[发明专利]常温常压下钒铬共提的反应装置及反应方法

说明书

本发明公开了一种常温常压下钒铬共提的反应装置及反应方法，属于湿法冶金技术领域，为解决现有消泡方法对反应存在负面影响等问题而设计。本发明常温常压下钒铬共提的反应装置包括反应釜，在反应釜的顶部设置有泡沫收集室、叶轮组件和排气口，在泡沫收集室的顶部且位于叶轮组件的外侧设置有导流内管和导流外管，在导流内管和导流外管中间形成捕集室，捕集室通过回流管连通至泡沫收集室；捕集室的顶部形成扩张室；在反应釜内设置有搅拌轴和筛板。本发明常温常压下钒铬共提的反应装置及反应方法无需在反应过程中添加消泡剂，避免对生产操作造成负面影响，筛板能将大气泡剪切成小气泡以增加与液体的接触表面积，反应更充分，提取率更高。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种常温常压下钒铬共提的反应装置以及基于该反应装置的常温常压下钒铬共提的反应方法。

背景技术

在湿法冶金等领域中，通常需要利用气液固三相反应在大量矿物中分解提取有价组分。为了提高反应效率、降低反应能耗，需要强化反应气体的分布和扩散，与反应介质在最优的反应温度、浓度等条件下实现高效的气液固三相反应。

例如，在亚熔盐法钒铬高效共提的过程中会大量浸出P元素，产生大量气泡，影响正常的反应过程。目前钒铬共提方法大多采用高温高压，直通氧气提取，气体与液体的接触表面积较小，再加上大气泡在液体中因快速上升而使逗留时间过短，即气体与液体的接触时间短，难以实现有效的反应，达不到理想的溶气效果。

为了消除气泡或者至少将大气泡变成小气泡，目前常用的方法是添加有机消泡剂，该方法的缺陷是：在有机消泡剂分解的过程中会产生部分刺激性气味，且有机消泡剂也会对后段产品的质量和纯度产生负面影响。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种无需添加消泡剂且消除气泡能力强的常温常压下钒铬共提的反应装置。

本发明的另一个目的在于提出一种提取率更高的常温常压下钒铬共提的反应方法。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种常温常压下钒铬共提的反应装置，包括反应釜，在所述反应釜的底部设置有反应气体进口、排料口和蒸汽进口，所述排料口上设置有排料取样口，在所述反应釜的侧壁上设置有测温口、釜体取样口和进料口；在所述反应釜的顶部向上依次设置有泡沫收集室、叶轮组件和排气口，在所述泡沫收集室的顶部且位于所述叶轮组件的外侧设置有内外套设的导流内管和导流外管，所述导流内管的高度小于所述导流外管的高度，在所述导流内管和所述导流外管中间形成捕集室，所述捕集室通过回流管连通至所述泡沫收集室；所述捕集室的顶部形成扩张室，所述扩张室位于高于所述导流内管的顶边且低于所述导流外管的顶边的位置处；在所述反应釜内设置有搅拌轴和筛板，搅拌轴上安装有搅拌叶片，所述搅拌叶片位于所述筛板的下方；所述反应装置还包括用于驱动所述搅拌轴和/或所述叶轮组件旋转的电机。

特别是，所述叶轮组件包括从下至上依次设置的下叶轮、孔板和上叶轮，轮轴依次穿过所述上叶轮、所述孔板和所述下叶轮；所述下叶轮位于所述导流内管内，所述上叶轮高于所述导流内管的顶边且位于所述导流外管内。

特别是，所述筛板包括呈圆锥形的板体，在所述板体的中部设置有用于穿设所述搅拌轴的中心通孔，所述板体上设置有多个用于剪切破碎气泡的剪切通孔；所述板体与所述反应釜的内壁之间的夹角在50°至80°的范围内。

特别是，所述板体的外边缘焊接在所述反应釜的内壁上。

特别是，所述剪切通孔为直径在5mm-10mm范围内的圆孔。

特别是，所述剪切通孔为三边形、四边形、五边形或六边形。

特别是，所述反应釜内沿轴向设置有两个所述筛板，两个所述筛板将所述反应釜内分隔成三层，每层均设置有取样孔。

特别是，所述反应气体进口和所述蒸汽进口关于所述反应釜的轴线对称设置。