基于三次置换硫酸锌溶液除镉装置及其除镉工艺的制作方法

1.本发明涉及一种硫酸锌溶液除镉装置，具体涉及一种基于三次置换硫酸锌溶液除镉装置，本发明还提供本除镉装置的除镉工艺。


背景技术：

2.一水硫酸锌(znso4·
h2o)是一种重要的无机锌盐，作为锌补充剂广泛用于饲料、肥料、制药、印染、化工、化纤、选矿、防腐、电解等领域。采用氧化锌或次氧化锌生产一水硫酸锌的生产流程一般为：氧化锌或次氧化锌漂洗
→
氧化锌或次氧化锌+硫酸
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浸出反应
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过滤
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滤液除铁
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除镉
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压滤
→
蒸发浓缩结晶
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离心脱水
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干燥
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包装。在上述流程中，硫酸锌溶液除铁后需要进行除镉，而硫酸锌溶液中镉含量是有控制标准的、且不能溶入其它杂质，要求镉含量低于10ppm。
3.目前，硫酸锌溶液置换镉都是采用一次性置换，将锌粉和硫酸锌含镉初液加入置换反应釜置换，这种置换方式存在以下缺陷：其一，由于采用一次性置换，加上硫酸锌含镉初液中的含镉浓度较大，加入锌粉置换出的镉渣会包裹在锌粉表面，一方面影响锌粉的置换，降低了锌粉的利用价值，另一方面也使硫酸锌溶液置换出的镉渣含量低，造成硫酸锌溶液中镉含量超标，进而导致硫酸锌溶液不达标；其二，采用一次性置换，导致置换出的镉渣包裹在锌粉表面，而不是海绵状的镉渣，难以在液压压团机中压成团，降低副产品镉渣成团质量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于三次置换硫酸锌溶液除镉装置，本除镉装置采用三次置换，改变现有一次置换的方式，将第一次置换出的渣团作为次氧化锌回转窑的原料，大大提高了物料的利用率，第二次置换出的镉渣为海绵状，提高可镉渣成型性能，第三次置换出的锌渣作为第一次置换用的原料锌粉，物料的循环使用，提高锌粉的置换利用价值，以最经济有效的方式实现硫酸锌溶液的除镉，且硫酸锌溶液的浓度及其中镉含量都在标准控制范围内。本发明还提供本除镉装置的除镉工艺，且除镉工艺简单，易于实施运行。
5.为了达到上述目的，本发明采取的技术方案：
6.基于三次置换硫酸锌溶液除镉装置，包括第一置换反应釜，所述第一置换反应釜通过第一输送泵与第一板框压滤机连接，所述第一板框压滤机通过输渣管与次氧化锌回转窑连接，所述第一板框压滤机通过输液管与第二置换反应釜连接，所述第二置换反应釜通过第二输送泵与第二板框压滤机连接，所述第二板框压滤机通过输渣管与液压压团机连接，所述第二板框压滤机通过输液管与第三置换反应釜连接，所述第三置换反应釜通过第三输送泵与第三板框压滤机连接，所述第三板框压滤机通过输渣管与第一置换反应釜连接。
7.基于三次置换硫酸锌溶液除镉装置的除镉工艺，包括以下步骤：
8.(1)将硫酸锌含镉初液加入第一置换反应釜中，先加入50～70目粒径的锌粉使装置运行，待装置启动反应后，无需再加入锌粉，第一次置换反应完成后溶液通过第一输送泵输送至第一板框压滤机进行压滤，压滤出的滤渣作为原料投入次氧化锌回转窑再次利用，压滤出的滤液进入第二置换反应釜内备用；
9.(2)向第二置换反应釜投入3～10mm的锌粉与硫酸锌溶液进行第二次置换反应，反应完成后溶液通过第二输送泵输送至第二板框压滤机进行压滤，压滤出的滤渣为海绵状的镉渣，镉渣进入液压压团机进行压团成镉团，压滤出的滤液进入第三置换反应釜内备用；
10.(3)向第三置换反应釜投入50～70目粒径锌粉硫酸锌溶液进行第三次置换反应，反应完成后溶液通过第三输送泵输送至第三板框压滤机进行压滤，压滤出的滤渣为锌粉渣，锌粉渣投入第一置换反应釜内作为置换锌粉原料，压滤出的滤液中含镉量在标准控制范围内，是合格的硫酸锌溶液。
11.与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
12.本除镉装置采用三次置换，改变现有一次置换的方式，将第一次置换出的渣团作为次氧化锌回转窑的原料，大大提高了物料的利用率，第二次置换出的镉渣为海绵状，提高可镉渣成型性能，第三次置换出的锌渣作为第一次置换用的原料锌粉，物料的循环使用，提高锌粉的置换利用价值，以最经济有效的方式实现硫酸锌溶液的除镉，且硫酸锌溶液的浓度及其中镉含量都在标准控制范围内。本发明还提供本除镉装置的除镉工艺，且除镉工艺简单，易于实施运行。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
14.图1为本发明的结构示意图；
15.图2为本除镉装置的除镉流程图；
16.附图标号：1、第一置换反应釜，2、第一输送泵，3、第一板框压滤机，4、次氧化锌回转窑，5、第二置换反应釜，6、第二输送泵，7、第二板框压滤机，8、液压压团机，9、第三置换反应釜，10、第三输送泵，11、第三板框压滤机。
具体实施方式
17.如图1所示提出本发明一种具体实施例，基于三次置换硫酸锌溶液除镉装置，包括第一置换反应釜1，所述第一置换反应釜1通过第一输送泵2与第一板框压滤机3连接，则第一置换反应釜1置换反应后的溶液在第一输送泵2的作用下进入第一板框压滤机3内进行压滤，第一板框压滤机3通过输渣管与次氧化锌回转窑4连接，则第一板框压滤机4压滤出来的镉锌渣作为原料进入次氧化锌回转窑4再次利用，大大提高锌粉的利用价值，所述第一板框压滤机3通过输液管与第二置换反应釜5连接，则第一板框压滤机3压滤出来的硫酸溶液进入第二置换反应釜5中继续置换，所述第二置换反应釜5通过第二输送泵6与第二板框压滤机7连接，则第二反应釜5置换反应后的溶液在第二输送泵6的作用下进入第二板框压滤机7进行压滤，所述第二板框压滤机7通过输渣管与液压压团机8连接，则第二板框压滤机7压滤出的海绵状镉渣进入液压压团机8进行压团，镉团作为副产品，所述第二板框压滤机7通过输液管与第三置换反应釜9连接，则第二板框压滤机7压滤出来的硫酸锌溶液进入第三置换
反应釜9继续进行置换反应，所述第三置换反应釜9通过第三输送泵10与第三板框压滤机11连接，则第三置换反应釜9置换反应后的溶液在第三输送泵10的作用下进入第三板框压滤机11进行压滤，所述第三板框压滤机11通过输渣管与第一置换反应釜1连接，则第三板框压滤机11压滤出来的锌渣作为原置换锌粉原料进入第一置换反应釜1中，第三板框压滤机11压滤出来的硫酸锌溶液中含镉量在标准控制范围内，因此此时的硫酸锌溶液为合格溶液。
18.本除镉装置的除镉工艺，如图2所示，包括以下步骤：
19.(1)将硫酸锌含镉初液加入第一置换反应釜中，先加入50～70目粒径的锌粉使装置运行，本实施例选用60目粒径的锌粉，待装置启动反应后，无需再加入锌粉，第一次置换反应完成后溶液通过第一输送泵输送至第一板框压滤机进行压滤，此时硫酸锌溶液浓度为35～45be，硫酸锌溶液中含镉浓度为8～20g/l，压滤出的滤渣作为原料投入次氧化锌回转窑再次利用，压滤出的滤液进入第二置换反应釜内备用；
20.(2)向第二置换反应釜投入3～10mm的锌粉与硫酸锌溶液进行第二次置换反应，本实施例选用6mm的锌粉，反应完成后溶液通过第二输送泵输送至第二板框压滤机进行压滤，此时的硫酸锌溶液浓度为35～45be，硫酸锌溶液中含镉浓度为0.8～1.5g/l，压滤出的滤渣为海绵状的镉渣，镉渣进入液压压团机进行压团成镉团，压滤出的滤液进入第三置换反应釜内备用；
21.(3)向第三置换反应釜投入50～70目粒径的锌粉硫酸锌溶液进行第三次置换反应，本实施例选用60目粒径的锌粉，反应完成后溶液通过第三输送泵输送至第三板框压滤机进行压滤，此时的硫酸锌溶液浓度为35～45be，硫酸锌溶液中含镉浓度＜10ppm，压滤出的滤渣为锌粉渣，锌粉渣投入第一置换反应釜内作为置换锌粉原料，压滤出的滤液中含镉量在标准控制范围内，是合格的硫酸锌溶液。
22.本发明使用时：启动本除镉装置，将硫酸锌含镉初液放置于第一置换反应釜1中，先向第一置换反应釜1中投入一些60目粒径的锌粉使装置运行，待运行后直接使用第三次置换的滤渣作为置换原料，第一置换反应后硫酸锌溶液浓度为35～45be，硫酸锌溶液中含镉浓度为8～20g/l，然后在第一输送泵2的作用下进入第一板框压滤机3进行压滤，压滤出的滤渣作为原料进入次氧化锌回转窑4再次利用，压滤出的滤液进入第二置换反应釜5同时投入6mm的锌粉继续置换，第二次置换后的硫酸锌溶液浓度为35～45be，硫酸锌溶液中含镉浓度为0.8～1.5g/l，在第二输送泵6的作用下进入第二压滤机7进行压滤，此时压滤出的滤渣为海绵状的镉渣，镉渣进入液压压团机8中进行压团成镉团，压滤出的滤液继续进入第三置换反应釜9同时投入60目锌粉继续置换，第三次置换后的硫酸锌溶液浓度为35～45be，硫酸锌溶液中含镉浓度＜10ppm，此时硫酸锌溶液中含镉量在标准控制范围内、为合格溶液，压滤出的滤渣为锌渣，作为置换锌粉原料投入第一置换反应釜1中。本除镉装置原料循环使用，锌粉置换利用价值高，硫酸锌溶液除镉率大，且形成镉团作为副产品。除镉工艺简单，易于实施运行。
23.当然，上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。