專利名稱：離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，屬于金屬濕法冶煉技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
離子交換技術(shù)在水處理領(lǐng)域和貴重金屬回收領(lǐng)域有著突出的應(yīng)用，尤其近年 來，利用離子交換技術(shù)從拜爾法溶液中提取金屬鎵已是廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。離子交換 技術(shù)主要由吸附、洗滌、解吸、再生等幾個工藝過程組成，每個工藝過程都有相應(yīng)的反 應(yīng)和單元操作。目前離子交換技術(shù)采用的大多為密實移動床，盡管移動床技術(shù)也能將拜爾法溶 液中的金屬鎵離子交換出來，但生產(chǎn)過程中由于吸附液粘度大和雜質(zhì)多，造成吸附困 難、洗滌不徹底、解吸不完全、系統(tǒng)濃度低等缺點，直接影響了工藝產(chǎn)能和原材料消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備簡單、便于操作，又有利于降低原材料消耗、提 高回收液濃度，及能解決系統(tǒng)中雜質(zhì)的技改新工藝。本發(fā)明所述的離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，是利用固定床離子交換分離 技術(shù)，工藝過程控制如下(1)吸附種分母液順流吸附，床內(nèi)流速為5 6m/h，壓力達(dá)150KPa時逆向供風(fēng)。(2)洗滌逆向進(jìn)液風(fēng)攪拌洗滌，正向供風(fēng)壓出雜質(zhì)液體，一次或多次重復(fù)此 操作。(3)解吸二段逆流解吸，床內(nèi)流速先后為4 5m/h和3 4m/h。(4)再生首先逆向進(jìn)液風(fēng)攪拌再生，然后順流再生，床內(nèi)流速為4 5m/h。本發(fā)明采用固定床離子交換分離技術(shù)，可以在貴重金屬濕法回收行業(yè)得到廣泛 應(yīng)用，利用PLC系統(tǒng)連鎖控制氣動閥、流量計實現(xiàn)離子交換工藝中吸附、洗滌、解吸、 再生的全自動控制。經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明本發(fā)明所述的離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝科學(xué)合 理，簡單易行，工藝過程可全自動化實施，完全滿足金屬鎵的提取各項要求，所得到的 一段解吸液濃度高達(dá)1.5 1.8g/L，為后序解吸液提取金屬鎵工藝實現(xiàn)了提高產(chǎn)能、降低 消耗的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1本發(fā)明離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝流程圖。
具體實施例方式本 發(fā)明所述的離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，利用固定床離子交換分離技 術(shù)，增加壓縮空氣風(fēng)攪拌和擠壓工序，采用二段逆向解吸的辦法。具體控制步驟如下(1)吸附單元操作開啟種分母液正向進(jìn)液閥1和吸附尾液回收閥10及輸送設(shè) 備A，種分母液從反應(yīng)器中部進(jìn)入，在樹脂層中流速為5 6m/h，當(dāng)反應(yīng)器中壓力逐漸 升高到150KPa時，種分母液正向進(jìn)液閥1和吸附尾液回收閥10及輸送設(shè)備A自動關(guān)閉， 開啟逆向進(jìn)氣閥22及吸附尾液反出液閥18通入0.25 0.30MPa壓縮空氣供風(fēng)，達(dá)到設(shè)定 時間1(180 240s)后，逆向進(jìn)氣閥22及吸附尾液反出液閥18自動關(guān)閉，開啟種分母液 正向進(jìn)液閥1和吸附尾液回收閥10及輸送設(shè)備A，繼續(xù)進(jìn)行吸附，此操作解決了吸附液 粘度大樹脂層間雜質(zhì)多造成吸附困難的弊病，當(dāng)吸附累積流量達(dá)到設(shè)定Q1 (50 200m3) 后，開啟正向進(jìn)氣閥21供風(fēng)，將反應(yīng)器內(nèi)及樹脂層間的種分母液全部壓出，吸附工藝完 成，進(jìn)入下一工藝。(2)洗滌單元操作開啟洗滌劑反向進(jìn)液閥7和洗滌液反出液閥19及輸送設(shè)備 B，洗滌劑從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，當(dāng)洗滌劑累積流量達(dá)到設(shè)定值Q2 (0 20m3)后，關(guān)閉 洗滌劑反向進(jìn)液閥7和輸送設(shè)備B，開啟逆向進(jìn)氣閥22供風(fēng)，達(dá)到設(shè)定時間t2(120 150s)后，逆向進(jìn)氣閥22及洗滌液反出液閥19自動關(guān)閉，開啟正向進(jìn)氣閥21及洗滌液回 收閥11，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力P先升高至150KPa左右后降低為135KPa時，正向進(jìn)氣閥21及 洗滌液回收閥11自動關(guān)閉，開啟反應(yīng)器上排氣閥23，如此經(jīng)過一次或多次洗滌可完全清 除樹脂層間雜質(zhì)及反應(yīng)器中雜質(zhì)。(3)解吸單元操作本單元操作分兩段解吸工藝。A、一段解吸先開啟一段解吸劑進(jìn)液閥5和一段解吸液回收閥13及輸送設(shè)備 E，一段解吸劑從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，樹脂層中流速為4 5m/h，當(dāng)一段解吸液累積流 量達(dá)到Q3(0 IOm3)后，一段解吸工藝的進(jìn)出液閥門及輸送設(shè)備自動關(guān)閉，開啟正向 進(jìn)氣閥21及一段解吸劑回收閥17，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力P先升高至150KPa左右后降低為 135KPa時，正向進(jìn)氣閥21及一段解吸劑回收閥17自動關(guān)閉，開啟反應(yīng)器上排氣閥23， 完成一段解吸工藝。B、二段解吸首先關(guān)閉排氣閥23，再開啟二段解吸劑進(jìn)液閥4和二段解吸液回 收閥16及輸送設(shè)備D，二段解吸劑從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，樹脂層中流速為3 4m/h，當(dāng) 二段解吸液累積流量達(dá)到Q4(0 IOm3)后，二段解吸工藝的進(jìn)出液閥門及輸送設(shè)備自動 關(guān)閉，開啟正向進(jìn)氣閥21及二段解吸劑回收閥15，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力P先升高至150KPa 左右后降低為135KPa時，正向進(jìn)氣閥21及二段解吸劑回收閥15自動關(guān)閉，開啟反應(yīng)器 上排氣閥，完成整個解吸工藝，進(jìn)入下一工藝。(4)再生操作單元本操作單元分三步來完成。1、再生準(zhǔn)備，開啟再生劑反向 進(jìn)液閥8和再生液反出液閥20及輸送設(shè)備C，再生劑從底部進(jìn)入，再生劑累積流量達(dá)到 設(shè)定值Q5 (0 IOm3)后，關(guān)閉再生劑反向進(jìn)液閥8和輸送設(shè)備C，開啟逆向進(jìn)氣閥22供 風(fēng)，達(dá)到設(shè)定時間t3(90 120s)后，逆向進(jìn)氣閥22及再生液反出液閥20自動關(guān)閉，開 啟正向進(jìn)氣閥21及再生液回收閥12，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力P先升高至150KPa左右后降低為 135KPa時，正向進(jìn)氣閥21及再生液回收閥12自動關(guān)閉，開啟排氣閥23。2、再生過程， 開啟再生劑正向進(jìn)液閥3和再生液回收閥12及輸送設(shè)備C，再生劑從反應(yīng)器上部進(jìn)入，樹脂層中流速為4 5m/h，再生劑累積流量達(dá)到設(shè)定值Q6 (0 IOm3)后，關(guān)閉再生劑正 向進(jìn)液閥3和再生液回收液閥12及輸送設(shè)備C。3、再生后序，開啟正向進(jìn)氣閥21及再 生劑回收閥14，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力P先升高至150I^a左右后降低為135I^a時，正向進(jìn)氣 閥21及再生劑回收閥14自動關(guān)閉，開啟排氣閥23，再生過程結(jié)束。此時完成了離子交 換的一個完整周期，準(zhǔn)備下一個周期運行。
權(quán)利要求
1.一種離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，其特征在于利用固定床離子交換分離 技術(shù)，增加壓縮空氣風(fēng)攪拌和擠壓工序，采用二段逆流解吸的辦法。工藝過程控制如 下(1)吸附種分母液順流吸附，床內(nèi)流速為5 6m/h，壓力達(dá)150KPa時逆向供風(fēng)。(2)洗滌逆向進(jìn)液風(fēng)攪拌洗滌，正向供風(fēng)壓出雜質(zhì)液體，一次或多次重復(fù)此操作。(3)解吸二段逆流解吸，床內(nèi)流速先后為4 5m/h和3 4m/h。(4)再生先 逆向風(fēng)攪拌再生，后順流再生，床內(nèi)流速為4 5m/h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，其特征在于正向壓 縮空氣壓力為0.14 0.15MPa，逆向壓縮空氣壓力為0.25 0.30MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，其特征在于確定正 向壓縮空氣停止的依據(jù)是反應(yīng)器內(nèi)壓力P先升高至150KPa左右后降低為135KPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子交換法生產(chǎn)金屬鎵技改新工藝，利用固定床離子交換分離技術(shù)，增加0.25～0.30MPa壓縮空氣風(fēng)攪拌和擠壓工序，采用二段逆流解吸的辦法。工藝過程控制如下(1)吸附種分母液順流吸附，床內(nèi)流速為5～6m/h，壓力達(dá)150KPa時逆向供風(fēng)。(2)洗滌逆向進(jìn)液風(fēng)攪拌洗滌，正向供風(fēng)壓出雜質(zhì)液體，一次或多次重復(fù)此操作。(3)解吸二段逆流解吸，床內(nèi)流速先后為4～5m/h和3～4m/h。(4)再生首先逆向進(jìn)液風(fēng)攪拌再生，然后順流再生，床內(nèi)流速為4～5m/h。新工藝具有運行簡單、系統(tǒng)雜質(zhì)低、能提高產(chǎn)能、降低原材料消耗及提高裝置生產(chǎn)效率等優(yōu)點。
文檔編號C22B3/42GK102021337SQ20091017220
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者崔欣欣, 蔡軍 申請人:蔡軍