CN219907028U - 一种紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，包括设于硫化反应罐的搅拌器Ⅰ、液位计、压力传感器及循环泵，硫化反应罐设有进酸口、投放口及呼吸口，进酸口设污酸控制阀，投放口设硫化剂控制阀，呼吸口通过呼吸管连通沉降槽，循环泵出口通过循环管连通硫化反应罐且通过排放管连通沉降槽，循环管设ORP检测计，排放管设排放控制阀，呼吸管设呼吸控制阀；各传感器及控制阀、搅拌器Ⅰ、循环泵与控制系统电连接。本实用新型在硫化反应罐上设与控制系统连接的各传感器及控制部件，并在硫化反应罐与沉降槽间设呼吸管，可实现污酸硫化处理的自动化且可避免硫化氢气体外溢，具有结构紧凑、工艺简单、硫化效率及自动化程度高、安全可靠的特点。

Description

一种紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置

技术领域

本实用新型涉及测量设备技术领域，具体涉及一种结构紧凑、工艺简单、硫化效率及自动化程度高、安全可靠的紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置。

背景技术

污酸广泛存在于铜、铅、锌等有色金属冶炼行业，其中最典型的是烟气净化产生的污酸，由于污酸中含有铅、汞、硒、镉等重金属，不仅对周围环境易造成严重危害，而且还会造成砷资源、稀酸资源及重金属资源的浪费。

目前，污酸处理的主流技术是硫化+石灰铁盐法，其先经过硫化反应脱除重金属，再经过多段石灰中和进行处理。而在硫化反应技术中，一般采用硫化氢反应槽、硫化氢吸收塔、尾气洗涤塔、氢氧化钠循环槽等设备。但前述的各种硫化设备经常会出现混合反应不佳、反应效率低、需要设置多级反应设备等问题，进而导致污酸处理硫化设备投资大、能耗高、运行成本高；而由于污酸的酸度高，投加硫化物到污酸中会产生大量剧毒的H₂S气体，但现有设备由于操作需要而不可避免的存在H₂S气体逸散出来的问题，不仅导致人员操作的环境恶劣，外溢还会对环境产生二次污染，因此也导致仅能使用硫化剂溶液而不宜采用气态的硫化物，使得硫化反应不能因地制宜选择恰当的硫化剂以降低成本，且因现有直接投加硫化物还存在硫化效率较低、污酸中重金属硫化率低于50%的问题，从而会导致重金属回收率低、硫化物的消耗量较大。

因此，开发一种结构紧凑、工艺简单、硫化效率及自动化程度高、安全可靠的硫化装置是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、工艺简单、硫化效率及自动化程度高、安全可靠的紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置。

本实用新型是这样实现的：包括密闭的硫化反应罐，还包括分别设置于硫化反应罐上的搅拌器Ⅰ、液位计及压力传感器、与硫化反应罐底端出口连通的循环泵、控制系统，

所述硫化反应罐上部还分别设置有供应污酸的进酸口、投放硫化剂的投放口及呼吸口，所述进酸口连通的管道上设置有污酸控制阀，所述投放口连接通道上设置有硫化剂控制阀，所述呼吸口通过呼吸管连通沉降槽，所述循环泵的出口端通过循环管连通硫化反应罐且通过排放管连通沉降槽，所述循环管上设置有ORP检测计，所述排放管上设置有排放控制阀，所述呼吸管上设置有呼吸控制阀；

所述液位计、压力传感器及ORP检测计的信号输出端分别与控制系统的信号输入端电连接，所述搅拌器Ⅰ、循环泵、污酸控制阀、硫化剂控制阀、排放控制阀及呼吸控制阀的控制端分别与控制系统的输出端电连接。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型通过在密闭的硫化反应罐上设置各种传感器采集各种状态及指标数据，并在硫化反应罐的各管路上设置受控制系统控制的各种控制阀及搅拌器Ⅰ、循环泵，使得通过控制系统根据设定值可自动完成硫化反应过程，中间不需要操作人员干预，从而既避免了操作人员接触到剧毒的H₂S气体，而且还可减轻操作人员的劳动强度。

2、本实用新型通过设置密闭的硫化反应罐，并在硫化反应罐与沉降槽间设置由呼吸控制阀控制的呼吸管，且配合在硫化反应罐上设置与控制系统连接的压力传感器，从而既能使硫化反应罐内的空气在进料时排放到沉降槽内而实现顺利进料，又能使沉降槽进料时溢出的H₂S气体和空气回到硫化反应罐内，从而可避免H₂S气体外溢污染环境，还能使H₂S气体循环参与硫化反应而减少硫化剂的用量；而且还能因地制宜的选择气态及液态的硫化剂进行硫化反应，从而也能降低硫化的成本。

3、本实用新型通过在密闭的硫化反应罐上设置搅拌器Ⅰ，可使液态硫化剂及硫化后产生的H₂S气体充分地和污酸接触，而且还可延长硫化剂在污酸中的停留时间，从而可提高硫化剂在污酸中的扩散效率，达到有效提高硫化效率和可强化对重金属的硫化并脱除的目的。

4、本实用新型通过设置密闭的硫化反应罐及配套的沉降槽即可完成硫化反应，因此相较现有的多级硫化反应装置，其不仅结构紧凑、占地面积小、自动化程度高，而且H₂S气体完全参与反应也不会外溢而对操作人员形成威胁。

综上所述，本实用新型具有结构紧凑、工艺简单、硫化效率及自动化程度高、安全可靠的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图之一；

图2为本实用新型结构示意图之二；

图中：1-硫化反应罐，2-搅拌器Ⅰ，3-液位计，4-压力传感器，5-循环泵，6-污酸控制阀，7-硫化剂控制阀，8-沉降槽，9-ORP检测计，10-排放控制阀，11-呼吸控制阀，12-手动阀Ⅰ，13-手动阀Ⅱ，14-呼吸管，15-密封盖，16-排渣口，17-上清液出口，18-搅拌器Ⅱ，19-投料管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至2所示，本实用新型包括密闭的硫化反应罐1，其特征在于还包括分别设置于硫化反应罐1上的搅拌器Ⅰ2、液位计3及压力传感器4、与硫化反应罐1底端出口连通的循环泵5、控制系统，

所述硫化反应罐1上部还分别设置有供应污酸的进酸口、投放硫化剂的投放口及呼吸口，所述进酸口连通的管道上设置有污酸控制阀6，所述投放口连接通道上设置有硫化剂控制阀7，所述呼吸口通过呼吸管14连通沉降槽8，所述循环泵5的出口端通过循环管连通硫化反应罐1且通过排放管连通沉降槽8，所述循环管上设置有ORP（oxidation-reductionpotential，氧化还原电位）检测计9，所述排放管上设置有排放控制阀10，所述呼吸管14上设置有呼吸控制阀11；

所述液位计3、压力传感器4及ORP检测计9的信号输出端分别与控制系统的信号输入端电连接，所述搅拌器Ⅰ2、循环泵5、污酸控制阀6、硫化剂控制阀7、排放控制阀10及呼吸控制阀11的控制端分别与控制系统的输出端电连接。

所述控制系统为单片机、PC机或PLC，所述ORP检测计9为现有市售耐腐蚀的任意一种ORP检测计。

所述污酸控制阀6、硫化剂控制阀7、排放控制阀10及呼吸控制阀11为电磁阀。

所述液位计3设置于硫化反应罐1的上部或顶部且为超声波液位计或雷达液位计。

所述液位计3通过控制系统与污酸控制阀6形成联动控制，所述压力传感器4通过控制系统与呼吸控制阀11形成联动控制，所述ORP检测计9通过控制系统与硫化剂控制阀7及排放控制阀10形成联动控制。

所述循环泵5进口连接的管道上设置有手动阀Ⅰ12，所述循环泵5出口在循环管及排放管分开前的管道上设置有手动阀Ⅱ13。

所述搅拌器Ⅰ2的转速为30~60rpm，所述搅拌器Ⅰ2在硫化剂控制阀7打开时启动搅拌且排放控制阀10打开时停止搅拌。

所述搅拌器Ⅰ2的电机设置于硫化反应罐1的顶端，所述搅拌器Ⅰ2的搅拌轴旋转且密封的穿入硫化反应罐1内并向下延伸，所述搅拌器Ⅰ2的搅拌轴上设置有搅拌桨。

所述硫化反应罐1内还设置有上端与投放口连通且下端延伸至硫化反应罐1下部或底部的投料管19。可使硫化剂进入硫化反应罐即与污酸充分接触并快速混合和反应。

所述沉降槽8为锥形槽且顶部密封盖设有密封盖15、底部设置有排渣口16、一侧设置有上清液出口17，所述呼吸管14及排放管分别连通密封盖15，所述上清液出口17通过管道与污酸深度处理装置连通。呼吸管可确保硫化反应罐在进料和排料过程中气压正常，且不会有害气体泄漏。

所述密封盖15为“几”形盖或锥形盖并滑动或固定盖设在沉降槽8的内部，所述密封盖15中部的凸出部上设置有搅拌器Ⅱ18，所述排放管连通搅拌器Ⅱ18一侧的密封盖15中部的凸出部。

所述密封盖15的边沿与沉降槽8的内壁间设置有间隙或孔隙，所述上清液出口17环绕设置于沉降槽8的上端。

所述搅拌器Ⅱ18的搅拌轴旋转且密封的贯穿密封盖15并向中部的凸出部内延伸，所述搅拌器Ⅰ2的搅拌轴上设置有搅拌桨，所述搅拌桨的底端不低于密封盖15中部的凸出部下端面。

所述硫化反应罐1为碳钢衬胶的密封罐且设计压力为1.4~2.0MPa，所述沉降槽8为碳钢衬胶的锥形槽。

所述硫化反应罐1投放的硫化剂为硫化钠、硫氢化钠、硫化亚铁等含硫水溶液，以及硫化氢等含硫气体。

本实用新型的工作原理和工作过程：

如图1和2所示，装置启动运行后，控制系统控制污酸控制阀6开启而自动补充污酸，当液位计3检测到硫化反应罐1内的料位达到预设值时，控制系统控制搅拌器Ⅰ2和循环泵5启动运行进行硫化反应；在硫化反应过程中，循环泵5将混合液通过循环管在硫化反应罐1内循环运动，且ORP检测计9实时将检测结果传输到控制系统，控制系统根据设定值控制硫化剂控制阀7的开关，从而向硫化反应罐1内添加对应的硫化剂，并判断硫化过程是否完成。当控制系统根据ORP检测计9的检测结果判定硫化过程完成，则控制排放控制阀10开启，通过排放管将硫化反应罐1内的物料排放到沉降槽8内，在硫化反应罐1排放至一定料位后控制搅拌器Ⅰ2停止运行，并且污酸排放到设定值后控制污酸控制阀6开启自动补充污酸，且控制排放控制阀10关闭，随后进入下一步循环。

在排料的过程中，控制系统控制呼吸控制阀11开启，沉降槽8内析出的少量H₂S气体和空气回到硫化反应罐1内，确保硫化反应罐1内压力正常以保证正常排料。当硫化反应罐1内进料到一定程度后，硫化反应罐1顶部的少量H₂S气体参与反应，仅剩余空气，在压力传感器4检测到硫化反应罐1内压力升高到一定值后，控制系统控制呼吸控制阀11开启，将气体排至沉降槽8内，从而确保进料顺利。沉降槽8内的物料经沉降后，上清液经上清液出口17送出进行深度处理，底部硫化渣经排渣口16排出，并经压滤后进一步回收有价金属。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，包括密闭的硫化反应罐（1），其特征在于还包括分别设置于硫化反应罐（1）上的搅拌器Ⅰ（2）、液位计（3）及压力传感器（4）、与硫化反应罐（1）底端出口连通的循环泵（5）、控制系统，

所述硫化反应罐（1）上部还分别设置有供应污酸的进酸口、投放硫化剂的投放口及呼吸口，所述进酸口连通的管道上设置有污酸控制阀（6），所述投放口连接通道上设置有硫化剂控制阀（7），所述呼吸口通过呼吸管（14）连通沉降槽（8），所述循环泵（5）的出口端通过循环管连通硫化反应罐（1）且通过排放管连通沉降槽（8），所述循环管上设置有ORP检测计（9），所述排放管上设置有排放控制阀（10），所述呼吸管（14）上设置有呼吸控制阀（11）；

所述液位计（3）、压力传感器（4）及ORP检测计（9）的信号输出端分别与控制系统的信号输入端电连接，所述搅拌器Ⅰ（2）、循环泵（5）、污酸控制阀（6）、硫化剂控制阀（7）、排放控制阀（10）及呼吸控制阀（11）的控制端分别与控制系统的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述液位计（3）通过控制系统与污酸控制阀（6）形成联动控制，所述压力传感器（4）通过控制系统与呼吸控制阀（11）形成联动控制，所述ORP检测计（9）通过控制系统与硫化剂控制阀（7）及排放控制阀（10）形成联动控制。

3.根据权利要求1所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述循环泵（5）进口连接的管道上设置有手动阀Ⅰ（12），所述循环泵（5）出口在循环管及排放管分开前的管道上设置有手动阀Ⅱ（13）。

4.根据权利要求1所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述搅拌器Ⅰ（2）的转速为30~60rpm，所述搅拌器Ⅰ（2）在硫化剂控制阀（7）打开时启动搅拌且排放控制阀（10）打开时停止搅拌。

5.根据权利要求4所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述搅拌器Ⅰ（2）的电机设置于硫化反应罐（1）的顶端，所述搅拌器Ⅰ（2）的搅拌轴旋转且密封的穿入硫化反应罐（1）内并向下延伸，所述搅拌器Ⅰ（2）的搅拌轴上设置有搅拌桨。

6.根据权利要求1所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述硫化反应罐（1）内还设置有上端与投放口连通且下端延伸至硫化反应罐（1）下部或底部的投料管（19）。

7.根据权利要求1至6任意一项所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述沉降槽（8）为锥形槽且顶部密封盖设有密封盖（15）、底部设置有排渣口（16）、一侧设置有上清液出口（17），所述呼吸管（14）及排放管分别连通密封盖（15），所述上清液出口（17）通过管道与污酸深度处理装置连通。

8.根据权利要求7所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述密封盖（15）为“几”形盖或锥形盖并滑动或固定盖设在沉降槽（8）的内部，所述密封盖（15）中部的凸出部上设置有搅拌器Ⅱ（18），所述排放管连通搅拌器Ⅱ（18）一侧的密封盖（15）中部的凸出部。

9.根据权利要求8所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述密封盖（15）的边沿与沉降槽（8）的内壁间设置有间隙或孔隙，所述上清液出口（17）环绕设置于沉降槽（8）的上端。

10.根据权利要求8所述紧凑型自动化的冶炼污酸硫化装置，其特征在于所述搅拌器Ⅱ（18）的搅拌轴旋转且密封的贯穿密封盖（15）并向中部的凸出部内延伸，所述搅拌器Ⅰ（2）的搅拌轴上设置有搅拌桨，所述搅拌桨的底端不低于密封盖（15）中部的凸出部下端面。