CN102513006A - 一种锰矿浸取用搅拌装置 - Google Patents

Abstract

为克服现有技术锰矿浸取用搅拌装置中槽体中心液面下降易形成漩涡、漩涡中心随叶轮转速的增大而下陷愈深、降低电解液的浸取率，并避免改进后技术导致的矿浆局部混合不充分、金属锰电解液的浸取率受影响及刚性挡板搅拌装置能耗过高的问题，本发明提出一种锰矿浸取用搅拌装置；本发明锰矿浸取用搅拌装置包括槽体，搅拌轴，叶轮和挡板，所述挡板垂直纵向并间距相等地安装在槽体的内壁上，所述挡板为柔性材料；本发明在相同工况下，能够在消除搅拌化合桶挡板后面电解液流体所形成的循环死区的同时降低能耗、提高金属锰电解液的浸取率，且结构简单、制造方便、设备成本低。

Description

一种锰矿浸取用搅拌装置

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置，特别涉及一种锰矿浸取用搅拌装置。

背景技术

用电解方法生产电解金属锰(简称电解锰)的企业中，大多采用碳酸锰矿(菱锰矿)为原料，将它们制备成矿浆后装在搅拌化合桶中以浸取电解液，然后进行电解。现有技术中，锰矿浸取用搅拌装置是由直立的圆筒状槽体和安装在其中心位置的搅拌叶轮组成，这种锰矿浸取用搅拌装置具有下述缺点：

1、当叶轮转速较高时，槽内的流体会因离心力而涌向槽壁，槽壁附近液面上升，槽体中心液面下降，形成漩涡，或称之为“打漩”；

2、随着叶轮转速的增大，漩涡中心下陷愈深，从而大大降低电解液的浸取率。

为此，本技术领域中开始采用带挡板的搅拌装置，包括槽体及安装在其中心结位置的搅拌轴和叶轮；在槽体的内壁上，垂直纵向并间距相等地安装了挡板；挡板等长，下端都直抵槽底。改进后，带挡板的搅拌装置能减弱槽内流体的“打漩”，增大了流体的湍动程度，改善了搅拌效果，使电解液的浸取率有所提高，但是却具有下述缺点：

1、由于在挡板的背面会出现电解液流体的小循环，而这些挡板都是刚性的，刚性挡板的硬度太大，对流体的阻力很大，从而使该小循环中的矿浆无法充分传质和反应，因此形成死循环(即死角)，导致了矿浆局部混合的不充分；

2、由于矿浆局部混合的不充分，进而影响到整个搅拌装置中金属锰电解液的浸取率；

3、刚性挡板搅拌装置增加能耗。

发明内容

为克服现有技术锰矿浸取用搅拌装置中槽体中心液面下降易形成漩涡、漩涡中心随叶轮转速的增大而下陷愈深、降低电解液的浸取率，并避免改进后技术导致的矿浆局部混合不充分、金属锰电解液的浸取率受影响及刚性挡板搅拌装置能耗过高的问题。本发明提出一种锰矿浸取用搅拌装置，包括槽体，搅拌轴，叶轮和挡板，所述挡板垂直纵向并间距相等地安装在槽体的内壁上，所述挡板为柔性材料。

进一步的，为了提高挡板的寿命，所述柔性材料为耐腐蚀性软质材料。

进一步的，所述耐腐蚀性软质材料为软质塑料、软质橡胶或高分子材料。

进一步的，所述耐腐蚀性软质材料最佳为软质PVC塑料。

进一步的，所述挡板为4块。

进一步的，所述挡板高度/槽体高度＝0.800～1.200。

进一步的，所述挡板宽度/槽体内径＝0.083～0.100。

本发明一种锰矿浸取用搅拌装置的有益技术效果是：

1、在相同工况下，由于采用了在搅拌装置内壁垂直纵向并间距相地安装的柔性挡板，与刚性挡板搅拌装置相比，本发明可将挡板后面小循环中的电解液流体不断地被其它方向的液流带走，新流体可以不断补充进来，使槽内挡板后面电解液流体所形成的循环死区尽量减小甚至消除；

2、由于使循环死区的减小使得电解液流体局部混合得到很大的改善，从而使全槽电解液的混合效果更加理想；

3、在提高金属锰电解液浸取率的同时降低能耗；

4、结构简单、制造方便、设备成本低。

附图说明

附图1是本发明锰矿浸取用搅拌装置结构示意图；

附图2是附图1A-A部剖面图；

附图3是本发明锰矿浸取用搅拌装置挡板结构示意图。

下面结合附图和具体实施例对本发明强化锰矿浸出装置及其设计方法做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应该理解这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

附图1是本发明锰矿浸取用搅拌装置结构示意图，附图2是附图1A-A部剖面图，附图3是本发明锰矿浸取用搅拌装置挡板结构示意图，图中，1为槽体，2为搅拌轴，3为挡板，4为叶轮。由图可知，所述挡板3垂直纵向并间距相等地安装在槽体1的内壁上，所述挡板3为柔性材料。为了提高挡板的寿命，所述柔性材料为耐腐蚀性软质材料；进一步的，所述耐腐蚀性软质材料为软质塑料、软质橡胶或高分子材料；进一步的，所述挡板为4块；进一步的，所述挡板高度/槽体高度＝0.800～1.200；进一步的，所述挡板宽度/槽体内径＝0.083～0.100。

本领域技术人员可以理解的是，挡板3和槽体1为固定连接，所述固定连接为焊接、铆接或者胶合连接，一般来说胶合连接最为方便，本领域技术人员可以根据需求选择合适的胶合剂。同样的，挡板3和槽体1也可以为可拆卸的连接，即通过耐酸耐腐蚀的铆钉将挡板3固定到槽体1上。

在本发明中，具体实施例1至具体实施例6所使用的柔性材料具体为软质PVC塑料。

在本发明中，关于挡板数目和宽度的确定，参见日本永田进治方程式(《化工工艺设计手册》第四版)，即“充分挡板化条件”：

$n_d{\left(\frac{b_d}{D}\right)}_{1.2}=0.35$

式中：n_d-挡板数量；

b_d-挡板宽度，单位：mm(毫米)；

D-槽体内径，单位：mm(毫米)；

0.35-全挡板系数。

具体实施例1

实验步骤：

1、取1吨碳酸锰矿(菱锰矿)，制备成矿浆；

2、将步骤1所得矿浆装在本发明的搅拌装置中，设置搅拌转速为200rpm(rpm＝revolutions per minute，每分钟转数)，进行电解，浸取电解液；

3、当步骤2所得的电解液的浸取率为85％时，比较内置刚性挡板搅拌化合桶与内置柔性挡板搅拌化合桶的耗电量结果示于表1。

具体实施例2

实验步骤：

1、取1吨碳酸锰矿(菱锰矿)，制备成矿浆；

2、将步骤1所得矿浆装在本发明的搅拌装置中，设置搅拌转速为300rpm，进行电解，浸取电解液；

3、当步骤2所得的电解液的浸取率为85％时，比较内置刚性挡板搅拌化合桶与内置柔性挡板搅拌化合桶的耗电量结果示于表1。

具体实施例3

实验步骤：

1、取1吨碳酸锰矿(菱锰矿)，制备成矿浆；

2、将步骤1所得矿浆装在本发明的搅拌装置中，设置搅拌转速为400rpm，进行电解，浸取电解液；

3、当步骤2所得的电解液的浸取率为85％时，比较内置刚性挡板搅拌化合桶与内置柔性挡板搅拌化合桶的耗电量结果示于表1。

表1：电解液的浸取率均为85％时的耗电量

上表1中：h为小时；kW·h为千瓦·时。

如表1所述，具体实施例1中，在相同浸取率的情况下，内置刚性挡板搅拌化合桶所需电解时间19.58h，耗电量为23.38kW·h，内置柔性挡板搅拌化合桶所需电解时间18.03h，耗电量为21.54kW·h。相对于内置刚性挡板搅拌化合桶，内置柔性挡板搅拌化合桶所需电解时间缩短了1.55h，且耗电量减小了1.84kW·h。

如表1所述，具体实施例2中，在相同浸取率的情况下，内置刚性挡板搅拌化合桶所需电解时间16.6h，耗电量为24.14kW·h，内置柔性挡板搅拌化合桶所需电解时间14.35h，耗电量为21.79kW·h。相对于内置刚性挡板搅拌化合桶，内置柔性挡板搅拌化合桶所需电解时间缩短了2.25h，且耗电量减小了2.35kW·h。

如表1所述，具体实施例3中，在相同浸取率的情况下，内置刚性挡板搅拌化合桶所需电解时间15.01h，耗电量为24.97kW·h，内置柔性挡板搅拌化合桶所需电解时间13.35h，耗电量为22.07kW·h。相对于内置刚性挡板搅拌化合桶，内置柔性挡板搅拌化合桶所需电解时间缩短了1.66h，且耗电量减小了2.9kW·h。

综上所述，内置柔性挡板搅拌化合桶在金属锰电解液的浸取率相同时可降低能耗，缩短浸取时间。

具体实施例4

实验步骤：

1、取1吨碳酸锰矿(菱锰矿)，制备成矿浆；

2、将步骤1所得矿浆装在本发明的搅拌装置中，设置搅拌转速为200rpm，进行电解，浸取电解液；

3、设置步骤2的电解时间为16h，在能耗基本相当时，比较内置刚性挡板搅拌化合桶与内置柔性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率结果示于表2。

具体实施例5

实验步骤：

1、取1吨碳酸锰矿(菱锰矿)，制备成矿浆；

2、将步骤1所得矿浆装在本发明的搅拌装置中，设置搅拌转速为200rpm，进行电解，浸取电解液；

3、设置步骤2的电解时间为18h，在能耗基本相当时，比较内置刚性挡板搅拌化合桶与内置柔性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率结果示于表2。

具体实施例6

实验步骤：

4、取1吨碳酸锰矿(菱锰矿)，制备成矿浆；

5、将步骤1所得矿浆装在本发明的搅拌装置中，设置搅拌转速为200rpm，进行电解，浸取电解液；

6、设置步骤2的电解时间为20h，在能耗基本相当时，比较内置刚性挡板搅拌化合桶与内置柔性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率结果示于表2。

表2：转速均为200rpm时电解液的浸取率

如表2所述，具体实施例4中，在能耗基本相当的情况下，内置刚性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率为84.58％，内置刚性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率为87.79％。相对于内置刚性挡板搅拌化合桶，内置柔性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率提高了3.21％。

如表2所述，具体实施例5中，在能耗基本相当的情况下，内置刚性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率为85.36％，内置刚性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率为89.47％。相对于内置刚性挡板搅拌化合桶，内置柔性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率提高了4.11％。

如表2所述，具体实施例6中，在能耗基本相当的情况下，内置刚性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率为86.81％，内置刚性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率为91.53％。相对于内置刚性挡板搅拌化合桶，内置柔性挡板搅拌化合桶的电解液浸取率提高了4.72％。

综上所述，内置柔性挡板搅拌化合桶在能耗基本相当时可提高电解液的浸取率。

最后，结合表1和表2的数据：

1、从表1中可以看出，在金属锰电解液的浸取率相同的情况下，本发明最多可降低能耗11.6％，且浸取时间也缩短了；

2、从表2中可以看出，在能耗相当的情况下，本发明最多可将电解液的浸取率提高4.72％；

3、总的来说，柔性挡板搅拌化合桶能够在提高金属锰电解液的浸取率的同时降低能耗。

本发明一种锰矿浸取用搅拌装置在相同工况下，由于采用了在搅拌装置内壁垂直纵向并间距相地安装的柔性挡板，与刚性挡板搅拌装置相比，本发明可将挡板后面小循环中的电解液流体不断地被其它方向的液流带走，新流体可以不断补充进来，使槽内挡板后面电解液流体所形成的循环死区尽量减小甚至消除；由于使循环死区的减小使得电解液流体局部混合得到很大的改善，从而使全槽电解液的混合效果更加理想；在提高金属锰电解液浸取率的同时降低能耗；结构简单、制造方便、设备成本低。

Claims (7)

1.一种锰矿浸取用搅拌装置，包括槽体(1)，搅拌轴(2)，叶轮(4)和挡板(3)，所述挡板(3)垂直纵向并间距相等地安装在槽体(1)的内壁上，其特征在于：所述挡板(3)为柔性材料。

2.根据权利要求1所述的一种锰矿浸取用搅拌装置，其特征在于：所述柔性材料为耐腐蚀性软质材料。

3.根据权利要求2所述的一种锰矿浸取用搅拌装置，其特征在于：所述耐腐蚀性软质材料为软质塑料、软质橡胶或高分子材料。

4.根据权利要求3所述的一种锰矿浸取用搅拌装置，其特征在于：所述耐腐蚀性软质材料最佳为软质PVC塑料。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种锰矿浸取用搅拌装置，其特征在于：所述挡板为4块。

6.根据权利要求5所述的一种锰矿浸取用搅拌装置，其特征在于：所述挡板高度/槽体高度＝0.800～1.200。

7.根据权利要求6所述的一种锰矿浸取用搅拌装置，其特征在于：所述挡板宽度/槽体内径＝0.083～0.100。

Images