钒酸浸渣多级离心洗涤装置及其洗渣工艺的制作方法

本发明属于钒矿湿法冶金固液分离，具体涉及钒酸浸渣多级离心洗涤装置及其洗渣工艺。

背景技术：

1、钒矿中钒常以类质同象赋存于伊利石、蒙脱石、高岭石、绿泥石、云母等层状硅酸盐矿物中。以老君垭钒矿为代表的碳酸盐质石煤钒矿，原矿品位2.05%，矿物主要为石英63.6%、云母7.7%、钾长石6.4%、伊利石5.0%、高岭石4.9%、白云石4.8%、蒙脱石3.5%、绿泥石2.0%及方解石1.4%。矿石经破碎、磨矿至-0.075mm占92.31%，采用硫酸直接酸浸工艺：硫酸用量60%、液固比1.2∶1、氯酸钾2%作氧化剂、氟化钙2%作含氟助浸剂，浸出温度95℃，搅拌转速400r/min，浸出时间10h；酸浸完成后得到含钒浸出液与钒酸浸渣。

2、酸浸产出的钒酸浸渣黏土矿物占比高，渣内部孔隙中吸附大量可溶性钒盐、硫酸钙、硫酸镁以及残余游离硫酸。黏土型滤饼在洗涤过程中极易出现开裂、沟流、洗涤短路问题，常规间歇式单级离心机洗涤存在耗水量大、可溶性钒洗脱不完全、自动化程度低的缺陷。现有单台离心机多次人工加水搅拌再离心的间歇洗涤方式，主要存在如下问题：①洗涤作业间歇，自动化程度低，批次处理周期长，人工劳动强度大；②黏土滤饼洗涤过程易开裂沟流，发生洗涤短路，渣表面及孔隙内部吸附可溶性钒洗脱不完全，洗涤后浸渣残留可溶性钒偏高，造成钒资源损失；③多次重复洗涤耗水量大，洗涤水没有实现分质分级回用，整体水耗高，后续废水处理负荷大；④各级洗涤滤液混合收集，原液、中级洗涤水、终洗废水混在一起，高钒原液无法直接返回提钒主工序，中低钒洗涤水无法内部循环复用，物料、水资源浪费严重，所以现在需要一种钒酸浸渣多级离心洗涤装置及其洗渣工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种集成度高、洗涤效果好、滤液分质回用的钒酸浸渣多级离心洗涤装置及其洗渣工艺。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、钒酸浸渣多级离心洗涤装置，包括外筒体，其内部设有通过驱动组件驱动转动的内离心筒，所述内离心筒内部通过上下的两组隔板分隔为自上而下依次设置的第一离心腔、第二离心腔和第三离心腔，对应各离心腔的内离心筒外壁上均开设有多个透液孔，所述隔板的中间处开设有供浸渣流通的下排口，以实现浸渣逐级向下转运，还包括：

4、洗涤组件，所述洗涤组件包括用于对第二离心腔内浸渣进行洗涤的第一洗涤部，所述第一洗涤部包括上下设置的第三环形管和第二环形管，所述第二环形管和第三环形管的管体上均呈环形阵列安装有多个第一喷嘴；

5、同一环形管上相邻第一喷嘴沿轴向交错设置，上下对位的两个第一喷嘴在竖向上呈内八字或外八字结构设置，且上下对位的两个第一喷嘴之间的角度为30-120°。

6、作为本发明的进一步优化方案，所述第一离心腔最下端透液孔与上方隔板之间的间距大于第二离心腔最下端透液孔与下方隔板之间的距离。

7、作为本发明的进一步优化方案，各所述隔板的中间处均开设有供浸渣流通的下排口。

8、作为本发明的进一步优化方案，所述外筒体内壁和内离心筒的外壁之间设有空腔，所述空腔内设有用于分别排出第一离心腔、第二离心腔内浸液的排出件。

9、作为本发明的进一步优化方案，所述排出件包括固定于外筒体内壁的环形板，所述环形板上开设有导孔，所述导孔底端连接有延伸至外筒体外部的上排液管。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述外筒体的外壁底端连通有底排液管。

11、作为本发明的进一步优化方案，所述洗涤组件还包括设置于第三离心腔外围的第一环形管，所述第一环形管的内圈管壁上呈环形阵列安装有多个第二喷嘴。

12、作为本发明的进一步优化方案，所述洗涤组件还包括四通管，所述四通管的三个出液端分别与第一环形管、第二环形管和第三环形管连通，所述四通管的进液端连接有供水管，且四通管的各出液管路上均安装有阀门。

13、作为本发明的进一步优化方案，所述内离心筒的底端设有排渣管，所述外筒体的顶端安装有加料斗。

14、本发明还提出洗渣工艺，采用上述所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，包括如下步骤：

15、s1、将钒酸浸渣由加料斗投入内离心筒内部，驱动组件带动内离心筒高速旋转，浸渣在离心力作用下，使得浸液分布于第一离心腔内壁，初步固液分离，滤液经透液孔进入空腔由上排液管排出；

16、s2、第一离心腔内的浸渣通过隔板中部的下排口落入第二离心腔，继续依靠离心力贴附于第二离心腔筒壁；

17、s3、开启四通管对应第二环形管、第三环形管管路上的阀门，洗涤水经供水管送入四通管后分流至第二环形管、第三环形管，由第一喷嘴对第二离心腔内的浸渣进行环形交错喷淋洗涤；在离心力作用下洗涤液穿过透液孔排出，完成二次固液分离；

18、s4、经过洗涤后的浸渣通过隔板上的下排口落入第三离心腔，开启四通管对应第一环形管的阀门，洗涤水输送至第一环形管，由第二喷嘴对第三离心腔内浸渣进行最终喷淋洗涤，洗涤滤液穿过透液孔汇集至外筒体底部，由底排液管排出；

19、s5、多级洗涤完成后，停止驱动组件，第三离心腔内洗涤完毕的浸渣从底部排渣管排出，完成整套钒酸浸渣洗涤作业。

20、本发明的有益效果在于：

21、1.本发明采用单筒体内设置三级串联离心腔，依次完成初步原液甩除、中级交错喷淋洗涤、终级喷淋洗涤，浸渣液依靠自重和离心力逐级分离和向下转运，设备集成度高，不需要多台离心机串联布置，减少设备占地面积，降低设备投资。

22、2.本发明中，第二离心腔设置上下两组环形管，喷嘴采用同层交错、上下内八字/外八字布置，扇形雾化喷嘴多角度冲击黏土浸渣滤饼，可有效改善黏土滤饼洗涤开裂、沟流、洗涤短路问题，提高浸渣孔隙内部吸附可溶性钒盐洗脱效率，降低洗涤后浸渣可溶性钒残留，减少钒资源损失。

23、3.本发明中，第一离心腔高钒原液返回提钒主工序；第二离心腔中级洗涤滤液可逆流回用作洗涤补水；第三离心腔低钒终洗滤液送废水处理；可以执行逆流洗涤工艺模式，进而降低新鲜洗涤水消耗，减轻后续废水处理压力。

1.钒酸浸渣多级离心洗涤装置，包括外筒体（1），其内部设有通过驱动组件（4）驱动转动的内离心筒（5），其特征在于，所述内离心筒（5）内部通过上下的两组隔板（6）分隔为自上而下依次设置的第一离心腔（51）、第二离心腔（52）和第三离心腔（53），对应各离心腔的内离心筒（5）外壁上均开设有多个透液孔（7），所述隔板（6）的中间处开设有供浸渣流通的下排口（61），以实现浸渣逐级向下转运，还包括：

2.根据权利要求1所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述第一离心腔（51）最下端透液孔（7）与相邻隔板（6）之间的间距大于第二离心腔（52）最下端透液孔（7）与其下方相邻隔板（6）之间的距离。

3.根据权利要求1所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，各所述隔板（6）的中间处均开设有供浸渣流通的下排口（61）。

4.根据权利要求1所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述外筒体（1）内壁和内离心筒（5）的外壁之间设有空腔（12），所述空腔（12）内设有用于分别排出第一离心腔（51）、第二离心腔（52）内浸液的排出件。

5.根据权利要求4所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述排出件包括固定于外筒体（1）内壁的环形板（8），所述环形板（8）上开设有导孔，所述导孔底端连接有延伸至外筒体（1）外部的上排液管（9）。

6.根据权利要求4所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述外筒体（1）的外壁底端连通有底排液管（3）。

7.根据权利要求1所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述洗涤组件（10）还包括设置于第三离心腔（53）外围的第一环形管（101），所述第一环形管（101）的内圈管壁上呈环形阵列安装有多个第二喷嘴（108）。

8.根据权利要求7所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述洗涤组件（10）还包括四通管（105），所述四通管（105）的三个出液端分别与第一环形管（101）、第二环形管（102）和第三环形管（103）连通，所述四通管（105）的进液端连接有供水管（106），且四通管（105）的各出液管路上均安装有阀门（107）。

9.根据权利要求1所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，所述内离心筒（5）的底端设有排渣管（11），所述外筒体（1）的顶端安装有加料斗（2）。

10.洗渣工艺，采用权利要求1-9中任一项所述的钒酸浸渣多级离心洗涤装置，其特征在于，包括如下步骤：