專利名稱：一種固體粉料的管式浸出方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從固體粉料中濕法提取目標(biāo)成分的方法及裝置，尤其是一種固體
粉料的管式浸出方法及裝置，屬濕法提取技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
采用槽式容器濕法提取固體粉料目標(biāo)成分，是目前通用的槽式浸出方法。按壓力分，有常壓浸出、高壓浸出；按溫度分，有常溫浸出、中溫浸出、高溫浸出；按酸度分，有酸性浸出、堿性浸出、中性浸出；按添加劑分，有富氧浸出、催化浸出，等等。槽式浸出裝置，主要是常壓浸出槽和高壓反應(yīng)釜。
目前槽式浸出方法及裝置存在的主要問題是 1)槽式浸出受動(dòng)力學(xué)擴(kuò)散過程制約。槽式浸出采用機(jī)械攪拌、氣流攪拌或水力攪拌方法強(qiáng)化動(dòng)力學(xué)擴(kuò)散過程，但工業(yè)生產(chǎn)常用攪拌線速度《10m/s，即，固體粉料受到溶質(zhì)或溶劑撞擊的速率《10m/s。這種攪拌強(qiáng)度要讓浸出成分快速離開固體粉料表面并高效分散到溶液中，實(shí)現(xiàn)溶劑與固體粉料表面的充分接觸，事實(shí)上效率很低。因此，在槽式浸出環(huán)境下，固體粉料表面易于形成新生包層和濃差極化，阻礙目標(biāo)成分溶出和擴(kuò)散，導(dǎo)致浸出效率低下。 2)槽式浸出為"一鍋煮"浸出過程。在連續(xù)浸出環(huán)境下，新進(jìn)浸出裝置的固體粉料總是與在浸出裝置中浸出一段時(shí)間后的固體粉料無序混合，導(dǎo)致固體粉料的浸出時(shí)間不相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆粒粒徑及顆粒目標(biāo)成分不相等，伴生浸出過度和浸出不足問題。浸出過度，則雜質(zhì)成分溶出量大，浸出后溶液含雜升高；浸出不足，則目標(biāo)成分溶出量少，目標(biāo)成分浸出率降低。 針對(duì)槽式浸出方法及裝置存在的問題，產(chǎn)生了施加超聲波能量的槽式浸出方法及裝置。如《螺旋式連續(xù)逆流超聲波浸出提取設(shè)備》(申請(qǐng)?zhí)?0219080. X)、《拖鏈?zhǔn)竭B續(xù)逆流超聲波浸出提取設(shè)備》(申請(qǐng)?zhí)?0219081. 8)、《雙螺旋連續(xù)逆流超聲提取裝置》(申請(qǐng)?zhí)?00520021991. 8)、《超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置》(申請(qǐng)?zhí)?00420018621. 4)，等等。從在先專利提出的浸出方法及裝置可以看出，盡管施加超聲波能量強(qiáng)化了槽式浸出的動(dòng)力學(xué)擴(kuò)散過程，提高了浸出效率，但仍然沒有解決"一鍋煮"無序浸出問題，其應(yīng)用范圍和效果受到諸多局限，還是很有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有槽式浸出方法及裝置存在的問題，提出一種能有效改變槽式浸出的"一鍋煮"浸出過程，阻止溶質(zhì)顆粒表面形成新生包層和濃差極化，促進(jìn)目標(biāo)成分溶出和擴(kuò)散，提高浸出效率的固體粉料的浸出方法。 本發(fā)明的另一目的是，提出一種上述固體粉料浸出方法的實(shí)施裝置。
本發(fā)明的另一目的是，提出一種固體粉料的管式浸出工藝。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明人做了大量試驗(yàn)，試驗(yàn)證實(shí)
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1)超聲波可穿透設(shè)定的液態(tài)介質(zhì)和固態(tài)介質(zhì)。 2)超聲波在穿透設(shè)定的液態(tài)介質(zhì)和固態(tài)介質(zhì)后，還可穿透浸沒于設(shè)定液態(tài)介質(zhì)中的盛滿待浸出溶液的至少一根設(shè)定材質(zhì)的管道截面。 3)對(duì)流經(jīng)設(shè)定材質(zhì)管道的待浸出溶液施加設(shè)定的超聲波能量，可加快固體粉料目標(biāo)成分的浸出速度，大幅縮短浸出時(shí)間，獲得很高的浸出效率。 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明提出一種固體粉料的浸出方法，采取管式浸出方法，將待浸出溶液流經(jīng)設(shè)于槽式容器內(nèi)的一種管道式浸出裝置，在管道式浸出裝置內(nèi)完成浸出過程；所述的管式浸出方法，是指將待浸出溶液輸送至一帶有超聲波發(fā)生裝置的管道式浸出裝置的管道內(nèi)，使待浸出溶液在不可逆流經(jīng)設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的管道的過程中，完成固體粉料的不可逆浸出過程；所述的不可逆浸出過程，是指設(shè)定粒度的固體粉料在歷經(jīng)相同的浸出
時(shí)間時(shí)，絕大部分顆粒流經(jīng)的路程趨向相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆粒粒徑及顆粒目標(biāo)成分亦
趨向相等，且后進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料難以混入到先進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料之中。 所述的管道式浸出裝置，為設(shè)于槽式容器內(nèi)的至少一條直管或螺旋盤管，在管道
式浸出裝置的管道周圍，設(shè)有能向管道內(nèi)發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)生裝置。 所述的管道，至少可以是在管壁上設(shè)有至少一條導(dǎo)流螺旋線的管道。所述的導(dǎo)流
螺旋線，是環(huán)繞于管壁上的管壁內(nèi)為凹槽、管壁外為凸槽的螺旋線。所述管道的材質(zhì)，可以
是碳纖維增強(qiáng)石英、晶須增強(qiáng)石英、高透波不銹鋼、高透波鈦合金或高透波工程塑料中的一種。 所述的超聲波能量場(chǎng)，是由至少一個(gè)超聲波發(fā)生裝置發(fā)射的超聲波穿透管道式浸出裝置的管壁、在管道內(nèi)流動(dòng)的待浸出溶液中形成的這樣一種能量場(chǎng)超聲波頻率為15kHz-lX109kHz ;超聲波聲強(qiáng)為0. 5-200w/cm2 ;超聲波產(chǎn)生的空化泡流速^ 50m/s。
所述的固體粉料，為礦物粉料和(或)動(dòng)植物粉料。所述的礦物粉料為氧化礦物粉料和(或)硫化礦物粉料；所述的動(dòng)植物粉料，至少可以是中藥材粉料。
所述的待浸出溶液，在設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的管道內(nèi)，為直線流動(dòng)方式和(或)螺旋流動(dòng)方式。所述的螺旋流動(dòng)，至少可以是由導(dǎo)流螺旋線引導(dǎo)形成的流動(dòng)軌跡。
所述的超聲波發(fā)生裝置，設(shè)于盛滿待浸出溶液的管道之外，由超聲波發(fā)生裝置發(fā)射的超聲波，可以是在穿透至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中；也可以是在穿透至少一種浸沒管道的液態(tài)介質(zhì)和至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中；還可以是在穿透至少一種固態(tài)介質(zhì)，再穿透至少一種浸沒管道的液態(tài)介質(zhì)，再穿透至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中。 所述的液態(tài)介質(zhì)，至少可以是水基溶液，所述的水基溶液可以是設(shè)定水溫的清水。
—種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的裝置，由至少一個(gè)盛滿液態(tài)介質(zhì)的槽式容器和設(shè)于槽式容器內(nèi)或外的至少一個(gè)超聲波發(fā)生裝置所組成，其特征是在槽式容器內(nèi)浸沒設(shè)有一個(gè)盛滿流動(dòng)的待浸出溶液的多層螺旋盤管。 所述的槽式容器，是一種常壓槽式容器。所述的常壓槽式容器，包括常壓敞口槽式容器和常壓非敞口槽式容器。 所述的多層螺旋盤管，是由一個(gè)以上圈徑不同的螺旋盤管串聯(lián)并套裝的盤管結(jié)構(gòu)，至少包括常壓螺旋盤管和高壓螺旋盤管。所述的高壓螺旋盤管，在其管道內(nèi)流動(dòng)的待浸出溶液的設(shè)定壓力高于常壓。 —種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的浸出工藝，采用常規(guī)浸出工藝流程，在固體粉料常規(guī)浸出過程中采用管式浸出方法及常壓螺旋盤管。 —種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的浸出工藝，采用常規(guī)浸出工藝流程，在固體粉
料常規(guī)浸出過程中采用管式浸出方法及高壓螺旋盤管。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1)管式浸出過程為有序浸出過程。可克服槽式浸出方法"一鍋煮"存在的無序混合浸出缺陷，確保固體粉料浸出時(shí)間的同一性和固體粉料殘余目標(biāo)成分的等量性，有利于實(shí)現(xiàn)浸出過程的精準(zhǔn)控制。 2)管式浸出過程為高效浸出過程。當(dāng)待浸出溶液在超聲波能量場(chǎng)作用下采用螺旋流動(dòng)方式時(shí)，溶液在流動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)高效混合，可抵制固體粉料發(fā)生重力沉積，從而確保固體粉料在溶劑中的高度分散性和均勻性，有利于提高浸出效率。 3)管式浸出過程為清潔浸出過程。當(dāng)固體粉料(如動(dòng)植物粉料)對(duì)浸出過程的清潔生產(chǎn)程度要求很高時(shí)，往往需要杜絕浸出裝置的二次污染。管式浸出方法及裝置有利于滿足浸出裝置的材質(zhì)選擇和無菌生產(chǎn)工藝要求。 4)管式浸出過程為環(huán)保浸出過程。浸出過程為高溫浸出環(huán)境時(shí)，槽式浸出的溶劑蒸發(fā)量很大。管式浸出反應(yīng)是在管道內(nèi)進(jìn)行，溶劑蒸發(fā)損失大幅減少，有利于消除浸出過程中有毒成分(如砷化氫)揮發(fā)引起的環(huán)境污染。 5)管式浸出過程為安全浸出過程。浸出過程為高壓浸出環(huán)境時(shí)，與槽式浸出方法及裝置的高壓反應(yīng)釜相比，管式浸出裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制高壓螺旋盤管產(chǎn)品質(zhì)量與安裝工程質(zhì)量，且大幅降低高壓浸出裝置的制造成本。 6)管式浸出方法及裝置，與設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的槽式浸出方法及裝置相比，浸出反應(yīng)區(qū)功能采用螺旋盤管實(shí)現(xiàn)，槽式容器僅承載恒溫浴槽功能和傳遞超聲波能量功能，有利于優(yōu)化、模塊化浸出裝置部件功能，拓寬管式浸出方法及裝置的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖l，為本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例。
圖2，為本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例。 圖1中，1、槽式容器；2、液態(tài)介質(zhì)；3、水基溶液；4、超聲波能量場(chǎng)；5、浸出反應(yīng)區(qū)；6、超聲波發(fā)生裝置；7、管道式浸出裝置；8、管道；9、出水口 ；10、清水；11、浸出后溶液；12、管道出口 ；13、管道進(jìn)口 ；14、待浸出溶液；15、進(jìn)水口。
圖2中，16、多層螺旋盤管；17、螺旋盤管；18、螺旋盤管；19、螺旋盤管；20、固態(tài)介質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于實(shí)施例所描述的范圍。 通過圖1可以看出，本發(fā)明為一種固體粉料的浸出方法，采取管式浸出方法，使待浸出溶液流經(jīng)設(shè)于槽式容器內(nèi)的一種管道式浸出裝置，在管道式浸出裝置內(nèi)完成浸出過
6程；所述的管式浸出方法，是指將待浸出溶液輸送至一帶有超聲波發(fā)生裝置的管道式浸出裝置的管道內(nèi)，通過超聲波能量場(chǎng)作用，在不可逆流動(dòng)過程中完成固體粉料目標(biāo)成分的溶出和擴(kuò)散。從圖中可以看出，待浸出溶液14流經(jīng)設(shè)有超聲波能量場(chǎng)4的管道8的過程，是一種不可逆流動(dòng)過程。 所述的管道式浸出裝置，為設(shè)于槽式容器內(nèi)的至少一條直管或螺旋盤管，在管道式浸出裝置的管道周圍，設(shè)有能向管道內(nèi)發(fā)射超聲波的超聲波發(fā)生裝置，待浸出溶液是在不可逆流經(jīng)設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的管道的過程中，完成固體粉料的不可逆浸出過程。所述的不可逆浸出過程是指設(shè)定粒度的固體粉料在歷經(jīng)相同的浸出時(shí)間時(shí)，絕大部分顆粒流經(jīng)的路程趨向相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆粒粒徑及顆粒目標(biāo)成分亦趨向相等，且后進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)5的固體粉料難以混入到先進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料之中。從附圖可以看出，管道式浸出裝置7至少可以是直管或螺旋盤管，其管道8，至少可以是在管壁上設(shè)有至少一條導(dǎo)流螺旋線的管道。所述的導(dǎo)流螺旋線是環(huán)繞于管壁上的管壁內(nèi)為凹槽、管壁外為凸槽的螺旋線。
超聲波能量場(chǎng)4是由至少一個(gè)超聲波發(fā)生裝置6發(fā)射的超聲波穿透管道式浸出裝置7的管壁、在管道8內(nèi)流動(dòng)的待浸出溶液14中形成的這樣一種能量場(chǎng)超聲波頻率為15kHz-lX109kHz ;超聲波聲強(qiáng)為0. 5-200w/cm2 ;超聲波產(chǎn)生的空化泡流速^ 50m/s。
待浸出溶液14在設(shè)有超聲波能量場(chǎng)4的管道8內(nèi)為直線流動(dòng)方式和(或)螺旋流動(dòng)方式。所述的螺旋流動(dòng)，至少可以是由導(dǎo)流螺旋線引導(dǎo)形成的流動(dòng)軌跡。
超聲波發(fā)生裝置6設(shè)于盛滿待浸出溶液14的管道8之外，由超聲波發(fā)生裝置發(fā)射的超聲波，可以是在穿透至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中；也可以是在穿透至少一種浸沒管道的液態(tài)介質(zhì)2和至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中；還可以是在穿透至少一種固態(tài)介質(zhì)20，再穿透至少一種浸沒管道的液態(tài)介質(zhì)，再穿透至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中。液態(tài)介質(zhì)2至少包括水基溶液3，所述的水基溶液可以是設(shè)定水溫的清水10。固態(tài)介質(zhì)至少可以是高透波不銹鋼和高透波鈦合金材質(zhì)。 —種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的裝置，由至少一個(gè)盛滿液態(tài)介質(zhì)2的槽式容器1和設(shè)于槽式容器內(nèi)或外的至少一個(gè)超聲波發(fā)生裝置6所組成，在槽式容器1內(nèi)浸沒設(shè)有一個(gè)盛滿流動(dòng)的待浸出溶液14的多層螺旋盤管16。 所述的槽式容器，是一種常壓槽式容器。所述的常壓槽式容器，包括常壓敞口槽式容器和常壓非敞口槽式容器。 所述的多層螺旋盤管16，是由一個(gè)以上圈徑不同的螺旋盤管17、18和19串聯(lián)并套裝的盤管結(jié)構(gòu)，至少包括常壓螺旋盤管或高壓螺旋盤管。所述的高壓螺旋盤管，在其管道8內(nèi)流動(dòng)的待浸出溶液14的設(shè)定壓力高于常壓。 —種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的常壓管式浸出工藝，采用常規(guī)浸出工藝流程，在固體粉料常規(guī)浸出過程中采用管式浸出方法及常壓螺旋盤管。 —種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的高壓管式浸出工藝，采用常規(guī)浸出工藝流程，在固體粉料常規(guī)浸出過程中采用管式浸出方法及高壓螺旋盤管。 本發(fā)明的技術(shù)原理是在盛滿液態(tài)介質(zhì)2的常壓槽式容器1內(nèi)，浸沒設(shè)置受超聲波能量場(chǎng)4作用的可以是直管或螺旋盤管的管道8。當(dāng)設(shè)定壓力、溫度、酸度、粒度、濃度、添加劑、浸出時(shí)間及流動(dòng)方式的待浸出溶液14流經(jīng)管道，受到由超聲波產(chǎn)生的流速^ 50m/s的 空化泡撞擊，固體粉料被強(qiáng)制分散，固體粉料表面被強(qiáng)制清洗，固體粉料表面難以形成新生 包層和濃差極化。加上空化泡在極短時(shí)間內(nèi)完成"產(chǎn)生_長(zhǎng)大_爆裂"過程，并在爆裂瞬間 釋放高溫、高壓，從而使浸出反應(yīng)得到進(jìn)一步強(qiáng)化，管式浸出快速進(jìn)行。當(dāng)設(shè)定粒度的固體 粉料在歷經(jīng)相同的浸出時(shí)間時(shí)，絕大部分顆粒流經(jīng)的路程趨向相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆粒 粒徑及顆粒目標(biāo)成分亦趨向相等，且后進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)5的固體粉料難以混入到先進(jìn)浸出反 應(yīng)區(qū)的固體粉料之中，使浸出過度和浸出不足的"一鍋煮"缺陷被徹底消除，進(jìn)而達(dá)到固體 粉料目標(biāo)成分浸出率最大化、雜質(zhì)成分浸出率最小化的目標(biāo)。由此實(shí)現(xiàn)固體粉料的管式浸 出過程。 實(shí)施例一 圖1為一種實(shí)現(xiàn)管式浸出方法的常壓管式浸出裝置。從圖1可以看出，所述的常 壓管式浸出裝置由至少一個(gè)盛滿液態(tài)介質(zhì)2的常壓敞口槽式容器1和設(shè)于槽式容器內(nèi)或外 的至少一個(gè)超聲波發(fā)生裝置6所組成，在常壓敞口槽式容器內(nèi)浸沒設(shè)有一個(gè)盛滿流動(dòng)的待 浸出溶液14的多層螺旋盤管16，多層螺旋盤管16為常壓螺旋盤管。 常壓管式浸出裝置的浸出過程，為不可逆浸出過程。其過程特征是在設(shè)定粒度的 固體粉料歷經(jīng)相同的浸出時(shí)間時(shí)，絕大部分顆粒流經(jīng)的路程趨向相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆 粒粒徑及顆粒目標(biāo)成分亦趨向相等，且后進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)5的固體粉料難以混入到先進(jìn)浸出 反應(yīng)區(qū)的固體粉料之中。 常壓管式浸出方法及裝置的用途，至少包括應(yīng)用于常壓浸出氧化礦粉料。所述的 氧化礦粉料至少包括氧化礦、浸出渣、冶金渣和煙塵。以下列舉的是常壓浸出氧化礦粉料的 幾個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。 試驗(yàn)l :浸出粒度《-200目的某電鋅廠鋅焙砂，槽式常規(guī)浸出方式下，達(dá)到88%鋅 浸出率的浸出時(shí)間為90分鐘。采用管式浸出方法及裝置，達(dá)到88%鋅浸出率的浸出時(shí)間僅 5分鐘。 試驗(yàn)2 :浸出粒度《-150目的某電鋅廠鋅焙砂，槽式常規(guī)浸出方式下，達(dá)到80%鋅 浸出率的浸出時(shí)間為120分鐘。采用管式浸出方法及裝置，達(dá)到82%鋅浸出率的浸出時(shí)間 僅5分鐘。 試驗(yàn)3 :浸出粒度《-300目的某含金硫精礦燒渣，槽式常規(guī)浸出方式下，達(dá)到70% 金浸出率的浸出時(shí)間為24小時(shí)。采用管式浸出方法及裝置，達(dá)到81%金浸出率的浸出時(shí)間 僅2小時(shí)。 從上述試驗(yàn)可以看出，常壓管式浸出方法及裝置用于氧化礦粉料的濕法冶金提取
過程，具有以下突出優(yōu)點(diǎn) 1)浸出時(shí)間縮短90%以上； 2)浸出能耗大幅降低； 3)浸出裝置容積大幅減少，浸出裝置用地面積亦大幅節(jié)??； 4)浸出效率大幅提高，尤其是固體粉料為超細(xì)粉料的條件下，目標(biāo)成分浸出率顯
著高于常規(guī)浸出方法及裝置條件下的固體粉料浸出率。 實(shí)施例二 圖1為一種實(shí)現(xiàn)管式浸出方法的高壓管式浸出裝置。從圖1可以看出，所述的高壓管式浸出裝置由至少一個(gè)盛滿液態(tài)介質(zhì)2的槽式容器1和設(shè)于槽式容器內(nèi)或外的至少一 個(gè)超聲波發(fā)生裝置6所組成，在槽式容器內(nèi)浸沒設(shè)有一個(gè)盛滿流動(dòng)的待浸出溶液14的多層 螺旋盤管16，多層螺旋盤管16為高壓螺旋盤管。 高壓管式浸出裝置的技術(shù)原理，與實(shí)施例一是一樣的，為不可逆浸出過程。高壓螺 旋盤管的管道進(jìn)口 13和管道出口 12，可以在常壓非敞口槽式容器1的槽壁上切向設(shè)置，也 可以在其兩端設(shè)置。盛滿常壓非敞口槽式容器的水基溶液3，可以是由進(jìn)水口 15進(jìn)入、由出 水口 9流出的清水10。顯而易見，對(duì)于高壓管式浸出裝置，浸出反應(yīng)區(qū)5的功能完全是由高 壓螺旋盤管承載，常壓非敞口槽式容器僅承載恒溫浴槽功能和傳遞超聲波能量功能。這種 改進(jìn)，與槽式浸出方式下的高壓反應(yīng)釜將比，浸出反應(yīng)區(qū)的容器半徑大幅減少，浸出反應(yīng)區(qū) 的攪拌強(qiáng)度卻大幅提高，極大限度提高了耐壓材質(zhì)的寬域選擇性和運(yùn)行安全性，有利于制 造成本大幅降低。 高壓管式浸出裝置的用途，至少包括應(yīng)用于高壓浸出硫化礦粉料和氧化礦粉料。 所述的硫化礦粉料，至少包括硫化鋅礦、硫化銅礦、硫化鎳礦和硫化鉬礦；所述的氧化礦粉 料至少包括需要在高溫高壓下浸出的鋁土礦。
實(shí)施例三 —種氧化鋅礦粉料常壓管式浸出工藝，是在常規(guī)浸出過程中采用實(shí)施例一所述的 常壓管式浸出方法及裝置。所述的氧化鋅礦粉料至少包括氧化鋅礦、鋅焙砂、含鋅煙塵和含 鋅浸出渣。 氧化鋅礦粉料常壓管式浸出的浸出環(huán)境，如溫度、酸度、添加劑、粒度及濃度等，與 常規(guī)浸出可以是一樣的。多層螺旋盤管16采用經(jīng)過改進(jìn)的高透波不銹鋼螺旋盤管和超聲 波頻率為20kHz-lX 1(fkHz、超聲波聲強(qiáng)為l-50w/cm2的超聲波發(fā)生裝置6，即可獲得由超聲 波在待浸出溶液14中產(chǎn)生的流速^ 100m/s的空化泡。在設(shè)定的超聲波頻率下，超聲波聲 強(qiáng)增大，空化泡流速就加快；超聲波聲強(qiáng)減少，空化泡流速也減慢。因此，在控制好氧化鋅礦 粉設(shè)定粒度的同時(shí)，提高管道8和固態(tài)介質(zhì)20的超聲波透波性，選擇超聲波透波性高的液 態(tài)介質(zhì)2，對(duì)于采用超聲波強(qiáng)化浸出反應(yīng)區(qū)5的浸出反應(yīng)，提高待浸出溶液中氧化鋅礦粉目 標(biāo)成分鋅的浸出率和降低待浸出溶液中氧化鋅礦粉雜質(zhì)成分的浸出率，具有極其重要的作 用。 實(shí)施例四 —種硫化鋅礦粉料高壓管式浸出工藝，是在常規(guī)浸出過程中采用實(shí)施例二所述的 高壓管式浸出裝置。所述的硫化鋅礦粉料高壓管式浸出的浸出環(huán)境，如溫度、酸度、濃度及 添加劑等，與常規(guī)浸出可以是一樣的。多層螺旋盤管16采用高透波鈦合金螺旋盤管和超聲 波頻率為20kHz-2000kHz、超聲波聲強(qiáng)為5-100w/cm2的超聲波發(fā)生裝置6，即可獲得在待浸 出溶液14中產(chǎn)生的流速^ 200m/s的空化泡射流。 高壓管式浸出的技術(shù)原理，與常壓管式浸出是一樣的。在設(shè)定的超聲波頻率下，超 聲波聲強(qiáng)增大，空化泡流速就加快；超聲波聲強(qiáng)減少，空化泡流速也減慢。因此，在控制好硫 化鋅礦粉設(shè)定粒度的同時(shí)，提高管道8和固態(tài)介質(zhì)20的超聲波透波性，選擇超聲波透波性 高的液態(tài)介質(zhì)2，對(duì)于采用超聲波強(qiáng)化浸出反應(yīng)區(qū)5的浸出反應(yīng)，提高待浸出溶液中硫化鋅 礦粉目標(biāo)成分鋅的浸出率和降低待浸出溶液中硫化鋅礦粉雜質(zhì)成分的浸出率，具有重要意 義。
高壓浸出過程應(yīng)用設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的高壓管式浸出方法及裝置，采用超聲波穿 透盛滿硫化鋅礦槳管道8，在硫化鋅礦槳中產(chǎn)生流速^ 200m/s的空化泡粒子流，對(duì)硫化鋅 礦粉料表面實(shí)施高強(qiáng)度清洗，對(duì)溶液產(chǎn)生高強(qiáng)度攪拌，使得浸出出來的單質(zhì)硫等新生產(chǎn)物 難以在顆粒表面形成鈍化包層，從而強(qiáng)化添加劑和溶劑對(duì)硫化鋅礦粉料的氧化過程。超聲 波產(chǎn)生的高速空化泡撞擊效果，有效解決了高壓反應(yīng)釜在高壓環(huán)境下難以解決的強(qiáng)化攪拌 問題，可大幅縮短高壓浸出環(huán)境下的浸出時(shí)間，并獲得很高的鋅浸出率。
實(shí)施例五 圖2為一種多層螺旋盤管的管式浸出裝置。從圖2可以看出，多層螺旋盤管16由 螺旋盤管17、螺旋盤管18、螺旋盤管19串聯(lián)并套裝組成。其中，螺旋盤管17的圈徑大于螺 旋盤管18的圈徑、套裝其外并與其串聯(lián)，螺旋盤管18的圈徑大于螺旋盤管19的圈徑、套裝 其外并與其串聯(lián)。 多層螺旋盤管16的管式浸出裝置，其技術(shù)原理與實(shí)施例一和實(shí)施例二是一樣的。 當(dāng)待浸出溶液14經(jīng)管道進(jìn)口 13進(jìn)入多層螺旋盤管16，即在多層螺旋盤管16中順時(shí)針流動(dòng) (也可以是逆時(shí)針流動(dòng))，流經(jīng)設(shè)定的管道長(zhǎng)度后，經(jīng)管道出口 12流出伴有超聲波能量場(chǎng)4 作用的浸出反應(yīng)區(qū)5。顯而易見，設(shè)置多層螺旋盤管的目的，在于有效利用超聲波能量和常 壓敞口或非敞口槽式容器內(nèi)的空間。
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權(quán)利要求
一種固體粉料的管式浸出方法，其特征在于采取管式浸出方法，將待浸出溶液流經(jīng)設(shè)于槽式容器內(nèi)的一種管道式浸出裝置，在管道式浸出裝置內(nèi)完成浸出過程；所述的管式浸出方法，是指將待浸出溶液輸送至一帶有超聲波發(fā)生裝置的管道式浸出裝置的管道內(nèi)，使待浸出溶液在不可逆流經(jīng)設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的管道的過程中，完成固體粉料的不可逆浸出過程；所述的不可逆浸出過程，是指設(shè)定粒度的固體粉料在歷經(jīng)相同的浸出時(shí)間時(shí)，絕大部分顆粒流經(jīng)的路程趨向相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆粒粒徑及顆粒目標(biāo)成分亦趨向相等，且后進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料難以混入到先進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料之中。
2. 如權(quán)力要求l所述的管式浸出方法，其特征在于所述的管道式浸出裝置，為設(shè)于槽 式容器內(nèi)的至少一條直管或螺旋盤管，在管道式浸出裝置的管道周圍，設(shè)有能向管道內(nèi)發(fā) 射超聲波的超聲波發(fā)生裝置。
3. 如權(quán)力要求l所述的管式浸出方法，其特征在于所述的管道，至少可以是在管壁上 設(shè)有至少一條導(dǎo)流螺旋線的管道；所述的導(dǎo)流螺旋線，是環(huán)繞于管壁上的管壁內(nèi)為凹槽、管 壁外為凸槽的螺旋線；所述管道的材質(zhì)，是碳纖維增強(qiáng)石英、晶須增強(qiáng)石英、高透波不銹鋼、 高透波鈦合金或高透波工程塑料中的一種。
4. 如權(quán)力要求l所述的管式浸出方法，其特征在于所述的超聲波能量場(chǎng)，是由至少一 個(gè)超聲波發(fā)生裝置發(fā)射的超聲波穿透管道式浸出裝置的管壁、在管道內(nèi)流動(dòng)的待浸出溶液 中形成的這樣一種能量場(chǎng)超聲波頻率為15kHz-lX109kHz ;超聲波聲強(qiáng)為0. 5-200w/cm2 ; 超聲波產(chǎn)生的空化泡流速^ 50m/s。
5. 如權(quán)力要求l所述的管式浸出方法，其特征在于所述的固體粉料，為礦物粉料和 (或)動(dòng)植物粉料；所述的礦物粉料為氧化礦物粉料和(或)硫化礦物粉料；所述的動(dòng)植物 粉料，至少可以是中藥材粉料。
6. 如權(quán)力要求l所述的管式浸出方法，其特征在于所述的待浸出溶液，在設(shè)有超聲波 能量場(chǎng)的管道內(nèi)，為直線流動(dòng)方式和(或)螺旋流動(dòng)方式；所述的螺旋流動(dòng)，至少可以是由 導(dǎo)流螺旋線引導(dǎo)形成的流動(dòng)軌跡。
7. 如權(quán)力要求4所述的管式浸出方法，其特征在于所述的超聲波發(fā)生裝置，設(shè)于盛滿 待浸出溶液的管道之外，由超聲波發(fā)生裝置發(fā)射的超聲波，可以是在穿透至少一根盛滿待 浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中；也可以是在穿透 至少一種浸沒管道的液態(tài)介質(zhì)和至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳 遞到管道內(nèi)的待浸出溶液之中；還可以是在穿透至少一種固態(tài)介質(zhì)，再穿透至少一種浸沒 管道的液態(tài)介質(zhì)，再穿透至少一根盛滿待浸出溶液管道的管壁后，將超聲波能量傳遞到管 道內(nèi)的待浸出溶液之中。
8. 如權(quán)力要求7所述的管式浸出方法，其特征在于所述的液態(tài)介質(zhì)，至少包括水基溶 液，所述的水基溶液可以是設(shè)定水溫的清水。
9. 一種實(shí)現(xiàn)固體粉料管式浸出方法的裝置，由至少一個(gè)盛滿液態(tài)介質(zhì)的槽式容器和設(shè) 于槽式容器內(nèi)或外的至少一個(gè)超聲波發(fā)生裝置所組成，其特征是在槽式容器內(nèi)浸沒設(shè)有 一個(gè)盛滿流動(dòng)的待浸出溶液的多層螺旋盤管。
10. 如權(quán)力要求9所述的管式浸出方法的裝置，其特征是所述的槽式容器，是一種常 壓槽式容器。所述的常壓槽式容器，包括常壓敞口槽式容器和常壓非敞口槽式容器；所述的 多層螺旋盤管，是由一個(gè)以上圈徑不同的螺旋盤管串聯(lián)并套裝的盤管結(jié)構(gòu)，至少包括常壓螺旋盤管和高壓螺旋盤管。所述的高壓螺旋盤管，在其管道內(nèi)流動(dòng)的待浸出溶液的設(shè)定壓 力高于常壓。
全文摘要
一種固體粉料的管式浸出方法及裝置，將待浸出溶液流經(jīng)設(shè)于槽式容器內(nèi)的一種管道式浸出裝置，采用管式浸出方法完成浸出過程；所述的管式浸出方法是指將待浸出溶液輸送至一帶有超聲波發(fā)生裝置的管道式浸出裝置的管道內(nèi)，使待浸出溶液在不可逆流經(jīng)設(shè)有超聲波能量場(chǎng)的管道的過程中，完成固體粉料的不可逆浸出過程。所述的不可逆浸出過程，是指設(shè)定粒度的固體粉料在歷經(jīng)相同的浸出時(shí)間時(shí)，絕大部分顆粒流經(jīng)的路程趨向相等，殘余的顆粒質(zhì)量、顆粒粒徑及顆粒目標(biāo)成分亦趨向相等，且后進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料難以混入到先進(jìn)浸出反應(yīng)區(qū)的固體粉料之中。所述的固體粉料為礦物粉料和(或)動(dòng)植物粉料。其中，礦物粉料為氧化礦物粉料和(或)硫化礦物粉料，動(dòng)植物粉料至少包括中藥材粉料。
文檔編號(hào)B01J19/10GK101695610SQ20091004462
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者曾興民 申請(qǐng)人:佛山市興民科技有限公司;