專利名稱：從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金化工領(lǐng)域，具體涉及一種從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置。
背景技術(shù)：
從鋁酸鈉溶液中提取鎵離子交換的傳統(tǒng)方法包括貧樹脂進(jìn)行吸附以及飽和樹脂進(jìn)行洗滌的過程，上述過程中均是溶液由下向上運行——即由離子交換床底部進(jìn)液，穿過樹脂后，尾液由頂部排除。傳統(tǒng)方法中，氧化鋁生產(chǎn)過程中分解母液就是提取金屬鎵的吸附原液，因分解母液中含有一定量的氫氧化鋁浮游物，如果將樹脂通過固定床等裝置固定，隨著氫氧化鋁浮游物不斷在樹脂中沉積，將使溶液因阻力越來越大，從而減少通過量，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此提取金屬鎵的裝置套用了離子交換提取鈾的移動床，在樹脂中種分母液浮游物積累到一定程度時(運行1 3個小時)，含有種分母液浮游物的樹脂就被放進(jìn)樹脂壓送罐中，再壓進(jìn)樹脂漂洗塔進(jìn)行漂洗，洗去樹脂中的固體雜物，解決了種分母液浮游物在樹脂上形成阻塞的狀況。 但是由于采用底部進(jìn)液，所述設(shè)備具有如下缺陷。首先，對于吸附來說，由于氫氧化鋁顆粒密度比母液和樹脂的都高，隨母液從底部進(jìn)入后，很容易被樹脂阻擋在底部，形成較大溶液通過阻力，樹脂柱就被母液頂起來，在下部母液進(jìn)口處形成一層母液層，排尾液口上方被頂起大量的樹脂作為阻止樹脂進(jìn)一步被頂起的阻力層。這樣設(shè)備的一部分被母液占用起不到作用；排尾液口上方的樹脂不與溶液接觸，起不到離子交換作用，白白停留浪費。其次，對于飽洗來說，由于種分母液和氫氧化鋁顆粒均比飽洗水(飽洗水的主要成分為水)密度高出許多，低密度洗水由底部進(jìn)入，比較容易從某一個通道短路排出，造成飽洗困難、洗水使用量加大，給后續(xù)工序帶來雜質(zhì)和造成氧化鋁系統(tǒng)水量增加。再次，由于母液層厚度不確定性的影響，樹脂移動過程中不易控制每次移動的量，既增加員工的勞動強(qiáng)度，又對運行工藝帶來不穩(wěn)定因素。另外，樹脂需要放進(jìn)樹脂壓送罐中才可輸送出去，樹脂輸送次數(shù)多，磨損量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝
置，該裝置能消除原有設(shè)備中沉積在容器下部不起作用的母液層，提高設(shè)備的有效容積利
用率，消除上部不能參與離子交換的樹脂柱，減少樹脂的使用量，同時減少飽洗水的用量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用一種從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，
包括帶有罐體和上、下封頭的容器，其中，所述容器的上封頭設(shè)有進(jìn)口 ，其下封頭設(shè)有出口 。 其中，所述容器的下封頭為雙層，其內(nèi)封頭和外封頭分別與罐體連接。 其中，所述內(nèi)封頭為圓錐形，其錐頂留有出口，所述出口與帶有閥門的管道連接，
所述管道延伸到容器外部，所述外封頭留有出口 ，所述出口與帶有閥門的管道連接。 其中，所述內(nèi)封頭的圓錐形內(nèi)壁上安裝有過濾裝置。 其中，所述過濾裝置為水帽或不銹鋼網(wǎng)。
其中，所述上封頭的進(jìn)口為三個。 其中，所述裝置由四個所述容器組成，其中三個容器相互并聯(lián)并分別與另一個容
器連接。 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于消除了原有設(shè)備中沉積在容器下部不起作用的母 液層，提高設(shè)備的有效容積利用率，消除上部不能參與離子交換的樹脂柱，減少樹脂的使用 量，同時減少飽洗水的用量，消除樹脂移動過程中的不穩(wěn)定狀況。穩(wěn)定離子交換工藝，降低 勞動強(qiáng)度，提高自動化程度。


圖1是依照本發(fā)明實施方式的吸附及飽洗塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是依照本發(fā)明實施方式的吸附及飽洗塔的運行狀態(tài)圖。
圖中 1 :排液口 ；2 :進(jìn)風(fēng)口 ；3 :進(jìn)液口 ；4 :進(jìn)樹脂口 ；5 :上封頭；6 :罐體；7 :內(nèi)封頭；8 : 外封頭；9 :排樹脂口 ；10 :過濾裝置。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步描述。以下實施例僅 用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，一種依據(jù)本發(fā)明實施方案的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，包括罐 體6和上封頭5，以及包括內(nèi)外夾層的內(nèi)封頭7和外封頭8。上封頭上有三個進(jìn)口，分別是 進(jìn)風(fēng)口 2、進(jìn)液口 3和進(jìn)樹脂口 4，壓縮空氣，母液以及樹脂分別通過進(jìn)風(fēng)口 2、進(jìn)液口 3和進(jìn) 樹脂口 4進(jìn)入罐體6。內(nèi)封頭7為圓錐形，其錐頂留有出口，所述出口與一帶有閥門和管道 的排樹脂口9連接，所述管道延伸到容器外部。外封頭8留有出口，所述出口與一帶有閥門 的排液口 l連接。內(nèi)封頭7的圓錐形內(nèi)壁上安裝有過濾裝置10，過濾裝置10可以是水帽、 不銹鋼網(wǎng)，過濾膜等。 樹脂通過進(jìn)樹脂口 4進(jìn)入容器后，通過進(jìn)液口 3通入母液(即提取金屬鎵的氧化 鋁生產(chǎn)過程中的吸附原液)，母液和容器中的樹脂產(chǎn)生了吸附作用。吸附過程連續(xù)進(jìn)行，母 液從上部進(jìn)，從下部通過過濾裝置IO從排液口 l排出。吸附一定時間后，停止進(jìn)液，從容器 下部排液口 l排出母液，再從進(jìn)液口 3通入飽洗水進(jìn)行飽洗，飽洗水主要是新水。飽洗的過 程就是用飽洗水將母液徹底置換干凈，并去除一定量的氫氧化鋁顆粒，從而完成整個工藝 流程。通常母液密度為1. 34g/l，氫氧化鋁顆粒密度為2. 42g/l，飽洗水密度為1. 00g/l。剩 余的雜質(zhì)通過底部的排樹脂口 9排出，以保證設(shè)備的循環(huán)利用。在樹脂用量較大，不易排凈 時，可以從上封頭5的進(jìn)風(fēng)口 2通入壓縮空氣，幫助排除多余樹脂。在母液較多時，為提高 效率，本設(shè)備可以采用多個容器相互并聯(lián)并分別與另一個容器連接的方式，容器均為相同
的結(jié)構(gòu)，因吸附所需的溶液體積較大，采用多個容器并聯(lián)的方式吸附后所獲的溶液，只需要 一臺飽洗塔就能滿足需要，其中的并聯(lián)容器通入母液(即吸附塔)，吸附一定時間后，停止 進(jìn)母液，樹脂轉(zhuǎn)移到另一個容器，并在此容器中通入飽洗水(即飽洗塔)，分別進(jìn)行吸附和 飽洗工作。 以下按照年產(chǎn)15噸金屬鎵產(chǎn)能計算改進(jìn)的裝置產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。
原有的系統(tǒng)每次投用樹脂60噸，本系統(tǒng)每次投用樹脂50噸， 一年投用三次。節(jié)約
樹脂30噸，節(jié)約投資約165萬元《由于離子交換過程中，氫氧化鋁顆粒由上向下運動，易于
排出，樹脂阻力降低，能夠延長樹脂吸附時間，提高樹脂飽和容量0. lg/1 。提高樹脂產(chǎn)能，可
保證樹脂150噸產(chǎn)出15噸鎵，原有設(shè)備需要180噸樹脂才能產(chǎn)出15噸鎵。 由于離子交換過程中，氫氧化鋁顆粒有上向下運動，易于排出，樹脂中氫氧化鋁顆
粒減少，有利于漂洗操作； 由于飽洗液采用低密度洗水上部進(jìn)入，高密度尾液下部排出，符合重力規(guī)律，能夠 快速將樹脂中的母液置換干凈，每年減少飽洗水的用量約35000噸；減少氧化鋁蒸汽消耗 11500噸(設(shè)備中的飽洗水進(jìn)入氧化鋁系統(tǒng)后，需要氧化鋁系統(tǒng)的多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，每 蒸一噸水消耗蒸汽約0. 33噸)節(jié)約92萬元。 本實施例的優(yōu)點在于，消除了原有設(shè)備中沉積在容器下部不起作用的母液層，提 高設(shè)備的有效容積利用率，消除上部不能參與離子交換的樹脂柱，減少樹脂的使用量，同時 減少飽洗水的用量，消除樹脂移動過程中的不穩(wěn)定狀況。穩(wěn)定離子交換工藝，降低勞動強(qiáng) 度，提高自動化程度。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，包括帶有罐體和上、下封頭的容器，其特征在于，所述容器的上封頭設(shè)有進(jìn)口，其下封頭設(shè)有出口。
2. 如權(quán)利要求1所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述容器的下封 頭為雙層，其內(nèi)封頭和外封頭分別與罐體連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述內(nèi)封頭為圓 錐形，其錐頂留有出口 ，所述出口與帶有閥門的管道連接，所述管道延伸到容器外部，所述 外封頭留有出口 ，所述出口與帶有閥門的管道連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述內(nèi)封頭的圓錐形內(nèi)壁上安裝有過濾裝置。
5. 如權(quán)利要求4所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述過濾裝置為 水帽或不銹鋼網(wǎng)。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述 上封頭的進(jìn)口為三個。
7. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述 裝置由四個所述容器組成，其中三個容器相互并聯(lián)并分別與另一個容器連接。
8. 如權(quán)利要求6所述的從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，其特征在于，所述裝置由四個 所述容器組成，其中三個容器相互并聯(lián)并分別與另一個容器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)。本發(fā)明的一種從鋁酸鈉溶液中提取鎵的裝置，包括帶有罐體和上、下封頭的容器，其中，所述容器的上封頭設(shè)有進(jìn)口，其下封頭設(shè)有出口。本裝置能消除原有設(shè)備中沉積在容器下部不起作用的母液層，提高設(shè)備的有效容積利用率，消除上部不能參與離子交換的樹脂柱，減少樹脂的使用量，同時減少飽洗水的用量。
文檔編號C22B3/42GK101724750SQ200910258170
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者賈慶國 申請人:杭州錦江集團(tuán)有限公司