态化塔内停留时间长，粗粒物料在提升塔内停留时间长，两种塔内的物料均处在流态化状态。选择不同的塔参数，可以使粗细物料达到同样的浸出水平。合适的提升塔的塔径为对应的流态化塔塔径的 1/3 ～ 1/10 。对于整个工艺而言，装置的外壳提供了封闭作业条件，不需要另加外罩;对于各浸出单元来说，塔下錐、螺旋输送器和提升塔组成了各个固液分离器。在浸出过程中，浸出浓度是一个重要技术参数，本发明中Na₂CrO₄为420克/升以下，可以根据物料中易溶物含量，通过调节加料量与进液量的比例实现。在设备结构方面。前述的流态化塔，其顶部的受料器与布料器所组成的进料装置，布料器低于溢流堰1～5毫米，受料器与布料器间隔为20～50毫米;流态化塔下部有一个环形布液器，该布液器上面装有许多喷嘴，喷嘴口朝向塔壁;本工艺中所采用的螺旋输送器是錐形螺旋，其转速可以变动，工艺中的提升塔是靠水力提升物料。

本发明所涉及的工艺方法与设备具有以下突出优点：

1）由于采用的是连续逆流流态化浸出，其效率高，生产能力相当于最先进的假底槽浸出的3.5倍（假底槽为2.4吨/米³·日，本发明为8.5吨/米³日）;

2）渣带损失低，浸出效果好，浸取率99%，能大大降低渣对环境的污染，渣的处理费用亦可降低;