一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備，屬于濕法煉鋅技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法及其設備，主要方法是用鋅粉作為凈化劑，置換硫酸鋅溶液的銅鎘雜質，主要設備是凈化槽。凈化槽通常是圓筒型，外部為鋼筋混凝土結構或鋼結構，內部襯有防腐材料，有些凈化槽底部有錐度，凈化槽配有攪拌機。凈化槽用于硫酸鋅溶液置換除銅鎘時，置換劑為工業(yè)鋅粉，鋅粉的有效鋅為80?93%，粒度0.025?0.150mm，鋅粉從上部加入槽內，在攪拌機作用下，工業(yè)鋅粉與溶液中的銅離子、鎘離子進行置換反應，鋅粉中的鋅金屬轉化為鋅離子進入溶液，銅離子、鎘離子被置換，分別轉化為金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體，從溶液中析出，經過壓濾機進行固液分離后，實現溶液除去銅鎘的目的。
[0003]凈化槽用于硫酸鋅溶液置換除銅鎘時，具有生產效率高的優(yōu)點，在60?80°C的條件下，除銅鎘的時間為60?90min。由于生產效率高，因此，設備投資省，占地小。但凈化槽用于硫酸鋅溶液置換除銅鎘時，工業(yè)鋅粉的消耗量很大，造成生產成本高，降低了經濟效益。在除銅階段，工業(yè)鋅粉的消耗量至少為理論需要量的110%，而在除鎘階段，工業(yè)鋅粉的消耗量至少為理論需要量的200%。如果要將溶液的鎘置換很徹底，則鋅粉的過剩值很大，通常超過理論需要量的300%。導致實際消耗量大幅度超過理論需要量的原因有兩個，一是工業(yè)鋅粉的有效鋅偏低，通常只有85 %，二是在凈化槽結構不合理，不能及時將反應生成的銅鎘固體物質進行分離，銅鎘固體物質對鋅粉形成局部包裹，降低了鋅粉的反應活性，導致鋅粉的消耗量很大。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是彌補現有技術的不足，提供一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備。本實用新型適合處理硫酸鋅溶液，能實現鋅對銅鎘的高效置換，具有鋅?；蜾\片消耗小、生產成本低、銅鎘置換徹底、現場環(huán)境好的優(yōu)點。
[0005]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備，包括進液管、兩塊邊板、進液端板、底板、溶液分配板、活動箱體、兩塊沉淀池邊板、沉淀池底板、兩塊沉淀池端板、溶液粗濾板、出液端板和出液管，所述兩塊邊板、進液端板、出液端板和底板組成設備主體，所述進液管位于進液端板的上部，所述出液管置于出液端板的上部，所述設備主體內部靠近進液管的一側裝有帶孔的溶液分配板，所述溶液分配板、進液端板、兩塊邊板和底板共同組成的空間為溶液分配池，所述設備主體內部靠近出液管的一側裝有帶孔的溶液粗濾板，所述溶液粗濾板、出液端板、兩塊邊板和底板共同組成的空間為溶液匯集池，所述溶液分配板和溶液粗濾板之間的空間為置換池，所述活動箱體位于所述置換池內，所述兩塊沉淀池邊板、沉淀池底板和兩塊沉淀池端板組成沉淀池，所述沉淀池位于所述置換池的下部，所述底板上設有用于連通沉淀池和置換池的濾孔，所述溶液分配板上設有用于連通溶液分配池和置換池的濾孔，所述溶液粗濾板上設有用于連通置換池和溶液匯集池的濾孔。
[0006]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。
[0007]進一步，所述底板上的濾孔均勻分布，濾孔的個數為3458?26600個，孔徑為10?5 0mm，相鄰濾孔之間的間距為2 0?10 0mm。
[0008]進一步，所述溶液分配板上的濾孔均勻分布，濾孔的個數為200?12800個，孔徑為5?10 0mm，相鄰濾孔之間的間距為2 0?10 0mm。
[0009]進一步，所述溶液粗濾板上的濾孔均勻分布，濾孔的個數為80000?884450個，孔徑為1?5mm，濾孔間距為2?5mm。
[0010]進一步，所述活動箱體的數量為6?20個，每個所述活動箱體均為頂部開口的長方體，每個所述活動箱體均由五塊濾板組成，每個所述活動箱體內部裝有鋅片或鋅粒。
[0011]—種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法，該方法通過如上任一項所述的設備實現，包括以下步驟:將銅、鎘、鋅質量濃度分別為0.3?3.0g/L、0.2?2.0g/L、120?180g/L的待處理的硫酸鋅溶液，在所述設備內進行置換除銅鎘鋅后，得到處理過的硫酸鋅溶液和雜質。
[0012]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。
[0013]進一步，所述處理過的硫酸鋅溶液中銅、鎘、鋅的質量濃度分別為0.00005?0.0002g/L、0.0001 ?0.0005g/L、120.4 ?184.2g/L，所述雜質為銅、鎘。
[0014]進一步，所述在所述設備內進行置換除銅鎘的具體步驟為:待處理的硫酸鋅溶液從所述進液管流入到所述設備主體，處理過的硫酸鋅溶液從所述出液管流出，處理得到的雜質集于所述沉淀池中，所述處理得到的雜質為銅、鎘。
[0015]本實用新型所述的設備，其工作原理如下:當含有雜質銅鎘的硫酸鋅溶液從進液管流入溶液分配池后，經過溶液分配板的分配，使溶液較均勻流入到置換池，在置換池中，被裝在活動箱體內的許許多多小塊鋅片置換，并在許許多多的小塊鋅片表面析出金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體，金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體，在溶液流動和重力的雙重作用下，脫離鋅?；蛐K鋅片表面并緩慢沉淀到沉淀池，鋅?；蛐K鋅片由于粒度大于活動箱體的濾孔且比重較大，繼續(xù)停留在活動箱體內；隨著溶液不斷流過置換池中的活動箱體，溶液中的銅鎘雜質也不斷被裝在活動箱體內的許許多多鋅?；蛐K鋅片置換，生成的金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體也不斷沉淀到沉淀池；當溶液流過最后一個活動箱體時，溶液中的銅鎘雜質已經被徹底置換，達到了脫去雜質銅鎘的目的。當某個活動箱體的鋅片消耗完畢時，重新裝入鋅粒或鋅片，也可以根據活動箱體的鋅粒或鋅片消耗情況，隨時補充鋅?；蜾\片，置換得到的渣定期清理回收。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]1.鋅金屬消耗量小。本實用新型采用的置換劑為鋅?；蜾\片，鋅?；蜾\片是純度很高的金屬鋅，有效鋅含量接近100% ;在置換過程中，反應生成的小固體金屬銅和海綿狀金屬鎘固體，在溶液流動和重力的雙重作用下，能夠及時從鋅粒或小塊鋅片表面分離，緩慢沉淀到沉淀池，而鋅?；蛐K鋅片的粒度大于活動箱體的濾孔且比重較大，繼續(xù)停留在活動箱體內，這樣置換物中只有小固體金屬銅和海綿狀金屬鎘固體，沒有帶走任何的鋅?；蜾\片，沒有造成鋅?；蜾\片的任何浪費，鋅?；蜾\片的消耗全部用于置換反應，因此鋅?；蜾\片的消耗很小，幾乎接近理論消耗量。另外，由于鋅?；蜾\片沒有進入到置換渣中，因此，得到的置換渣純度很高，簡單處理后，就可以形成粗產品。
[0018]2.除銅鎘徹底。在置換過程中，反應生成的小固體金屬銅和海綿狀金屬鎘固體，在溶液流動和重力的雙重作用下，能夠及時從鋅?；蛐K鋅片表面分離，使鋅?；蛐K鋅片表面始終與溶液接觸，確保了鋅?；蜾\片的活性，有效保證了鋅?；蜾\片對銅鎘的置換能力；另外，還可以通過控制溶液的流量和活動箱體的數量，來實現對溶液與鋅?；蛐K鋅片接觸時間的精確控制，從而達到對除去溶液中銅鎘的精確控制，確保能夠除去溶液中的銅錦雜質。
[0019]3.本實用新型的設備的制造方法簡單、應用范圍廣泛。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備的正視圖。
[0021]圖2為本實用新型的硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備的側視圖。
[0022]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0023]1、進液管，2、邊板，3、進液端板，4、底板，5、溶液分配板，6、活動箱體，7、沉淀池邊板，8、沉淀池底板，9、沉淀池端板，10、溶液粗濾板，11、出液端板，12、出液管。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0025]實施例1
[0026]如圖1、圖2所示，一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設備，包括進液管1、兩塊邊板2、進液端板3、底板4、溶液分配板5、活動箱體6、兩塊沉淀池邊板7、沉淀池底板8、兩塊沉淀池端板9、溶液粗濾板10、出液端板11和出液管12，所述兩塊邊板2、進液端板3、出液端板11和底板4組成設備主體，所述設備主體由厚度20mm的塑料焊接而成，內部尺寸為長7.5m、寬4m、高
2m ο
[0027]所述進液管1位于進液端板3的上部，所述出液管12置于出液端板11的上部，所述進液管1和出液管12均為Φ 169 X 10mm的塑料管。
[0028]所述設備主體內部靠近進液管1的一側裝有帶孔的溶液分配板5，所述溶液分配板5上設有用于連通溶液分配池和置換池的濾孔，所述溶液分配板5為厚度12mm的塑料板，溶液分配板5上的濾孔均勻分布，濾孔的個數為200個，孔徑為100mm，相鄰濾孔之間的間距為100mmο
[0029]所述溶液分配板5、進液端板3、兩塊邊板2和底板4共同組成的空間為溶液分配池，所述溶液分配池的尺寸為長4m、寬0.6m、高2m，與主體連接，所述底板4上設有用于連通沉淀池和置換池的濾孔，所述底板4上的濾孔均勻分布，濾孔的個數為26600個，孔徑為10mm，相鄰濾孔之間的間距為20mm。
[0030]所述設備主體內部靠近出液管12的一側裝有帶孔的溶液粗濾板10，所述溶液粗濾板10上設有用于連通置換池和溶液匯集池的濾孔，所述溶液粗濾板10上的濾孔均勻分布，濾孔的個數為80000個，孔徑為5mm，相鄰濾孔之間的間距為5mm。
[0031]所述溶液粗濾板10、出液端板11、兩塊邊板2和底板4共同組成的空間為溶液匯集池，所述溶液匯集池的尺寸為長4m、寬0.6m、高2m。
[0032]所述溶液分配板5和溶液粗濾板10之間的空間為置換池，所述活動箱體6位于所述置換池內，所述活動箱體6的數量為6個，每個所述活動箱體6均為頂部開口的長方體，每個所述活動箱體6由五塊厚度均為12mm的塑料濾板焊接組成，每個所述活動箱體的內部尺寸為長4m、寬0.8m、高1.8m，總容積為6.12m3,每塊濾板上的濾孔孔徑為2mm，濾孔間距為5mm，每個所述活動箱體6內部裝有10t平均厚度為5mm的鋅片。
[0033]所述兩塊沉淀池邊板7、沉淀池底板8和兩塊沉淀池端板9組成沉淀池，所述沉淀池位于所述置換池的下部，所述沉淀池用五塊厚度均為20mm的塑料板與主體焊接，沉淀池的尺寸為長6m、寬4m、高lm。
[0034]—種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法，該方法通過如上所述的設備實現，包括以下步驟:將含銅0.3g/L、鎘0.2g/L、鋅100g/L、pH5.1的待處理的硫酸鋅溶液，以10m3/h的速度從所述進液管1流入到所述設備主體，待處理的硫酸鋅溶液依次緩慢流過溶液