[发明专利]一种离子解吸装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过离子交换技术处理已吸附了某种目标金属离子的待解吸树脂的解吸装置及其操作方法，特别涉及一种操作连续、灵活，解吸效率高的离子解吸装置及其操作方法，属于金属元素分离与回收、含盐废水处理领域。

背景技术

在冶金或无机盐生产等工业中，所处理的液体或所排放的废液中常都含一定量金属离子，如电镀废水中含铬离子、碳酸钾废水中含钾离子等，若直接排放，不仅污染环境，而且还会浪费大量金属资源。因此，回收其中的金属离子是实现资源高效利用及节能减排的重要举措。目前，工业上有关处理回收其中金属离子的方法有化学沉淀法、膜分离法、生物法及离子交换法等，相对而言，离子交换法降低了二次污染，且材料可重复利用，得到了较多企业和研究者的关注。

利用离子交换技术处理和回收液体中的金属离子，一般分为吸附和解吸两个过程，通过吸附过程实现初始液体中目标金属离子的提取与分离，再通过解吸过程实现目标金属离子的回收与树脂的循环利用。基于离子交换操作的基本特点和要求，对应离子交换设备结构及其操作时所考虑的因素包括：树脂与溶液之间高效接触，树脂与溶液在设备中有足够的接触时间，树脂与溶液之间能够有效的分离，设备简单及操作连续、灵活，树脂的磨损与破碎低、且可循环利用等。当前工业上常用的离子交换设备有固定床、移动床和流化床，固定床虽能满足处理要求，但也存在管线复杂、阀门多、操作连续性差等不足。对此，一些研究者提出了连续式移动床或流化床离子交换设备及其操作方法，如美国的金斯(Higgins)环形离子交换设备、日本的阿沙希(Asahi)移动床离子交换设备、加拿大的希姆斯利(HimsIey)塔、国内天津大学研制的可翻转塔板多级流化床(TPCIX)等，上述离子交换设备虽在工业中得到了成功应用，但也分别存在设备及操作复杂、离子交换效率偏低等问题，且多侧重于离子交换的吸附过程。虽然吸附与解吸从原理上都属于离子交换过程，但两个过程所要实现的工艺目的不同，故其设备及操作调控方法不同，而单独针对解吸过程工艺特点所开发的设备及其操作方法报道相对较少。

发明内容

本发明的目的在于，通过离子交换技术处理已吸附了某种目标金属离子的待解吸树脂，为其提供一种操作连续、灵活，解吸效率高的离子解吸装置及其操作方法。

本发明的目的通过下列途径实现：

一种离子解吸装置，其特征是：至少包括离子解吸系统、液固分离系统、树脂输送系统和液体输送系统；所述的离子解吸系统主要包括内环液体分布器、外环液体分布器、导流筒和外筒体；所述的导流筒与外筒体同轴置于外筒体内部，内环液体分布器置于外筒体内部导流筒的正下方，外环液体分布器置于外筒体与导流筒间环隙的内部；所述的液固分离系统置于离子解吸系统外筒体的上方，通过输送管线与其相连；所述的树脂输送系统至少包括待解吸树脂加料器，通过管线与离子解吸系统外筒体的外壁相连；所述的液体输送系统至少包括解吸液储槽、新鲜原料液体解吸剂储槽和输送泵，通过管线分别与离子解吸系统内的内环液体分布器和外环液体分布器相连。

所述的导流筒与外筒体横截面积之此为0.2-0.7，导流筒上端口所在截面与外筒体上方液固出口所在截面的距离为1.0m-3.0m，导流筒下端口所在截面与外筒体底部距离为0.8m-1.2m。

所述的内环液体分布器为倒锥体板式结构，置于外筒体内部导流筒的正下方，倒锥体侧壁夹角为45°-60°；所述的倒锥体上板面所在截面与导流筒下端口所在截面的距离为0.2m-0.5m，与导流筒横截面积之此为0.8-1.0，基于导流筒横截面积的开孔率为0.1％-1.0％。

所述的外环液体分布器为环管结构，置于外筒体与导流筒间环隙的内部，环管中心线所在平面位于导流筒下端口所在平面的上方，其距离为0.2m-0.4m，环管水平投影面积与外筒体与导流筒间环隙面积的此值为0.2-0.4，基于外筒体与导流筒间环隙面积的开孔率为0.1％-1％，开孔方向与竖直向上方向的夹角为-60°-+60°，“-”指开孔方向偏向外筒体内壁一侧，“+”指开孔方向偏向导流筒外壁一侧。

所述的树脂输送系统通过管线与离子解吸系统外筒体的外壁相连，其连接口位于外环液体分布器环管中心线所在平面上方0.3m-0.5m所在截面高度处。