CN203653711U - 沉钒废水制备电解锰合格液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种沉钒废水制备电解锰合格液装置。所述装置包括第一级反应釜、第二级反应釜、第三级反应釜、第一过滤单元和第二过滤单元，上述反应釜均包括以下部件：筒体，设置在筒体底部的出料口，用于支撑筒体的支座，上盖，设置在上盖上的进液口、固体加料口、pH测量口、测温口和取样口，搅拌器，驱动单元和耐酸耐高温隔离层；筒体包括倒锥段和直筒段；搅拌器包括搅拌轴和搅拌叶片，搅拌轴的另一端与驱动单元连接，搅拌叶片伸入筒体的直筒段内；第一级反应釜还包括加热单元；第二级反应釜还包括压缩空气进口；沉钒废水经第一级反应釜、第一过滤单元、第二级反应釜、第二过滤单元和第三级反应釜处理后得到电解锰合格液。

Description

沉钒废水制备电解锰合格液装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，更具体地讲，涉及一种由氧化钒清洁生产中产生的沉钒废水制备电解用合格锰溶液的设备。

背景技术

在以钒渣为原料，采用氧化钒清洁生产工艺（钙化焙烧—硫酸浸出工艺）生产氧化钒产品，该工艺技术解决了现有生产工艺（钠盐焙烧—水浸出—酸性铵盐沉钒工艺）浸出尾渣及废水处理产生的固废硫酸钠较难处理的问题，并可实现锰资源的回收利用。但是该工艺产生的沉钒废水目前的处理方式是采用石灰中和、过滤—调节pH后返回浸出工序洗涤残渣，该技术比较简单且成本低，同时效果好，但是，会产生大量的中和石膏渣，返烧结存在较大的压力，并且废水中可回收的大量锰资源没有得到有效回收，造成矿石利用率低。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

例如，本实用新型目的之一在于提供一种沉钒废水的回收利用装置，通过该装置能够制备得到电解锰合格液。

本实用新型提供了一种沉钒废水制备电解锰合格液装置。所述装置包括第一级反应釜、第二级反应釜、第三级反应釜、第一过滤单元和第二过滤单元，其中，所述第一级反应釜用于去除沉钒废水中的V和P元素，所述第二级反应釜用于去除沉钒废水中的胶质、微细颗粒和Fe元素，所述第三级反应釜用于增加沉钒废水中H⁺的过电位；所述第一级反应釜、第二级反应釜和第三级反应釜均包括以下部件：筒体，设置在筒体底部的出料口，用于支撑筒体的支座，上盖，设置在上盖上的进液口、固体加料口、pH测量口、测温口和取样口，搅拌器，驱动单元以及形成在筒体内壁面和上盖内表面上的耐酸耐高温隔离层；所述筒体包括倒锥段和位于倒锥段上方的直筒段；所述上盖可拆卸地设置在所述直筒段的上端；所述搅拌器包括搅拌轴和安装在所述搅拌轴一端上的搅拌叶片，所述搅拌轴的另一端与驱动单元连接，并且所述搅拌轴能够在驱动单元驱动下带动叶片旋转，所述搅拌叶片伸入筒体的直筒段内；所述第一级反应釜还包括加热单元；所述第二级反应釜还包括设置在筒体上的压缩空气进口；沉钒废水依次经过所述第一级反应釜、第一过滤单元、第二级反应釜、第二过滤单元和第三级反应釜处理之后得到电解锰合格液。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述加热单元包括设置在所述筒体的直筒段内的加热盘管、设置在所述筒体下部的蒸汽出口以及设置在所述上盖上或所述筒体上部的蒸汽进口，加热盘管的两端分别与所述蒸汽进口和所述蒸汽出口连通且加热盘管上设置有多个蒸汽喷出孔。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述加热盘管通过可调节卡箍固定在筒体上。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述驱动单元由电动机、减速机和第一联轴器组成，其中，减速机通过第一联轴器与电动机连接。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述搅拌轴的另一端通过第二联轴器与所述电动机连接。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述驱动单元通过法兰与所述上盖连接。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述耐酸耐高温隔离层由多层玻璃纤维布通过环氧树脂叠加粘合形成。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述直筒段的直径为1600～1820mm，所述直筒段的高度为1000～1250mm，所述倒锥段的高度为200～300mm。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述装置还包括设置在所述上盖上的人孔。

根据本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置的一个实施例，所述第一过滤单元和第二过滤单元为板框压滤机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：（1）在筒体内壁面上和上盖内表面上设置纤维隔离层，适用于沉钒废水的回收处理；(2)加热盘管设置在反应釜内，并且其上具有蒸汽喷出孔，以使得蒸汽直接与反应釜内的液体直接换热，提高加热效率，而加热盘管采用可拆卸的方式进行固定，便于检修；（3）反应釜上盖均采用可拆卸式上盖，方便设备整体检修及巡检；（4）上盖通过环状加强设计，集成进液口、固体加料口、人孔、热电偶接口和PH测量口等；采用本实用新型的装置后可以将沉钒废水制备成能够直接电解的电解锰合格液。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的及特点将会变得更加清楚，其中：

图1A示出了根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置的第一级反应釜的主视图。

图1B是图1A的俯视图。

图1C是图1A未安装驱动单元时的俯视图。

图1D是图1A中支座的分布示意图。

图2A示出了根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置的第二级反应釜的主视图。

图2B是图2A的俯视图。

图2C是图2A未安装驱动单元时的俯视图。

图2D是图2A中支座的分布示意图。

图3A示出了根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置的第三级反应釜的主视图。

图3B是图3A的俯视图。

图3C是图3A未安装驱动单元时的俯视图。

图3D是图3A中支座的分布示意图。

附图标记说明如下：

1、筒体，2、出料口，3、支座，4、上盖，5、进液口，6、固体加料口，7、pH测量口，8、测温口，9、取样口，10、人孔，11、搅拌器，12、电动机，13、减速机，14、第一联轴器，15、第二联轴器，16、隔离层，17、加热盘管，18、蒸汽进口，19、蒸汽出口，20、压缩空气进口。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的沉钒废水制备电解锰合格液装置。

图1A示出了根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置的第一级反应釜的主视图。图1B是图1A的俯视图。图1C是图1A未安装驱动单元时的俯视图。图1D是图1A中支座的分布示意图。图2A示出了根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置的第二级反应釜的主视图。图2B是图2A的俯视图。图2C是图2A中未安装驱动单元时的俯视图。图2D是图2A中支座的分布示意图。图3A示出了根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置的第三级反应釜的主视图。图3B是图3A的俯视图。图3C是图3A中未安装驱动单元时的俯视图。图3D是图3A中支座的分布示意图。

根据本实用新型示例性实施例的沉钒废水制备电解锰合格液装置包括第一级反应釜、第二级反应釜、第三级反应釜、第一过滤单元和第二过滤单元。

如图1A至图3D所示，第一级反应釜、第二级反应釜和第三级反应釜均包括以下部件：筒体1，出料口2，支座3，上盖4，设置在上盖上的进液口5、固体加料口6、pH测量口7、测温口8和取样口9，人孔10，搅拌器11，驱动单元（包括电动机12，减速机13和第一联轴器14），第二联轴器15，隔离层16。

其中，出料口2设置在筒体1的底部，支座3用于支撑筒体1。筒体1括倒锥段和位于倒锥段上方的直筒段。第一级反应釜和第三级反应釜的倒锥段和直筒段是制成一体地，第二级反应釜的倒锥段和直筒段通过法兰连接，第一级反应釜的直筒段的直径为1600mm、高度为1206mm，倒锥段的高度为283mm；第二级反应釜的直筒段的直径为1820mm、高度为1206mm，倒锥段的高度为258mm；第三级反应釜的直筒段的直径为1600mm、高度为1045mm，倒锥段的高度为206mm。

搅拌器11包括搅拌轴和安装在搅拌轴一端上的搅拌叶片，搅拌叶片伸入筒体的直筒段内，搅拌轴的另一端与驱动单元连接，并且搅拌轴能够在驱动单元驱动下带动叶片旋转，对反应釜内的物质起到搅拌作用。在本实施例中，搅拌器11为折叶开启式涡轮式搅拌器。驱动单元由电动机12、减速机13和第一联轴器14组成，减速机通过第一联轴器与电动机连接，搅拌轴的另一端通过第二联轴器15与电动机12连接，驱动单元设置在上盖上并通过法兰与上盖4连接。

由于本实用新型的装置是针对沉钒废水，而沉钒废水具有强酸性、高温性、杂质较多的特性，因此，需要在筒体内壁面和上盖内表面上布置耐酸耐高温隔离层，在本实施例中，隔离层16由多层玻璃纤维布通过环氧树脂叠加粘合形成。设置隔离层后若出现渗漏破损，可采用手糊法局部喷补，检修时间短，费用低。

上盖4可拆卸地设置在直筒段的上端，方便设备整体检修及巡检，例如，上盖4可以通过法兰与筒体连接。设置在上盖上的测温口8作为热电偶接口，用于测量反应釜内的温度；当反应釜内的反应进行一段时间后，通过取样口进行取样以判断反应釜内反应程度；pH测量口7用于测量釜内物质的pH值；进液口5是将沉钒废水泵入反应釜内的入口；固体加料口6用于添加除杂剂等反应物质；人孔10用于工人检修。

第一过滤单元和第二过滤单元未在图中示出，其可以采用现有技术中任何具有过滤作用的设备，例如，板框压滤机。

在以上结构的基础上，第一级反应釜还包括用于对筒体内的沉钒废水进行加热的加热单元，在本实施例中，加热单元包括设置在筒体1的直筒段内的加热盘管17、设置在上盖4上或筒体1上部的蒸汽进口18、以及设置在筒体1下部的蒸汽出口19，加热盘管17的两端分别与蒸汽进口18和蒸汽出口19连通且加热盘管上设置有多个蒸汽喷出孔。加热盘管通过可调节卡箍固定在筒体上。由于加热盘管设置在反应釜内，并且采用局部开加热孔（即蒸汽喷出孔），热交换反应效率高，另外加热盘管可拆卸地安装在筒体内，当加热盘管出现堵塞和反应异常情况下，能够快速更换及检修。

第二级反应釜还包括设置在筒体上的压缩空气进口20，用于向反应釜内通入压缩空气。

使用上述沉钒废水制备电解锰合格液装置时，首先将沉钒废水泵入第一级反应釜中，沉钒废水泵入反应釜内后与加入盘管喷出的蒸汽进行换热，当沉钒废水被加热至80～95℃后，从固体加料口人工投加一定量的硫酸亚铁等除杂剂，在搅拌、保温等条件下进行除杂反应，杂质元素V、P以沉淀的形式析出，并进入到第一级除杂渣中。反应过程中，通过pH测量口监测釜内pH值，测温口监测釜内反应温度，反应一定时间（约1h）后，从取样口监测废水中的V、P指标，当检测到一级反应釜中的V、P均降至规定限值（＜10mg/L）后，判定合格，从出料口排出沉钒废水，并将经过经过第一级反应釜除杂后的沉钒废水送至第一板框压滤机压滤后得到第一滤液。

将所述第一滤液泵入第二级反应釜中，加入活性炭以去除第一滤液中的胶质及微细颗粒，并通入压缩空气未被氧化的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，并且经第二板框压滤机压滤得到第二滤液。

将所述第二滤液泵入第三级反应釜中，通过化学反应使第二滤液中的Mn离子水合状态发生变化，得到能够直接电解的电解锰合格液，具体地，可以加入稳定剂增加H⁺的过电位，以利于Mn2⁺的放电，得到电解锰合格液。

可以看出，采用本实用新型的装置后，沉钒废水依次经过第一级反应釜、第一过滤单元、第二级反应釜、第二过滤单元和第三级反应釜处理之后得到了电解锰合格液。

综上所述，本实用新型具有以下优点：（1）在反应釜的筒体内壁面上和上盖内表面上设置纤维隔离层，适用于沉钒废水的回收处理；(2)加热盘管设置在第一级反应釜内，并且其上具有蒸汽喷出孔，以使得蒸汽直接与反应釜内的液体直接换热，提高加热效率，而加热盘管采用可拆卸的方式进行固定，便于检修；（3）反应釜上盖均采用可拆卸式上盖，方便设备整体检修及巡检；（4）上盖通过环状加强设计，集成进液口、固体加料口、人孔、热电偶接口和PH测量口等。本实用新型的装置适用于沉钒废水的回收处理。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述装置包括第一级反应釜、第二级反应釜、第三级反应釜、第一过滤单元和第二过滤单元，其中，

所述第一级反应釜用于去除沉钒废水中的V和P元素，所述第二级反应釜用于去除沉钒废水中的胶质、微细颗粒和Fe元素，所述第三级反应釜用于增加沉钒废水中H⁺的过电位；所述第一级反应釜、第二级反应釜和第三级反应釜均包括以下部件：筒体，设置在筒体底部的出料口，用于支撑筒体的支座，上盖，设置在上盖上的进液口、固体加料口、pH测量口、测温口和取样口，搅拌器，驱动单元以及形成在筒体内壁面和上盖内表面上的耐酸耐高温隔离层；所述筒体包括倒锥段和位于倒锥段上方的直筒段；所述上盖可拆卸地设置在所述直筒段的上端；所述搅拌器包括搅拌轴和安装在所述搅拌轴一端上的搅拌叶片，所述搅拌轴的另一端与驱动单元连接，并且所述搅拌轴能够在驱动单元驱动下带动叶片旋转，所述搅拌叶片伸入筒体的直筒段内；

所述第一级反应釜还包括加热单元；

所述第二级反应釜还包括设置在筒体上的压缩空气进口；

沉钒废水依次经过所述第一级反应釜、第一过滤单元、第二级反应釜、第二过滤单元和第三级反应釜处理之后得到电解锰合格液。

2.根据权利要求1所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述加热单元包括设置在所述筒体的直筒段内的加热盘管、设置在所述筒体下部的蒸汽出口以及设置在所述上盖上或所述筒体上部的蒸汽进口，加热盘管的两端分别与所述蒸汽进口和所述蒸汽出口连通且加热盘管上设置有多个蒸汽喷出孔。

3.根据权利要求2所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述加热盘管通过可调节卡箍固定在筒体上。

4.根据权利要求1所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述驱动单元由电动机、减速机和第一联轴器组成，其中，减速机通过第一联轴器与电动机连接。

5.根据权利要求4所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述搅拌轴的另一端通过第二联轴器与所述电动机连接。

6.根据权利要求4所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述驱动单元通过法兰与所述上盖连接。

7.根据权利要求1所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述耐酸耐高温隔离层由多层玻璃纤维布通过环氧树脂叠加粘合形成。

8.根据权利要求1所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述直筒段的直径为1600～1820mm，所述直筒段的高度为1000～1250mm，所述倒锥段的高度为200～300mm。

9.根据权利要求1所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述上盖上的人孔。

10.根据权利要求1所述的沉钒废水制备电解锰合格液装置，其特征在于，所述第一过滤单元和所述第二过滤单元为板框压滤机。

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