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膜分离系统在冶金行业浓缩富集的应用
莱特莱德公司 / 时间:2020-09-30 21:19:20

冶金就是从矿物中提取金属或金属化合物,用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。冶金的技术主要包括火法冶金、湿法冶金以及电冶金,其中常用湿法冶金提取金属或金属化合物。湿法冶金是在溶液中进行的冶金过程。湿法冶金温度不高,一般低于100℃,现代湿法冶金中的高温高压过程,温度也不过200℃,个别情况温度可达300℃。湿法冶金包括:浸出、净化、制备金属等过程。膜分离系统在浓缩富集时能对溶液中有价金属离子进行浓缩,对经过磨矿、浮选出来的矿浆进行浓缩,应用如下:

1、离子型稀土矿稀土离子的浓缩

随着离子型稀土矿品位越来越贫化,浸出液中稀土离子的浓度也越来越低,如果直接从稀土浸出液中采用沉淀法提取稀土离子,会导致需要处理的浸出液量增大,设备体积庞大,消耗大量除杂沉淀药剂,消耗浸出液运输成本,成本升高。对稀土浸出液进行预浓缩处理可以解决以上问题。

莱特莱德进行了大量验证性实验,结果表明使用膜分离系统浓缩稀土浸出液效果更好。低品位稀土矿经过原地浸矿后,在稀土浸取液出口对浸出液先经过陶瓷膜澄清除杂,再经纳滤膜浓缩得到较高浓度稀土离子浸出液,高浓度浸出液再通过除杂、沉淀等后续工艺可得到碳酸稀土。经过浓缩浸取液体积缩小至少10倍以上,节省大量输送能耗,清液可稍加处理后直接就地返回渗浸工艺。

2、低浓度矿浆的浓缩

湿法冶金中经过磨矿、浮选出的矿浆浓度较低约为10%~15%,直接浸出会造成成本上升,处理量增大。现行方法采用浓密机浓缩,浓密机具有可浓缩矿浆浓度高,处理量大,投资小,寿命长等优点,同时具有体积庞大、占地面积大、效率低下、工作时间长、维修不方便以及大量使用絮凝剂等缺点。

陶瓷膜是比高效浓密机效率更高的固液分离设备。陶瓷膜以压力为推动力的固液分离设备,设备处理量可以通过陶瓷膜有效处理面积控制,也可以通过有效操作压力大小控制,由于其过滤方式与传统终端过滤不同,错流过滤能使其在处理过程中一直保持较高通量。分离机理以孔径筛分为基础,孔径选择合适就可以达到固液分离效果,其透过液品质好,澄清度高。固体矿浆浓度被浓缩到较高程度,不存在因颗粒太小而无法沉降的问题,无需大量使用絮凝剂,节省了药剂费用的同时避免了使用絮凝剂带来的后续工艺问题。

除了以上优点外,陶瓷膜系统还具有体积小、占地面积小、操作方便、可自动化控制、强度高、寿命长、耐酸碱性等优点。

3、低含量酸性铜浸出液的浓缩

堆浸过程中金属离子含量的浓度受降水影响变小,低含量酸性铜浸出液(0.6-0.8g/L)无法正常来用溶剂萃取电积工艺(SX/EW)提取其中的铜。而另一方面,长期老矿坑的累积和堆放,储存了大量体积的低含量酸性铜废水,用石灰法处理需要消耗大量药剂,且不能回收到有价值的铜。

采用纳滤膜系统进行浓缩,可使酸性铜浸出液中高价硫酸透过并回用前段工艺、硫酸铜浓缩富集,而高浓度酸性铜浸出液则可以采用SX/EW工艺提取其中的铜,取得很好的经济效益。

4、钨冶金固液分离

钨湿法冶金过程中涉及多个固液分离操作。现行的黑白钨矿碱浸出—离子交换工艺中,一般需要将钨金矿进行球磨,随后通过碱分解、稀释、过滤、洗渣等工艺段得到钨酸钠溶液,在经过滤后才通过离子交换。目前国内固液分离多采用板框压滤及与其他过滤器组合使用。通常情况下,这种工艺过滤精度不高,板框易堵塞,不易清洗,自动化程度较低,特别是涉及到有毒有害物料时,若不能实现自动化处理会对操作人员造成伤害。陶瓷膜过滤精度高、强度好、耐腐蚀、化学性质稳定、设备自动化程度高,已广泛用于食品发酵、生物医药、石油化工和环保水处理等行业。

钨湿法冶金过程中离子交换前溶液的过滤可以采用陶瓷膜过滤技术。一些案例表明使用微滤陶瓷膜元件可以得到较好的过滤效果,经处理后钨溶液浊度降至1 NTU以下,传统的板框加精密过滤器处理,浊度在5NTU左右。另外陶瓷膜再生性能良好,使用酸碱清洗后,通量恢复至98%以上。使用陶瓷膜技术可以缩短生产工艺,并且能够实现全自动化的生产。在实际应用上,应考察膜通道、膜孔径、膜面流速、反冲周期及添加活性炭等因素,大程度上降低运行成本,同时提高过滤效果与效率。