改善膠體－濁液體系可濾性的方法及對(duì)該體系的過(guò)濾方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善膠體－濁液體系可濾性的方法以及一種膠體－濁液體系過(guò)濾方法。改善膠體－濁液體系可濾性的方法，其步驟包括：將膠體－濁液體系導(dǎo)入固液分離裝置，通過(guò)該固液分離裝置對(duì)所述膠體－濁液體系中的固體懸浮物進(jìn)行固液分離；將上述固液分離后的液體導(dǎo)入帶正電極和負(fù)電極的電極池，在正電極和負(fù)電極之間接入直流電源，使液體中的膠體物質(zhì)向帶相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)并沉積；將上述除膠體后的液體導(dǎo)入調(diào)配槽，再向調(diào)配槽的液體中摻入固體懸浮顆粒并充分混合，將所述液體中剩余膠體與濁液中的固體懸浮顆粒的體積比調(diào)整至0.1～0.2。上述方法既有效去除了體系中的大量膠體，又很好的改善了體系的過(guò)濾特性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】改善膠體一濁液體系可濾性的方法及對(duì)該體系的過(guò)濾方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)膠體一濁液體系進(jìn)行處理方法，具體涉及改善膠體一濁液體系可濾 性的方法以及對(duì)膠體一濁液體系進(jìn)行過(guò)濾的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中將分散質(zhì)粒子直徑在1?100納米之間的分散系定義為膠體；將分散 質(zhì)粒子直徑在大于100納米的分散系定義為濁液。某些時(shí)候，待過(guò)濾體系（即待過(guò)濾物質(zhì)） 并非單純的濁液體系，而是混有膠體，即為膠體一濁液體系。由于膠體的存在，可能降低待 過(guò)濾體系的可濾性。具體體現(xiàn)在過(guò)濾時(shí)過(guò)濾通量較低、速度緩慢，并常常導(dǎo)致過(guò)濾介質(zhì)的快 速堵塞。另外，常規(guī)過(guò)濾方式很難大量除去膠體，進(jìn)而影響對(duì)過(guò)濾后液的后續(xù)處理過(guò)程。
[0003] 以濕法冶金中鈷的浸出液即硫酸鈷原液為例：該原液中含約0. 5?1%重量的膠 體以及大量的固體懸浮物，屬膠體一濁液體系。為除去該原液中的固體懸浮物，目前存在兩 種方法。一是直接通過(guò)板框過(guò)濾機(jī)對(duì)該原液進(jìn)行過(guò)濾，但過(guò)濾通量很小，工作效率低下，且 對(duì)膠體的去除率不高；二是對(duì)原液進(jìn)行重力沉降，但只能部分去除固體懸浮物，而幾乎無(wú)法 去除膠體。因此，導(dǎo)致后續(xù)萃取前堿液消耗量較大，并且溶液中的稀、貴金屬等不能進(jìn)行有 效回收。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題首先是提供一種改善膠體一濁液體系可濾性的方法； 其次是提供一種基于該方法的膠體一濁液體系過(guò)濾方法，以有效去除膠體和固體懸浮物。
[0005] 本發(fā)明所提供的改善膠體一濁液體系可濾性的方法，其步驟包括：將膠體一濁液 體系導(dǎo)入固液分離裝置，通過(guò)該固液分離裝置對(duì)所述膠體一濁液體系中的固體懸浮物進(jìn)行 固液分離；將上述固液分離后的液體導(dǎo)入帶正電極和負(fù)電極的電極池，在正電極和負(fù)電極 之間接入直流電源，使液體中的膠體物質(zhì)向帶相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)并沉積；將上述除膠體 后的液體導(dǎo)入調(diào)配槽，再向調(diào)配槽的液體中摻入固體懸浮顆粒并充分混合，將所述液體中 剩余膠體與濁液中的固體懸浮顆粒的體積比調(diào)整至0. 1?0. 2。
[0006] 上述方法中，首先采取了對(duì)所述膠體一濁液體系中的固體懸浮物進(jìn)行固液分離的 操作，其主要目的是為后續(xù)的除膠體處理提供有利條件，保證后續(xù)除膠體處理時(shí)的膠體去 除率；此后利用膠體本身帶電的特性，通過(guò)使膠體物質(zhì)向帶相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)并沉積來(lái) 去除液體中的膠體，該工藝的特點(diǎn)是膠體去除率高；最后通過(guò)向液體中摻入固體懸浮顆粒 并進(jìn)行充分混合，可顯著降低剩余膠體對(duì)體系可濾性的不利影響。通過(guò)上述方法，既有效去 除了體系中的大量膠體，又很好的改善了體系的過(guò)濾特性，為后續(xù)過(guò)濾創(chuàng)造了良好條件。
[0007] 上述方法中，所述固液分離裝置可能采用編織材料過(guò)濾介質(zhì)、多孔性固體過(guò)濾介 質(zhì)對(duì)膠體一濁液體系進(jìn)行過(guò)濾進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固液分離，也可能采用其他非過(guò)濾的固液分離方式 分離體系中的固體懸浮物。但采用堆積性過(guò)濾介質(zhì)對(duì)膠體一濁液體系進(jìn)行過(guò)濾的方式在本 發(fā)明中是最為適宜的，其效果較其他固液分離方式要優(yōu)異得多。其優(yōu)點(diǎn)一是處理速度快、效 率高，且固液分離效果較好；二是能利用堆積性過(guò)濾介質(zhì)的吸附作用對(duì)體系中的膠體進(jìn)行 吸附，即同時(shí)起到除膠體的作用。當(dāng)堆積性過(guò)濾介質(zhì)采用石英砂或活性炭時(shí)，通過(guò)固液分離 裝置可達(dá)到除去膠體一濁液體系中總膠體重量20 %左右的膠體物質(zhì)。
[0008] 上述任何一種方法中，所述直流電源的電壓優(yōu)選為0. 8?3伏。若直流電源的電 壓小于〇. 8伏，則明顯降低了電極對(duì)膠體的吸附力，使膠體去除率顯著劣化；若流電源的電 壓大于3伏，容易引起體系中的化學(xué)變化，增加了該方法的不可控性。直流電源的電壓可進(jìn) 一步優(yōu)選為1. 5?3伏，更優(yōu)選為1. 8?2. 5伏。
[0009] 上述任何一種方法中，所摻入的固體懸浮顆粒的直徑優(yōu)選為20?500微米。摻入 的固體懸浮顆粒的直徑若過(guò)小，容易在后續(xù)過(guò)濾中發(fā)生穿濾（即從過(guò)濾介質(zhì)中穿過(guò)），提高 過(guò)濾后液的雜質(zhì)含量；摻入的固體懸浮顆粒的直徑若大，則容易損壞系統(tǒng)中的管道、泵等設(shè) 備。固體懸浮顆粒的直徑還可進(jìn)一步優(yōu)選為80?300微米；更優(yōu)選為100?200微米。通 過(guò)對(duì)顆粒的直徑優(yōu)選，有助于提升體系在過(guò)濾中的流動(dòng)性。
[0010] 本發(fā)明的膠體一濁液體系的過(guò)濾方法，其步驟包括：通過(guò)上述任意一種改善膠 體一濁液體系可濾性的方法對(duì)待過(guò)濾的膠體一濁液體系進(jìn)行預(yù)處理；將上述預(yù)處理后的液 體導(dǎo)入膜過(guò)濾裝置從而對(duì)所述液體進(jìn)行膜微濾，膜微濾后液的固含量控制在5?10毫克/ 升以下。由于預(yù)處理過(guò)程中有效去除了膠體，同時(shí)又很好的改善了體系的過(guò)濾特性，且通過(guò) 膜微濾后體系固含量降至5?10毫克/升以下，達(dá)到膠體和固體懸浮物高效去除的效果。
[0011] 上述過(guò)濾方法中，所述膜過(guò)濾裝置優(yōu)選為錯(cuò)流過(guò)濾裝置，該膜過(guò)濾裝置與所述調(diào) 配槽或與位于錯(cuò)流過(guò)濾裝置與調(diào)配槽之間的中間槽連接進(jìn)而形成待過(guò)濾液循環(huán)流路。其 中，所述膜過(guò)濾裝置最好采用燒結(jié)金屬多孔材料過(guò)濾元件或燒結(jié)陶瓷多孔材料過(guò)濾元件。
[0012] 另外，膜過(guò)濾裝置采用的過(guò)濾元件進(jìn)一步為導(dǎo)體，該過(guò)濾元件絕緣安裝于膜過(guò)濾 裝置內(nèi)，過(guò)濾元件與膜過(guò)濾裝置的外殼之間接入電壓為5?20伏的直流電源使所述過(guò)濾元 件與膠體帶相同電荷。這樣，能夠通過(guò)相同電荷之間的排斥力阻礙膠體吸附至過(guò)濾元件，防 止過(guò)濾元件快速污染。
[0013] 上述任何一種過(guò)濾方法中，所述待過(guò)濾的膠體一濁液體系可以為濕法冶金中鎢、 鑰、鉭、銀、鈷、鎳、鈾、社、秘、錫、銅、鉛、鋅、鈦、猛、銀、金、銀、鉬、鈕、銦、釕、鋨、銥、鍺或鎵的 浸出液。本發(fā)明的過(guò)濾方法尤其適用于濕法冶金中浸出液的過(guò)濾。
[0014] 下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明及附加的方面 和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí) 踐了解到。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明膠體一濁液體系過(guò)濾方法的工藝流程圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明膠體一濁液體系過(guò)濾方法的另一工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 如圖1所示的膠體一濁液體系的過(guò)濾工藝流程，其步驟為：將膠體一濁液體系導(dǎo) 入固液分離裝置100,通過(guò)該固液分離裝置100對(duì)所述膠體一濁液體系中的固體懸浮物進(jìn) 行固液分離；將上述固液分離后的液體導(dǎo)入帶正電極220a和負(fù)電極220b的電極池200， 在正電極220a和負(fù)電極220b之間接入電壓為0.8?3伏的直流電源210,使液體中的膠 體物質(zhì)向帶相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)并沉積；將上述除膠體后的液體導(dǎo)入調(diào)配槽300,再向調(diào) 配槽300的液體中摻入直徑為20?500微米的固體懸浮顆粒A并啟動(dòng)調(diào)配槽300內(nèi)的攪 拌器310進(jìn)行充分混合，將所述液體中剩余膠體與濁液中的固體懸浮顆粒的體積比調(diào)整至 0. 1?0. 2 ;將經(jīng)過(guò)上述預(yù)處理后的液體導(dǎo)入膜過(guò)濾裝置400從而對(duì)所述液體進(jìn)行膜微濾， 膜微濾后液B的固含量控制在5?10毫克/升以下。其中，膜過(guò)濾裝置400為錯(cuò)流過(guò)濾裝 置，該膜過(guò)濾裝置400與位于錯(cuò)流過(guò)濾裝置400與調(diào)配槽300之間的中間槽500連接進(jìn)而形 成待過(guò)濾液循環(huán)流路（中間槽500與錯(cuò)流過(guò)濾裝置400之間設(shè)有循環(huán)泵410)。另外，固液 分離裝置100具體采用了石英砂或活性炭作為過(guò)濾介質(zhì)對(duì)膠體一濁液體系進(jìn)行過(guò)濾進(jìn)而 實(shí)現(xiàn)固液分離。而膜過(guò)濾裝置400中則采用了 申請(qǐng)人:所生產(chǎn)的燒結(jié)TiAl金屬間化合物多 孔材料過(guò)濾元件，該過(guò)濾元件的過(guò)濾精度> 0. 1微米，即對(duì)待過(guò)濾液體中直徑在0. 1微米以 上固體顆粒的除去率在98%以上，同時(shí)該過(guò)濾元件為良導(dǎo)體且絕緣安裝于膜過(guò)濾裝置400 內(nèi)，過(guò)濾元件與膜過(guò)濾裝置400的外殼之間接入電壓為5?20伏的直流電源使所述過(guò)濾元 件與膠體帶相同電荷。
[0018] 圖2所示的膠體一濁液體系過(guò)濾工藝流程與圖1的區(qū)別僅在于取消了中間槽500， 膜過(guò)濾裝置400直接與所述調(diào)配槽300連接形成待過(guò)濾液循環(huán)流路，循環(huán)泵410設(shè)置于調(diào) 配槽300與錯(cuò)流過(guò)濾裝置400之間。
[0019] 第一組試驗(yàn)例
[0020] 濕法冶金中鈷的浸出液即硫酸鈷原液中含約1%重量的膠體以及8%重量的固體 懸浮物。現(xiàn)通過(guò)圖1所示的膠體一濁液體系的過(guò)濾工藝流程對(duì)該原液進(jìn)行過(guò)濾凈化。首 先通過(guò)固液分離裝置100對(duì)所述原液中的固體懸浮物進(jìn)行固液分離，固液分離裝置100具 體用活性炭作為過(guò)濾介質(zhì)，除去了原液中的大部分固體懸浮物及約占原液總膠體重量20% 的膠體物質(zhì)；然后將上述固液分離后的液體導(dǎo)入電極池200,正電極220a和負(fù)電極220b之 間的電壓控制為2伏，液體中的膠體物質(zhì)向正電極220a運(yùn)動(dòng)并沉積，通過(guò)電極的吸附作用， 除去了原液中約70%重量的膠體物質(zhì)；將上述除膠體后的液體導(dǎo)入調(diào)配槽300,再向調(diào)配 槽300的液體中摻入直徑為80?300微米的固體懸浮顆粒A并啟動(dòng)調(diào)配槽300內(nèi)的攪拌 器310進(jìn)行充分混合，固體懸浮顆粒A的摻入量分別使剩余膠體與固體懸浮顆粒的體積比 為12 %、15 %、18 %、21 %和23 %，再將經(jīng)過(guò)上述預(yù)處理后的液體導(dǎo)入膜過(guò)濾裝置400從而 對(duì)所述液體進(jìn)行膜微濾，膜過(guò)濾裝置400的過(guò)濾元件與膜過(guò)濾裝置400的外殼之間的電壓 為10伏。膜微濾后液B的固含量、膠體含量，膜微濾時(shí)的平均過(guò)濾通量、過(guò)濾元件平均反沖 周期參見(jiàn)表1。其中編號(hào)1至3的試驗(yàn)，其過(guò)濾效率高且過(guò)濾元件的污染較一般情況明顯下 降。
[0021] 表 1
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 改善膠體一濁液體系可濾性的方法，其步驟包括： 將膠體一濁液體系導(dǎo)入固液分離裝置，通過(guò)該固液分離裝置對(duì)所述膠體一濁液體系中 的固體懸浮物進(jìn)行固液分離； 將上述固液分離后的液體導(dǎo)入帶正電極和負(fù)電極的電極池，在正電極和負(fù)電極之間接 入直流電源，使液體中的膠體物質(zhì)向帶相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)并沉積； 將上述除膠體后的液體導(dǎo)入調(diào)配槽，再向調(diào)配槽的液體中摻入固體懸浮顆粒并充分混 合，將所述液體中剩余膠體與濁液中的固體懸浮顆粒的體積比調(diào)整至0. 1?0. 2。
2. 如權(quán)利要求1所述的改善膠體一濁液體系可濾性的方法，其特征在于：所述固液分 離裝置采用堆積性過(guò)濾介質(zhì)對(duì)膠體一濁液體系進(jìn)行過(guò)濾進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固液分離。
3. 如權(quán)利要求2所述的改善膠體一濁液體系可濾性的方法，其特征在于：所述堆積性 過(guò)濾介質(zhì)為石英砂或活性炭。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的改善膠體一濁液體系可濾性的方法，其特征在于：所述 直流電源的電壓為〇. 8?3伏。
5. 如權(quán)利要求1、2或3所述的改善膠體一濁液體系可濾性的方法，其特征在于：所摻 入的固體懸浮顆粒的直徑為20?500微米。
6. 膠體一濁液體系的過(guò)濾方法，其步驟包括： 通過(guò)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的改善膠體一濁液體系可濾性的方法對(duì) 待過(guò)濾的膠體一濁液體系進(jìn)行預(yù)處理； 將上述預(yù)處理后的液體導(dǎo)入膜過(guò)濾裝置從而對(duì)所述液體進(jìn)行膜微濾，膜微濾后液的固 含量控制在5?10暈克/升以下。
7. 如權(quán)利要求6所述的膠體一濁液體系的過(guò)濾方法，其特征在于：所述膜過(guò)濾裝置為 錯(cuò)流過(guò)濾裝置，該膜過(guò)濾裝置與所述調(diào)配槽或與位于錯(cuò)流過(guò)濾裝置與調(diào)配槽之間的中間槽 連接進(jìn)而形成待過(guò)濾液循環(huán)流路。
8. 如權(quán)利要求6所述的膠體一濁液體系的過(guò)濾方法，其特征在于：所述膜過(guò)濾裝置采 用燒結(jié)金屬多孔材料過(guò)濾元件或燒結(jié)陶瓷多孔材料過(guò)濾元件。
9. 如權(quán)利要求8所述的膠體一濁液體系的過(guò)濾方法，其特征在于：所述膜過(guò)濾裝置采 用的過(guò)濾元件為導(dǎo)體，該過(guò)濾元件絕緣安裝于膜過(guò)濾裝置內(nèi)，過(guò)濾元件與膜過(guò)濾裝置的外 殼之間接入電壓為5?20伏的直流電源使所述過(guò)濾元件與膠體帶相同電荷。
10. 如權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的膠體一濁液體系的過(guò)濾方法，其特征 在于：所述待過(guò)濾的膠體一濁液體系為濕法冶金中鎢、鑰、鉭、鈮、鈷、鎳、鈾、釷、鉍、錫、銅、 鉛、鋅、鈦、猛、1凡、金、銀、鉬、鈕、銦、釕、鋨、銥、鍺或鎵的浸出液。
【文檔編號(hào)】B01D36/00GK104096413SQ201410304396
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】高麟, 汪濤, 吳志強(qiáng), 張強(qiáng)明, 滕岳資 申請(qǐng)人:成都易態(tài)科技有限公司