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专利名称：一种电解镍净化除杂反应槽及其方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111306721.1

专利申请（专利权）人：金川集团镍钴有限公司
权利人地址：甘肃省金昌市金川区北京路街道兰州路2号

专利发明（设计）人：辛怀达,郑军福,于英东,陈胜利,李瑞基,卢建波,贺景洲,张军,郭胜旭,吉永亮,张本军

专利摘要：本发明涉及电解镍的新液净化除杂设备技术领域，公开了一种电解镍净化除杂反应槽及其方法，所述净化除杂反应槽包括槽体、槽盖和导流装置；槽体下端设有底风管，槽体侧面设有进液口和出液口；槽盖用于封闭槽体上端开口，槽盖顶部设有通风口、氯气加入管、试剂加入口和检测口；氯气加入管深入槽体内腔三分之二深度以下，检测口处安装有pH/ORP测试仪；导流装置包括导流筒，导流筒竖向安装在槽体内腔，导流筒上端与出液口连通；其中，底风管、通风口、进液口、出液口、氯气加入管和试剂加入口上均设有自动调节阀门。本发明能够在大流量高杂质体系中进行高效除杂，并获得纯净的电解阴极液。

主权利要求：
1.一种电解镍净化除杂反应槽，其特征在于，包括：槽体，所述槽体下端设有底风管，所述槽体侧面设有进液口和出液口；
槽盖，所述槽盖用于封闭所述槽体上端开口，所述槽盖顶部设有通风口、氯气加入管、试剂加入口和检测口；所述氯气加入管深入所述槽体内腔三分之二深度以下，所述检测口处安装有pH/ORP测试仪；
导流装置，所述导流装置包括导流筒，所述导流筒竖向安装在所述槽体内腔，所述导流筒上端与所述出液口连通；
其中，所述底风管、所述通风口、所述进液口、所述出液口、所述氯气加入管和所述试剂加入口上均设有自动调节阀门；
所述导流筒还包括托盘和底座，所述托盘安装在所述导流筒上端，所述底座安装在所述导流筒下端；所述托盘其上端为伞形帽结构，所述托盘其侧面通过排液管与出液口连通；
所述底座与槽体底部接触，所述底座侧面设有多个开口；
所述导流筒通过多组固定结构固定安装在所述槽体内腔，所述固定结构包括沿所述导流筒周向分布的多根拉杆；所述拉杆一端与所述导流筒管壁固定连接，所述拉杆另一端与所述槽体内壁固定连接；
所述槽体包括：
直筒；
锥形筒，所述锥形筒对接安装在所述直筒下端。
2.根据权利要求1所述的一种电解镍净化除杂反应槽，其特征在于：所述拉杆上设有双头丝杠，所述双头丝杠可调节所述拉杆长度。
3.根据权利要求1所述的一种电解镍净化除杂反应槽，其特征在于：所述槽盖为钢衬橡胶材质。
4.根据权利要求1所述的一种电解镍净化除杂反应槽，其特征在于：所述槽体为复合衬里材质，所述复合衬里材质从外至内依次为钢筋混凝土、橡胶和陶砖。
5.根据权利要求1所述的一种电解镍净化除杂反应槽，其特征在于：所述锥形筒底部还设有排空口，所述排空口处设有衬里球阀。
6.根据权利要求1所述的一种电解镍净化除杂反应槽，其特征在于：所述槽盖上设有人孔。
7.一种电解镍净化除杂方法，所述方法基于权利要求1?6任意一项所述的电解镍净化除杂反应槽，其特征在于，包括：步骤一，开启通风口和进液口，通过进液口将电解镍反应的电解阳极液混合液加入槽体之内，直至电解阳极液混合液的液位达到槽体高度的三分之二处时关闭进液口；
步骤二，开启试剂加入口和底风管，加入试剂并通入压缩空气，同时利用pH/ORP测试仪检测混合液的pH值和电位值，所述试剂为氢氧化钠；
步骤三，待混合液的pH值到达目标pH值4.8后，开启氯气加入管通入氯气；
步骤四，待混合液的电位值达到目标值1070mV后，关闭氯气加入管并开启出液口，使反应后产生的纯净的电解阴极液经导流装置从出液口排出；
步骤五，待槽体内电解阴极液排出后，再通过通风口将槽体内残余废气排出后关闭通风口。 说明书 : 一种电解镍净化除杂反应槽及其方法技术领域[0001] 本发明涉及电解镍的新液净化除杂设备技术领域，具体是指一种电解镍净化除杂反应槽及其方法。背景技术[0002] 在镍钴湿法冶金行业中，生产电镍通常采用三种方法：一是采用可溶阳极隔膜电解工艺生产电解镍，二是采用硫酸盐电积工艺，三是采用氯化电积工艺。这三种工艺各有优缺点，其中，可溶阳极隔膜电解工艺采用经典的三段净化技术，通过中和水解除铁、置换沉铜、氯气氧化除钴，达到除去杂质，净化溶液的目的。净化后新液的纯净程度直接决定电解镍的化学质量及电镍品级率，因此，净化除杂反应槽为关键设备。[0003] 净化除杂反应槽结构及规格型号较多，有配套传动装置的机械搅拌槽，有加压加温釜及配套静态管道混合器或文丘里混合器的无动力反应槽等，在可溶阳极隔膜电解工艺中，净化除杂反应槽可同时除去Co、Fe、Pb、Zn等杂质，获得合格的电解阴极液。[0004] 但是，现有净化除杂反应槽其在大流量高杂质体系中除杂效果不尽如人意。发明内容[0005] 基于以上技术问题，本发明提供了一种电解镍净化除杂反应槽及其方法，能够在大流量高杂质体系中进行高效除杂，并获得纯净的电解阴极液。[0006] 为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：[0007] 一种电解镍净化除杂反应槽，包括槽体、槽盖和导流装置；槽体下端设有底风管，槽体侧面设有进液口和出液口；槽盖用于封闭槽体上端开口，槽盖顶部设有通风口、氯气加入管、试剂加入口和检测口；氯气加入管深入槽体内腔三分之二深度以下，检测口处安装有pH/ORP测试仪；导流装置包括导流筒，导流筒竖向安装在槽体内腔，导流筒上端与出液口连通；其中，底风管、通风口、进液口、出液口、氯气加入管和试剂加入口上均设有自动调节阀门。[0008] 进一步的，导流筒还包括托盘和底座，托盘安装在导流筒上端，底座安装在导流筒下端；托盘其上端为伞形帽结构，托盘其侧面通过排液管与出液口连通；底座与槽体底部接触，底座侧面设有多个开口。[0009] 进一步的，导流筒通过多组固定结构固定安装在槽体内腔，固定结构包括沿导流筒周向分布的多根拉杆；拉杆一端与导流筒管壁固定连接，拉杆另一端与槽体内壁固定连接。[0010] 进一步的，拉杆上设有双头丝杠，双头丝杠可调节拉杆长度。[0011] 进一步的，槽盖为钢衬橡胶材质。[0012] 进一步的，槽体为复合衬里材质，复合衬里材质从外至内依次为钢筋混凝土、橡胶和陶砖。[0013] 进一步的，槽体包括直筒和锥形筒，锥形筒对接安装在直筒下端。[0014] 进一步的，锥形筒底部还设有排空口，排空口处设有衬里球阀。[0015] 进一步的，槽盖上设有人孔。[0016] 本发明还公开了一种电解镍净化除杂方法，基于上述的电解镍净化除杂反应槽，包括：[0017] 步骤一，开启通风口和进液口，通过进液口将电解镍反应的电解阳极液混合液加入槽体之内，直至电解阳极液混合液的液位达到槽体高度的三分之二处时关闭进液口；[0018] 步骤二，开启试剂加入口和底风管，加入试剂并通入压缩空气，同时利用pH/ORP测试仪检测混合液的pH值和电位值，试剂为氢氧化钠；[0019] 步骤三，待混合液的pH值到达目标pH值4.8后，开启氯气加入管通入氯气；[0020] 步骤四，待混合液的电位值达到目标值1070mV后，关闭氯气加入管并开启出液口，使反应后产生的纯净的电解阴极液经导流装置从出液口排出；[0021] 步骤五，待槽体内电解阴极液排出后，再通过通风口将槽体内残余废气排出后关闭通风口。[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0023] 本发明通过净化除杂反应槽，适合于处理大流量高杂溶液，可实现自动连锁控制，连续稳定生产，可除去电解阳极液或外来混合液中的Co、Fe、Pb、Zn等杂质元素，获得纯净的电解阴极液，满足生产高品质电解镍的要求。附图说明[0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：[0025] 图1为电解镍净化除杂反应槽结构示意图。[0026] 图2为槽盖俯视图。[0027] 图3为电解镍净化除杂反应槽俯视图(去除槽盖)。[0028] 图4为电解镍净化除杂方法流程示意图。[0029] 其中，1槽盖，2伞形帽，3托盘，4槽体，5导流筒，6拉杆，7双头丝杠，8底座，9底风管，10氯气加入管，11进液口，12通风口，13检测口，14试剂加入口，15人孔，16排液管，17出液口。具体实施方式[0030] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。[0031] 除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。[0032] 图1～图3是本申请一些实施例所示的电解镍净化除杂反应槽的结构示意图，以下将结合图1～图3对本申请所涉及的电解镍净化除杂反应槽进行介绍。需要注意的是，图1～图3仅作为示例，并不对电解镍净化除杂反应槽的具体形状和结构形成限定。[0033] 参阅图1～图3，在一些实施例中，一种电解镍净化除杂反应槽，包括槽体4、槽盖1和导流装置；槽体4下端设有底风管9，槽体4侧面设有进液口11和出液口17；槽盖1用于封闭槽体4上端开口，槽盖1顶部设有通风口12、氯气加入管10、试剂加入口14和检测口13；氯气加入管10深入槽体4内腔三分之二深度以下，检测口13处安装有pH/ORP测试仪；导流装置包括导流筒5，导流筒5竖向安装在槽体4内腔，导流筒5上端与出液口17连通；其中，底风管9、通风口12、进液口11、出液口17、氯气加入管10和试剂加入口14上均设有自动调节阀门。[0034] 其中，底风管9、通风口12、进液口11、出液口17、氯气加入管10和试剂加入口14上均设有自动调节阀门，多个自动调节阀门之间、自动调节阀门与pH/ORP测试仪之间可以连锁控制，由此，可实现电解镍净化除杂过程的自动控制。[0035] 其中，氯气加入管10深入槽体4内腔三分之二深度以下其目的在于获得较好的反应深度。[0036] 优选的，底风管9、通风口12、进液口11、出液口17、氯气加入管10和试剂加入口14均设有法兰接口，以方便通过法兰接口与各类管道进行对接。[0037] 优选的，槽盖1与槽体4之间通过法兰固定连接。[0038] 具体的，通风口12一般采用自然通风。优选的，为了将槽体4内废气尽快排出，通风口12可接入引风机，槽体4内的废气通过引风机排出并净化吸收后达标排放。[0039] 优选的，导流装置为玻璃钢材质。[0040] 优选的，氯气加入管10、底风管9为钢衬橡胶材质。[0041] 在一些实施例中，导流筒5还包括托盘3和底座8，托盘3安装在导流筒5上端，底座8安装在导流筒5下端；托盘3其上端为伞形帽2结构，托盘3其侧面通过排液管16与出液口17连通；底座8与槽体4底部接触，底座侧面设有多个开口。[0042] 其中，托盘3与其伞形帽2结构可以防止气提排液时发生喷溅。[0043] 其中，底座8与槽体4底部接触可对导流筒5起支撑作用，且由于底座8侧面开设有多个开口，并不会影响排液。[0044] 在一些实施例中，导流筒5通过多组固定结构固定安装在槽体4内腔，固定结构包括沿导流筒5周向分布的多根拉杆6；拉杆6一端与导流筒5管壁固定连接，拉杆6另一端与槽体4内壁固定连接。[0045] 其中，拉杆6的作用在于导流筒5进行固定，从而使导流筒5能够固定安装在槽体4之内。[0046] 优选的，为了避免保证拉杆6强度和防止其腐蚀，拉杆6为钛材材质。[0047] 优选的，拉杆6上设有双头丝杠7，双头丝杠7可调节拉杆6长度。[0048] 其中，通过双头丝杠7调节拉杆6长度可以伸长拉杆6长度，使拉杆6一端抵紧导流筒5管壁，其另一端抵紧槽体4内壁，再通过周向布置的拉杆6的作用力，对导流筒5和槽体4内壁进行支撑加固。[0049] 进一步的，槽盖1为钢衬橡胶材质。[0050] 优先的，槽盖1其内衬的橡胶为预硫化丁基橡胶，预硫化丁基橡胶具有物理机械性能良好、耐老化、耐热性能好的优点。此外，预硫化丁基橡胶还对各种的酸、碱、盐能腐蚀性介质具有优异的抗耐能力，并具有气密性、水密性良好的优点。[0051] 在一些实施例中，槽体4为复合衬里材质，复合衬里材质从外至内依次为钢筋混凝土、橡胶和陶砖。[0052] 优选的，橡胶为预硫化丁基橡胶。具体的，内衬的橡胶厚度为5毫米用于作为隔离层。[0053] 优选的，陶砖为耐酸耐温陶砖。[0054] 在一些实施例中，槽体4包括直筒和锥形筒，锥形筒对接安装在直筒下端。[0055] 优选的，锥形筒底部还设有排空口，排空口处设有衬里球阀。[0056] 其中，排空口处的衬里球阀平时处于关闭状态，如遇设备检修时，打开衬里球阀，排出残余溶液及浆料，方便检修清理槽体4。[0057] 在一些实施例中，槽盖1上设有人孔15。[0058] 其中，人孔15是指用于人员进出设备以便安装、检修和安全检查的开孔结构。主要由短筒节(或短管)、法兰和带把手的人孔15盖组成。[0059] 参阅图4，在一些实施例中，本申请还公开了一种电解镍净化除杂方法，基于上述的电解镍净化除杂反应槽，包括：[0060] 步骤一，开启通风口12和进液口11，通过进液口11将电解镍反应的电解阳极液混合液加入槽体4之内，直至电解阳极液混合液的液位达到槽体4高度的三分之二处时关闭进液口11；[0061] 优选的，通风口12为自然通风。[0062] 具体的，电解阳极液混合液是指电解阳极液与其他杂质的混合液。[0063] 步骤二，开启试剂加入口14和底风管9，加入试剂并通入压缩空气，同时利用pH/ORP测试仪检测混合液的pH值和电位值，试剂为氢氧化钠；[0064] 其中，通过底风管9通入的压缩空气用于提供混合液与氯气、试剂充分反应的充足动力，使氯气和混合液在空气搅动下充分反应；[0065] 其中，试剂氢氧化钠的作用是用于调节槽体4内溶液的pH值；[0066] 步骤三，待混合液的pH值到达目标pH值4.8后，开启氯气加入管10通入氯气；[0067] 步骤四，待混合液的电位值达到目标值1070mV后，关闭氯气加入管10并开启出液口17，使反应后产生的纯净的电解阴极液经导流装置从出液口17排出；[0068] 步骤五，待槽体4内电解阴极液排出后，再通过通风口12将槽体4内残余废气排出后关闭通风口12。[0069] 在本实施例中，电解镍净化除杂方法的原料为电解后的阳极液和外来含镍原液，经过除杂反应槽净化除杂，除去阳极液中的Co、Fe、Pb、Zn等杂质元素，除杂后的溶液为纯净的新液，可重新泵入电解系统生产电解镍。新液进入电解系统称为阴极液，阴极液的纯净程度决定电解镍的质量及品级率，阴极液的纯净程度不但与关键控制参数有关，也与除杂反应槽结构及材质有关。上述电解镍净化除杂方法既能满足工况条件的需要，使系统长周期稳定运行，同时也能生产出高品质新液，生产出高品质电解镍。[0070] 如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2021-11-05

专利公开日期：2024-10-29

专利公告号：CN113957490B