CN113046580B - 钪萃取预处理系统及含钪溶液的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钪萃取预处理系统及含钪溶液的处理方法，钪萃取预处理系统包括：调质部，调质部具有第一入口、第二入口和调质液出口，第一入口用于输入含钪溶液，第二入口用于输入浓硫酸，调质液出口用于输出调质液；陈化沉降部，陈化沉降部具有从上向下分布的第一溢流口、第一进液口和第一排渣口，第一进液口和调质液出口连通；固定床，固定床具有从上向下分布的第二进液口、第二溢流口和第二排渣口，第二进液口和第一溢流口连通；第一输送泵，第一排渣口和第二排渣口均和第一输送泵连通。采用该方案，可有效降低含钪溶液中的固体颗粒含量，完成陈化沉降过程，并且无需使用多个槽体，设备投资少，减少了产品的生产周期。

Description

钪萃取预处理系统及含钪溶液的处理方法

技术领域

本发明涉及钪萃取预处理领域，具体而言，涉及一种钪萃取预处理系统及含钪溶液的处理方法。

背景技术

钪在地壳中分布极为分散，是典型的稀散金属元素。由于钪在矿物中的含量非常低，只能从组成复杂的原料综合回收并富集、分离和提取钪。目前，富集于铀钍矿、红土镍矿、铝土矿、钛铁矿、锆英砂矿等副产品中的钪是自然界中具有工业意义的钪资源。

红土镍矿提钪工艺流程中，进入萃取工序的含钪溶液温度较高，达50～60℃，且含有过饱和的硫酸钙及少量固体颗粒，若直接进入萃取体系会形成萃取第三相，降低萃取效率，造成萃取剂损失，影响生产正常运行。因此，需要对含钪溶液进行预处理，陈化静置一定时间将溶液温度降至室温，降低溶液中固体颗粒物含量，同时尽可能减少进入萃取体系的钙离子，从而稳定生产过程。

对于该预处理方案，业内普遍做法是采用平底槽静置陈化，陈化时需要至少三个槽体，分别用于进液、静置陈化、排液，设备投资大，占地多，且产品生产周期长。

发明内容

本发明提供了一种钪萃取预处理系统及含钪溶液的处理方法，以对含钪溶液处理进行优化。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种钪萃取预处理系统，包括：调质部，所述调质部具有第一入口、第二入口和调质液出口，所述第一入口用于输入含钪溶液，所述第二入口用于输入浓硫酸，所述调质液出口用于输出调质液；陈化沉降部，所述陈化沉降部具有从上向下分布的第一溢流口、第一进液口和第一排渣口，所述第一进液口和所述调质液出口连通；固定床，所述固定床具有从上向下分布的第二进液口、第二溢流口和第二排渣口，所述第二进液口和所述第一溢流口连通；第一输送泵，所述第一排渣口和所述第二排渣口均和所述第一输送泵连通。

进一步地，所述固定床还包括回流口，所述回流口位于所述第二溢流口和所述第二排渣口之间，所述钪萃取预处理系统还包括：溢流中间槽，所述固定床通过所述溢流中间槽和所述陈化沉降部连通，所述溢流中间槽具有第三入口、第四入口和出液口，其中，所述第三入口和所述第一溢流口连通，所述出液口和所述第二进液口连通，所述第四入口和所述回流口连通。

进一步地，所述钪萃取预处理系统还包括：第二输送泵，设置在连通所述出液口和所述第二进液口的管路上。

进一步地，所述溢流中间槽的位置低于所述回流口，所述钪萃取预处理系统还包括：第一阀门，设置在连通所述第四入口和所述回流口的管路上。

进一步地，所述钪萃取预处理系统还包括：液位计，和所述固定床连接，以检测所述固定床内的液位；第一浊度仪，和所述陈化沉降部连接；控制部，所述液位计、所述第一浊度仪和所述第一阀门均和所述控制部电连接。

进一步地，所述钪萃取预处理系统还包括：温度监测计，设置在所述陈化沉降部的第一溢流口处；第一浊度仪，和所述陈化沉降部连接；第二浊度仪，和所述调质部连接。

进一步地，所述钪萃取预处理系统还包括：第一进液阀门，所述第一进液阀门和所述第一入口连接；第二进液阀门，所述第二进液阀门和所述第二入口连接；控制部，所述第一进液阀门、所述第二进液阀门、所述温度监测计、所述第一浊度仪和所述第二浊度仪均和所述控制部电连接。

进一步地，所述调质部包括第一槽体和搅拌装置，所述第一入口、所述第二入口和所述调质液出口均位于所述第一槽体上，所述搅拌装置位于所述第一槽体内。

进一步地，所述陈化沉降部包括第二槽体、布液管、沉降斜板和排渣斗，所述布液管和所述沉降斜板均设置在所述第二槽体的腔体内，所述布液管位于所述沉降斜板的下方，所述排渣斗位于所述第二槽体的下方，所述排渣斗和所述第二槽体的腔体连通；所述第一溢流口和所述第一进液口位于所述第二槽体上，所述第一排渣口位于所述排渣斗的下部。

进一步地，所述固定床包括筒体、锥形体、导流筒和澄清结构，其中，所述澄清结构设置在所述筒体内，所述导流筒穿过所述澄清结构，所述锥形体位于所述筒体的下方，所述锥形体和所述筒体连通，所述澄清结构包括多个树脂颗粒，所述第二进液口位于所述导流筒的上部，所述第二溢流口位于所述筒体的上部，所述第二排渣口位于所述锥形体的下部。

本发明的另一实施例提供了一种含钪溶液的处理方法，包括：将含钪溶液和浓硫酸输入调质部，以在所述调质部中制成调质液；将所述调质液输入陈化沉降部进行固体颗粒的沉降；将从所述陈化沉降部溢流出的溶液输入固定床进行过滤，所述陈化沉降部的上部溢流出过滤后的溶液。

进一步地，所述含钪溶液的处理方法还包括：检测所述调质部内的溶液和所述陈化沉降部内的溶液的浊度；根据所述调质部内的溶液浊度和所述陈化沉降部内的溶液浊度对比，调整含钪溶液和浓硫酸输入所述调质部的速度。

进一步地，所述含钪溶液的处理方法还包括：检测所述陈化沉降部内的溶液的温度；根据所述陈化沉降部内的溶液温度，调整溶液在所述陈化沉降部内的停留时间。

进一步地，所述含钪溶液的处理方法还包括：检测所述固定床内的溶液的液位；在所述固定床内的溶液的液位达到预设值的情况下，停止向所述固定床内输入溶液，将所述固定床内的溶液回流至溢流中间槽。

进一步地，所述含钪溶液的处理方法还包括：定期排出所述陈化沉降部和所述固定床底部的浆料；对排出的浆料进行固液分离，将分离后得到的含钪溶液返回所述调质部。

进一步地，含钪溶液与浓硫酸在所述调质部中的混合质量比为1：0.01～0.2，调质液的pH范围为0.1～2；溶液在陈化沉降部内的停留时间为12～72h，经过自然冷却降温，溶液温度降至20～35℃，经过沉降后，溶液浊度下降幅度为50～95％；从所述固定床溢流出的溶液浊度范围为10～100ppm，溶液中硫酸钙浓度范围为0.01％～0.1％。

应用本发明的技术方案，提供了一种钪萃取预处理系统，包括：调质部，调质部具有第一入口、第二入口和调质液出口，第一入口用于输入含钪溶液，第二入口用于输入浓硫酸，调质液出口用于输出调质液；陈化沉降部，陈化沉降部具有从上向下分布的第一溢流口、第一进液口和第一排渣口，第一进液口和调质液出口连通；固定床，固定床具有从上向下分布的第二进液口、第二溢流口和第二排渣口，第二进液口和第一溢流口连通；第一输送泵，第一排渣口和第二排渣口均和第一输送泵连通。采用该方案，通过含钪溶液和浓硫酸在调质部中的混合，溶液中的硫酸钙可析出成为固体颗粒，然后在陈化沉降部中溶液可实现沉降和粗过滤，然后溶液进入固定床实现精过滤。采用该方案，可有效降低含钪溶液中的固体颗粒含量，完成陈化沉降过程，并且无需使用多个槽体，设备投资少，减少了产品的生产周期。采用该方案，可实现自动连续化处理溶液，与后续萃取过程匹配。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的钪萃取预处理系统的结构示意图；

图2示出了图1中的陈化沉降部的结构示意图；

图3示出了图1中的固定床的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、调质部；11、第一槽体；12、搅拌装置；20、陈化沉降部；21、第二槽体；22、布液管；23、沉降斜板；24、排渣斗；30、固定床；31、筒体；32、锥形体；33、导流筒；34、澄清结构；41、第一输送泵；42、第二输送泵；43、第一阀门；50、溢流中间槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明的实施例提供了一种钪萃取预处理系统，包括：调质部10，调质部10具有第一入口、第二入口和调质液出口，第一入口用于输入含钪溶液，第二入口用于输入浓硫酸，调质液出口用于输出调质液；陈化沉降部20，陈化沉降部20具有从上向下分布的第一溢流口、第一进液口和第一排渣口，第一进液口和调质液出口连通；固定床30，固定床30具有从上向下分布的第二进液口、第二溢流口和第二排渣口，第二进液口和第一溢流口连通；第一输送泵41，第一排渣口和第二排渣口均和第一输送泵41连通。

采用该方案，通过含钪溶液和浓硫酸在调质部10中的混合，溶液中的硫酸钙可析出成为固体颗粒，然后在陈化沉降部20中溶液可实现沉降和粗过滤，然后溶液进入固定床30实现精过滤。采用该方案，可有效降低含钪溶液中的固体颗粒含量，完成陈化沉降过程，并且无需使用多个槽体，设备投资少，减少了产品的生产周期。

在本实施例中，固定床30还包括回流口，回流口位于第二溢流口和第二排渣口之间，钪萃取预处理系统还包括：溢流中间槽50，固定床30通过溢流中间槽50和陈化沉降部20连通，溢流中间槽50具有第三入口、第四入口和出液口，其中，第三入口和第一溢流口连通，出液口和第二进液口连通，第四入口和回流口连通。固定床30使用一段时间后，会达到饱和状态，影响过滤效果。此时可将固定床30内的溶液回流至溢流中间槽50，然后对固定床30清洗，从而保证正常生产。因此，上述设置可便于固定床30的清洗。

在本实施例中，钪萃取预处理系统还包括：第二输送泵42，设置在连通出液口和第二进液口的管路上。第二输送泵42用于将溢流中间槽50内的溶液输送至固定床30。

在本实施例中，溢流中间槽50的位置低于回流口，钪萃取预处理系统还包括：第一阀门43，设置在连通第四入口和回流口的管路上。溢流中间槽50的位置低于回流口可便于固定床30内的溶液回流。在正常生产时，第一阀门43关闭，以避免固定床30内的溶液回流。

在本实施例中，钪萃取预处理系统还包括第三泵体，第三泵体设置在连通调质液出口和第一进液口的管路上。第三泵体用于将调质部10内的溶液输入到陈化沉降部20内。

在本实施例中，钪萃取预处理系统还包括：液位计，和固定床30连接，以检测固定床30内的液位；第一浊度仪，和陈化沉降部20连接；控制部，液位计、第一浊度仪和第一阀门43均和控制部电连接。通过液位计可检测固定床30内的液位，通过第一浊度仪可检测陈化沉降部20内上部的溶液的浊度。这样可判断固定床30的使用效果，若检测到液位明显上升或浊度明显上升，需要对固定床30进行清洗。通过控制部和不同部件的配合，可实现自动检测和清洗，提高了自动化程度。

在本实施例中，钪萃取预处理系统还包括：温度监测计，设置在陈化沉降部20的第一溢流口处；第一浊度仪，和陈化沉降部20连接；第二浊度仪，和调质部10连接。这样可在线检测陈化沉降部20内的溶液的温度以及浊度，并且可检测调质部10内的溶液的浊度。通过检测出的数值，可对生产条件进行调整，以提高沉降效果。

在本实施例中，钪萃取预处理系统还包括：第一进液阀门，第一进液阀门和第一入口连接；第二进液阀门，第二进液阀门和第二入口连接；控制部，第一进液阀门、第二进液阀门、温度监测计、第一浊度仪和第二浊度仪均和控制部电连接。通过上述设置，可根据检测结果调整含钪溶液和浓硫酸的注入量、注入速度等参数，从而优化生产过程。

在本实施例中，调质部10包括第一槽体11和搅拌装置12，第一入口、第二入口和调质液出口均位于第一槽体11上，搅拌装置12位于第一槽体11内。这样可通过搅拌装置12对混合溶液进行搅拌，以使溶液充分混合。

在本实施例中，陈化沉降部20包括第二槽体21、布液管22、沉降斜板23和排渣斗24，布液管22和沉降斜板23均设置在第二槽体21的腔体内，布液管22位于沉降斜板23的下方，排渣斗24位于第二槽体21的下方，排渣斗24和第二槽体21的腔体连通；第一溢流口和第一进液口位于第二槽体21上，第一排渣口位于排渣斗24的下部。通过上述设置，可提高溶液中的固体颗粒的沉降效果。第二槽体21上部溢出含固体颗粒少的溶液继续处理。

具体地，固定床30包括筒体31、锥形体32、导流筒33和澄清结构34，其中，澄清结构34设置在筒体31内，导流筒33穿过澄清结构34，锥形体32位于筒体31的下方，锥形体32和筒体31连通，澄清结构34包括多个树脂颗粒，第二进液口位于导流筒33的上部，第二溢流口位于筒体31的上部，第二排渣口位于锥形体32的下部。从导流筒33进入的溶液经过澄清结构34过滤，然后从筒体31的上部溢出，这样提高了过滤效果。

本发明的另一实施例提供了一种含钪溶液的处理方法，包括：将含钪溶液和浓硫酸输入调质部10，以在调质部10中制成调质液；将调质液输入陈化沉降部20进行固体颗粒的沉降；将从陈化沉降部20溢流出的溶液输入固定床30进行过滤，陈化沉降部20的上部溢流出过滤后的溶液。

进一步地，含钪溶液的处理方法还包括：检测调质部10内的溶液和陈化沉降部20内的溶液的浊度；根据调质部10内的溶液浊度和陈化沉降部20内的溶液浊度对比，调整含钪溶液和浓硫酸输入调质部10的速度。这样可实现自动检测和调节，保证生产效果。

在本实施例中，含钪溶液的处理方法还包括：检测陈化沉降部20内的溶液的温度；根据陈化沉降部20内的溶液温度，调整溶液在陈化沉降部20内的停留时间。这样可将陈化沉降部20内的溶液调整到合适的温度。

在本实施例中，含钪溶液的处理方法还包括：检测固定床30内的溶液的液位；在固定床30内的溶液的液位达到预设值的情况下，停止向固定床30内输入溶液，将固定床30内的溶液回流至溢流中间槽50。通过液位高度可判断固定床30是否正常工作，若液位过高，说明固定床30内的固体颗粒饱和，阻碍了溶液流动，此时将固定床30内的溶液回流至溢流中间槽50，便于对固定床30进行清洗。该方法实现了自动化、连续化生产。

在本实施例中，含钪溶液的处理方法还包括：定期排出陈化沉降部20和固定床30底部的浆料；对排出的浆料进行固液分离，将分离后得到的含钪溶液返回调质部10。将分离后得到的含钪溶液返回调质部10可避免资源浪费。

具体地，含钪溶液与浓硫酸在调质部10中的混合质量比为1：0.01～0.2，调质液的pH范围为0.1～2；溶液在陈化沉降部20内的停留时间为12～72h，经过自然冷却降温，溶液温度降至20～35℃，经过沉降后，溶液浊度下降幅度为50～95％；从固定床30溢流出的溶液浊度范围为10～100ppm，溶液中硫酸钙浓度范围为0.01％～0.1％。通过上述参数的设置，可保证含钪溶液的良好处理效果。

为了便于理解本方案，下面进一步进行说明。

现有技术中，对于含钪溶液的预处理方案，业内普遍做法是采用平底槽静置陈化，再泵送至PE微孔过滤管精滤器进行精滤。该方案存在以下问题：1、陈化时需要至少3个槽体，分别用于进液、静置陈化、排液，设备投资大，占地多，且使得在产品周期延长，增加了企业流动资金占用量；2、陈化槽排液时槽底的沉降颗粒层会产生扰动，导致沉降效果较差；3、陈化槽定期需人工清渣，劳动强度大；4、微孔精滤器采用PE微孔过滤管进行过滤，该过滤管为耗材，使用一段时间后因滤饼堵塞微孔而无法再生，需要进行更换，增加运行成本。

本方案主要针对上述预处理流程存在的不足，提供一种含钪溶液的预处理系统及方法。

含钪溶液的预处理系统(即钪萃取预处理系统)包括调质部、陈化沉降部及固定床。其中，调质部包括调质槽；陈化沉降部包括调质溶液泵、陈化沉降槽；固定床包括溢流中间槽、溢流泵、固定床澄清器和底流泵。

调质槽设有含钪溶液入口、浓硫酸入口及调质液出口，含钪溶液入口及浓硫酸入口位于调质槽顶部，调质液出口位于调质槽侧面底部，调质槽内设1支双层搅拌桨。陈化沉降槽为矩形结构，底部设排渣斗，设有调质液入口、溢流出口及排渣口，调质液入口位于侧面底部，溢流出口位于调质液入口对面侧部的顶部，排渣口位于排渣斗底部。溢流中间槽设有溢流入口、反洗接液口及溢流排口，溢流入口和反洗接液口位于槽顶部，溢流液排口位于溢流中间槽侧面底部。固定床澄清器底部设排渣斗，槽体设有进液口、溢流口、回流口和排渣口，进液口位于固定床澄清器的顶部，溢流口位于侧壁顶部，回流口位于侧壁底部，排渣口位于排渣斗的底部。

可选地，含钪溶液通过计量装置与调质槽的含钪溶液入口相连。浓硫酸通过计量装置与调质槽浓硫酸入口相连，这样便于监测和控制溶液输入量和比例。调质槽调质液出口通过变频离心泵与陈化沉降槽调质液入口相连。陈化调质槽溢流出口与溢流中间槽溢流入口相连。溢流中间槽溢流排口通过变频离心泵与固定床澄清器进液口相连。溢流中间槽滤液与固定床澄清器回流口相连。

可选地，调质槽为圆筒形结构，搅拌装置的双层桨式搅拌桨为上下两层布置在搅拌轴上，用于溶液混合。陈化沉降槽排渣口及固定床澄清器排渣口与渣浆泵相连。陈化沉降槽内部与调质液入口同高位置设若干布液管，与溢流口同高的位置设溢流堰。可选地，在沉降槽内放置一排倾角为45°的斜板(即沉降斜板)，斜板间距约80-100mm。

进一步地，固定床澄清器上部为圆筒形，下部为倒圆锥容器。澄清器上部中心位置设有上下方向的导流筒。可选地，导流筒底部和外部沿径向方向设一层钢丝网，容器内圆筒与圆锥形状的连接处同样沿径向方向设一层钢丝网，澄清器内填装若干直径为3mm左右的树脂颗粒。这样可起到良好的过滤效果。

本发明还提供了一种连续处理含钪萃取溶液的方法(即含钪溶液的处理方法)，该方法包括以下步骤：

步骤一：含钪溶液送入调质槽，与浓硫酸按一定比例混合，制成调质液，溶液中的过饱和硫酸钙在硫酸的同离子效应下析出成为固体颗粒；

步骤二：步骤一中的调质液由泵送入陈化沉降槽，在布液管的作用下均匀进入陈化沉降槽内，较大的固体颗粒自然沉降进入排渣斗，细小的固体颗粒随溶液流向向上运动，在斜板构成的沉降区域内由于流体流向改变，固体颗粒与斜板接触沉降下来，同样进入排渣斗，溶液从陈化沉降槽上部溢流堰进入溢流口排出。溢流出口设温度计，同时调质液及溢流的浊度通过在线浊度仪进行测量，反馈给控制系统。控制系统根据调质液和溢流的浊度对比判断沉降效果，作为调节进液泵电流频率的依据。

步骤三：步骤二中溢流经溢流中间槽用变频离心泵送入固定床澄清器中。通过导流筒进入澄清器底部，再经过由树脂颗粒组成的固定床过滤区域，被树脂颗粒球吸附其中的固体颗粒，清水上升，通过溢流水管路排走，完成精滤过程。溢流水的浊度通过在线浊度仪进行测量，反馈给控制系统。过滤系统的树脂颗粒球经过一段时间之后，会达到饱和状态，阻碍上升水路，导致导流筒的液位上升，通过超声波液位计的液位测量，反馈到控制系统。控制系统通过从浊度仪和液位计反馈的信号数据判断，需要对树脂颗粒球进行反冲操作时，控制进料泵关闭、反冲水管的电动阀门开启，使固定床澄清器中的料浆快速自流回溢流中间槽中。在液位下降的过程中，树脂颗粒球之间因扰动产生摩擦，吸附的固体颗粒会沉降进入排渣斗从而达到清洗的目的。在清洗过程结束后(由超声波液位计提供液位信号进行判断)，控制系统关闭反冲水管的电动阀门，重新开启进液的变频离心泵，进行精滤。

步骤四：底流泵定期开启，将陈化沉降槽及固定床澄清器底部的相对高浓度料浆排走，进行液固分离后，滤液作为含钪溶液返回调质槽。

上述步骤一中含钪溶液与浓硫酸的混合质量比为1：0.01～0.2，调质液的控制pH范围为0.1～2。进一步地，针对某些不含硫酸钙的溶液，可以不经调质直接进入下一步骤。

上述步骤二中调质液在陈化沉降槽内的停留时间为12～72h，经过自然冷却降温，溶液温度降至20～35℃，经过陈化沉降槽，溶液浊度下降幅度50～95％。

上述步骤三中溢流的控制浊度范围为10～100ppm，溶液中硫酸钙浓度小于0.01％～0.1％。

采用上述方案的示意性实施例说明如下：

实施例1

(1)将60℃的含钪溶液送入调质槽，与浓硫酸按1:0.01比例混合，制成调质液，调质液pH值为2；

(2)将步骤(1)中得到的调质液经泵送入陈化沉降槽，调节调质液输送离心泵的电流频率，使溶液在槽内停留时间控制在12h，在线浊度仪显示，进液浊度为200ppm，溢流出口浊度为100ppm，溶液浊度下降50％，溢流温度降至35℃；

(3)将步骤(2)得到的溢流经溢流中间槽用变频离心泵送入固定床澄清器中，经过澄清器精滤后，溢流中浊度为80ppm，溶液中硫酸钙浓度为0.1％；

本实施例中的溶液硫酸钙脱除率为60％，浊度降至80ppm，温度降至35℃。

实施例2

(1)将50℃的含钪溶液送入调质槽，与浓硫酸按1:0.1比例混合，制成调质液，调质液pH值为0.5；

(2)将步骤(1)中得到的调质液经泵送入陈化沉降槽，调节调质液输送离心泵的电流频率，使溶液在槽内停留时间控制在72h，在线浊度仪显示，进液浊度为300ppm，溢流出口浊度为90ppm，溶液浊度下降70％，溢流温度降至25℃；

(3)将步骤(2)得到的溢流经溢流中间槽用变频离心泵送入固定床澄清器中，经过澄清器精滤后，溢流中浊度为10ppm，溶液中硫酸钙浓度为0.02％；

本实施例中的溶液硫酸钙脱除率为90％，浊度降至10ppm。

实施例3

(1)将55℃的含钪溶液送入调质槽，与浓硫酸按1:0.05比例混合，制成调质液，调质液pH值为1.2；

(2)将步骤(1)中得到的调质液经泵送入陈化沉降槽，调节调质液输送离心泵的电流频率，使溶液在槽内停留时间控制在36h，在线浊度仪显示，进液浊度为250ppm，溢流出口浊度为120ppm，溶液浊度下降52％，溢流温度降至30℃；

(3)将步骤(2)得到的溢流经溢流中间槽用变频离心泵送入固定床澄清器中，经过澄清器精滤后，溢流中浊度为50ppm，溶液中硫酸钙浓度为0.05％；

本实施例中的溶液硫酸钙脱除率为70％，浊度降至50ppm。

实施例5

(1)将55℃的含钪溶液送入调质槽，与浓硫酸按1:0.07比例混合，制成调质液，调质液pH值为0.8；

(2)将步骤(1)中得到的调质液经泵送入陈化沉降槽，调节调质液输送离心泵的电流频率，使溶液在槽内停留时间控制在48h，在线浊度仪显示，进液浊度为250ppm，溢流出口浊度为100ppm，溶液浊度下降60％，溢流温度降至28℃；

(3)将步骤(2)得到的溢流经溢流中间槽用变频离心泵送入固定床澄清器中，经过澄清器精滤后，溢流中浊度为20ppm，溶液中硫酸钙浓度为0.03％；

本实施例中的溶液硫酸钙脱除率为80％，浊度降至20ppm。

由上述可知，本方案具有以下特点或效果：

(1)有效降低含钪溶液中的固体颗粒物含量，完成陈化沉降过程，设备投资少，减少了生产的产品周期；

(2)陈化沉降槽通过溢流排液，降低了对沉降底流的扰动，可实现平稳连续运行；

(3)沉淀底流通过排渣斗定期泵送排出，降低了劳动强度；

(4)装置使用寿命长，整个流程无易耗材料，节约生产运行成本；

(5)装置通过控制系统、自动化仪表、自动阀门、电机自动控制，整个过程无需人工干预。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种钪萃取预处理系统，其特征在于，包括：

调质部（10），所述调质部（10）具有第一入口、第二入口和调质液出口，所述第一入口用于输入含钪溶液，所述第二入口用于输入浓硫酸，所述调质液出口用于输出调质液；

陈化沉降部（20），所述陈化沉降部（20）具有从上向下分布的第一溢流口、第一进液口和第一排渣口，所述第一进液口和所述调质液出口连通；

固定床（30），所述固定床（30）具有从上向下分布的第二进液口、第二溢流口和第二排渣口，所述第二进液口和所述第一溢流口连通；

第一输送泵（41），所述第一排渣口和所述第二排渣口均和所述第一输送泵（41）连通；

所述固定床（30）还包括回流口，所述回流口位于所述第二溢流口和所述第二排渣口之间，所述钪萃取预处理系统还包括溢流中间槽（50），所述固定床（30）通过所述溢流中间槽（50）和所述陈化沉降部（20）连通，所述溢流中间槽（50）具有第三入口、第四入口和出液口，其中，所述第三入口和所述第一溢流口连通，所述出液口和所述第二进液口连通，所述第四入口和所述回流口连通。

2.根据权利要求1所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述钪萃取预处理系统还包括：

第二输送泵（42），设置在连通所述出液口和所述第二进液口的管路上。

3.根据权利要求1所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述溢流中间槽（50）的位置低于所述回流口，所述钪萃取预处理系统还包括：

第一阀门（43），设置在连通所述第四入口和所述回流口的管路上。

4.根据权利要求3所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述钪萃取预处理系统还包括：

液位计，和所述固定床（30）连接，以检测所述固定床（30）内的液位；

第一浊度仪，和所述陈化沉降部（20）连接；

控制部，所述液位计、所述第一浊度仪和所述第一阀门（43）均和所述控制部电连接。

5.根据权利要求1所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述钪萃取预处理系统还包括：

温度监测计，设置在所述陈化沉降部（20）的第一溢流口处；

第一浊度仪，和所述陈化沉降部（20）连接；

第二浊度仪，和所述调质部（10）连接。

6.根据权利要求5所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述钪萃取预处理系统还包括：

第一进液阀门，所述第一进液阀门和所述第一入口连接；

第二进液阀门，所述第二进液阀门和所述第二入口连接；

控制部，所述第一进液阀门、所述第二进液阀门、所述温度监测计、所述第一浊度仪和所述第二浊度仪均和所述控制部电连接。

7.根据权利要求1所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述调质部（10）包括第一槽体（11）和搅拌装置（12），所述第一入口、所述第二入口和所述调质液出口均位于所述第一槽体（11）上，所述搅拌装置（12）位于所述第一槽体（11）内。

8.根据权利要求1所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述陈化沉降部（20）包括第二槽体（21）、布液管（22）、沉降斜板（23）和排渣斗（24），所述布液管（22）和所述沉降斜板（23）均设置在所述第二槽体（21）的腔体内，所述布液管（22）位于所述沉降斜板（23）的下方，所述排渣斗（24）位于所述第二槽体（21）的下方，所述排渣斗（24）和所述第二槽体（21）的腔体连通；所述第一溢流口和所述第一进液口位于所述第二槽体（21）上，所述第一排渣口位于所述排渣斗（24）的下部。

9.根据权利要求1所述的钪萃取预处理系统，其特征在于，所述固定床（30）包括筒体（31）、锥形体（32）、导流筒（33）和澄清结构（34），其中，所述澄清结构（34）设置在所述筒体（31）内，所述导流筒（33）穿过所述澄清结构（34），所述锥形体（32）位于所述筒体（31）的下方，所述锥形体（32）和所述筒体（31）连通，所述澄清结构（34）包括多个树脂颗粒，所述第二进液口位于所述导流筒（33）的上部，所述第二溢流口位于所述筒体（31）的上部，所述第二排渣口位于所述锥形体（32）的下部。

10.一种含钪溶液的处理方法，其特征在于，所述含钪溶液的处理方法应用于权利要求1至9中任意一项所述的钪萃取预处理系统，所述含钪溶液的处理方法包括：

将含钪溶液和浓硫酸输入调质部（10），以在所述调质部（10）中制成调质液；

将所述调质液输入陈化沉降部（20）进行固体颗粒的沉降；

将从所述陈化沉降部（20）溢流出的溶液输入固定床（30）进行过滤，所述陈化沉降部（20）的上部溢流出过滤后的溶液。

11.根据权利要求10所述的含钪溶液的处理方法，其特征在于，所述含钪溶液的处理方法还包括：

检测所述调质部（10）内的溶液和所述陈化沉降部（20）内的溶液的浊度；

根据所述调质部（10）内的溶液浊度和所述陈化沉降部（20）内的溶液浊度对比，调整含钪溶液和浓硫酸输入所述调质部（10）的速度。

12.根据权利要求10所述的含钪溶液的处理方法，其特征在于，所述含钪溶液的处理方法还包括：

检测所述陈化沉降部（20）内的溶液的温度；

根据所述陈化沉降部（20）内的溶液温度，调整溶液在所述陈化沉降部（20）内的停留时间。

13.根据权利要求10所述的含钪溶液的处理方法，其特征在于，所述含钪溶液的处理方法还包括：

检测所述固定床（30）内的溶液的液位；

在所述固定床（30）内的溶液的液位达到预设值的情况下，停止向所述固定床（30）内输入溶液，将所述固定床（30）内的溶液回流至溢流中间槽（50）。

14.根据权利要求10所述的含钪溶液的处理方法，其特征在于，所述含钪溶液的处理方法还包括：

定期排出所述陈化沉降部（20）和所述固定床（30）底部的浆料；

对排出的浆料进行固液分离，将分离后得到的含钪溶液返回所述调质部（10）。

15.根据权利要求10所述的含钪溶液的处理方法，其特征在于，

含钪溶液与浓硫酸在所述调质部（10）中的混合质量比为1：0.01~0.2，调质液的pH范围为0.1~2；

溶液在陈化沉降部（20）内的停留时间为12~72h，经过自然冷却降温，溶液温度降至20~35℃，经过沉降后，溶液浊度下降幅度为50~95%；

从所述固定床（30）溢流出的溶液浊度范围为10~100ppm，溶液中硫酸钙浓度范围为0.01%~0.1%。

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