一种连续铵浸反应器及系统的制作方法

本技术涉及磷矿处理，具体涉及一种连续铵浸反应器及系统。

背景技术：

1、贵州省是我国磷矿资源大省，但多为海相沉积型的磷块岩，含磷矿物是胶磷矿，伴生矿物包括白云石、方解石、石英、粘土矿物等。

2、由于磷矿的下游加工工艺要求磷矿必须具有相对高的磷含量，所以为了满足后续加工的要求，就必须对原矿进行选矿，目前较为常见的选矿方式是泡沫浮选，通过泡沫浮选可以获得高磷含量的精矿，特别是随着选矿技术的提高，很多原来不能利用的磷矿皆可以通过选矿而提高品位后使用。然而，在采用泡沫浮选对原矿选出磷精矿的同时，必然产生大量的副产物——磷尾矿。因为磷尾矿中p2o5含量低，镁、钙等有害杂质含量较高，利用价值很低，长期得不到有效处理的磷尾矿堆积如山，给环境造成了严重的污染，又是资源的一种浪费，所以磷矿浮选带来的磷尾矿又成为新的环境问题。

3、常规的物理选矿法，如泡沫浮选，利用矿石的组成物的颗粒表面性质的微小差异进行分离，依靠颗粒表面亲水性亲油性的差异而产生的范德华力的不同，造成颗粒在溶液中的上升或下沉，实现分离不同矿物组成的目标。该法原理简单、容易实施，但存在分离不彻底、分离后余渣利用价值低等天然缺陷。随着技术进步以及后续磷矿的加工业的发展需要，现有的物理选矿法已经不能满足当下的磷矿加工及磷化工发展的需要。开发新型化学选矿技术，加强对多种化学方法选矿的研究，满足磷矿的选矿更高要求，获取更高品位磷精矿，以及对尾矿的源头治理，获取工业级硝酸钙和碳酸镁的免尾矿排放技术成为磷矿选矿的新技术难题。

4、针对上述技术难题，出现一种铵盐法化学选矿技术，利用铵盐的化学不稳定性质，特别是铵盐在碱性条件下可转化为氨气、通过加热驱氨使氨气脱离体系而推动可逆反应不断向正反应方向移动并最终转化完全的性质，采用氨循环法实现钙镁和磷的分离，并利用钙、镁元素化学性质的差异，通过精确调控反应条件，实现钙镁分离。

5、在铵解浸取磷矿中往往存在多个相态，常见的为固体颗粒和液体混合而成，反应后需将两相分离，而过滤是一种在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的单元操作，与化学反应是不同的操作，故需要不同的实验条件，（如温度、压力等）。因此在传统的连续浸取反应装置中反应完成后还需使用过滤设备进行过滤操作将固液混合产物分离。但浸取反应需要设备间具有很高的协同性，连贯性，协同性差将导致设备间的能量传递和物质传递效率降低，从而降低分离效率。此外，传统反应器通常采用固定床、流化床等反应器，这些反应器在进行单一反应或少数并行反应时表现良好，但在需要连续反应时，反应器的设计和操作变得复杂且困难，设备间协同性差。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种连续铵浸反应器及系统，将反应、过滤一体化，以解决现有反应器装置不能满足两步法铵解浸取磷矿的需求。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种连续铵浸反应器，包括两端封口的反应釜，所述反应釜的顶部设置有固体进料口，所述反应釜的底部设置有液体进料口和固体出料口，所述反应釜的侧壁上设置有清液出口和浊液出口，所述清液出口位于所述浊液出口的上方。

4、作为上述技术方案的进一步改进，所述反应釜包括直筒部和锥形筒部，所述锥形筒部连接于所述直筒部的下端，所述锥形筒部的内部空间形成反应区。

5、作为上述技术方案的进一步改进，所述固体进料口设置于所述直筒部的顶端，且所述固体进料口连接有固体进料管，所述固体进料管的底部延伸至所述锥形筒部的内部空间。

6、作为上述技术方案的进一步改进，所述锥形筒部包括从上至下依次连接的第一锥形部、第二锥形部、连接部和第三锥形部，所述第一锥形部连接于所述直筒部的下端，所述第一锥形部的直径大于所述第二锥形部的直径，所述第二锥形部的高度大于所述第一锥形部的高度，所述第二锥形部的直径大于所述连接部的直径，所述第三锥形部的直径小于所述连接部的直径。

7、作为上述技术方案的进一步改进，所述清液出口设置于所述直筒部的侧壁上，所述浊液出口设置于所述第一锥形部的侧壁上。

8、作为上述技术方案的进一步改进，所述液体进料口和固体出料口均设置于所述第三锥形部的侧壁上。

9、作为上述技术方案的进一步改进，所述直筒部的侧壁上设置有大颗粒排空出口。

10、作为上述技术方案的进一步改进，所述连续铵浸反应器包括加热组件，所述加热组件用于加热所述反应釜。

11、作为上述技术方案的进一步改进，所述加热组件包括蒸汽加热组件和电加热套，所述蒸汽加热组件的蒸汽出口与所述固体进料口连接；所述电加热套设置于所述锥形筒部的外壁。

12、本实用新型还提供如下技术方案：

13、一种连续铵浸反应系统，包括若干串联的反应器，前一个所述反应器的浊液出口与后一个所述反应器的固体进料口连接，最后一个所述反应器的浊液出口连接有磷精矿浆容器。

14、本实用新型的有益效果是：通过液体进料口将硝铵注入反应釜，然后通过固体进料口将磷矿颗粒和硝铵投入反应釜，硝铵往上流动，磷矿颗粒被硝铵推动往上移动，到达直筒部位置后，因流速降低而下沉，磷矿颗粒在硝铵中反复运动并进行反应，实现磷矿的铵浸化学选矿。通过多个反应釜的串联可以实现磷矿化学选矿的多次铵解反应和过滤分离过程，提高了选矿效率。

1.一种连续铵浸反应器，其特征在于：包括两端封口的反应釜，所述反应釜的顶部设置有固体进料口，所述反应釜的底部设置有液体进料口和固体出料口，所述反应釜的侧壁上设置有清液出口和浊液出口，所述清液出口位于所述浊液出口的上方。

2.根据权利要求1所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述反应釜包括直筒部和锥形筒部，所述锥形筒部连接于所述直筒部的下端，所述锥形筒部的内部空间形成反应区。

3.根据权利要求2所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述固体进料口设置于所述直筒部的顶端，且所述固体进料口连接有固体进料管，所述固体进料管的底部延伸至所述锥形筒部的内部空间。

4.根据权利要求3所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述锥形筒部包括从上至下依次连接的第一锥形部、第二锥形部、连接部和第三锥形部，所述第一锥形部连接于所述直筒部的下端，所述第一锥形部的直径大于所述第二锥形部的直径，所述第二锥形部的高度大于所述第一锥形部的高度，所述第二锥形部的直径大于所述连接部的直径，所述第三锥形部的直径小于所述连接部的直径。

5.根据权利要求4所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述清液出口设置于所述直筒部的侧壁上，所述浊液出口设置于所述第一锥形部的侧壁上。

6.根据权利要求4所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述液体进料口和固体出料口均设置于所述第三锥形部的侧壁上。

7.根据权利要求2所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述直筒部的侧壁上设置有大颗粒排空出口。

8.根据权利要求2所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：还包括加热组件，所述加热组件用于加热所述反应釜。

9.根据权利要求8所述的一种连续铵浸反应器，其特征在于：所述加热组件包括蒸汽加热组件和电加热套，所述蒸汽加热组件的蒸汽出口与所述固体进料口连接；所述电加热套设置于所述锥形筒部的外壁。

10.一种连续铵浸反应系统，其特征在于：包括若干串联的如权利要求1-9任一项所述的一种连续铵浸反应器，前一个所述反应器的浊液出口与后一个所述反应器的固体进料口连接，最后一个所述反应器的浊液出口连接有磷精矿浆容器。