一种反应、分离、洗涤、蒸发和干燥一体化的装置及方法，属于湿法冶金和化工领域。本发明专利技术所述的装置主要由单元化隔室，及附属设备组成。隔室与隔室之间通过带孔的隔板连接，依据浸出反应、分离及洗涤、结晶和干燥等不同工艺组合，及处理对象的不同，带孔隔板上置有选用的特定滤膜，并安装上下密封圈以实现隔室的密封。根据处理对象不同，在隔室内连续完成浸出反应、分离及洗涤、结晶和干燥中的任意几个工艺流程。高径高比的独立隔室空间，利于实现对压力、温度、搅拌速率等反应条件的控制，带孔搅拌刮板器易于加速高固液比的固液两相，及高浓度液相反应，提高传质速率。本发明专利技术对流程和处理能力适应性强，能量、水和药剂可循环利用，清洁环保，操作方便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶金和化工领域，涉及一种高固液比固液两相，或高浓度液相浸 出反应、分离及洗涤、结晶和干燥于一体化装置及方法。该装置主要由主体装置及附属装置 构成，隔室为单元化结构，根据处理量设定隔室数量。高径高比的隔室空间，带孔搅拌刮板 器易于加速高固液比的固液两相，及高浓度液相反应和提高传质效率，且独立的空间易于 压力、温度、搅拌速率等控制，根据加工对象的不同，可以连续、稳定地完成反应、分离、洗 涤、蒸发、结晶和干燥工艺中的几个流程。 本专利技术对工艺流程和处理能力适应性强，能量、水和药剂可循环利用，清洁环保， 操作方便，具有广阔的应用前景。
技术介绍
浸出反应就是借助溶液选择性分离固体中目的物质(有价成分或者杂质）的过程， 即使固体物料中的有价成分或者有害杂质选择性溶解到溶剂中，通常有赖于化学反应的参 与，多数情况下，所处理的物料是常规的冶金原料如矿石、精矿。传统浸出反应装置为反应 釜，将反应物料加入反应釜中，在一定温度和压强下进行搅拌浸出反应。洗涤通常是将反应 结束的物料打入浓密池进行浓缩，采用逆流洗涤的方法对反应渣进行洗涤，溢流部分作为 贵液收集并进行后续提取工艺，底流部分进行二次浓密洗涤作业，二次浓密溢流部分可用 作一次浓密作业的洗涤水，依次类推。 专利"多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取一体化装置"（CN203451588)包括隔膜压 滤机、酸储罐、吹气罐和反吹气罐、预压气罐和高压气罐，该装置能避免矿渣滤饼破裂，且能 最大程度提取金属。该装置直接将金属酸浸液打入隔膜压滤机进行压滤，浸出反应和过滤 操作不在同一设备上，二段酸浸在隔膜压滤机中进行，但没有搅拌和加热功能，所以二段酸 浸反应不充分。专利"一种回流浸出、洗涤矿物浸出料的方法"（CN102618720A)在原有经典 浓密洗涤的基础上加以改进，有效利用未反应的余酸，同时提高了溶液中的含钒量，减少了 后续作业的溶液量，并减少了废水处理量，节约了生产成本。但其洗涤方法为浓密洗涤，底 流固相中仍然残留大量未反应完全余酸，所以要增加洗涤次数才能将余酸洗净，浸出反应 和浓密洗涤在不同的设备中进行，增加了设备成本，设备占地较大且操作繁琐，而且以上装 置都没有涉及蒸发、结晶和干燥的
，并将反应局限于传统的浸出反应。 鉴于传统反应、分离和洗涤工艺物料转移频繁，设备占地面积大且浸出过滤洗涤 效果不佳，反应液相量大且不易浓缩提纯，设计一种集反应、分离、洗涤、蒸发和干燥于一体 的装置及方法，实现了浸出装置和过滤洗涤装置的完美结合，设备占地面积小且保温性能 好，操作简便，清水和药剂被循环利用，清洁环保，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是在传统浸出、过滤、洗涤工艺的基础上，将浸出反应发生器和分离 洗涤装置一体化，避免物料在各设备中的转移，加强浸出和洗涤效果，提高对有价成分的回 收，并且此设备可以实现蒸发、结晶和干燥作业。本专利技术装置和方法在一定压强和温度的条 件下既可进行搅拌浸出反应，待反应结束后，又可在该装置上进行减压过滤，还能通过该装 置对反应渣相进行逆流洗涤，药剂和洗液和尾气余热均可被循环利用。 本专利技术提供的一种高固液比，或高浓度液液浸出、压滤、洗涤装置，由隔板19将反 应装置分成多个隔室，形成高径高比反应室，反应条件易于控制，且易于进行高固液比，或 液液比反应。隔室与其他装置组成反应系统、压滤系统和清洗系统，多个隔室同时工作，连 续完成浸出反应、压滤和洗涤工艺流程。 所述一种反应、分离、洗涤、蒸发和干燥一体化装置由主体装置和附属装置组成。 主体装置由隔室上密封圈、隔板、滤膜、隔室下密封圈、装置壁、加热系统、安全阀、装置顶 盖、多个隔室、搅拌刮板器、装置底板、主轴、集液室、装置支架、轴套组成。附属装置由管道、 搅拌桨、出液阀A、出液阀B、出液阀C、出液阀D、清水罐、洗液罐C、洗液罐B、洗液罐A、浸出液 罐、清水栗、三洗液栗C、二洗液栗B、洗液栗A、搅拌电机、原料罐、原料栗、进液阀、原料阀、法 兰、出料门、进出气阀、引风机、接料槽、主轴电机组成。 所述浸出、压滤、洗涤都是在同一个隔室内完成，即隔室是浸出系统、压滤系统、洗 涤系统的公共部分。隔室与隔室之间通过隔板连接，隔板上覆盖滤膜，隔室下密封圈放置于 滤膜之上，隔室上密封圈位于隔室顶部，在隔板之下；搅拌刮板器焊接在主轴的轴套上，搅 拌刮板器的中上部设有大小均匀的圆孔，在装置壁上设有出料门，出料门上装有进出气阀、 原料阀、进液阀。 所述反应系统搅拌电机、原料罐、原料栗、原料阀、隔室、主轴、主轴电机、搅拌刮板 器、进出气阀、冷凝水、冷凝液罐。蒸发气体经过冷凝装置，冷凝水将由隔室蒸发出来的气体 冷却为液体，并收集于冷凝液罐中。 所述分离系统包括引风机、出液阀A、出液阀B、出液阀C、出液阀D、浸出液罐或洗液 罐A，或洗液罐B，或洗液罐C，或清水罐主轴电机、主轴、搅拌刮板器、出料门、接料槽组成。压 滤系统中的安全阀位于装置顶盖顶部，引风机经管道与各个隔室连接，集液室经管道和出 液阀与浸出液罐连接。 所述清洗系统包括清水栗、洗液栗C、洗液栗B、洗液栗A、清水罐、洗液罐C、洗液罐 B、洗液罐A、进液阀、主轴电机、主轴、搅拌刮板器组成。清洗系统中清水罐、洗液罐C、洗液罐 B、洗液罐A经管道和对应螺杆栗与各个隔室连接，清水罐或洗液罐A，或洗液罐B，或洗液罐C 经管道和出液阀A、出液阀B、出液阀C、出液阀D与集液室连接，引风机通过管道与各个隔室 连接。 所述隔室由出料门、隔室下密封圈、滤膜、隔板、隔室上密封圈、搅拌刮板器组成， 其中，隔室上下密封圈、和出料门密封圈使隔室具有较好的密闭性能，防止反应中反应液、 渣或气的泄漏，保证各隔室独立的空间。根据反应要求确定隔室的直径和径高比，由生产量 确定隔室数量。 搅拌刮板器的边缘和装置壁、隔板的距离在0.5cm-lcm之间，搅拌刮板器的中上部 分具有大小均匀的圆孔，圆孔直径在〇.5 Cm-2cm之间；隔板上均匀分布圆孔，圆孔直径在 之间；隔室与物料接触内壁及搅拌刮板器均为耐腐蚀性较好的材料，例如聚四氟乙 烯、哈氏合金等;隔板上均匀分布圆孔，以保证在压滤时液相能通过隔板向下流向集液室中 而被收集。 所述的一种反应、分离、洗涤、蒸发和干燥于一体化的装置适用于一定压强范围内 一切固液两相，或液液之间的反应，具体而言，包括湿法冶金领域、固体的溶解、结晶，化工 领域生成物含有固液两相的反应、固体有机质的水解等反应。 -种反应、分离、洗涤、蒸发和干燥一体化的方法，在进行无气体排出的液固两相 浸出反应时，包括以下步骤： 1)将参与反应的固体和液体按实验设计配比加入原料罐中，打开搅拌电机，搅拌 桨转动使反应物料混合均匀，打开原料栗和原料阀，由原料栗将原料罐中的反应物料经管 道打入各个隔室中，使物料刚好完全浸没搅拌刮板器顶部，关闭原料栗和原料阀； 2)打开进出气阀，带有一定温度的尾气被压入各个隔室中，增加到一定的压强后 关闭进出气阀； 3)开启主轴电机，在电动机的带动下，搅拌刮板器开始旋转，使隔室中的物料充分 混合； 4)控制加热系统对各隔室中的物料进行加热，在一定温度下进行固液两相浸出反 应； 5)待反应结束后打开装置顶部安全阀，启动引风机，对各个隔室进行压滤，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反应、分离、洗涤、蒸发和干燥一体化的装置，由隔板(19)将反应装置分成多个高径高比隔室(31)，反应条件易于控制，且易于进行高固液比反应，隔室(31)与其他装置组成反应系统、分离系统、清洗系统，多个隔室(31)同时工作，连续完成浸出反应、分离和洗涤工艺流程；其特征在于：1)一体化装置由主体装置和附属装置组成；主体装置由隔室上密封圈(18)、隔板(19)、滤膜(20)、隔室下密封圈(21)、装置壁(22)、加热系统(25)、安全阀(26)、装置顶盖(27)、隔室(31)、搅拌刮板器(33)、装置底板(36)、主轴(38)、集液室(39)、装置支架(40)、轴套(41)组成；附属装置由管道、搅拌桨(1)、出液阀A(2)、出液阀B(3)、出液阀C(4)、出液阀D(5)、清水罐(6)、洗液灌C(7)、洗液灌B(8)、洗液灌A(9)、浸出液罐(10)、清水泵(11)、洗液泵C(12)、洗液泵B(13)、洗液泵A(14)、搅拌电机(15)、原料罐(16)、原料泵(17)、进液阀(23)、原料阀(24)、法兰(28)、出料门(29)、进出气阀(30)、引风机(34)、接料槽(35)、主轴电机(37)组成；所述反应、分离及洗涤都是在同一个隔室(31)内完成，即隔室(31)是浸出系统、分离系统、洗涤系统的公共部分；隔室与隔室之间通过隔板(19)连接，隔板(19)上覆盖滤膜(20)，隔室下密封圈(21)放置于滤膜(20)之上，隔室上密封圈(18)位于隔室(31)顶部，在隔板(19)之下；搅拌刮板器(33)焊接在主轴(38)的轴套(41)上，搅拌刮板器(33)的中上部设有大小均匀的圆孔，在装置壁(22)上设有出料门(29)，出料门(29)上装有进出气阀(30)、原料阀(24)、进液阀(23)；2)反应系统包括搅拌电机(15)、原料罐(16)、原料泵(17)、原料阀(24)隔室(31)、主轴(38)、主轴电机(37)、搅拌刮板器(33)、进出气阀(30)、冷凝水(42)、冷凝液罐(43)；3)所述分离系统包括引风机(34)、出液阀A(2)、出液阀B(3)、出液阀C(4)、出液阀D(5)、浸出液罐(10)或洗液灌A(9)或洗液灌B(8)或洗液灌C(7)或清水罐(6)、主轴电机(37)、主轴(38)、搅拌刮板器(33)、出料门(29)、接料槽(35)组成；分离系统中的引风机(34)经管道与各个隔室(31)连接，集液室(39)经管道和出液阀A(2)、出液阀B(3)、出液阀C(4)、出液阀D(5)与浸出液罐(10)连接；4)所述清洗系统包括清水泵(11)、洗液泵C(12)、洗液泵B(13)、洗液泵A(14)、清水罐(6)、洗液灌C(7)、洗液灌B(8)、洗液灌A(9)、进液阀(23)、主轴电机(37)、主轴(38)、搅拌刮板器(33)组成；清洗系统中清水罐(6)、洗液罐C(7)、洗液罐B(8)、洗液罐A(9)经管道和对应螺杆泵与各个隔室(31)连接，清水罐(6)或洗液灌A(9)或洗液灌B(8)或洗液灌C(7)经管道和出液阀A(2)、出液阀B(3)、出液阀C(4)、出液阀D(5)与集液室(39)连接，引风机(34)通过管道与各个隔室(31)连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯雅丽，邓祥意，李浩然，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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