CN218665447U - 一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统 - Google Patents

Abstract

一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，涉及化工相关领域，包括汽提脱氨塔，所述汽提脱氨塔左侧进口连接设有前处理模块，所述汽提脱氨塔下端出口连接设有后处理模块，从而能够对反应物与产物分别进行处理，所述汽提脱氨塔右侧上端连接设有冷凝模块，所述冷凝模块连接设有复配模块，所述复配模块分别与所述前处理模块和后处理模块连通，进而完成反应物的循环利用，本实用新型以氨和硫酸铵循环使用，实现了镍铁浸出的基本不消耗酸和碱、也无大量的含盐废水排放，比传统的酸浸是典型的清洁生产工艺及循环经济生产方式。

Description

一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统

技术领域

本实用新型涉及化工相关领域，尤其是一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统。

背景技术

硫酸镍是电镀镍和化学镍的主要镍盐，是制备锂电池三元正极材料的主要原料之一，并广泛的应用于电镀工业、催化行业、医药工业、无机工业以及印染工业等行业中，具有很高的经济价值，当前主要是采用酸浸反应，需要用液碱或氨中和沉淀其中的铁、铝、镁等杂质，从而消耗大量酸碱，并产生大量的含盐废水，对环境产生较大的破坏等，而且产生大量的高含盐废水，对环境造成较大的破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，包括汽提脱氨塔，所述汽提脱氨塔左侧进口连接设有前处理模块，所述汽提脱氨塔下端出口连接设有后处理模块，从而能够对反应物与产物分别进行处理，所述汽提脱氨塔右侧上端连接设有冷凝模块，所述冷凝模块连接设有复配模块，所述复配模块分别与所述前处理模块和后处理模块连通，进而完成反应物的循环利用。

作为优选，所述前处理模块包括球磨设备、混合釜、泥浆泵、所述球磨设备、混合釜、泥浆泵之间依次连通，从而能够在所述球磨设备的作用下对所述镍原料进行粉碎，其中镍原料为镍铁合金或含镍原料，粉末状态时其粒径为50-1000目，制粉设备采用雾化装置或球磨装置，或雾化和球磨装置串联使用，当粉碎完成后进入到所述混合釜内，加入清水对其进行混合处理，从而在所述泥浆泵的作用下进行运输。

作为优选，所述前处理模块还包括反应器、浸出液泵，所述反应器一端与所述泥浆泵连通，另一端与所述浸出液泵连通，从而能够在所述反应器内对所述泥浆泵运输的反应物进行反应，反应过程为将含镍合金粉与氨水+硫酸铵氨浸液混合，通入氧气、空气或双氧水或其他的氧化物，进行氨浸络合反应，其中浸出反应过程需要保持氨质量含量在5-20％，硫酸铵质量含量2-20％，氨浸络合反应时间在0.5-20个小时，反应温度控制在塔釜泵40-150度之间，压力为0-1.0MPa之间。

作为优选，所述前处理模块还包括第一过滤器、预热器，所述第一过滤器一端与所述浸出液泵连通，另一端与所述预热器连通，所述预热器的另一端与所述汽提脱氨塔连通，从而能够在所述第一过滤器的作用下对反应后的溶液进行过滤，其过滤是将浸出液中的铁、铬、锰、钙、镁、硅及未被浸出的少量镍、钴、铜、锌过滤，滤饼洗涤后去后钢铁厂或去做磷酸铁原料，过滤液主要成分为水、氨、硫酸铵、镍氨、钴氨、铜氨、锌氨络合物，根据实际产品和能耗要求，可在过滤液中加入适量的液碱或不加液碱，形成镍氨络合溶液，滤饼的主要成分为铁粉。

作为优选，所述复配模块包括复配釜，所述复配釜上连接设有复配泵，所述复配泵与所述反应器之间连通，进而使所述复配釜内的混合液能够重新回到所述反应器内，完成循环。

作为优选，所述冷凝模块包括冷凝器，所述冷凝器与所述汽提脱氨塔之间连通，从而使所述汽提脱氨塔内反应后的氨蒸汽能够通过所述的作用下进行冷凝，所述冷凝器上连接设有泵机，所述泵机与所述复配釜之间连通，从而使冷凝的氨水能够进入到所述复配釜内。

作为优选，所述后处理模块包括塔釜泵，所述塔釜泵一端与所述汽提脱氨塔相连，所述塔釜泵另一端与所述预热器相连，所述后处理模块还包括第二过滤器，萃取釜和萃取泵，所述第二过滤器一端与所述预热器相连，另一端与所述萃取釜相连，所述萃取釜与所述萃取泵相连，从而能够在所述萃取釜的作用下对产物进行萃取，萃取后得到硫酸镍产品、硫酸钴产品、含铜产品、含锌物质中间物及硫酸铵萃余液。

作为优选，所述后处理模块包括净化釜和净化泵，所述净化釜能够对所述萃取釜内的硫酸铵溶液进行净化处理，所述净化泵与所述复配釜之间连通，进而使所述净化釜处理完成的溶液进入到所述复配釜内，进而与所述复配釜内的氨气混合，进而形成所述反应器反应所需的反应物。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型以氨和硫酸铵循环使用，实现了镍铁浸出的基本不消耗酸和碱、也无大量的含盐废水排放，跟传统的酸浸方式比是典型的清洁生产及循环经济生产方式。

2、本实用新型镍铁合金制成金属粉，然后进行氧化氨浸络合反应，浸出过程采用连续自动进行。

3、本实用新型蒸氨过程汽提塔进行脱氨解络反应，由于汽提脱氨塔的特性，使得反应可连续稳定进行，并且只汽提出氨和部分的水，比传统的反应釜蒸氨提高了效率，降低了能耗；采用冷凝回收氨的方法，使得绝大部分的氨冷凝下来，只有少量的不凝气体夹带的少量的氨，可用稀硫酸或稀盐酸吸收，废气量比传统的工艺有极大的减少。

4、本实用新型具有连续稳定生产，能耗低，废水废气量少的特点，具有重要的经济效益和社会效益。

5.本实用新型减少了酸碱消耗，并回收了镍铁中大部分的铁，可制成高纯铁粉外售或可作为磷酸铁的原料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统整体流程结构示意图。

附图中标记分述如下：11、球磨设备；12、混合釜；13、泥浆泵；14、反应器；15、浸出液泵；16、第一过滤器；17、预热器；20、汽提脱氨塔；30、冷凝器；32、氨水泵；33、配制釜；34、氨浸液泵；40、塔釜泵；41、第二过滤器；45、萃取釜；46、萃取泵；47、净化釜；48、净化泵。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

下面结合图1对本实用新型进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1视图方向的前后左右上下的方向一致，图1为本实用新型装置的正视图，图1所示方向与本实用新型装置正视方向的前后左右上下方向一致。

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，包括汽提脱氨塔20，所述汽提脱氨塔20左侧进口连接设有前处理模块，所述汽提脱氨塔20下端出口连接设有后处理模块，从而能够对反应物与产物分别进行处理，所述汽提脱氨塔20右侧上端连接设有冷凝模块，所述冷凝模块连接设有复配模块，所述复配模块分别与所述前处理模块和后处理模块连通，进而完成反应物的循环利用。

另外，在一种实施例中，所述前处理模块包括球磨设备11、混合釜12、泥浆泵13、所述球磨设备11、混合釜12、泥浆泵13之间依次连通，从而能够在所述球磨设备11的作用下对所述镍原料进行粉碎，其中镍原料为镍铁合金或含镍原料，粉末状态时其粒径为50-1000目，制粉设备采用雾化装置或球磨装置，或雾化和球磨装置串联使用，当粉碎完成后进入到所述混合釜12内，加入清水对其进行混合处理，从而在所述泥浆泵13的作用下进行运输。

另外，在一种实施例中，所述前处理模块还包括反应器14、浸出液泵15，所述反应器14一端与所述泥浆泵13连通，另一端与所述浸出液泵15连通，从而能够在所述反应器14内对所述泥浆泵13运输的反应物进行反应，反应过程为将含镍合金粉与氨水+硫酸铵氨浸液混合，通入氧气、空气或双氧水或其他的氧化物，进行氨浸络合反应，其中浸出反应过程需要保持氨质量含量在5-20％，硫酸铵质量含量2-20％，氨浸络合反应时间在0.5-20个小时，反应温度控制在塔釜泵40-150度之间，压力为0-1.0MPa之间。

另外，在一种实施例中，所述前处理模块还包括第一过滤器16、预热器17，所述第一过滤器16一端与所述浸出液泵15连通，另一端与所述预热器17连通，所述预热器17的另一端与所述汽提脱氨塔20连通，从而能够在所述第一过滤器16的作用下对反应后的溶液进行过滤，其过滤是将浸出液中的铁、铬、锰、钙、镁、硅及未被浸出的少量镍、钴、铜、锌过滤，滤饼洗涤后去后钢铁厂或去做磷酸铁原料，过滤液主要成分为水、氨、硫酸铵、镍氨、钴氨、铜氨、锌氨络合物，根据实际产品和能耗要求，可在过滤液中加入适量的液碱或不加液碱，形成镍氨络合溶液，滤饼的主要成分为铁粉。

另外，在一种实施例中，所述复配模块包括复配釜18，所述复配釜18上连接设有复配泵19，所述复配泵19与所述反应器14之间连通，进而使所述复配釜18内的混合液能够重新回到所述反应器14内，完成循环。

另外，在一种实施例中，所述冷凝模块包括冷凝器30，所述冷凝器30与所述汽提脱氨塔20之间连通，从而使所述汽提脱氨塔20内反应后的氨蒸汽能够通过所述30的作用下进行冷凝，所述冷凝器30上连接设有泵机，所述泵机与所述复配釜18之间连通，从而使冷凝的氨水能够进入到所述复配釜18内。

另外，在一种实施例中，所述后处理模块包括塔釜泵40，所述塔釜泵40一端与所述汽提脱氨塔20相连，所述塔釜泵40另一端与所述预热器17相连，所述后处理模块还包括第二过滤器41，萃取釜45和萃取泵46，所述第二过滤器41一端与所述预热器17相连，另一端与所述萃取釜45相连，所述萃取釜45与所述萃取泵46相连，从而能够在所述萃取釜45的作用下对产物进行萃取，萃取后得到硫酸镍产品、硫酸钴产品、含铜产品、含锌物质中间物及硫酸铵萃余液。

另外，在一种实施例中，所述后处理模块包括净化釜47和净化泵48，所述净化釜47能够对所述萃取釜45内的硫酸铵溶液进行净化处理，所述净化泵48与所述复配釜18之间连通，进而使所述净化釜47处理完成的溶液进入到所述复配釜18内，进而与所述复配釜18内的氨气混合，进而形成所述反应器14反应所需的反应物。

具体实施时，对镍原料进行造粒制粉，使其成为粉末状态，使其进入到混合釜12内，加水进行混合，进入到反应器14内使其发生氨浸络合反应，在第一过滤器16内对其进行过滤，在预热器17内对其进行预热，使其进入到汽提脱氨塔20内，其中反应后的汽提脱氨塔内氨蒸汽往塔顶走，水及硫酸镍、硫酸钴、硫酸铜、硫酸锌往塔釜走，并分别对反应后的产物进行处理，使所需的反应物能够循环使用。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，包括汽提脱氨塔(20)，其特征在于：所述汽提脱氨塔(20)左侧进口连接设有前处理模块，所述汽提脱氨塔(20)下端出口连接设有后处理模块，所述汽提脱氨塔(20)右侧上端连接设有冷凝模块，所述冷凝模块连接设有复配模块，所述复配模块分别与所述前处理模块和后处理模块连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述前处理模块包括球磨设备(11)、混合釜(12)、泥浆泵(13)、所述球磨设备(11)、混合釜(12)、泥浆泵(13)之间依次连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述前处理模块还包括反应器(14)、浸出液泵(15)，所述反应器(14)一端与所述泥浆泵(13)连通，另一端与所述浸出液泵(15)连通。

4.根据权利要求3所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述前处理模块还包括第一过滤器(16)、预热器(17)，所述第一过滤器(16)一端与所述浸出液泵(15)连通，另一端与所述预热器(17)连通，所述预热器(17)的另一端与所述汽提脱氨塔(20)连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述复配模块包括复配釜(18)，所述复配釜(18)上连接设有复配泵(19)，所述复配泵(19)与所述反应器(14)之间连通。

6.根据权利要求5所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述冷凝模块包括冷凝器(30)，所述冷凝器(30)与所述汽提脱氨塔(20)之间连通，所述冷凝器(30)上连接设有泵机，所述泵机与所述复配釜(18)之间连通。

7.根据权利要求6所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述后处理模块包括塔釜泵(40)，所述塔釜泵(40)一端与所述汽提脱氨塔(20)相连，所述塔釜泵(40)另一端与所述预热器(17)相连，所述后处理模块还包括第二过滤器(41)，萃取釜(45)和萃取泵(46)，所述第二过滤器(41)一端与所述预热器(17)相连，另一端与所述萃取釜(45)相连，所述萃取釜(45)与所述萃取泵(46)相连。

8.根据权利要求7所述的一种基于氨循环的氨浸制硫酸镍的连续生产系统，其特征在于：所述后处理模块包括净化釜(47)和净化泵(48)，所述净化泵(48)与所述复配釜(18)之间连通。

Images