一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统

文档序号:15830 发布日期:2021-09-21 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统 (Data monitoring-based high-purity manganese sulfate production system ) 是由 肖宏 鲁生勇 陈晓辉 黄炎善 吴文英 陈湘 邓斐 潘韦靖 陈凯琳 黄洁莉 胡旺 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统,与现有技术的高纯硫酸锰的生产系统相比较,本发明还包括对本生产系统中进行自动化多次重结晶分离提取的结晶模块和对所述结晶模块中的结晶情况进行监测进一步确定相应结晶模块内的结晶情况并进步一部驱动所述结晶模块的自动结晶分离工作的监测模块。本发明有效减少副产物杂质的生产,提高硫酸锰产物的纯度,同时本发明根据对本生产系统各高温结晶步骤的多重结晶情况进行自动化监测进行结晶情况的有效判断以有效提高生产系统的生产效率。(Compared with the production system of high-purity manganese sulfate in the prior art, the production system of high-purity manganese sulfate based on data monitoring also comprises a crystallization module for performing automatic repeated recrystallization separation and extraction in the production system and a monitoring module for monitoring the crystallization condition in the crystallization module to further determine the crystallization condition in the corresponding crystallization module and further advance one automatic crystallization separation work driving the crystallization module. The method effectively reduces the production of by-product impurities, improves the purity of the manganese sulfate product, and effectively judges the crystallization condition according to the automatic monitoring of the multiple crystallization conditions of each high-temperature crystallization step of the production system so as to effectively improve the production efficiency of the production system.)

一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统

技术领域

本发明属于锰冶炼领域,尤其涉及一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统。

背景技术

硫酸锰在无机工业用于电解锰生产和制备各种锰盐、涂料工业用于生产催干剂和亚麻仁油酸锰等、农业上是重要微量元索肥料以及植物合成叶绿素的催化剂。施以适量的硫酸锰溶液,可使多种经济作物生长良好,增加产量。

本实验团队长期针对现有技术的硫酸锰的化学特性和生产系统进行大量相关记录资料的浏览和研究,同时依托相关资源,并进行大量相关实验,经过大量检索发现存在的现有技术如KR1020100002046A、KR101266437B1、KR101348138B1和CN103496746A,如现有技术公开的一种低品位锰矿高压结晶法制备电池级高纯硫酸锰的方法,包括下列步骤:将低品位软锰矿和硫铁矿磨成粉粒;配制硫酸锰溶液与软锰矿粉粒混合得到初步矿浆;将初步矿浆、浓硫酸和硫铁矿粉粒按比例混合、加热、搅拌、浸锰;再加入中和剂调pH值,再加入硫化钡和福美钠除杂,得到纯硫酸锰溶液;将纯硫酸锰溶液加热加压搅拌,并排出上清液得到含硫酸锰晶体溶液;将含硫酸锰晶体溶液在常温下进行静置沉淀,然后过滤得到高浓度硫酸锰溶液;将高浓度硫酸锰溶液放入高压釜中,高温高压下进行析晶,析晶结束后排出上清液,得到含硫酸锰晶体的晶浆;将所述晶浆进行分离,得到高纯硫酸锰晶体;将晶体干燥粉碎,得到电池级高纯硫酸锰。

为了解决本领域普遍存在硫酸锰生产线的智能监控技术低、硫酸锰生产效率低等等问题,作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于,针对目前本领域所存在的不足,提出了一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统。

为了克服现有技术的不足,本发明采用如下技术方案:

可选的,一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统,所述生产系统包括生产方法步骤:

(1)将氧化锰矿和还原煤混合破碎成粉粒并经回转窑高温还原成还原原料,

(2)将适量硫酸锰溶液与所述还原原料混合得到氧化锰矿浆,

(3)将所述氧化锰矿浆和浓硫酸按比例混合、搅拌、压滤后得到含硫酸锰矿浆,

(4)向所述含硫酸锰矿浆中加入纯净硫酸溶液调节pH后净置获得获得硫酸锰溶液,

(5)将硫酸锰溶液进行至少一次高温结晶处理,并收集所述高温结晶过程中获得的析出晶体和残留液体,将所述析出晶体作为一次结晶晶体,同时将所述残留液体作为一次母液,

(6)将所述一次结晶晶体进行溶解并经干燥除杂处理获得第一晶浆,将所述第一晶浆进行至少四次重结晶后获得最终结晶晶体,并将所述最终结晶晶体离心脱水后得到电池级硫酸锰;

(7)将(6)中的四次重结晶获得的母液返回参与至所述第一晶浆参与所述四次重结晶;

(8)获取所述一次母液并添加碳酸锰进行pH调节并蒸发浓缩后获得浓缩液,并加入除杂剂至所述浓缩液进行除杂并进一步滤液获得过滤液,将所述过滤液进行高温结晶后获得第二结晶母液和第二结晶晶体,将所述第二结晶晶体干燥后获得饲料级硫酸锰,

(9)将所述第二结晶母液返回至所述一次母液参与(8);

其中,所述生产系统还包括对本生产系统中进行自动化多次重结晶分离提取的结晶模块和对所述结晶模块中的结晶情况进行监测进一步确定相应结晶模块内的结晶情况并进步一部驱动所述结晶模块的自动结晶分离工作的监测模块。

可选的,步骤(1)中的所述还原煤中固定碳与氧化锰矿中锰的含量以摩尔比1:2进行配置,回转窖的高温还原温度为300-310℃。

可选的,步骤(3)中所述硫酸锰矿浆的还原原料中锰与硫酸锰溶液中硫酸的摩尔比为(0.5~1):1。

可选的,步骤(4)中加入纯净硫酸溶液调节pH调节为6.3后净置获得所述硫酸锰溶液。

可选的,步骤(6)干燥除杂处理包括将所述晶体溶解为溶解液并对所述溶解液加入双氧水后过滤去除铁后在11.5Mpa~12.5Mpa压力下进行压滤获得所述第一晶浆。

可选的,所述结晶模块包括反应釜、设置于所述反应釜顶部用以接收相应结晶处理的混合溶液的接收口、设置于所述反应釜中的调温装置、设置于所述反应釜中对所述反应釜内的结晶进行过滤的若干过滤板、设置于所述过滤板下端与所述反应釜内壁密闭贴合且朝下端突出设置进而板面相应围接呈梯状的集液板、设置于每个所述过滤板中间的转移开口、配合设置于所述转移开口进一步控制所述转移开口与其下端对应的反应釜区域连通的电磁阀门、设置于所述反应釜底部对所述反应滤液进行转移的转移管道和将所述过滤板上的晶体运输转移至所述反应釜外的转移单元。

可选的,所述监测模块包括设置于每个所述反应釜上对相应的集液板上的混合溶液进行窗口观察的可视窗组、设置于所述可视窗组中其中一个可视窗的光发生装置和设置于所述可视窗组中另一个可视窗上的光传感器和分别接收不同的光传感器的光检测信号并进一步分析处理获得对应集液板上混合液结晶情况的处理器。

本发明又一方面提供了一种生产系统计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中包括所述生产系统的控制方法和数据处理程序,所述生产系统控制方法和数据处理程序被处理器执行时,实现所述生产系统的控制方法和数据处理的步骤。

本发明所取得的有益效果是:

1.有效减少副产物杂质的生产,提高硫酸锰产物的纯度。

2.根据对本生产系统各高温结晶步骤的多重结晶情况进行自动化监测进行结晶情况的有效判断。

3.通过对应重结晶剩余母液的回收利用有效提高对原料的利用率。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中,相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的生产系统的流程示意图。

图2为本发明的反应釜的结构示意图。

图3为本发明的监测模块的流程示意图。

图4为本发明的监测模块的模块化示意图。

图5为本发明的生产系统的实验示意图。

附图标号说明:1-边沿围板;2-集液板;3-电磁阀门;4-刮板;5-转移口;6-转移管道;7-过滤板。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明;应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言,在查阅以下详细描述之后,本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内,并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征,并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一:

本实施例构造了一种具备高纯度硫酸锰的生产方法的生产系统;

一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统,所述生产系统包括生产方法步骤,其中,所述生产系统还包括对本生产系统中进行自动化多次重结晶分离提取的结晶模块和对所述结晶模块中的结晶情况进行监测进一步确定相应结晶模块内的结晶情况并进步一部驱动所述结晶模块的自动结晶分离工作的监测模块,所述结晶模块包括反应釜、设置于所述反应釜顶部用以接收相应结晶处理的混合溶液的接收口、设置于所述反应釜中的调温装置、设置于所述反应釜中对所述反应釜内的结晶进行过滤的若干过滤板、设置于所述过滤板下端与所述反应釜内壁密闭贴合且朝下端突出设置进而板面相应围接呈梯状的集液板、设置于每个所述过滤板中间的转移开口、配合设置于所述转移开口进一步控制所述转移开口与其下端对应的反应釜区域连通的电磁阀门、设置于所述反应釜底部对所述反应滤液进行转移的转移管道和将所述过滤板上的晶体运输转移至所述反应釜外的转移单元,所述监测模块包括设置于每个所述反应釜上对相应的集液板上的混合溶液进行窗口观察的可视窗组、设置于所述可视窗组中其中一个可视窗的光发生装置和设置于所述可视窗组中另一个可视窗上的光传感器和分别接收不同的光传感器的光检测信号并进一步分析处理获得对应集液板上混合液结晶情况的处理器,本发明又一方面提供了一种生产系统计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中包括所述生产系统的控制方法和数据处理程序,所述生产系统控制方法和数据处理程序被处理器执行时,实现所述生产系统的控制方法和数据处理的步骤;

所述生产系统包括生产方法的生产步骤如下:

(1)将氧化锰矿和还原煤混合破碎成粉粒并经回转窑高温还原成还原原料,

(2)将适量硫酸锰溶液与所述还原原料混合得到氧化锰矿浆,

(3)将所述氧化锰矿浆和浓硫酸按比例混合、搅拌、压滤后得到含硫酸锰矿浆,

(4)向所述含硫酸锰矿浆中加入纯净硫酸溶液调节pH后净置获得获得硫酸锰溶液,

(5)将硫酸锰溶液进行至少一次高温结晶处理,并收集所述高温结晶过程中获得的析出晶体和残留液体,将所述析出晶体作为一次结晶晶体,同时将所述残留液体作为一次母液,

(6)将所述一次结晶晶体进行溶解并经干燥除杂处理获得第一晶浆,将所述第一晶浆进行至少四次重结晶后获得最终结晶晶体,并将所述最终结晶晶体离心脱水后得到电池级硫酸锰;

(7)将(6)中的四次重结晶获得的母液返回参与至所述第一晶浆参与所述四次重结晶;

(8)获取所述一次母液并添加碳酸锰进行pH调节并蒸发浓缩后获得浓缩液,并加入除杂剂至所述浓缩液进行除杂并进一步滤液获得过滤液,将所述过滤液进行高温结晶后获得第二结晶母液和第二结晶晶体,将所述第二结晶晶体干燥后获得饲料级硫酸锰,

(9)将所述第二结晶母液返回至所述一次母液参与(8);

步骤(1)中的所述还原煤中固定碳与氧化锰矿中锰的含量以摩尔比1:2进行配置,回转窖的高温还原温度为300-310℃,步骤(3)中所述硫酸锰矿浆的还原原料中锰与硫酸锰溶液中硫酸的摩尔比为(0.5~1):1,步骤(4)中加入纯净硫酸溶液调节pH调节为6.3后净置获得所述硫酸锰溶液,步骤(6)干燥除杂处理包括将所述晶体溶解为溶解液并对所述溶解液加入双氧水后过滤去除铁后在11.5Mpa~12.5Mpa压力下进行压滤获得所述第一晶浆,步骤(1)将所述氧化锰矿进一步还原成一氧化锰以作为所述还原原料的有效成分之一,本发明将所述还原原料中的一氧化锰作为使得矿浆中三价铁离子以氢氧化铁的形式沉淀下来的中和剂,从而达到除铁的目的,也使得矿浆的过滤性能得到改善,利于后续矿浆的压滤操作,碳酸锰矿粉作为矿浆中和剂,通过所述还原原料中的一氧化锰和矿浆中的残酸发生反应,消耗残酸,提高矿浆pH,其反应的产物为硫酸锰,进而不为所述矿浆带入新的杂质,有效提高生产产物硫酸锰的纯度。

实施例二:

本实施例构造了一种对相应反应液进行自动结晶分离进而有效提高硫酸锰产物的生产效率的结晶模块的生产系统;

一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统,所述生产系统包括生产方法步骤,其中,所述生产系统还包括对本生产系统中进行自动化多次重结晶分离提取的结晶模块和对所述结晶模块中的结晶情况进行监测进一步确定相应结晶模块内的结晶情况并进步一部驱动所述结晶模块的自动结晶分离工作的监测模块,所述结晶模块包括反应釜、设置于所述反应釜顶部用以接收相应结晶处理的混合溶液的接收口、设置于所述反应釜中的调温装置、设置于所述反应釜中对所述反应釜内的结晶进行过滤的若干过滤板、设置于所述过滤板下端与所述反应釜内壁密闭贴合且朝下端突出设置进而板面相应围接呈梯状的集液板、设置于每个所述过滤板中间的转移开口、配合设置于所述转移开口进一步控制所述转移开口与其下端对应的反应釜区域连通的电磁阀门、设置于所述反应釜底部对所述反应滤液进行转移的转移管道和将所述过滤板上的晶体运输转移至所述反应釜外的转移单元,所述监测模块包括设置于每个所述反应釜上对相应的集液板上的混合溶液进行窗口观察的可视窗组、设置于所述可视窗组中其中一个可视窗的光发生装置和设置于所述可视窗组中另一个可视窗上的光传感器和分别接收不同的光传感器的光检测信号并进一步分析处理获得对应集液板上混合液结晶情况的处理器,本发明又一方面提供了一种生产系统计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中包括所述生产系统的控制方法和数据处理程序,所述生产系统控制方法和数据处理程序被处理器执行时,实现所述生产系统的控制方法和数据处理的步骤;

所述生产系统包括生产方法的生产步骤如下:

(1)将氧化锰矿和还原煤混合破碎成粉粒并经回转窑高温还原成还原原料,

(2)将适量硫酸锰溶液与所述还原原料混合得到氧化锰矿浆,

(3)将所述氧化锰矿浆和浓硫酸按比例混合、搅拌、压滤后得到含硫酸锰矿浆,

(4)向所述含硫酸锰矿浆中加入纯净硫酸溶液调节pH后净置获得获得硫酸锰溶液,

(5)将硫酸锰溶液进行至少一次高温结晶处理,并收集所述高温结晶过程中获得的析出晶体和残留液体,将所述析出晶体作为一次结晶晶体,同时将所述残留液体作为一次母液,

(6)将所述一次结晶晶体进行溶解并经干燥除杂处理获得第一晶浆,将所述第一晶浆进行至少四次重结晶后获得最终结晶晶体,并将所述最终结晶晶体离心脱水后得到电池级硫酸锰;

(7)将(6)中的四次重结晶获得的母液返回参与至所述第一晶浆参与所述四次重结晶;

(8)获取所述一次母液并添加碳酸锰进行pH调节并蒸发浓缩后获得浓缩液,并加入除杂剂至所述浓缩液进行除杂并进一步滤液获得过滤液,将所述过滤液进行高温结晶后获得第二结晶母液和第二结晶晶体,将所述第二结晶晶体干燥后获得饲料级硫酸锰,

(9)将所述第二结晶母液返回至所述一次母液参与(8);

步骤(1)中的所述还原煤中固定碳与氧化锰矿中锰的含量以摩尔比1:2进行配置,回转窖的高温还原温度为300-310℃,步骤(3)中所述硫酸锰矿浆的还原原料中锰与硫酸锰溶液中硫酸的摩尔比为(0.5~1):1,步骤(4)中加入纯净硫酸溶液调节pH调节为6.3后净置获得所述硫酸锰溶液,步骤(6)干燥除杂处理包括将所述晶体溶解为溶解液并对所述溶解液加入双氧水后过滤去除铁后在11.5Mpa~12.5Mpa压力下进行压滤获得所述第一晶浆,步骤(1)将所述氧化锰矿进一步还原成一氧化锰以作为所述还原原料的有效成分之一,本发明将所述还原原料中的一氧化锰作为使得矿浆中三价铁离子以氢氧化铁的形式沉淀下来的中和剂,从而达到除铁的目的,也使得矿浆的过滤性能得到改善,利于后续矿浆的压滤操作,碳酸锰矿粉作为矿浆中和剂,通过所述还原原料中的一氧化锰和矿浆中的残酸发生反应,消耗残酸,提高矿浆pH,其反应的产物为硫酸锰,进而不为所述矿浆带入新的杂质,有效提高生产产物硫酸锰的纯度;

所述结晶模块包括反应釜、设置于所述反应釜顶部用以接收相应结晶处理的混合溶液的接收口、设置于所述反应釜中的调温装置、设置于所述反应釜中对所述反应釜内的结晶进行过滤的若干过滤板、设置于所述过滤板下端进行与所述反应釜内壁密闭贴合且接朝下端突出设置且板面相应围接呈圆台形状的集液板、设置于每个所述集液板中间的转移开口、配合设置于所述转移开口对控制所述转移开口与其下端对应的反应釜区域连通的电磁阀门、设置于所述反应釜底部对所述反应滤液进行转移的转移管道和将所述过滤板上的晶体运输转移至所述反应釜外的转移单元;

所述反应釜为立体结构的金属箱体,所述调温装置包括设置于均匀敷设于所述反应釜外对所述反应釜内的混合溶液进行相应结晶温度加热的热调节器和均匀敷设于所述反应釜内对所述反应釜内混合溶液的情况进行温度进行监测的温度传感器,所述热调节器基于所述温度传感器对所述反应釜内的混合溶液加热至相应结晶提取温度进行所述混合溶液的重结晶反应,所述过滤板包括配合设置于所述箱体底部且设有相应过滤筛目的过滤板、通过焊接和卡接密闭配合于所述过滤板边外围区域且朝所述接收口延伸设置的边沿围板,所述边沿围板的厚度从所述滤板外围朝所述接收口均匀设置且所述边沿围板远离所述过滤板的外壁顶端设置与所述反应釜内壁相贴设置进而有效实现所述过滤板对所述混合溶液的相对析出晶体进行全面获取;

所述转移单元包括设置于所述反应釜壁上与每个所述边沿围板的其中一端相对设置的开口结构的转移口、通过转轴可转动设置于所述转移口其中侧边缘且与所述转移口密闭配合的活动板、设置于所述边沿围板上且与所述转移口相对设置的开口结构的通口、通过转轴可转动设置于所述过滤板上且与所述通口卡合设置的配合板、配合设置于所述活动板上的与所述通口相对设置的一侧处且互相邻接的三个侧边分别于所述过滤板和边沿围板配合接触设置的刮板和通过相应固定架安装设置于所述反应釜外与所述转移口相对设置的一侧的液压驱动杆,所述液压驱动杆的驱动端通过相应设置于所述反应釜壁上的穿孔贯穿至所述反应釜且连接至所述刮板其中一端,所述贯穿孔上相应设置有与所述驱动杆外杆壁相对密闭配合设置的橡胶圈,所述液压驱动杆在收缩状态时其相应连接设置的刮板与所述边沿围板的其中一端相对密闭配合设置,并在所述液压驱动杆伸长时其相应连接设置的刮板与对应接触的边沿围板内壁和过滤板相对配合滑动并朝对应的转移口移动进而将所述过滤板上的析出晶体从所述转移口上转移至外界;

其中所述配合板与所述活动板相对端通过螺栓固定连接,进而在外力开启所述反应釜上的活动板时,与所述相应的所述活动板对应设置的配合板同时发生转动进行使相应位置的所述过滤板区域与外界连通进一步通过驱动相应刮板的工作将所述过滤板上的晶体从所述过滤板转移至所述反应釜外界,经过所述反应釜内多层所述过滤板过滤后的滤液经过设置于所述反应釜的所述转移管道进行滤液转移进一步对所述混合溶液进行重结晶反应后的固液分离,本发明所述结晶模块适用于本生产系统中各需要结晶处理的生产步骤中,其中所述反应釜中的集液板与过滤板数量可以所述生产系统内相应重结晶反应步骤的要求由本领域技术人员进行选择,在此不再赘述;

本发明的结晶根据所述硫酸锰生产系统的多结晶特点进行相应重结晶次数的结晶自动化处理,进一步有效提高硫酸锰的生产效率。

实施例三:

本实施例构造了一种对硫酸锰溶液的高温结晶过程基于图像信息进行结晶进程的自动化监测的获取的监测模块;

一种基于数据监控的高纯硫酸锰的生产系统,所述生产系统包括生产方法步骤,其中,所述生产系统还包括对本生产系统中进行自动化多次重结晶分离提取的结晶模块和对所述结晶模块中的结晶情况进行监测进一步确定相应结晶模块内的结晶情况并进步一部驱动所述结晶模块的自动结晶分离工作的监测模块,所述结晶模块包括反应釜、设置于所述反应釜顶部用以接收相应结晶处理的混合溶液的接收口、设置于所述反应釜中的调温装置、设置于所述反应釜中对所述反应釜内的结晶进行过滤的若干过滤板、设置于所述过滤板下端与所述反应釜内壁密闭贴合且朝下端突出设置进而板面相应围接呈梯状的集液板、设置于每个所述过滤板中间的转移开口、配合设置于所述转移开口进一步控制所述转移开口与其下端对应的反应釜区域连通的电磁阀门、设置于所述反应釜底部对所述反应滤液进行转移的转移管道和将所述过滤板上的晶体运输转移至所述反应釜外的转移单元,所述监测模块包括设置于每个所述反应釜上对相应的集液板上的混合溶液进行窗口观察的可视窗组、设置于所述可视窗组中其中一个可视窗的光发生装置和设置于所述可视窗组中另一个可视窗上的光传感器和分别接收不同的光传感器的光检测信号并进一步分析处理获得对应集液板上混合液结晶情况的处理器,本发明又一方面提供了一种生产系统计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中包括所述生产系统的控制方法和数据处理程序,所述生产系统控制方法和数据处理程序被处理器执行时,实现所述生产系统的控制方法和数据处理的步骤;

所述生产系统包括生产方法的生产步骤如下:

(1)将氧化锰矿和还原煤混合破碎成粉粒并经回转窑高温还原成还原原料,

(2)将适量硫酸锰溶液与所述还原原料混合得到氧化锰矿浆,

(3)将所述氧化锰矿浆和浓硫酸按比例混合、搅拌、压滤后得到含硫酸锰矿浆,

(4)向所述含硫酸锰矿浆中加入纯净硫酸溶液调节pH后净置获得获得硫酸锰溶液,

(5)将硫酸锰溶液进行至少一次高温结晶处理,并收集所述高温结晶过程中获得的析出晶体和残留液体,将所述析出晶体作为一次结晶晶体,同时将所述残留液体作为一次母液,

(6)将所述一次结晶晶体进行溶解并经干燥除杂处理获得第一晶浆,将所述第一晶浆进行至少四次重结晶后获得最终结晶晶体,并将所述最终结晶晶体离心脱水后得到电池级硫酸锰;

(7)将(6)中的四次重结晶获得的母液返回参与至所述第一晶浆参与所述四次重结晶;

(8)获取所述一次母液并添加碳酸锰进行pH调节并蒸发浓缩后获得浓缩液,并加入除杂剂至所述浓缩液进行除杂并进一步滤液获得过滤液,将所述过滤液进行高温结晶后获得第二结晶母液和第二结晶晶体,将所述第二结晶晶体干燥后获得饲料级硫酸锰,

(9)将所述第二结晶母液返回至所述一次母液参与(8);

步骤(1)中的所述还原煤中固定碳与氧化锰矿中锰的含量以摩尔比1:2进行配置,回转窖回转窑的高温还原温度为300-310℃,步骤(3)中所述硫酸锰矿浆的还原原料中锰与硫酸锰溶液中硫酸的摩尔比为(0.5~

1):1,步骤(4)中加入纯净硫酸溶液调节pH调节为6.3后净置获得所述硫酸锰溶液,步骤(6)干燥除杂处理包括将所述晶体溶解为溶解液并对所述溶解液加入双氧水后过滤去除铁后在11.5Mpa~12.5Mpa压力下进行压滤获得所述第一晶浆,步骤(1)将所述氧化锰矿进一步还原成一氧化锰以作为所述还原原料的有效成分之一,本发明将所述还原原料中的一氧化锰作为使得矿浆中三价铁离子以氢氧化铁的形式沉淀下来的中和剂,从而达到除铁的目的,也使得矿浆的过滤性能得到改善,利于后续矿浆的压滤操作,碳酸锰矿粉作为矿浆中和剂,通过所述还原原料中的一氧化锰和矿浆中的残酸发生反应,消耗残酸,提高矿浆pH,其反应的产物为硫酸锰,进而不为所述矿浆带入新的杂质,有效提高生产产物硫酸锰的纯度;

所述结晶模块包括反应釜、设置于所述反应釜顶部用以接收相应结晶处理的混合溶液的接收口、设置于所述反应釜中的调温装置、设置于所述反应釜中对所述反应釜内的结晶进行过滤的若干过滤板、设置于所述过滤板下端进行与所述反应釜内壁密闭贴合且接朝下端突出设置且板面相应围接呈圆台形状的集液板、设置于每个所述集液板中间的转移开口、配合设置于所述转移开口对控制所述转移开口与其下端对应的反应釜区域连通的电磁阀门、设置于所述反应釜底部对所述反应滤液进行转移的转移管道和将所述过滤板上的晶体运输转移至所述反应釜外的转移单元;

所述反应釜为立体结构的金属箱体,所述调温装置包括设置于均匀敷设于所述反应釜外对所述反应釜内的混合溶液进行相应结晶温度加热的热调节器和均匀敷设于所述反应釜内对所述反应釜内混合溶液的情况进行温度进行监测的温度传感器,所述热调节器基于所述温度传感器对所述反应釜内的混合溶液加热至相应结晶提取温度进行所述混合溶液的重结晶反应,所述过滤板包括配合设置于所述箱体底部且设有相应过滤筛目的过滤板、通过焊接和卡接密闭配合于所述过滤板边外围区域且朝所述接收口延伸设置的边沿围板,所述边沿围板的厚度从所述滤板外围朝所述接收口均匀设置且所述边沿围板远离所述过滤板的外壁顶端设置与所述反应釜内壁相贴设置进而有效实现所述过滤板对所述混合溶液的相对析出晶体进行全面获取;

所述转移单元包括设置于所述反应釜壁上与每个所述边沿围板的其中一端相对设置的开口结构的转移口、通过转轴可转动设置于所述转移口其中侧边缘且与所述转移口密闭配合的活动板、设置于所述边沿围板上且与所述转移口相对设置的开口结构的通口、通过转轴可转动设置于所述过滤板上且与所述通口卡合设置的配合板、配合设置于所述活动板上的与所述通口相对设置的一侧处且互相邻接的三个侧边分别于所述过滤板和边沿围板配合接触设置的刮板和通过相应固定架安装设置于所述反应釜外与所述转移口相对设置的一侧的液压驱动杆,所述液压驱动杆的驱动端通过相应设置于所述反应釜壁上的穿孔贯穿至所述反应釜且连接至所述刮板其中一端,所述贯穿孔上相应设置有与所述驱动杆外杆壁相对密闭配合设置的橡胶圈,所述液压驱动杆在收缩状态时其相应连接设置的刮板与所述边沿围板的其中一端相对密闭配合设置,并在所述液压驱动杆伸长时其相应连接设置的刮板与对应接触的边沿围板内壁和过滤板相对配合滑动并朝对应的转移口移动进而将所述过滤板上的析出晶体从所述转移口上转移至外界;

其中所述配合板与所述活动板相对端通过螺栓固定连接,进而在外力开启所述反应釜上的活动板时,与所述相应的所述活动板对应设置的配合板同时发生转动进行使相应位置的所述过滤板区域与外界连通进一步通过驱动相应刮板的工作将所述过滤板上的晶体从所述过滤板转移至所述反应釜外界,经过所述反应釜内多层所述过滤板过滤后的滤液经过设置于所述反应釜的所述转移管道进行滤液转移进一步对所述混合溶液进行重结晶反应后的固液分离,本发明所述结晶模块适用于本生产系统中各需要结晶处理的生产步骤中,其中所述反应釜中的集液板与过滤板数量可以所述生产系统内相应重结晶反应步骤的要求由本领域技术人员进行选择,在此不再赘述;

本发明的结晶根据所述硫酸锰生产系统的多结晶特点进行相应重结晶次数的结晶自动化处理,进一步有效提高硫酸锰的生产效率;

所述监测模块包括设置于每个所述反应釜上对相应的集液板上的混合溶液进行窗口观察的可视窗组、设置于所述可视窗组中其中一个可视窗的光发生装置和设置于所述可视窗组中另一个可视窗上的光传感器和分别接收不同的光传感器对应的光检测信号并进一步分析处理获得对应集液板上混合液结晶情况的处理器,所述光传感器监测所述光发生器的光线透过对应集液板上后的光信号,所述可视窗组为分别设置于所述反应釜的集液板预设距离上方且相对设置的透明石英玻璃窗,且设置于所述光发射器和光接收器分别设置于其附近的石英玻璃窗之间通过预设长度的遮光性材质的通管结构的导光管密闭连通以避免外界光度的影响,所述光发生器可是根据实际需求由本邻域技术人员旋转单色发光二极管或激光管,在此不作限制,其中将同一所述单元釜上从上至下的集液板表示为第一集液板、第二集液板…第k集液板,其中k为所述反应釜对应集液板的总数;

所述监测模块的监测方法步骤如下:

步骤一:将相应反应步骤的待结晶处理的混合物进入全部电磁阀门为关闭状态的反应釜,

步骤二:所述混合物进入第一集液板内进行高温结晶反应,

步骤三:所述第一集液板附近的灯光发生装置和光传感器分别开启工作,进一步所述光发生装置产生的光源发射的光通过所述可视窗组的其中以可可视窗穿入所述反应釜内第一集液板的混合液进一步从所述可视窗组的另一个可视窗透出并被所述光传感器所监测,所述光传感器以预定时间的监测周期所获得的光透强度分别发送至所述处理器,

步骤四:所述处理器接收对应光传感器所监测的光信号变化趋势曲线的形状特征即监测趋势特征与预设结晶完成的标准光信号变化趋势曲线形状特征即标准趋势特征进行对比,在所述监测趋势特征与所述标准趋势特征的曲线趋势重合度的重复率到达预设下限重复率时,判断所述第一集液板内混合液的高温结晶到达结晶饱和情况,

步骤五:开启所述第一集液板的中部开口的电磁阀门,在所述第一集液板上方的过滤板将结晶析出物截留且相应的过滤母液转移至所述第二集液板上进一步重复步骤三-步骤四直至所述混合液转移至所述反应皿最底端的集液板结晶完成后由所述反应釜底部的转移管道的驱动泵转移至对应的目标反应模块内,

步骤六:驱动所述反应皿对应位置的刮板对所述过滤板的结晶析出物进行转移至外界,进而完成多次高温重结晶工作;

所述光发生器与所述光接收器根据安装位置对应预先编程设置有位置识别编号,所述光传感器感应接收到透过相应可视窗组的光,在所述光传感器开始工作的第n个监测周期对应的透过光的强度记载为LKn,其中相应位置的光发射器发射的光通过装有蒸馏水的反应釜对应的集液板上的可视窗组后的强度是经本邻域技术人员经过多次实验训练获得标定强度的记为LB,所述光传感器将所监测的信号传输给处理器,所述处理器进一步获得对应集液板上第n个监测周期对应的混合液的相对透光率Abs(n)=-log(LK/LB);

所述处理器将所述监测周期为自变量对应所述集液板上混合液的相对透光率为因变量进行预定规格的二维关系曲线的绘制进一步获得光信号变化趋势曲线的形状特征即所述监测趋势特征,其中所述监测模块还包括由本邻域技术人员经过大量重复实验训练获得相应反应釜的集液板上的混合液从对应初始监测周期起来至高温结晶饱和下的相对透过率的变化趋势曲线即所述标准趋势特征,在此不再赘述;

本发明根据所述混合液在不同的所述集液板对应的高温结晶情况下从混合溶液状态至析出相应晶体饱和状态下的透光率的固定趋势确定对应集液板上混合液的结晶情况,以有效提高生产系统中生产效率。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明,但是应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法,系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略,替换或添加各种过程或组件。例如,在替代配置中,可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法,和/或可以添加,省略和/或组合各种部件。而且,关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合,如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外,随着技术发展其中的元素可以更新,即许多元素是示例,并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而,可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如,已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节,以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置,并且不限制权利要求的范围,适用性或配置。相反,前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下,可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上,其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的,并且应当理解,以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后,技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

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