專利名稱：一種密實移動床的吸附塔的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種離子交換設備，屬密實移動床吸附塔，可以廣 泛地應用于濕法冶金行業中，例如金屬鎵和鈾的提取和回收。 技術背景鎵是用于生產半導體材料的主要原料之一，是制造光電子器件最 基礎的功能材料，如砷化鎵、磷化鎵、氮化鎵等。鎵是稀散金屬，由 于我國鎵資源十分豐富，中國鎵的生產潛能在世界上是較大的，國內 的競爭也十分的激烈，當前，國內外的廠商都已經意識到在生產鎵的 諸多方法中技術經濟指標先進的只有用離子交換法從拜耳法種分母 液(以下簡稱吸附母液)中回收金屬鎵，因此，各個生產廠家都在離 子交換生產鎵的方法上和設備上加大研究投入，不斷地完善和改進， 以達到低成本高產出的目的。利用離子交換法從氧化鋁生產流程中回收金屬鎵的吸附過程在 生產上是有難度的(l)種分母液中鎵的含量150-180 mg/L，濃度較 低，樹脂需要通過大量的母液才能飽和；(2)吸附母液的粘度較大(粘 度為3 4厘粕)，母液通過樹脂層的阻力較大，流量較低，樹脂不易 飽和；(3)吸附母液浮游物(氫氧化鋁固體小顆粒)高，極易堵塞進出 吸附塔的母液管道和裝置，同時大量浮游物存留在樹脂層中，阻塞吸 附母液通過。(4)吸附塔采用下進上出液的方式進行吸附的話，吸附尾液如果來不及排出塔外，吸附母液會不斷上托樹脂層，造成頂塔，致使吸附不能穩定運行，事故頻出，同時為了不讓樹脂層不停的上漲，只得降低吸附流量，導致樹脂不易飽和。另外吸附母液(1.3g/L左 右)比重大于樹脂(1.08g/L)比重，下進上出液的方式，很容易造 成樹脂在塔中飄浮移動，打亂了塔中濃度的梯度分布，嚴重降低了吸 附效率；(5)吸附塔進液方式采用上進下出液的話，氫氧化鋁固體小顆 粒很容易堵塔，吸附流量上不去，使吸附過程無法正常進行；(6)由 于雜質釩吸附的潛在影響，吸附的時間不能太長。因此，選擇和設計 好吸附設備就成了鎵工業生產上非常重要的問題。固定床吸附塔雖結構簡單但是效率卻較低。這是因為(l)吸附母 液粘度大，在通過樹脂時的阻力很大，很難提高吸附流量，樹脂不易 飽和；(2)樹脂層中容易積累氫氧化鋁，阻塞樹脂層間隙，造成吸附母 液流量下降，使吸附塔無法正常生產，從而影響鎵生產能力；(3)吸附 母液的比重大于樹脂的比重，固定床吸附塔中的樹脂不密實，樹脂在 塔中會漂浮和移動，樹脂層吸附濃度的梯度被打亂，使吸附率大大 降低；(4)由于吸附流量低，為了飽和樹脂，只有增加了吸附母液和樹 脂的接觸時間，降低了鎵和釩的分離系數，增加了系統里雜質釩的量， 給鎵的電解帶來很大困難。因此，使用固定床并不是最佳的選擇。 發明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術上的不足，提 供一種結構簡單，成本較低，吸附通過量大，吸附效率高，運行操作 簡單，不易堵塞，易檢修的離子交換密實移動床吸附設備。本實用新型的技術方案是采用密實移動床下迸液上出液的離子交換吸附設備，它包括進樹脂管、主體部分塔體、出液箱、中出液管、溢流液槽、進液管、布液器、放樹脂口。提樹脂管位于塔頭呈半圓形，其管口指向塔頭里；出液箱圍繞塔壁周長均布若干。出液箱在塔內受 液部分表面均布8—10咖圓孔，外包裹20—60目篩網，出液箱在塔 外部分由DN80—150鋼管制成，以收集吸附尾液；中出液管由DNIOO 一300鋼管制作而成，長度為500-1000mm其塔內受液部分管壁表面 均布8—10咖圓孔，外包裹20—60目篩網，位于塔內中心位置，水 平位置低于出液箱。布液器為圓椎形傘帽，傘帽夾角為120度，斜邊 長為450 — 800mm。吸附母液從塔底進液管進液，吸附尾液通過塔上 部出液箱和中出液箱排出吸附塔；進液管由塔底進入塔中心位置，其 下方為布液器。貧樹脂通過進樹脂管由塔頂加入吸附塔中，飽和樹脂 通過塔底放樹脂口放出塔外，樹脂每隔一定周期由塔頂向塔底運動一 次。密實移動床吸附塔的吸附過程是在一個設備中完成的，大大簡化 吸附過程和所需吸附設備的數量。吸附過程貧樹脂由塔頂通過樹脂 管加入塔內，吸附母液由塔底進液管進入塔內，通過布液器分配后均 勻的向上流動，直到頂部從出液箱和中出液管溢出塔外，塔底部的樹 脂和初進塔的母液充分接觸，首先飽和，當樹脂飽和達到一定程度時， 可以及時地把飽和樹脂從塔底部的放樹脂口放出來，送到淋洗塔內， 這就完成一個吸附過程。本實用新型的工作原理如下吸附母液從底部進入吸附塔中，產 生一個向上的壓力，把樹脂床整體向上推，到塔上部出液箱時，由于 吸附尾液被出液箱和中出液管分離到塔外，所以在出液箱以上部分形成了一段脫水樹脂層，它壓住了樹脂床層，防止樹脂漲溢出吸附塔。 在吸附塔里，吸附母液產生的向上壓力，使得樹脂呈壓緊密實狀態， 不飄浮不移動，大大提高吸附效率，使生產能力最大化。吸附母液對 樹脂的浮力也同在這個方向上，為提高母液流速增加了一定的動力。 中出液管可以把吸附塔中心位置出液箱排不出去的吸附尾液及時分 離到塔外，從而保證了吸附過程不頂塔，保證了吸附過程地穩定運行。 吸附采用了下進上出液的方式，避免了浮游物由于重力原因而沉積在 樹脂層中和吸附塔內，從而避免了出液箱和中出液管被堵塞。進液裝 置采用了最簡單的單管和傘帽相互配合的形式，達到了布液均勻，不 易結垢，易檢修的三重目的。吸附過程塔內的樹脂是從底部最先飽和 的，飽和樹脂很容易就移送到淋洗塔內進行淋洗，最大限度地提高了 樹脂回轉率，縮短了樹脂和母液的接觸時間，這樣不但非常有利于釩 的分離，而且還帶走了吸附時，樹脂層中不斷積累的氫氧化鋁，有利 于通過大量的吸附母液。在整個吸附過程中，母液由塔底向上均勻的呈活塞式的流動，而 樹脂由塔頂向下呈均勻活塞式移動，固液兩相在塔內構成了 一個理想 的全逆流離子交換過程。本實用新型設備的有益效果是本實用新型設備具有結構簡單,制造成本低，吸附效率高，生產運 行平穩等優點，可以廣泛地應用于濕法冶金行業中，例如金屬鎵和 鈾的提取和回收。本實用新型吸附塔適用于吸附原液粘度大，原液中 固含量高，樹脂工作容量低等吸附工況。
圖1為密實移動床的吸附塔的結構示意圖。圖2是圖1中的A-A向剖視圖。 圖3是圖1所示出液箱放大圖。
具體實施方式
本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步描述。 貧樹脂由進樹脂管(1)進入到吸附塔中開始進行吸附，飽和樹 脂由放樹脂口 (8)放出并輸送到下一個工序去，每隔一個小時塔底 放出一次飽和樹脂，塔頭加進一次貧樹脂，樹脂在塔中從上到下依次 飽和且不斷向下運動。吸附母液從塔底進液管(6)進入吸附塔中， 通過布液器(7)的分配作用，均勻的向上流動，吸附尾液通過出液 箱(3)和中出液管(4)收集流出塔外，并匯集到溢流液槽(5)中。 吸附過程中母液由塔底向上均勻的呈活塞式的移動，而樹脂由塔頂向 下呈均勻活塞式移動，固液兩相在塔內構成了一個理想的全逆流離子 交換過程。
權利要求1. 一種密實移動床的吸附塔，含有主體部分塔體(2)，所述塔體的頂部設有進樹脂管(1)，底部設有放樹脂口(8)，所述塔體上部里面設有出液箱(3)，中出液管(4)，塔體外部設有溢流液槽(5)，下部里面設有進液管(6)、布液器(7)，其特征是塔頂部提樹脂管呈半圓形，管道出口位于塔中心，垂直向下，指向塔里；出液箱(3)圍繞塔壁周長均布，其出液管口在塔外指向溢流液槽(5)；進液管(6)出口垂直向下，正對布液器(7)，塔里中上部含有中出液管(4)。
2、 根據權利1所述密實移動床的吸附塔，其特征是出液箱(3) 圍繞塔壁周長均布，出液箱(3)在塔內受液部分表面均布8 一10mm圓孔，外包裹20—60目篩網，出液箱(3)在塔外部 分由DN80 — 150鋼管制成，其出液管口在塔外指向溢流液槽(5)。
3、 根據權利1所述密實移動床的吸附塔，其特征是中出液管(4)由DN100 — 300鋼管制作而成，長度為500-1000mm其塔 內受液部分管壁表面均布8—10mm圓孔，外包裹20—60目篩 網，位于塔內中心位置，水平位置低于出液箱(3)。
4、 根據權利1所述密實移動床的吸附塔，其特征是布液器(7) 為圓椎形傘帽，傘帽夾角為120度，斜邊長為450—800ran。
專利摘要一種密實移動床的吸附塔，含有主體部分塔體(2)，所述塔體的頂部設有進樹脂管(1)，底部設有放樹脂口(8)，所述塔體上部里面設有出液箱(3)，中出液管(4)，塔體外部設有溢流液槽(5)，下部里面設有進液管(6)、布液器(7)，其特征是塔頂部提樹脂管呈半圓形，管道出口位于塔中心，垂直向下，指向塔里；出液箱(3)圍繞塔壁周長均布，其出液管口在塔外指向溢流液槽(5)；進液管(6)出口垂直向下，正對布液器(7)，塔里中上部含有中出液管(4)。本實用新型設備具有結構簡單，制造成本低，吸附效率高，生產運行平穩等優點，可以廣泛地應用于濕法冶金行業中，例如金屬鎵和鈾的提取和回收。
文檔編號C22B3/42GK201095645SQ200720090989
公開日2008年8月6日 申請日期2007年7月9日 優先權日2007年7月9日
發明者于相浩, 峰 馮 申請人:馮 峰;于相浩