專利名稱：對流洗脫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種對流洗脫設(shè)備和從吸附劑物質(zhì)中除去吸附質(zhì)的方法，特別涉及的是從活性碳中除去金的這類設(shè)備和方法，但并非僅限于此。
碳能從溶液中吸附相當(dāng)多數(shù)量的黃金是公知的，這已被廣泛地應(yīng)用在金礦工業(yè)中用于從含金礦物中回收金。將礦石粉碎成漿液。加入氰化物溶液來萃取黃金，然后向富集黃金的氰化物溶液中加入顆粒狀活性碳，使金與溶液中其它不需要的組分分離。由于顆粒狀活性碳的表面積大，所以通過在表面附著，有相當(dāng)數(shù)量的金吸附在碳上。碳也吸附大量的銀。
解吸過程或金從碳上洗脫過程，可以通過用熱水溶液洗滌來實現(xiàn)，然后可以通過電解冶金從溶液中回收金。
在本世紀(jì)五十年代初期，Zadra發(fā)明了一種使金從活性炭上解吸的方法。在Zadra的洗脫設(shè)備中，用含有1%氫氧化鈉(NaOH)和2%氰化鈉(NaCN)的熱水溶液處理裝有碳的塔。在Zadra系統(tǒng)中，用泵通過碳塔將熱溶液輸送到電解冶金池中，從洗脫液中回收金，該電解冶金池含有不銹鋼網(wǎng)狀陽極和鋼絲絨陰極。然后將洗脫液循環(huán)至溶液罐中，經(jīng)過一再加熱系統(tǒng)再直接返回碳塔。連續(xù)循環(huán)直至洗脫液中金的濃度降至預(yù)先確定的最小值時為止。當(dāng)操作是在大氣壓下和近100℃時進行，Zadra洗脫循環(huán)有代表性的是需要30至50小時。改為加壓后，可以縮短洗脫時間。Zadra法的主要缺點是洗脫時間較長，使得需要高能量輸入來維持洗脫液的操作溫度，而且解吸碳的循環(huán)有較長的耽擱。
在南非的Anglo American Elution Procedure Laboratories(AARL)發(fā)明了另外一種洗脫方法，被稱為Anglo American洗脫法，它能縮短洗脫時間(詳見下面的說明)。
這些現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點是它們需要花費較大的投資來設(shè)置含有分離碳塔、貯罐、電解冶金池、熱交換器、泵和經(jīng)過處理設(shè)備輸送洗脫液的管道的洗脫設(shè)備。泵、熱交換器和管道需要不斷地進行維護，因為它們?nèi)菀妆幌疵撘褐械奈廴疚锒氯透g。這樣，除了初始投資費用外，還需要大量的不斷增加的經(jīng)營費用來保持系統(tǒng)在最大效率下運行。
本發(fā)明的目的是提供基于對流的改進洗脫方法，它可以在無泵下操作并可顯著地降低運行過程中的操作費用。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種對流洗脫設(shè)備，它包括一個用于容納處于流體中的吸附劑物質(zhì)的容器;
用于加熱該流體使得在所述容器中產(chǎn)生對流的裝置;和設(shè)置在所述容器中用于引導(dǎo)由對流驅(qū)動的所述流體流動的裝置，在使用中，所述流體可以被引導(dǎo)流經(jīng)導(dǎo)流裝置并濾經(jīng)吸附劑物質(zhì)，從而促進吸附物質(zhì)從吸附劑物質(zhì)中脫離。
優(yōu)選的是，所述導(dǎo)流裝置包括一個位于中心的對流通道，用于引導(dǎo)所述流體向上流動，并且其中吸附劑物質(zhì)能被阻止進入所述通道。
在優(yōu)選的實施例中，所述容器包括一個容納所述的吸附劑物質(zhì)的分隔的室，所述分隔的室具有能擋住所述吸附劑物質(zhì)同時允許所述流體流過的裝置。最優(yōu)選的是，所述容器可以被加壓并且所述加熱裝置包括設(shè)置在靠近所述對流道下端的電加熱器。
對流洗脫設(shè)備典型的還包括安置在所述容器內(nèi)的電解冶金池，用于從溶液中回收所述脫離的物質(zhì)。
優(yōu)選的電解冶金池包括一個適于洗脫劑流體在水平方向流動通過的容器槽。
典型的是，該槽容器是長方形容器，它具有在槽容器內(nèi)的豎直方向上交替排布的許多陽極和陰極。
在優(yōu)選的實施例中，對流通道的上部包括一轉(zhuǎn)向器，用于引導(dǎo)所述洗脫劑流體流入電解冶金池的一端。
優(yōu)選的是將該對流洗脫設(shè)備的容器暴露的表面涂上一層耐酸涂層。典型的涂層是聚合物涂層，優(yōu)選的是氟聚物涂層。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種對流洗脫方法，該方法包括在容器中盛裝處于流體中的吸附劑物質(zhì);
加熱該流體使得在容器內(nèi)產(chǎn)生對流流動;
引導(dǎo)所述流體流動，由此，在使用中，所述流體可以濾經(jīng)吸附劑物質(zhì)，從而促進所吸附物質(zhì)從吸附劑上脫離。
優(yōu)選的是，該方法進一步包括將容器加壓，使得增加通過對流洗脫的速度。
最優(yōu)選的是，該方法還包括通過電解冶金從溶液中回收脫離物質(zhì)的步驟。
為了更好地理解本發(fā)明的設(shè)備和方法，參照附圖現(xiàn)在僅通過實施例對該對流洗脫設(shè)備的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)的說明，雖然下面主要參照金的洗脫進行說明，但從一開始就應(yīng)該理解，本發(fā)明可以廣泛地應(yīng)用于其它金屬和物質(zhì)的洗脫。
在附圖中

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的金洗脫方法和設(shè)備;
圖2所法為本發(fā)明對流洗脫設(shè)備的第一個優(yōu)選實施例;
圖3所示為在圖2的設(shè)備中所采用的電解冶金池;
圖4所示為對流洗脫設(shè)備的第二個優(yōu)選實施例;
圖5所示為圖4的對流洗脫裝置的細(xì)節(jié);
圖6所示為圖5的對流洗脫裝置中采用的電解冶金池的優(yōu)選結(jié)構(gòu);
圖7(a)和(b)表示分別在圖6的電解冶金池中采用的陽極和陰極;
圖8所示為電解冶金池另一種結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖;
圖9所示為圖8的電解冶金池的平面圖;
圖10所示為包括圖8的電解冶金池的對流洗脫設(shè)備。
參照圖1，示意地表示的是被稱為Anglo American(Anglo)洗脫設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)中的金洗脫設(shè)備。Anglo洗脫設(shè)備典型地包括一個罐10，用于貯存氰化鈉和氫氧化鈉水溶液，一個泵12用于將此溶液通過熱交換器14輸送至含有活性碳柱的容器16。Anglo方法包括用經(jīng)適當(dāng)加熱的上述溶液預(yù)處理裝載的碳，然后用純水洗脫。富集金的洗脫劑由容器16流出進入貯罐18，由此用泵22將其泵出經(jīng)電解冶金池20返回到罐18。脫除了金的洗脫液不循環(huán)經(jīng)過洗脫設(shè)備，在電解冶金后可以被重新用于氰化物溶液預(yù)處理。Anglo洗脫方法可以在大氣壓下、95-98℃的溫度下操作，但在110℃和輕微加壓下洗脫可提高洗脫速度。通常可以在8-10小時內(nèi)完成洗脫。
由上面的簡要描述，可以明顯看出，Anglo金洗脫設(shè)備需要相當(dāng)長的管道和數(shù)個泵用來將流體分別通過洗脫回路和電解冶金回路輸送。在操作條件下維護這些泵和管道，以及清除堵塞、腐蝕和故障來保持設(shè)備在最大效率下運行需要可觀的費用。另外，Anglo洗脫設(shè)備需要可觀的基本建設(shè)費用來設(shè)置2個水罐10和18、熱交換器14、泵12和22和電解冶金池20，不包括用于碳柱的容器。進一步而言，Zadra和Anglo洗脫設(shè)備都需要一個獨立的高度可靠的“金室”24，用來封閉電解冶金池防止從池中回收的金發(fā)生未經(jīng)許可的轉(zhuǎn)移。
在下面對對流洗脫設(shè)備的說明中，相對于現(xiàn)有技術(shù)Zandra和Anglo金洗脫設(shè)備來說本發(fā)明的許多優(yōu)點將是不言而喻的。
圖2所示的對流洗脫設(shè)備的第一個優(yōu)選實施例，包括一個容器26，用來盛裝處于流體中的吸附劑物質(zhì)，如活性碳。容器26的結(jié)構(gòu)是一個園柱形鋼殼，它實際上是一個鍋爐，在它的內(nèi)部洗脫液流體可以被加熱到一個升高的溫度。該鍋爐設(shè)置有頂網(wǎng)28和底網(wǎng)30，兩者之間限定了一個隔離空間，在洗脫過程中，活性碳被保持在這個空間中。網(wǎng)28和30是重型金屬絲網(wǎng)，它的目數(shù)足夠的細(xì)，能防止顆粒狀碳從碳隔離空間32中跑掉。在容器26的底部設(shè)置有由多個加熱元件36組成的加熱裝置34，用來加熱盛在容器中的流體，以便在容器中產(chǎn)生對流。
在容器26中還設(shè)置有裝置38，用來引導(dǎo)由對流驅(qū)動的流體的流動，使得流體向上流動經(jīng)過該導(dǎo)流裝置38，并在隔離空間32中通過活性碳濾出，以此促進吸附物質(zhì)如金從裝載的碳上脫離。在所示的實施例中，導(dǎo)引裝置38包括位于中心的對流通道或筒子40，它安置成引導(dǎo)由對流向上驅(qū)動的流體沿著與容器26的壁平行大致豎直的方向流動。對流筒子40延伸經(jīng)過碳隔離空間32，并在鄰近筒子的低端處設(shè)有多個開口42，允許流體流入加熱室44，在該處流體被電加熱元件36加熱然后由對流驅(qū)動向上經(jīng)過筒子40。隨著容器26中所含的流體被加熱，流體由對流驅(qū)動向上通過筒子40并在筒子出口46的邊上冒出，返回到容器26的主體中以與咖啡滲濾壺相似的方式經(jīng)碳隔離空間32瀝濾。該流體優(yōu)選的是氰化鈉和氫氧化鈉的水溶液，此溶液濾經(jīng)裝載的碳，以促進金洗脫過程。洗脫液流體流經(jīng)底網(wǎng)30并重新進入加熱室44，在該處它被對流驅(qū)動向上經(jīng)過筒子40，完成循環(huán)。在高于筒子出口46的地方設(shè)置有擋水板或偏轉(zhuǎn)蓋48，使得流體向下轉(zhuǎn)向。
在經(jīng)過頂網(wǎng)28重新進入碳隔離空間32之前，洗脫液流體必須先通過電解冶金池50，該池包括陽極52和陰極54，設(shè)置在容器26中，用來從洗脫液流體中回收金和/或其它吸附的物質(zhì)。電解冶金池50的結(jié)構(gòu)和功能在下面將參照圖3進行更詳細(xì)的說明。
容器26還設(shè)置有入口56，用來向碳隔離空間32中加入有負(fù)載的碳，和出口58，用來卸出洗脫后的碳，容器26還設(shè)置有一個排液管60，用于從容器中排出用過的溶液。優(yōu)選的是在容器26外部設(shè)置一個溶液貯存罐62，并通過保持容器的上端和下端流體的溫度差來控制容器中的壓力。貯液罐62通過兩個管道與容器26相連，如圖2所示，上管的管道設(shè)置有呈冷凝器64形式的熱交換裝置，用來將從容器26輸送至貯液罐62的蒸汽流冷凝，下方的管道允許冷卻了的流體返回到容器26，以使之濾經(jīng)碳隔離空間32。保持容器26中的溫度差還有助于驅(qū)動壓力輸送期間流體內(nèi)的對流。貯液罐62設(shè)有一個安全減壓閥，用于釋放通過加熱元件36對溶液連續(xù)加熱而產(chǎn)生的額外壓力。典型的是，在120℃容器26內(nèi)的壓力保持在大約100至150kpa(標(biāo)準(zhǔn))。在一套280Kg的對流性脫設(shè)備(280Kg重的碳)中，回收90%的金所需的典型的洗脫時間為12至24小時。這種尺寸的對流洗脫設(shè)備典型的是含有5個電加熱元件，消耗電解2至3.6KW。
圖2還展示出設(shè)置有高安全性的蓋子66包住容器26的頂端，在該處安置著電解冶金池。由于進入容器26內(nèi)部的唯一途徑是通過頂端，除了破裂殼體之外，所以高可靠性的蓋子66為防止未經(jīng)允許進入電解冶金池50提供了有效的手段。
參照圖3，以剖面示的是電解冶金池50的放大的透視圖。池50包括一個由不銹鋼制成的盤形陽極52，并具有帶孔的底平面，在與對流筒子40相垂直的基本上為水平的平面上延伸。陽極52具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并且其中設(shè)有中心孔道使得它能被容納在筒子40的頂部。陰極54也具有與陽極52相似的環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)，只是陰極54的直徑顯著的大于陽極52的直徑。再有，陽極54在底部無孔，所以在其中流動的流體必須從陰極的側(cè)壁上溢流才能脫離陰極。陰極54也設(shè)有位于中心的孔道，裝有一套筒68，其尺寸適于緊密地套在對流筒子40的頂部。套筒68向上通過陽極孔道并且具有足夠的高度以保證洗脫液流過電解池，而不會沿筒子40的側(cè)壁流下。如前面所述，轉(zhuǎn)向蓋48使溶液向下轉(zhuǎn)向進入陽極52。在陽極52和陰極54之間，夾有大量的鋼絲棉70來增加陰極54的有效表面積。加在電解冶金池上的電位差典型的是約為3至4伏的直流電，電流為80至100安培。按公知的方式金發(fā)生電解冶金沉積在鋼絲棉上，使得在洗脫液中的基本上全部的金都被回收。洗脫完成后，被電沉積的鋼絲棉可以從池中取出，用于熔煉成錠。
上述的對流洗脫設(shè)備在裝于碳隔離空間32中的活性碳高達280K9重的情況下能高度成功地進行操作。然而，如果在碳隔離空間32中的活性碳的量顯著地增加，為了達到相同的金回收水平，洗脫時間比較來說變得相當(dāng)長。上述對流洗脫設(shè)備的主要限制步驟是金從電解冶金池50中被回收的速率。對于從增大量的碳上溶解于洗脫液流體的金的量增加的情況，電解冶金池50回收金的功效還不夠高。
現(xiàn)在對對流洗脫設(shè)備的第二個優(yōu)選實施例進行說明，它可以提供增大的容量而不導(dǎo)致洗脫時間顯著增加，在第一個實施例的圖2和3出現(xiàn)的標(biāo)明對應(yīng)部件和元件的標(biāo)號和對它們的說明，在下面不再重復(fù)。
圖4所示的對流洗脫設(shè)備的第二個實施例，包括容器26，其結(jié)構(gòu)和操作與第一個實施例的相似，設(shè)有碳入口56、碳出口58和溶液排放管60。與第一個實施例相比，第二個實施例的容器26的一個顯著的不同是，設(shè)計的容器的容積增加了，以適應(yīng)活性碳的量的增加。這一對流洗脫設(shè)備的實施例，設(shè)計成在它的碳隔離空間32(見圖5)中適于裝入從500Kg至約1.0噸的活性碳。更進一步的顯著不同是，在容器26的頂部設(shè)置有頂箱72。
頂箱72是對流洗脫設(shè)備的一部分，并與容器26一起構(gòu)成放大的鍋爐，對流洗脫過程在其內(nèi)部發(fā)生。容器26典型的是由不銹鋼園筒殼制成，如前面所述，而頂箱72是長方形結(jié)構(gòu)，也典型地由不銹鋼制成。頂箱72偏離容器26的的中心安置，其原因在下面可明顯看出，并且它被支架74支撐。貯液罐62呈壓力容器的結(jié)構(gòu)通過兩個管道與頂箱72相連，上面的管道設(shè)有冷凝器64用來冷凝從頂箱72傳輸?shù)劫A液罐62的蒸氣，下面的管道允許冷卻后的流體返回到頂箱72。容器26和頂箱72典型地裝載洗脫液的水平是在連接頂箱與壓力容器62的上、下管道之間的中部。與前面的實施例一樣，可以設(shè)置高度安全的蓋子66來防止未經(jīng)允許進入安有電解冶金池的頂箱72。
參照圖5，電解冶金池80在頂箱72中的位置清晰可見。下面參照圖6和7要對電解冶金池的結(jié)構(gòu)進行更詳細(xì)的說明。但在圖5中就可立即明白頂箱72偏離容器26中心設(shè)置的原因。為了使電解冶金池80的定位能使由對流驅(qū)動的洗脫劑流體，仍可以被導(dǎo)引裝置38引導(dǎo)通過池80，則頂箱72處在偏離中心的位置是必須的。在這個實施例中，用來引導(dǎo)由對流驅(qū)動的洗脫劑流體的流動的裝置38與前面實施例中的相似，包括對流筒子40，在鄰近它的下端處有多個開口42，允許流體流入加熱室44，在那里流體被電加熱元件36加熱。但在筒子40的上端，設(shè)有一個鵝頸形段84，它通過拐角段86與豎直筒子40相連。拐角段86與鵝頸段84一起構(gòu)成轉(zhuǎn)向裝置，用來將由對流向上驅(qū)動經(jīng)過筒子40的流體轉(zhuǎn)向流入電解冶金池一端的上部。
為了引導(dǎo)洗脫劑流體流入池80的上部，對流通道必須經(jīng)過容器82的端壁87和頂箱72的豎直壁。當(dāng)然，電解冶金池可以設(shè)置在位于中心的筒子40的一邊，這樣可以省去對轉(zhuǎn)向裝置的需要。然而，池80如果這樣設(shè)置，將頂箱72和容器26結(jié)合成一個單獨的自容的裝置會變得更困難，因為頂箱72要被設(shè)置在容器26偏離中心更遠(yuǎn)的位置上。另一方面，如果電解冶金池80設(shè)置在對流筒子40之上中心位置，這樣頂箱也能設(shè)置在容器26的中心位置上，拐角段86的傾斜角度將使得由對流向上驅(qū)動經(jīng)過筒子40的洗脫劑流體的流動，在它到達鵝頸段84之前被嚴(yán)重地阻礙。這樣，始于豎直筒子40頂端的拐角段86與豎直方向優(yōu)選的夾角約為45°。
在加熱室44中被加熱的洗脫劑流體被對流向上驅(qū)動經(jīng)過導(dǎo)引裝置38，以足夠的量從鵝頸段84流出，使得在容器26和頂箱72中產(chǎn)生對流流動。與前面的實施例的5個加熱元件相比，考慮到洗脫劑溶液的量有增加，在加熱室44中設(shè)置了8個加熱元件36。
現(xiàn)在參照圖6對電解冶金池80進行更詳細(xì)的說明，在圖中以透視圖對該池進行示意的表示。電解冶金池80包括一個池容器82，用于容納按箭頭A所指的水平方向流經(jīng)池的洗脫劑溶液。該溶液通過對流通道的鵝頸段84進入電解池的一端，并經(jīng)過池從出口88流出。在池容器82中豎直地設(shè)置有多個陽極盤和陰極框架，使得溶液在流出出口88之前，流經(jīng)一系列交替排布的陽極和陰極。池容器82典型地裝有交替排布的9個陽極盤90和8個陰極框架。
在圖7(a)中可以更清楚地看到，每個陽極盤90包括一個帶孔的不銹鋼長方形板，約500mm高和700mm寬。每個陰極框架92包括一個U形框架，如圖7(b)所示，和一個在框架的兩壁間水平延伸的支架94。每個陰極框架都具有纏繞在支架94和U形框架底部水平桿上、纏滿支架94全部寬度的鋼絲棉。陰極框架92和支架94都由不銹鋼制成，因此在鋼絲棉和陰極框架之間具有良好的電和熱接觸，保證了對電導(dǎo)率和熱消散的改善。再有，支架94的位置設(shè)置成，當(dāng)將陰極框架插入池容器82中時，全部鋼絲棉都能浸沒在流經(jīng)池的洗脫劑溶液中。
池容器82的內(nèi)壁上具有多個狹縫，陰極框架92和陽極盤90被容納在縫內(nèi)。在電解冶金池的交替的陰極和陽極系列的每一組間施加一電位差來產(chǎn)生電沉積電流，它的流動方向與洗脫劑溶劑的方向相同。這樣安排提高了金的回收率并改善了電解冶金池的效率。池容器優(yōu)選地是由非導(dǎo)電材料如硬塑料材料來制造。當(dāng)將電解冶金池80裝入頂箱72內(nèi)時，池容器82本部分地浸在頂箱72所含的溶液中。
上面描述的電解冶金池80對于所描述的對流洗脫設(shè)備具有特別的優(yōu)點，但同時，如果需要，也可以使用通常的多電極電解冶金池。頂箱72的設(shè)置和對流筒子的改變使得可以在對流洗脫設(shè)備內(nèi)設(shè)置更有效的電解冶金池，這又使得在設(shè)備中可以使用更大量的活性碳，這是因為金從溶液中電解冶金出的速度增加了。第二個實施例的碳隔離空間32可以裝入多達1噸的活性碳，并且在洗脫時間為12至24小時時仍可以回收90%的金。
在具有恰當(dāng)?shù)南疵撛O(shè)備的第一實施例中，在加熱室44中設(shè)置有5個加熱元件36用來加熱洗脫劑流體。在第二個實施例中，典型的是設(shè)有8個電加熱元件36來加熱總量有增加的洗脫劑流體，該流體通過對流在容器26內(nèi)循環(huán)。顯然，可以采用其它的熱源，舉例來說，氣體燃燒器，來加熱在容器26中所含的流體。
在圖8、9和10中還圖示了可在本發(fā)明的對流洗脫設(shè)備中采用的電解冶金池的進一步的實施例。在這一實施例中，池容器100呈園形，以促進洗脫劑流體沿環(huán)形方向流動，如在圖9中由箭頭C標(biāo)明的。洗脫劑流體通過流體入口102進入池容器，通過流體出口104從容器流出。流體入口102可以通過連接管106簡便地連接在對流筒子40上，筒子40向上通過池容器40的中心。入口102是多個在管106的縱向上設(shè)置的分散孔，用來在池容器的寬度上均勻地分散進來的流體。在一種可供選擇的安排中(未進行圖示)，對流筒子40的頂端設(shè)有一鵝頸形延伸段，它通入池容器100的頂端，與入口102的位置大致相同。出口104是一延長的管道，它由池容器100的底部向上延伸。
在圖8中可以看得最清楚，入口102位于接近并且稍高于出口104的位置，但它與出口被流體屏障108隔開。這樣，通過入口102進入池容器的流體被強制圍繞池容器流動并通過出口104流出。多個陰極110被交錯地安置在洗脫液的流動通道上，并在豎直方向上徑向延伸。陰極110的結(jié)構(gòu)與圖7(b)中所示的相似，在此不再重復(fù)說明。在池容器的內(nèi)壁113上設(shè)有多個狹縫114，用來在其中徑向容納陰極110。池容器的外壁112構(gòu)成電解冶金池的陽極，它與內(nèi)壁113被電絕緣層115隔開。在系列陰極的每一個與該陽極間施加電位差來產(chǎn)生電沉積電流。
一個分布板116被設(shè)置在池容器100的下面，它具有多孔的底部，用來使由出口104流出的流體在碳隔離空間32的頂端能更均勻地分布。
這一電解冶金池的實施例具有特殊的優(yōu)點，因為它為洗脫劑流體通過該池提供了相對長的流動通道，但仍在園筒形容器26所限制的范圍內(nèi)。顯然，如果設(shè)計出在流動通道內(nèi)徑向地安置陽極和陰極的簡便的方法，池容器100不一定必須是六邊形的，還可以是八邊形或直接簡單的為環(huán)形。
在上述對流洗脫設(shè)備的實施例中，容器26為延伸的園筒形鍋爐，其長度/直徑比在3至5的范圍內(nèi)。然而，只要能達到由對流驅(qū)動的洗脫劑可以通過吸附劑物質(zhì)瀝濾從而促進被吸附的物質(zhì)從吸附劑上脫離，可以采用任何形狀的容器來盛裝處于流體中的吸附劑物質(zhì)。與此相關(guān)，對于能使由對流驅(qū)動的流體流動來說，導(dǎo)引裝置38不一定必須是位于中心的單個筒子，因為導(dǎo)引裝置還可以是多通道的，或者就是一個繞碳隔離空間外側(cè)延伸的環(huán)形通道。更進一步說，雖然電解冶金池設(shè)在容器26的內(nèi)部是有優(yōu)點的，但是對本發(fā)明來說這不是必須的，池也可以與容器分開安置，盡管這需要設(shè)置單獨的安全封閉裝置。
在上述實施例中，在碳隔離空間32可以裝入有負(fù)載的碳之前，有負(fù)載的碳必須在一單獨的酸洗容器中進行酸洗。為了消除對這一附加酸洗容器的需要，則要求有負(fù)載的碳在被泵入對流洗脫設(shè)備的碳隔離空間32后能夠進行所需要的酸洗。在上述實施例中，不可能使用碳柱容器26來進行酸洗，因為鹽酸會腐蝕容器26和導(dǎo)引裝置38的不銹鋼材料。然而，這個問題可以通過在容器26、筒子40、加熱室44和加熱元件36的暴露表面涂覆適宜的耐酸涂層來解決。適宜的涂層可以是聚合物涂層例如由PTFE或FEP聚合物制成的涂層。
特別適用于本發(fā)明的是由Unasco Pty.Ltd.提供的產(chǎn)品名稱為UNASCOFLON(商標(biāo))的一種氟聚物涂層。這種氟聚物涂層與聚四氟乙烯相似并對包括鹽酸在內(nèi)的多數(shù)化學(xué)物質(zhì)具有極好的抵抗力，該氟聚物還具有顯著的抗輻射性、抗風(fēng)雨性、抗應(yīng)力斷裂性和高溫穩(wěn)定性性能。這種氟聚物獨特的化學(xué)和機械性能使得它特別好的適于本申請。另一種可以同樣滿意地適用的涂層是樹脂涂層，典型的是玻璃纖維樹脂涂層，它對由碳顆粒造成的磨損有極好的抵抗力。
通過在容器26暴露的內(nèi)表面、筒子40和加熱室44暴露的表面涂覆耐酸涂層，對流洗脫設(shè)備的容器26也可以用于酸洗。這樣，就消除了對分離于洗脫設(shè)備的酸洗容器的需要。這里敘述的對流洗脫設(shè)備的優(yōu)點之一是它可以相對容易地運往使用地點。省去一個容器更提高了設(shè)備的可移動性。
由上面的說明可以明顯地看出，這種對流洗脫設(shè)備相對于Zadra和Anglo金洗脫設(shè)備來說具有顯著的優(yōu)點。特別是，由于幾乎全部設(shè)備可以以單一設(shè)備的形式進行制造和購買，所以基本建設(shè)費用的支出可以顯著的降低。再有，由于洗脫過程可以完全被對流驅(qū)動，所以省去了大多數(shù)管道并且不需要泵?？梢匀菀椎貙υ撛O(shè)備進行改變來適應(yīng)活性碳的各種重量。
對于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見，除了已經(jīng)敘述的以外，對對流洗脫設(shè)備的優(yōu)選實施例還可以做出許多變化和改動，都不脫離該基本的發(fā)明構(gòu)思。例如，第二個實施例中的鵝頸段84不一定必須是圖示的形狀，可以用將對流通道與池容器82的一端87連接起來的多支管來代替。所以這些變化和改動都被認(rèn)為屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的實質(zhì)由前面的說明和后附的權(quán)利要求來確定。
勘誤表
權(quán)利要求
1.一種對流洗脫設(shè)備，包括一個用于盛裝處于流體中的吸附劑物質(zhì)的容器；用于加熱所述流體使得在所述容器內(nèi)產(chǎn)生對流液流的裝置；和設(shè)置在容器內(nèi)用于引導(dǎo)所述由對流驅(qū)動的流體的流動的裝置，在使用時，所述流體可以被引導(dǎo)流經(jīng)該導(dǎo)引裝置并過吸附劑物質(zhì)瀝濾，從而促進被吸附的物質(zhì)從吸附劑上脫離。
2.如權(quán)利要求1所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)引裝置包括一個位于中心的對流通道，用于引導(dǎo)所述流體向上流動，并且其中吸附劑物質(zhì)被阻止進入所述通道。
3.如權(quán)利要求2所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述的容器包括一個用于盛裝所述吸附劑物質(zhì)的隔離空間，所述隔離空間具有能擋住所述吸附劑物質(zhì)同時允許所述流體從中流過的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的對流洗脫設(shè)備，進一步包括一個裝于該容器中在所述隔離空間上方的電解冶金池，用于從溶液中回收所述被脫離的物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求4所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述電解冶金池包括一個陽極和一個陰極，它們安置成其中一個高于另一個，來促進洗脫劑流體流過該池，在使用時，在該池上施加電位差，使得所述脫離的物質(zhì)沉積在與所述陰極有電連接的電沉積表面上。
6.如權(quán)利要求5所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述陽極和陰極都是碟形盤的結(jié)構(gòu)，所述陽極具有一帶孔的底，以促進洗脫劑流體從中流過，所述陰極被安置在所述陽極的下方，并且它具有很多的鋼絲棉來提供所述的電沉積表面。
7.如權(quán)利要求6所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述陽極和陰極都具有中心孔，所述對流通道豎直延伸經(jīng)過此孔，并且進一步設(shè)有一轉(zhuǎn)向裝置，用于使通過通道向上驅(qū)動的流體轉(zhuǎn)向向下流到所述的陽極上。
8.如權(quán)利要求4所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述電解冶金池包括一個適于使洗脫劑流體在水平方向上流過的池容器。
9.如權(quán)利要求8所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于池容器是一個在池容器內(nèi)設(shè)有在豎直方向交替安置的多個陽極和陰極的長方形容器。
10.如權(quán)利要求9所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于對流通道的上部分包括一個轉(zhuǎn)向裝置，用于引導(dǎo)所述洗脫劑流體流入池容器的一端。
11.如權(quán)利要求10所述的對流洗脫設(shè)備，進一步包括一個頂箱，設(shè)在容器的緊上面，用于安置電解冶金池。
12.如權(quán)利要求8所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述池容器適于使流體在環(huán)形方向上流動，并且設(shè)有多個徑向延伸的、在豎直方向上交替安置的陽極和陰極。
13.如權(quán)利要求12所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述池容器設(shè)有一個入口和一個與所述入口相鄰的出口，該出口由一個流體屏障與入口隔開，在使用中，通過入口進入的流體必須圍繞池容器流動并經(jīng)過所述多個陽極和陰極到達出口。
14.如權(quán)利要求13所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于在池容器的下面設(shè)有一分布裝置用于將來自出口的流體均勻地在含有所述吸附劑物質(zhì)的隔離空間的頂部流動。
15.如前述權(quán)利要求任一項所述的對流洗脫設(shè)備，其特征在于所述容器可以被加壓，并且進一步設(shè)有一個單獨的貯液罐，它帶有與所述容器相連通的流體熱交換器，用于保持容器內(nèi)流體的溫度差。
16.如權(quán)利要求15所述的對流洗脫設(shè)備，進一步包括一個與所述容器相通的流體貯罐，用于通過保持容器中上部流體與下部流體之間的溫差來控制容器內(nèi)的壓力。
17.一種對流洗脫方法，該方法包括將處于流體中的吸附劑物質(zhì)裝入容器內(nèi);加熱該流體以在容器內(nèi)產(chǎn)生對流流動;引導(dǎo)所述流體的流動，在使用時，所述流體可以濾經(jīng)吸附劑物質(zhì)，從而促進被吸附的物質(zhì)從吸附劑上脫離。
18.如權(quán)利要求17所述的對流洗脫方法，進一步包括用電解冶金法從溶液中回收被脫離的物質(zhì)的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的對流洗脫方法，其特征在于由對流驅(qū)動的流體在連續(xù)地經(jīng)過所述電解冶金步驟之前，被豎直地向上驅(qū)動通過容器并且返回容器的下部區(qū)域瀝濾，形成一個連續(xù)的循環(huán)。
20.如權(quán)利要求17至19任一項所述的對流洗脫方法，進一步包括將容器加壓以增加洗脫速度。
全文摘要
對流洗脫被吸附物質(zhì)(如金)的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括設(shè)有頂網(wǎng)(28)和底網(wǎng)(30)的容器(26)，在兩網(wǎng)之間限定一隔離空間(32)，安在容器底部的多個加熱元件(36)用來加熱容器中的流體以產(chǎn)生對流。一個位于中心的對流筒子(40)以引導(dǎo)對流流體在基本與容器壁平行方向上向上流動。筒子下端附近設(shè)有多個開口(42)，使洗脫液可流入加熱室(44)。使用時，流體對流地流經(jīng)筒子，并通過吸附劑瀝濾，從而促進金洗脫過程。
文檔編號C22B3/02GK1052259SQ9010921
公開日1991年6月19日 申請日期1990年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月9日
發(fā)明者彼得·C·古森, 布雷特·克羅斯利, 伊安·湯姆林森 申請人:國際鞏固資源有限公司, 彼得·C·古森