本發(fā)明涉及濕法冶金處理多金屬?gòu)?fù)合礦領(lǐng)域，具體涉及一種礦物浸出分離用多段管式逆流浸出反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但是富礦不多，多為多金屬伴生礦，例如釩鈦磁鐵礦、白云鄂博礦等，礦物采選冶工藝復(fù)雜，流程長(zhǎng)，有益元素分離難度大，利用率普遍不高。浸出是溶劑選擇性地溶解礦物中某組分的工藝過(guò)程，是濕法冶金領(lǐng)域重要的元素分離方法。浸出工藝的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇沟V物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石組分相分離的目的，特別適合處理多金屬?gòu)?fù)合礦。但是目前的浸出方式大多單罐間歇式浸出，浸出過(guò)程不連續(xù)，溶劑的利用率低、目標(biāo)元素浸出率低、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。

“回轉(zhuǎn)式連續(xù)浸出機(jī)組及連續(xù)逆流浸出方法”、“水平管道式連續(xù)逆流浸出器”等專利發(fā)明了逆流浸出的裝置，但是并未實(shí)現(xiàn)多級(jí)連續(xù)浸出且浸出裝置不具備加熱功能，限制了在逆流浸出技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；“多級(jí)螺旋式連續(xù)逆流浸出裝置”針對(duì)的技術(shù)領(lǐng)域是中藥提取，且其加熱方式為管壁外加熱，傳熱效率低，能耗高，不利于其應(yīng)用于礦物浸出領(lǐng)域。“一種含鉻型釩渣二段逆流浸出及分離提取釩鉻的方法”和“低溫低壓逆流浸出銅陽(yáng)極泥中碲的方法”提出了逆流浸出在礦物浸出領(lǐng)域的應(yīng)用，但是未能給出具體的裝置，且該方法針對(duì)某一特殊礦物對(duì)象，適應(yīng)性不強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提高礦物中目標(biāo)元素浸出率的礦物浸出分離用多段管式逆流浸出反應(yīng)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種礦物浸出分離用多段管式逆流浸出反應(yīng)裝置，包括三段以上的逆流螺旋浸出器，各逆流螺旋浸出器傾斜設(shè)置，相鄰逆流螺旋浸出器之間通過(guò)出料管道相連，出料管道的入口端與上一段逆流螺旋浸出器上端相連通，出料管道的出口端與下一段逆流螺旋浸出器相連通，使各逆流螺旋浸出器首尾接通，在出料管道上連接有出料倉(cāng)，首段逆流螺旋浸出器上通過(guò)進(jìn)料管道連接有進(jìn)料倉(cāng)，且下端通過(guò)進(jìn)液管道連接有浸出液產(chǎn)品儲(chǔ)存槽，中間段和末段逆流螺旋浸出器下端均通過(guò)進(jìn)液管道連接有酸堿儲(chǔ)液罐，酸堿儲(chǔ)液罐底端連通有出液管道，出液管道與上一段逆流螺旋浸出器相連通，在出液管道上連接有液體泵，在末段逆流螺旋浸出器上方位置處通過(guò)原液管道連接有帶原酸堿進(jìn)液口的酸堿儲(chǔ)液罐。

進(jìn)一步，逆流螺旋浸出器包括浸出管，在浸出管上端開(kāi)設(shè)有與出料管道相連通的出料口，底端開(kāi)設(shè)有與出液管道相連通的出液口，在浸出管內(nèi)設(shè)置有送料傳動(dòng)軸，在送料傳動(dòng)軸安裝有送料螺旋，在浸出管底端外側(cè)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)送料傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的送料螺旋電機(jī)。

進(jìn)一步，在連接出料倉(cāng)兩端的出料管道上設(shè)置有出料閥，在進(jìn)液管道和原液管道上均設(shè)置有進(jìn)液閥，在進(jìn)料管道上設(shè)置有進(jìn)料閥。

進(jìn)一步，在酸堿儲(chǔ)液罐中設(shè)置有電加熱盤(pán)管。

進(jìn)一步，在出液口處設(shè)置有濾膜。

進(jìn)一步，濾膜采用耐酸或耐堿腐蝕材質(zhì)。

進(jìn)一步，出料管道、送料螺旋和螺旋傳動(dòng)軸均采用玻璃鋼或鈦合金材質(zhì)。

進(jìn)一步，浸出管為中空玻璃鋼或帶保溫層的鈦合金材質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本裝置實(shí)現(xiàn)了礦物與酸或堿逆流浸出，延長(zhǎng)了礦物與酸或堿的作用時(shí)間，通過(guò)多段管式連續(xù)浸出，在不改變?cè)妓峄驂A濃度下，大大的提高了礦物中目標(biāo)元素浸出率，且本裝置對(duì)酸或堿可進(jìn)行直接加熱，有利于工藝條件的控制和熱利用率的提高，且其可連續(xù)生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1中所示附圖標(biāo)記分別表示為：1-出料管道，2-酸堿儲(chǔ)液罐，3-出液管道，4-液體泵，5-浸出管，6-出料口，7-出液口，8-送料傳動(dòng)軸，9-送料螺旋，10-出料倉(cāng)，11-出料閥，12-電加熱盤(pán)管，13-濾膜，14-送料螺旋電機(jī)，101-進(jìn)料倉(cāng)，102-浸出液產(chǎn)品儲(chǔ)存槽，103-原酸堿進(jìn)液口，104-進(jìn)料管道，105-進(jìn)料閥，106-原液管道，201-進(jìn)液管道，202-進(jìn)液閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，一種礦物浸出分離用多段管式逆流浸出反應(yīng)裝置，包括三段以上的逆流螺旋浸出器，各逆流螺旋浸出器傾斜設(shè)置，相鄰逆流螺旋浸出器之間通過(guò)出料管道1相連，出料管道1的入口端與上一段逆流螺旋浸出器上端相連通，出料管道1的出口端與下一段逆流螺旋浸出器相連通，使各逆流螺旋浸出器首尾接通，在出料管道1上連接有出料倉(cāng)10，首段逆流螺旋浸出器上通過(guò)進(jìn)料管道104連接有進(jìn)料倉(cāng)101，且下端通過(guò)進(jìn)液管道201連接有浸出液產(chǎn)品儲(chǔ)存槽102，中間段和末段逆流螺旋浸出器下端均通過(guò)進(jìn)液管道201連接有酸堿儲(chǔ)液罐2，所述酸堿儲(chǔ)液罐2底端連通有出液管道3，出液管道3與上一段逆流螺旋浸出器相連通，在出液管道3上連接有液體泵4，在末段逆流螺旋浸出器上方位置處通過(guò)原液管道106連接有帶原酸堿進(jìn)液口103的酸堿儲(chǔ)液罐；本發(fā)明包括三段以上的逆流螺旋浸出器，通過(guò)多段式設(shè)置，延長(zhǎng)了礦物與酸或堿的作用時(shí)間，使礦物中目標(biāo)元素浸出率更高，各逆流螺旋浸出器傾斜平行設(shè)置，有利于溶液和物料逆向運(yùn)行，也有利于空間布置，節(jié)約資源，所述相鄰逆流螺旋浸出器之間通過(guò)出料管道1相連，出料管道1的入口端與上一段逆流螺旋浸出器上端相連通，出料管道1的出口端與下一段逆流螺旋浸出器相連通，所述逆流螺旋浸出器的上端為逆流螺旋浸出器傾斜時(shí)位置相對(duì)較高的一端，這樣，使多段逆流螺旋浸出器形成首尾接通，使其形成連續(xù)性逆流浸出體系，提高了裝置整體的浸出效率和目標(biāo)元素的浸出率，且方便操作和清洗維修，在圖1中，最左邊的為首段逆流螺旋浸出器，處于中間位置處的為中間段逆流螺旋浸出器，最右邊的為末段逆流螺旋浸出器，在末段逆流螺旋浸出器上方位置處通過(guò)原液管道106連接有帶原酸堿進(jìn)液口103的酸堿儲(chǔ)液罐，原酸或原堿通過(guò)原酸堿進(jìn)液口103流入到酸堿儲(chǔ)液罐中，再通過(guò)原液管道106流入至末段逆流螺旋浸出器中，進(jìn)而與末段逆流螺旋浸出器中的礦物作用，浸出礦物中最難浸出物相，反應(yīng)完成后，料渣被輸送至出料倉(cāng)10中，浸出液則流入到與逆流螺旋浸出器底端相連通的酸堿儲(chǔ)存罐2中，浸出液再通過(guò)出液管道3在液體泵4的增壓作用下流入到上一段的逆流螺旋浸出器中，即中間段逆流螺旋浸出器，浸出液與中間段逆流螺旋浸出器中的礦物作用，浸出礦物中中等難度浸出的物相，反應(yīng)后得到的浸出液流入到與本段逆流螺旋器底端相連通的酸堿儲(chǔ)存罐2中，浸出液再通過(guò)出液管道3在液體泵4的增壓作用下流入到上一段的逆流螺旋浸出器中，物料則被輸送到下一段逆流浸出器中，依次類(lèi)推，與中間段逆流螺旋浸出器中的礦物反應(yīng)后的浸出液流入到首段逆流螺旋浸出器中，浸出液與首段逆流螺旋浸出器中的礦物作用，浸出礦物中容易浸出的物相，這樣，通過(guò)多段式逆流浸出反應(yīng)裝置，礦物中有效成分得到充分浸出，最終浸出的浸出液流至浸出液產(chǎn)品儲(chǔ)存槽102中，而幾乎不含有效成分的料渣則排出到與末端逆流螺旋浸出器相連的出料倉(cāng)10中，浸出液與物料分離，有效地實(shí)現(xiàn)了礦物與酸或堿的逆流浸出，提高了礦物中目標(biāo)元素的浸出率。

為了達(dá)到更高的浸出率，對(duì)于逆流螺旋浸出器的選擇要求相對(duì)較高，本發(fā)明中，所述逆流螺旋浸出器包括浸出管5，在浸出管5上端開(kāi)設(shè)有與出料管道1相連的出料口6，底端設(shè)置有與進(jìn)液管道201相連通的出液口7，在浸出管5內(nèi)設(shè)置有送料傳動(dòng)軸8，送料傳動(dòng)軸8上安裝有送料螺旋9，在浸出管5底端外側(cè)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)送料傳動(dòng)軸8轉(zhuǎn)動(dòng)的送料螺旋電機(jī)14；本發(fā)明中，逆流螺旋浸出器傾斜設(shè)置，所述浸出管5的上端為浸出管5傾斜時(shí)位置相對(duì)較高的一端，底端則為位置較低的一端，當(dāng)浸出液與物料分離后，通過(guò)出料口6和出液口7分別輸送到出料管道1及出液管道3中，在浸出管5內(nèi)設(shè)置有送料傳動(dòng)軸8，所述送料傳動(dòng)軸8可在送料螺旋電機(jī)14的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在送料傳動(dòng)軸8上的送料螺旋9轉(zhuǎn)動(dòng)，使礦物與酸或堿充分作用，實(shí)現(xiàn)固液分離，分離后的物料被輸送至下一段逆流螺旋浸出器中，浸出液則流至酸堿儲(chǔ)存罐中2中，操作方便，安全高效。

為了使酸或堿與礦物能充分反應(yīng)，本發(fā)明中，連接出料倉(cāng)10兩端的出料管道1上設(shè)置有出料閥11，在所述進(jìn)液管道201和原液管道106上設(shè)置有進(jìn)液閥202，在進(jìn)料管道104上設(shè)置有進(jìn)料閥105；通過(guò)進(jìn)料閥105和出料閥11，可以控制物料進(jìn)入到出料倉(cāng)10以及逆流螺旋浸出器的速度，一方面有效地提高了酸或堿與礦物能充分反應(yīng)的程度，另一方面，有效地防止了在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，物料堵塞在浸出管5中，通過(guò)進(jìn)液閥202，可控浸出液流入到酸堿儲(chǔ)液罐中的速率，使在浸出管5中酸或堿與礦物的反應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)，反應(yīng)更加充分，有利于提高目標(biāo)元素的浸出率。

為了加強(qiáng)對(duì)工藝條件的控制和對(duì)熱利用率的提高，本發(fā)明中，在酸堿儲(chǔ)液罐2中設(shè)置有電加熱盤(pán)管12；電加熱盤(pán)管12結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，熱效率高，機(jī)械強(qiáng)度好，能夠適用于各種液體及酸堿溶液的加熱，通過(guò)電加熱盤(pán)管12直接對(duì)酸或堿進(jìn)行加熱，有助于對(duì)工藝條件的控制，提高了熱利用率，酸或堿利用率低，節(jié)約成本。

為了提高浸出液的精度，本發(fā)明中，在所述出液口7處設(shè)置有濾膜13；通過(guò)濾膜13的過(guò)濾作用，防止了較小顆粒的物料混入浸出液流入至酸堿儲(chǔ)存罐2中，有效地提高了浸出液的精度，同時(shí)也達(dá)到了固液分離不跑料的目的。

為了使濾膜13能更加穩(wěn)定的工作，本發(fā)明中，所述濾膜13采用耐酸或耐堿腐蝕材質(zhì)；可選用聚四氟乙烯微孔濾膜或尼龍膜，其均具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，吸附性強(qiáng)，適用于各種酸堿溶液，能夠有效地抵擋酸或堿的腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，減少了濾膜13的更換次數(shù)。

本發(fā)明中，出料管道1、送料螺旋9和螺旋傳動(dòng)軸8均可采用玻璃鋼或鈦合金材質(zhì)，所述玻璃鋼性能穩(wěn)定，質(zhì)輕而硬，機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕，且熱性能良好，所述鈦合金強(qiáng)度高、熱強(qiáng)度高，具有極強(qiáng)的抗腐蝕性能，耐熱性能好，以這兩者為材質(zhì)制作出料管道1、送料螺旋9和螺旋傳動(dòng)軸8，保證了裝置整體性能的優(yōu)越性，提高了裝置的機(jī)械強(qiáng)度，使其不易被外界物體所損傷，延長(zhǎng)了裝置的使用壽命。

本發(fā)明中，所述浸出管5為中空玻璃鋼或帶保溫層的鈦合金材質(zhì)；浸出管5為物料與溶劑反應(yīng)的場(chǎng)所，對(duì)于機(jī)械性能及物理性能具有較高的要求，玻璃鋼或鈦合金均具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、熱性能好，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，玻璃鋼采用中空結(jié)構(gòu)，方便了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝，所述鈦合金帶保溫層，防止了在裝置在工作過(guò)程中，由于反應(yīng)溫度的降低而影響熱利用率，有效地提高了目標(biāo)元素的浸出率，為物料與溶劑反應(yīng)提供了重要保障。

本發(fā)明還提供了兩個(gè)實(shí)施例用于說(shuō)明本裝置能有效提高礦物中目標(biāo)元素的浸出率；

實(shí)施例一：

表1釩鈦磁鐵礦原礦化學(xué)成分(wt％)

以釩鈦磁鐵礦原礦為浸出對(duì)象，由表1可見(jiàn)，釩鈦磁鐵礦原礦中的化學(xué)成分，以鹽酸為溶劑，鹽酸的濃度為20％，其固液比為7:1，本裝置中逆流螺旋浸出器選用三段，進(jìn)行三段逆流浸出，每段反應(yīng)時(shí)間為1.5h，浸出總時(shí)長(zhǎng)為4.5h，從而得到釩鈦磁鐵礦原礦中的鐵，釩鈦磁鐵礦原礦通過(guò)進(jìn)料倉(cāng)101進(jìn)入到首段逆流螺旋器中，鹽酸通過(guò)原液管道106進(jìn)入到位于末端的逆流螺旋器上方位置處的酸堿儲(chǔ)液罐中，在酸堿儲(chǔ)液罐中設(shè)置有電加熱盤(pán)管12，通過(guò)電加熱盤(pán)管12將溫度升高至80℃，使釩鈦磁鐵礦原礦與濃度為20％的鹽酸在末段逆流浸出器中進(jìn)行反應(yīng)，得到后的反應(yīng)液進(jìn)入到中間段逆流螺旋反應(yīng)器中，與礦物進(jìn)行反應(yīng)，而物料則被排出到與末段逆流螺旋器連接的出料倉(cāng)中，通過(guò)中間段逆流螺旋浸出器浸出后的反應(yīng)液進(jìn)入到首段逆流螺旋浸出器中，與礦物進(jìn)行反應(yīng)，在首段逆流螺旋浸出器中反應(yīng)后得到的反應(yīng)液流入至浸出液產(chǎn)品儲(chǔ)存槽102中，最終釩鈦磁鐵礦原礦中鐵的浸出率為78.67％，而在使用現(xiàn)有技術(shù)中的浸出裝置對(duì)釩鈦磁鐵礦原礦中鐵浸出的情況下，在同樣的原礦和溶劑下，鹽酸濃度也為20％，固液比為7:1，浸出時(shí)間為4.5h，那么釩鈦磁鐵礦原礦中鐵的浸出率為61.25％，由此可見(jiàn)，本裝置釩鈦磁鐵礦原礦中鐵的浸出率提高了17.42％，通過(guò)本發(fā)明所提供的反應(yīng)裝置，有效地提高了礦物中目標(biāo)元素的浸出率，方便高效。

實(shí)施例二：

表2鈦中礦的化學(xué)成分(wt％)

以鈦中礦原礦為浸出對(duì)象，由表2可見(jiàn)，鈦中礦原礦中的化學(xué)成分，以鹽酸為溶劑，使用本裝置進(jìn)行三段逆流浸出，得到鈦中礦原礦中的鐵，所述鹽酸的濃度為15％，固液比為10:1，每段浸出反應(yīng)時(shí)間為2h，浸出總時(shí)長(zhǎng)為6h，鈦中礦原礦通過(guò)進(jìn)料倉(cāng)101進(jìn)入到首段逆流螺旋器中，鹽酸通過(guò)原液管道106進(jìn)入到位于末端的逆流螺旋器上方位置處的酸堿儲(chǔ)液罐中，在酸堿儲(chǔ)液罐中設(shè)置有電加熱盤(pán)管12，通過(guò)電加熱盤(pán)管12將溫度升高至85℃，使鈦中礦原礦與濃度為20％的鹽酸在末端逆流螺旋浸出器中進(jìn)行反應(yīng)，得到后的反應(yīng)液進(jìn)入到中間段逆流螺旋反應(yīng)器中，與礦物再進(jìn)行反應(yīng)，而物料則被排出到與末段逆流螺旋器連接的出料倉(cāng)中，通過(guò)中間段逆流螺旋浸出器浸出后的反應(yīng)液進(jìn)入到首段逆流螺旋浸出器中，與礦物進(jìn)行最后反應(yīng)，在首段逆流螺旋浸出器中反應(yīng)后得到的反應(yīng)液流入至浸出液產(chǎn)品儲(chǔ)存槽102中，最終料渣則被排出到與末端逆流螺旋浸出器相連的出料倉(cāng)10中，最終鈦中礦原礦中鐵的浸出率為31.62％，而在而在使用現(xiàn)有技術(shù)中的浸出裝置的情況下，在同樣的原礦和溶劑下，鹽酸濃度也為15％，液固比為10:1，浸出時(shí)間為6h，浸出溫度為85℃，此種情況下，鈦中礦原礦中鐵的浸出率僅為12.09％，由此可見(jiàn)，采用本裝置，鈦中礦原礦中鐵的浸出率提高了19.53％，通過(guò)本發(fā)明所提供的反應(yīng)裝置，有效地提高了礦物中目標(biāo)元素的浸出率，方便高效。

以上為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，從實(shí)施過(guò)程可以看出，本發(fā)明提供的一種礦物浸出分離用多段管式逆流浸出反應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)了礦物與酸或堿逆流浸出，延長(zhǎng)了礦物與酸或堿的作用時(shí)間，通過(guò)多段管式連續(xù)浸出，在不改變?cè)妓峄驂A濃度下，大大的提高了礦物中目標(biāo)元素浸出率，且本裝置對(duì)酸或堿可進(jìn)行直接加熱，有利于工藝條件的控制和熱利用率的提高，且其可連續(xù)生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保。