一种多阶层湿法冶金固液分离装置及其冶金方法

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，特别是涉及一种多阶层湿法冶金固液分离装置及其冶金方法。

背景技术

湿法冶金是金属矿物原料在酸性介质或者碱性介质的水溶液中进行化学处理或者有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。针对一些特殊金属矿物原料，不能够采用传统的火法冶金，而只能用化学溶剂把它们分离出来，这种提炼金属的方法就是湿法冶金，现有技术中对通过沉淀方法进行固液分离的工艺整体效果不好，同时通过自然沉淀的方法进行固液分离也会造成液体内掺杂的液体反应缓慢，不利于进一步的反应产生从而产生过多金属单质或者化合物颗粒固体，本发明旨在设计一种能够加快湿法冶金反应又能够及时快速的将沉淀物及化合物进行固液分离收集，有效且及时的将固液分离。

现有专利CN201220237007.1提供了一种镍矿湿法冶金用固液分离机，在过滤时通过设置箱底面的斜形底，进行沉积，通过冲击进入U型槽内通过传动轴带动叶片进行传输，但是由于水流冲击大且叶片推送情况造成沉积原料也会被推送，造成分离速度快，分离效率低的情况出现，一部分沉积物会被液体带走，从而造成分离沉积利用率低，本发明设计的一种多阶层湿法冶金固液分离装置及其冶金方法，通过多阶层设计提高沉淀物固液分离，同时将过滤液体进行回收二次过滤反应保证反应液体的二次利用，同时提高物体回收效率，保证下次的再次使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多阶层湿法冶金固液分离装置及其冶金方法，以解决上述背景技术中提出的问题，通过多阶层设计能够快速的进行固液分离，同时能够在通过三级分阶分离保证了分离效率，不需要较长时间的沉淀周期，集中处理分离的金属及化合物。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多阶层湿法冶金固液分离装置包括一级分阶分离层、二级分阶分离层和三级分阶分离层，所述一级分阶分离层设置于所述二级分阶分离层左侧上端，所述二级分阶分离层设置于所述三级分阶分离层左侧上端，所述一级分阶分离层包括分阶体和分阶升降机构，所述分阶体包括分阶箱体和分阶沉淀底，所述分阶箱体与所述分阶升降机构滑动连接，所述分阶升降机构底部与所述分阶沉淀底部连接，所述二级分阶分离层包括分阶框体和第二分阶升降机构，所述分阶框体左侧与所述分阶升降机构连接，所述分阶框体右侧与所述第二分阶升降机构连接，所述第二分阶升降机构与所述三级分阶分离层连接，所述三级分阶分离层包括分级收集箱和过滤底网，所述分级收集箱左侧与所述第二分阶升降机构连接，所述一级分阶分离层的分阶沉淀底部设置抽离机构，所述抽离机构与所述三级分阶分离层连接。

所述分阶沉淀底包括分阶沉淀层，所述分阶沉淀层设置有沉淀网，所述沉淀网下端设置有沉淀收集箱，所述沉淀收集箱与所述抽离机构连接，所述收集箱与所述沉淀网之间设置有锥体收集弧形板，所述锥体收集弧形板安装于所述沉淀收集箱上端的分阶沉淀层上。

所述锥体收集弧形板包括上层弧形板、二层弧形板、三层弧形板和下层弧形板，所述下层弧形板嵌入所述三层弧形板内，所述三层弧形板嵌入二层弧形板内，所述二层弧形板嵌入上层弧形板内，所述上层弧形板、二层弧形板、三层弧形板和下层弧形板之间通过滑轨滑动连接，所述下层弧形板底部周圈外侧连接拉升链一端，所述拉升链另一端与所述分阶升降机构连接，所述拉升链对称设置于所述分阶箱体前后侧板上，所述前后侧板与所述拉升链通过滑轮传动。

所述分阶升降机构包括升降板，所述升降板两侧分别连接于所述分阶箱体右侧面，所述升降板下端连接于所述分阶沉淀底一侧的沉降槽内，所述沉降槽上端设置阻挡板，所述升降板嵌入所述阻挡板内，所述阻挡板高于所述沉淀收集箱，所述升降板两侧安装有升降动力机构，所述升降动力机构包括动力电机和动力链，所述动力电机安装于所述升降板一侧的分阶箱体上，所述动力链与所述动力电机滑动连接，所述拉升链另一端与所述升降板上端连接。

所述第二分阶升降机构包括升降固定座与第二升降板，所述升降固定座安装于所述分阶框体上，所述升降固定座上设置有升降电机和升降拉杆，所述升降拉杆与所述第二升降板连接，所述第二升降板底部设置有过滤网体，所述过滤网体下端设置有弹起装置，所述弹起装置安装于二级分阶分离层底面上，所述底面上设置有沉淀底吹装置，所述弹起装置安装于所述二级分阶分离层的底面一侧凹槽内。

所述弹起装置包括弹性底座和弹簧，所述弹簧上端连接于所述过滤网体下端，所述弹簧下端固定安装于所述弹性底座上，所述弹簧弹起高度略小于所述凹槽深度，所述过滤网体包括过滤网结构与旋转结构，所述过滤网结构为方形结构，所述过滤网结构左侧和右侧分别为过滤口，所述过滤网结构上端面和下端面分别为密封界面，所述过滤网结构转动连接于所述旋转结构上，所述旋转结构包括旋转底座和旋转框架，所述旋转底座上设置旋转框架，所述旋转框架上安装有旋转盘，所述旋转底座下端安装有弹起装置。

所述沉淀底吹装置包括多个底吹管和底吹槽坑，多个所述底吹管分别均匀设置于所述底面上，所述底吹管以底面为基准向右侧倾斜角度15°，所述底吹槽坑设置于底吹管相同倾斜角度，所述底吹管前端为延伸15-20CM切角，所述凹槽内上端一侧设置有底吹控制开关，所述底吹控制开关通过弹簧弹起碰触控制。

所述分级收集箱下端设置过滤底网，所述分级收集箱设置抽离管口，所述抽离机构与所述抽离管口连接，所述抽离机构包括抽离弧形槽、抽离阀和抽离管，所述抽离弧形槽设置于所述沉淀收集箱内，所述抽离弧形槽下端设置有抽离阀，所述抽离阀连接抽离管，所述抽离管与所述抽离管口连接。

所述过滤底网下端设置有回收管，所述回收管上设置有回收泵，所述回收管连接所述二级分阶分离层。

一种多阶层湿法冶金固液分离装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：将固体残留混合液放入一级分阶分离层内的分阶箱体内，通过初级沉淀，得到大量沉淀物，沉淀物通过静态沉淀分别降落至上层弧形板、二层弧形板、三层弧形板和下层弧形板上，通过静态收集固体沉淀物，沉淀物随着不断积累增多，逐步沉入沉淀收集箱内，通过收集箱的不断收集，沉淀物增多，为保证沉淀物的溶液水下收集，通过分阶升降机构带动升降板向下运行；

S2：上层滤清溶液流入二级分阶分离层的分阶框体内，再此过程中升降板下降带动拉升链提升，拉升链带动下层弧形板、三层弧形板和二层弧形板上升，同时下层弧形板、三层弧形板和二层弧形板上的沉淀物被刮出，沉入沉淀收集箱内，通过沉淀收集箱底部抽离阀将沉淀物抽离至三级分阶分离层进行分离；

S3：上层滤清溶液还有沉淀物通过一级分阶分离层向二级分阶分离层倾倒加速反应形成沉淀物，继续在二级分阶分离层内沉淀，此时沉淀物少，通过不断沉淀积累一定层厚后，升降固定座上的升降电机带动升降板向上升起，弹簧上升，在上升过程中底吹控制开关开启，对底部沉淀进行底吹增加流动的同时，将较大颗粒通过底吹的处理粉碎，同时底吹能够加快液体的反应，提高金属分离效率，均快速通过过滤网体到达三级分阶分离层，能够防止了过滤网体堵塞的情况出现，再次过程中沉淀厚度不断减低，为保证沉淀过滤的高浓度，过滤网体通过过滤网结构与旋转结构的运行，方形过滤网结构在旋转结构的带动下能够旋转30°或45°或60°，从而降低过滤网体的过滤间隙高度，随着沉淀层的厚度减小通过旋转结构进行控制，在达到最低点时，升降电机带动升降板下方，关闭第二分阶升降机构；

S4：通过一级分阶分离层与二级分阶分离层的沉淀物收集进入三级分阶分离层内进行统一处理过滤，在通过分级收集箱的设置的过滤底网进行过滤，将过滤液体通过回收管通入二级分阶分离层的分阶框体内进行二次过滤，达到了高精度固液分离及小颗粒分离的工艺。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过多级分阶层的设置能够增加反应效率，同时在达到一定沉淀厚度后，通过分阶升降机构进行滤清，将沉淀后的液体排入二级分阶中，达到二次沉淀的目的，同时将沉淀物排出，提高一级的固液分离效率，同时固液分离及湿法冶金持续进行，不需要进行等待，一阶反应后二阶在进行反应，增加湿法冶金的效率，同时固液沉淀物同步分离，提高生产效率，在一阶反应后通过放闸的形式完成对滤清液体的放出，加速液体的流动，增加反应接触，提高冶金效率，不需要使用外部搅拌动力，就形成冶金的反应提取，更加有效，同时根据二阶反应情况，滤清液体，能够在沉淀完成后进行下一步的金属提取，保证金属提取的效率，同时提高杂质的去除率，将分离的固体化合物通过三级分阶分离过滤，进行收集，完成对冶金固液的分离效果。

2、通过沉淀收集箱能够将沉淀进行收集，同时抽离机构能够将沉淀物抽走，进行二次过滤，锥形收集弧形板能够提高沉淀物的收集效率，同时弧形板将沉淀物不断滑向收集箱内，保证了收集效率更高，同时缩小收集范围，快速收集。

3、锥形收集弧形板分为四层能够将弧形板进行嵌入式收缩，防止在沉淀过程中由于沉淀物积累较厚而造成固定，不易滑动，通过拉升链进行拉升，提高沉淀物的下降速度，将沉淀物拉动而下落，提高收集的效率，结构设计更加巧妙，同时由于处于水中，此设计更加适合该水中环境，同时根据分阶升降机构的上下升降还能够进行震动效果。

4、通过升降板的升降带动拉升链进行升降，从而带动锥体收集弧形板的收缩，同时升降板控制一级分阶分离层滤清液体下放至二级分阶分离层内，既能够拉动拉升链同时能够进行放液处理，提高动力使用效率。

5、在沉淀物不断通过过程中沉淀厚度降低，通过过滤网结构与旋转结构的运行，降低过滤网体的通过高度，使得沉淀物厚度的降低过滤网结构的通过高度也降低，提高通过沉淀物效率，降低三级分阶分离层的过滤压力。

附图说明

图1为本发明多阶层湿法冶金固液分离装置整体结构原理示意图。

图2为本发明沉淀收集箱与锥体收集弧形板结构原理示意图。

图3为本发明第二分阶升降机构结构原理示意图。

图4为本发明弹起装置结构原理示意图。

图5本发明旋转结构原理示意图。

图6为本发明沉淀底吹装置结构原理示意图。

图7为本发明分阶升降机构结构原理示意图。

图8为本发明抽离结构原理示意图。

附图标记：1、一级分阶分离层，2、二级分阶分离层，3、三级分阶分离层，4、分阶体，5、分阶升降机构，6、分阶箱体，7、分阶沉淀底，8、分阶框体，9、第二分阶升降机构，10、分级收集箱，11、过滤底网，12、抽离机构，13、分阶沉淀层，14、沉淀网，15、沉淀收集箱，16、锥体收集弧形板，17、上层弧形板，18、二层弧形板，19、三层弧形板，20、下层弧形板，21、拉升链，22、滑轮，23、升降板，24、沉降槽，25、阻挡板，26、动力电机，27、动力链，28、升降固定座，29、第二升降板，30、升降电机，31、过滤网体，32、弹起装置，33、沉淀底吹装置，34、凹槽，35、弹性底座，36、弹簧，37、过滤网结构，38、旋转框架，39、旋转盘，40、底吹管，41、底吹槽坑，42、底吹控制开关，44、抽离管口，45、抽离弧形槽，46、抽离阀，47、抽离管，48、回收管，49、回收泵，50、升降拉杆。

具体实施方式

下面内容结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

一种多阶层湿法冶金固液分离装置包括一级分阶分离层1、二级分阶分离层2和三级分阶分离层3，所述一级分阶分离层1设置于所述二级分阶分离层2左侧上端，所述二级分阶分离层2设置于所述三级分阶分离层3左侧上端，所述一级分阶分离层1包括分阶体4和分阶升降机构5，所述分阶体4包括分阶箱体6和分阶沉淀底7，所述分阶箱体6与所述分阶升降机构5滑动连接，所述分阶升降机构5底部与所述分阶沉淀底7连接，所述二级分阶分离层2包括分阶框体8和第二分阶升降机构9，所述分阶框体8左侧与所述分阶升降机构9连接，所述分阶框体8右侧与所述第二分阶升降机构9连接，所述第二分阶升降机构9与所述三级分阶分离层3连接，所述三级分阶分离层3包括分级收集箱10和过滤底网11，所述分级收集箱10左侧与所述第二分阶升降机构9连接，所述一级分阶分离层1的分阶沉淀底部设置抽离机构12，所述抽离机构12与所述三级分阶分离层3连接；

通过多级分阶层的设置能够增加反应效率，同时在达到一定沉淀厚度后，通过分阶升降机构5进行滤清，将沉淀后的液体排入二级分阶中，达到二次沉淀的目的，同时将沉淀物排出，提高一级的固液分离效率，同时固液分离及湿法冶金持续进行，不需要进行等待，一阶反应后二阶在进行反应，增加湿法冶金的效率，同时固液沉淀物同步分离，提高生产效率，在一阶反应后通过放闸的形式完成对滤清液体的放出，加速液体的流动，增加反应接触，提高冶金效率，不需要使用外部搅拌动力，就形成冶金的反应提取，更加有效，同时根据二阶反应情况，滤清液体，能够在沉淀完成后进行下一步的金属提取，保证金属提取的效率，同时提高杂质的去除率，将分离的固体化合物通过三级分阶分离3过滤，进行收集，完成对冶金固液的分离效果。

所述分阶沉淀底7包括分阶沉淀层13，所述分阶沉淀层13设置有沉淀网14，所述沉淀网14下端设置有沉淀收集箱15，所述沉淀收集箱15与所述抽离机构12连接，所述沉淀收集箱15与所述沉淀网14之间设置有锥体收集弧形板16，所述锥体收集弧形板16安装于所述沉淀收集箱15上的分阶沉淀层13上；通过沉淀收集箱15能够将沉淀进行收集，同时抽离机构12能够将沉淀物抽走，进行二次过滤，锥形收集弧形板16能够提高沉淀物的收集效率，同时弧形板将沉淀物不断滑向收集箱内，保证了收集效率更高，同时缩小收集范围，快速收集。

所述锥体收集弧形板16包括上层弧形板17、二层弧形板18、三层弧形板19和下层弧形板20，所述下层弧形板20嵌入所述三层弧形板19内，所述三层弧形板19嵌入二层弧形板18内，所述二层弧形板18嵌入上层弧形板17内，所述上层弧形板17、二层弧形板18、三层弧形板19和下层弧形板20之间通过滑轨滑动连接，所述下层弧形板20底部周圈外侧连接拉升链21一端，所述拉升链21另一端与所述分阶升降机构5连接，所述拉升链21对称设置于所述分阶箱体6前后侧板上，所述前后侧板与所述拉升链21通过滑轮22传动；

锥形收集弧形板16分为四层能够将弧形板进行嵌入式收缩，防止在沉淀过程中由于沉淀物积累较厚而造成固定，不易滑动，通过拉升链进行拉升，提高沉淀物的下降速度，将沉淀物拉动而下落，提高收集的效率，结构设计更加巧妙，同时由于处于水中，此设计更加适合该水中环境，同时根据分阶升降机构5的上下升降还能够进行震动效果。

所述分阶升降机构5包括升降板23，所述升降板23两侧分别连接于所述分阶箱体6右侧面，所述升降板23下端连接于所述分阶沉淀底7一侧的沉降槽24内，所述沉降槽24上端设置阻挡板25，所述升降板23嵌入所述阻挡板25内，所述阻挡板25高于所述沉淀收集箱15，所述升降板23两侧安装有升降动力机构，所述升降动力机构包括动力电机26和动力链27，所述动力电机26安装于所述升降板23一侧的分阶箱体6上，所述动力链27与所述动力电机26滑动连接，所述拉升链21另一端与所述升降板23上端连接；通过升降板23的升降带动拉升链21进行升降，从而带动锥体收集弧形板16的收缩，同时升降板23控制一级分阶分离层1滤清液体下放至二级分阶分离层2内，既能够拉动拉升链21同时能够进行放液处理，提高动力使用效率。

所述第二分阶升降机构9包括升降固定座28与第二升降板29，所述升降固定座28安装于所述分阶框体8上，所述升降固定座28上设置有升降电机30和升降拉杆50，所述升降拉杆50与所述第二升降板29连接，所述第二升降板29底部设置有过滤网体31，所述过滤网体31下端设置有弹起装置32，所述弹起装置32安装于二级分阶分离层2底面上，所述底面上设置有沉淀底吹装置33，所述弹起装置32安装于所述二级分阶分离层2的底面一侧凹槽34内；通过升降电机30及升降拉杆50的带动将沉淀物通过过滤网体31放入三级分阶层内，在通过沉淀底吹装置33将长时间沉淀的固体吹入过滤网体31内，同时底吹装置33能够将大颗粒的吹破，保证通过过滤网体，提高沉淀物的通过效率。

所述弹起装置32包括弹性底座35和弹簧36，所述弹簧36上端连接于所述过滤网体31下端，所述弹簧36下端固定安装于所述弹性底座35上，所述弹簧36弹起高度略小于所述凹槽34深度，所述过滤网体31包括过滤网结构37与旋转结构，所述过滤网结构37为方形结构，所述过滤网结构37左侧和右侧分别为过滤口，所述过滤网结构37上端面和下端面分别为密封界面，所述过滤网结构37转动连接于所述旋转结构上，所述旋转结构包括旋转底座35和旋转框架38，所述旋转底座35上设置旋转框架38，所述旋转框架38上安装有旋转盘39，所述旋转底座35下端安装有弹起装置32；在沉淀物不断通过过程中沉淀厚度降低，通过过滤网结构37与旋转结构的运行，降低过滤网体31的通过高度，使得沉淀物厚度的降低过滤网结构37的通过高度也降低，提高通过沉淀物效率，降低三级分阶分离层的过滤压力。

所述沉淀底吹装置33包括多个底吹管40和底吹槽坑41，多个所述底吹管40分别均匀设置于所述底面上，所述底吹管40以底面为基准向右侧倾斜角度15°，所述底吹槽坑41设置于底吹管40相同倾斜角度，所述底吹管40前端为延伸15-20CM切角，所述凹槽34内上端一侧设置有底吹控制开关42，所述底吹控制开关42通过弹簧36弹起碰触控制，底吹管40能够将沉淀底部的沉淀固体吹离，提高通过过滤网体的速度，清理效果更好，同时均匀设计底吹管能够更好的将大块沉淀固体吹散，保证不堵塞过滤网体。同时提高三级分阶分离层的过滤效率。

所述分级收集箱10下端设置过滤底网11，所述分级收集箱10设置抽离管口44，所述抽离机构12与所述抽离管口44连接，所述抽离机构12包括抽离弧形槽45、抽离阀46和抽离管47，所述抽离弧形槽45设置于所述沉淀收集箱15内，所述抽离弧形槽45下端设置有抽离阀46，所述抽离阀46连接抽离管47，所述抽离管47与所述抽离管口44连接；抽离管口44通过与沉淀收集箱15和分级收集箱10的联通，进行收集一级分阶分离层的沉淀物，提高回收效率。

所述过滤底网11下端设置有回收管48，所述回收管48上设置有回收泵49，所述回收管48连接所述二级分阶分离层2。

一种多阶层湿法冶金固液分离装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：将固体残留混合液放入一级分阶分离层1内的分阶箱体6内，通过初级沉淀，得到大量沉淀物，沉淀物通过静态沉淀分别降落至上层弧形板17、二层弧形板18、三层弧形板19和下层弧形板20上，通过静态收集固体沉淀物，沉淀物随着不断积累增多，逐步沉入沉淀收集箱15内，通过沉淀收集箱15的不断收集，沉淀物增多，为保证沉淀物的溶液水下收集，通过分阶升降机构5带动升降板23向下运行；

S2：上层滤清溶液流入二级分阶分离层2的分阶框体8内，再此过程中升降板23下降带动拉升链21提升，拉升链21带动下层弧形板20、三层弧形板19和二层弧形板18上升，同时下层弧形板20、三层弧形板19和二层弧形板18上的沉淀物被刮出，沉入沉淀收集箱内，通过沉淀收集箱15底部抽离阀46将沉淀物抽离至三级分阶分离层3进行分离；

S3：上层滤清溶液还有沉淀物通过一级分阶分离层1向二级分阶分离层2倾倒加速反应形成沉淀物，继续在二级分阶分离层2内沉淀，此时沉淀物少，通过不断沉淀积累一定层厚后，升降固定座28上的升降电机30带动升降板23向上升起，弹簧上升，在上升过程中底吹控制开关42开启，对底部沉淀进行底吹增加流动的同时，将较大颗粒通过底吹的处理粉碎，同时底吹能够加快液体的反应，提高金属分离效率，均快速通过过滤网体31到达三级分阶分离层，能够防止了过滤网体堵塞的情况出现，再次过程中沉淀厚度不断减低，为保证沉淀过滤的高浓度，过滤网体通过过滤网结构37与旋转结构的运行，方形过滤网结构37在旋转结构的带动下能够旋转30°或45°或60°，从而降低过滤网体的过滤间隙高度，随着沉淀层的厚度减小通过旋转结构进行控制，在达到最低点时，升降电机30带动升降板23下方，关闭第二分阶升降机构9；

S4：通过一级分阶分离层1与二级分阶分离层2的沉淀物收集进入三级分阶分离层3内进行统一处理过滤，在通过分级收集箱10的设置的过滤底网11进行过滤，将过滤液体通过回收管通入二级分阶分离层2的分阶框体8内进行二次过滤，达到了高精度固液分离及小颗粒分离的工艺。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换均视为在本发明的保护范围之内。