[发明专利]一种连续法生产硫酸镍的结晶系统及结晶工艺

说明书

本发明属于硫酸盐工业生产技术领域，特别涉及一种连续法生产硫酸镍的结晶系统及结晶工艺。本发明所设计的一种连续法生产硫酸镍的结晶系统，它包括结晶器、细晶消除器、进料泵、换热器、出料泵、稠厚器和离心机。本发明的一种连续法生产硫酸镍的结晶系统及结晶工艺，保证了结晶器内各处硫酸镍溶液形成均一的过饱和度，从而实现制备出粒度分布均匀且粒度可达800μm以上的硫酸镍产品。相对传统的间歇式结晶方式，该结晶系统采用连续结晶方式，强化了生产能力。

技术领域

本发明属于硫酸盐工业生产技术领域，特别涉及一种连续法生产硫酸镍的结晶系统及结晶工艺。

背景技术

硫酸镍作为一种重要的化工原料，在民用、建筑、航空航天器材、国防工业等领域有着广泛的用途，具体应用于电镀、化学镀、铝材着色、电池材料及催化剂等方面。

硫酸镍的制备一般从稀溶液经单效蒸发或多效蒸发浓缩到一定比重，然后利用间歇式结晶方式获得硫酸镍产品。间歇式结晶操作通常将硫酸镍溶液一次加入结晶釜，然后通过调节结晶釜降温速率、搅拌频率、加晶种、结晶时间等工艺参数条件进行单釜结晶，从而获得目标粒度的硫酸镍产品。此方法生产硫酸镍晶体过程存在以下缺点：1.采用单釜结晶，控制工艺参数多，产品批次均一性低；2.分批次操作完成，生产效率低；3.投资成本高，占地面积大；4.蒸发浓缩过程能源消耗大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连续法生产硫酸镍的结晶系统。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种连续法生产硫酸镍的结晶系统，它包括结晶器、细晶消除器、进料泵、换热器、出料泵、稠厚器和离心机；结晶器包括上筒体、中筒体和下筒体，上筒体设有蒸汽出口，蒸汽出口与换热器连接；中筒体中部设置清液外循环出口，中筒体内设有直筒挡板，直筒挡板内设置导流筒，导流筒内设置有搅拌器，下筒体设置进料口和出料口；清液外循环出口与进料泵连接，进料泵与细晶消除器连接，细晶消除器与下筒体上的进料口连接，进料口通过进料管与导流筒连接；结晶器的出料口与出料泵连接，出料泵与稠厚器连接，稠厚器与离心机连接；其中导流筒、直筒挡板和搅拌器构成结晶系统的内循环通路，清液外循环出口、细晶消除器、进料泵和进料管构成结晶系统的外循环通路；所述导流筒为变径导流筒，变径导流筒由一段直筒和一段变径筒体组成，直筒的高度是变径筒体高度的0.25～0.5倍，变径筒体的最大直径是变径筒体最小直径的1～2倍；所述搅拌器为推进式搅拌桨，从结晶器底部伸入到导流筒中；所述进料口与进料管连接，进料管与水平位置呈15～30°倾角，且下筒体设置2个进料口，进料口及与其相连的进料管以结晶器中轴对称设置。

作为优选，中筒体中部设置2～4个清液外循环出口。

作为优选，下筒体设置2～5个出料口，其中1～2个出料口设置在下筒体底部，2～3个出料口设置在下筒体侧面，避免底部出料口堵料后无法继续生产。

本发明的另一目的是提供一种使用上述结晶系统的连续法生产硫酸镍的结晶工艺，具体包括如下步骤：

将硫酸镍稀溶液以多效蒸发方式浓缩至接近饱和，接近饱和的硫酸镍溶液通过进料管送入结晶器的导流筒内，接近饱和的硫酸镍溶液比重为1.455～1.555kg/m3；在搅拌的作用下，硫酸镍溶液在导流筒内向上运动，在导流筒外向下运动，接近饱和的硫酸镍溶液与结晶器内硫酸镍溶液直接接触混合换热传质，结晶器内硫酸镍溶液温度为35～70℃；结晶过程中结晶器内硫酸镍清液通过清液外循环出口进入细晶消除器，在细晶消除器中进行换热将硫酸镍清液中的过量细晶加热溶解消除，消除细晶后的硫酸镍清液通过进料泵和进料管重新输送至结晶器的导流筒内；硫酸镍溶液在结晶器的真空条件下进行蒸发结晶，得到硫酸镍晶浆，出料后经离心过滤和低温干燥，得到硫酸镍产品；蒸发系统出来的二次蒸汽经加压升温后用于对硫酸镍稀溶液预热。

作为优选，接近饱和的硫酸镍进料量大于等于硫酸镍出料量。