一种超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置

1.本实用新型涉及锗浸出的装置，尤其涉及一种超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置。


背景技术：

2.锗主要从烟化炉氧化锌烟尘中回收，主要采用湿法浸出法。浸出过程中，烟尘中的铁会被浸出，氧化为三价铁，尽管在锗的浸出过程中，溶液体系酸度控制在铁水解酸度以上，然而在微观区域，三价铁的生成消耗一定量的酸，溶液酸度降低，造成部分三价铁水解，产生的氢氧化铁胶体原位吸附锗的络阴离子hgeo
3-和geo
32-，形成锗铁的高聚分子而共沉淀，导致锗表观浸出率降低，因此需要控制溶液的还原电位，在浸出过程中添加还原剂，在微观区域确保锗浸出与三价铁还原的同步进行至关重要。
3.当前烟尘浸锗为单桨叶机械搅拌浸出，锗浸出动力学差，铁局部水解严重，使得锗提取率低，如何改善锗浸出动力学、解决铁局部水解，是当下急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型针对当前烟尘浸锗为单桨叶机械搅拌浸出，锗浸出动力学差，铁局部水解严重，使得锗提取率低的问题，提出一种超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置，装置将机械搅拌、超声强化相结合，能从宏观和微观上促进含锗物料的浸出，将ph计和配料泵相结合，有效避免烟尘浸出中铁氧化为三价铁带来的锗沉淀损失；在促进锗浸出的同时，还能有效避免锗沉淀损失，从而实现烟尘中锗的高效提取。
5.本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：
6.一种超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置，包括搅拌构件、超声强化构件和浸出构件，浸出构件包括浸出槽11，搅拌构件竖直插设在浸出槽11的正中心，超声强化构件包括三组以上超声强化装置，每组超声强化装置包括超声发生器13、超声振动板9和若干个超声振子 8，超声振动板9竖直插设在浸出槽11内，超声振动板9与搅拌构件平行设置，超声振子8 均匀设置在超声振动板9内且超声振子8沿超声振动板9竖向依次排列，超声振子8与超声发生器13连接，浸出槽11的顶部和底部均设置有ph计12，浸出槽11的顶端设置有与浸出槽11内部连通的配料泵6；
7.所述浸出槽11的顶端设置有顶盖7；
8.所述搅拌构件包括电机1和固定设置在电机1输出轴上的搅拌轴2，搅拌轴2上设置有与搅拌轴2垂直的上层搅拌桨叶3和下层搅拌桨叶4；
9.所述搅拌轴2的长度为浸出槽11深度的2/3～4/5，上层搅拌桨叶3的搅拌直径小于下层搅拌桨叶4的搅拌直径，上层搅拌桨叶3与浸出槽11顶端的距离为浸出槽11深度的1/3～1/2，下层搅拌桨叶4与浸出槽11顶端的距离为浸出槽11深度的4/5～9/10；
10.进一步的，所述上层搅拌桨叶3的搅拌半径为浸出槽11半径的1/2～2/3，下层搅拌桨叶4 的搅拌半径为浸出槽11半径的1/2～2/3；
11.所述相邻超声振子8串联形成超声振子组，超声振子组并联后通过导线与超声发生器13 连接，超声发生器13上设置有功率显示器14和功率调节器15；
12.优选的，超声振子8外侧设置有与超声振动板9固定连接的保护壳体，以避免导线和超声振子被腐蚀；
13.所述超声振动板9的顶端通过连接杆固定设置在顶盖7的底端；
14.所述超声振动板9的底端与浸出槽11底面的距离为浸出槽11深度的1/10～1/5，超声振动板9的顶端与浸出槽11顶端的距离为浸出槽11深度的1/10～1/5，超声振动板9与下层搅拌桨叶4的距离为浸出槽11半径的1/6～1/4；
15.所述超声强化构件还包括超声控制柜16，超声强化装置均与超声控制柜16连接；超声控制柜16用于控制超声总功率，并控制超声振动板运动时间，保证超声振动板安全运行；
16.所述浸出槽11内壁均匀设置有若干个导流柱10，导流柱10与超声振动板9平行，导流柱10可防止超声作用死区；
17.所述ph计为市售浸入式ph计，由ph测量电极、保护测量电极的浸入装置、ph/温度变送器和清洗系统组成；
18.所述配料泵为市售配料泵，包括步进电动机5、导轨、泵下部组件、上入口阀、下入口阀、上出料阀、下出料阀、流体出口歧管、冲洗入口止回阀、流体入口歧管、冲洗出口止回阀、流体入口压力传感器、流体入口压力表、流体出口压力传感器等部件；当ph计监测溶液ph＜3时，配料泵开始自动添加还原剂，有效避免烟尘浸出中铁氧化为三价铁带来的锗沉淀损失。
19.本实用新型的有益效果：
20.(1)本实用新型将ph计和配料泵相结合，能实现自动调控溶液ph，防止三价铁水解，故有效避免烟尘浸出中铁氧化为三价铁带来的锗沉淀损失，提高锗提取率；
21.(2)本实用新型采用上下两层搅拌桨叶，提高含锗物料与浸出液混合效率，并利用超声强化局部浸出动力学，提高锗与浸出的浸润性；
22.(3)采用本实用新型超声强化氧化锌烟尘锗浸出装置锗提取效果显著，单位时间锗浸出率提高30％以上，相较未加超声机械搅拌浸出锗直接浸出率提高到93％以上。
附图说明
23.图1为超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置结构示意图；
24.图中，1-电机、2-搅拌轴、3-上层搅拌桨叶、4-下层搅拌桨叶、5-步进电动机、6-配料泵、7-顶盖、8-超声振子、9-超声振动板、10-导流柱、11-浸出槽、12-ph计，13-超声发生器、14-功率显示器、15-功率调节器、16-超声控制柜。
具体实施方式
25.下面结合具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
26.实施例1：如图1所示，一种超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置，包括搅拌构件、超声强化构件和浸出构件，浸出构件包括浸出槽11，搅拌构件竖直插设在浸出槽11的正中心，超声强化构件包括三组以上超声强化装置，每组超声强化装置包括超声发生器13、超声
振动板9和若干个超声振子8，超声振动板9竖直插设在浸出槽11内，超声振动板9与搅拌构件平行设置，超声振子8均匀设置在超声振动板9内且超声振子8沿超声振动板9竖向依次排列，超声振子8与超声发生器13连接，浸出槽11的顶部和底部均设置有ph计12，浸出槽 11的顶端设置有与浸出槽11内部连通的配料泵6；
27.ph计为市售浸入式ph计，由ph测量电极、保护测量电极的浸入装置、ph/温度变送器和清洗系统组成；
28.配料泵为市售配料泵，包括步进电动机5、导轨、泵下部组件、上入口阀、下入口阀、上出料阀、下出料阀、流体出口歧管、冲洗入口止回阀、流体入口歧管、冲洗出口止回阀、流体入口压力传感器、流体入口压力表、流体出口压力传感器等部件；当ph计监测溶液ph ＜3时，配料泵开始自动添加还原剂，有效避免烟尘浸出中铁氧化为三价铁带来的锗沉淀损失。
29.实施例2：本实例超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置与实施例1的超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置基本相同，不同之处在于：
30.浸出槽11的顶端设置有顶盖7；
31.搅拌构件包括电机1和固定设置在电机1输出轴上的搅拌轴2，搅拌轴2上设置有与搅拌轴2垂直的上层搅拌桨叶3和下层搅拌桨叶4；
32.相邻超声振子8串联形成超声振子组，超声振子组并联后通过导线与超声发生器13连接，超声发生器13上设置有功率显示器14和功率调节器15；
33.超声振动板9的顶端通过连接杆固定设置在顶盖7的底端；
34.所述超声强化构件还包括超声控制柜16，超声强化装置均与超声控制柜16连接；超声控制柜16用于控制超声总功率，并控制超声振动板运动时间，保证超声振动板安全运行；
35.所述浸出槽11内壁均匀设置有若干个导流柱10，导流柱10与超声振动板9平行，导流柱10可防止超声作用死区；
36.超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置的使用方法：
37.将氧化锌烟尘加入到装有硫酸溶液的浸出槽中进行浸出，利用超声控制柜控制超声强化装置以启动超声振动板进行强化浸出；利用配料泵加入还原剂进行超声强化还原浸出，随后固液分离得到浸出液和浸出渣，浸出液提锗，浸出渣返回铅冶炼系统。
38.实施例3：本实施例超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置与实施例2的超声强化氧化锌烟尘中锗浸出的装置基本相同，不同之处在于：
39.搅拌轴2的长度为浸出槽11深度的2/3～4/5，上层搅拌桨叶3的搅拌直径小于下层搅拌桨叶4的搅拌直径，上层搅拌桨叶3与浸出槽11顶端的距离为浸出槽11深度的1/3～1/2，下层搅拌桨叶4与浸出槽11顶端的距离为浸出槽11深度的4/5～9/10；
40.上层搅拌桨叶3的搅拌半径为浸出槽11半径的1/2～2/3，下层搅拌桨叶4的搅拌半径为浸出槽11半径的1/2～2/3；
41.超声振子8外侧设置有与超声振动板9固定连接的保护壳体，以避免导线和超声振子被腐蚀；
42.超声振动板9的底端与浸出槽11底面的距离为浸出槽11深度的1/10～1/5，超声振动板9 的顶端与浸出槽11顶端的距离为浸出槽11深度的1/10～1/5，超声振动板9与下层搅拌桨叶4 的距离为浸出槽11半径的1/6～1/4。
43.上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。