一種草酸稀土沉淀水洗系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及稀土產品制備裝置領域，尤其涉及一種草酸稀土沉淀水洗系統，包括草酸稀土反應釜和沉淀水洗裝置；反應釜位于沉淀水洗裝置的上部，并通過管道與沉淀水洗裝置相連；沉淀水洗裝置包括過濾桶、抽真空裝置、集水桶，過濾桶下部設有排水管和排氣管，另一端分別與集水桶和抽真空裝置相連。本發明沉淀的過濾洗滌在自制的過濾桶內進行，并對洗滌過程分為多個階段，除第一次洗滌的水排放掉后，其余階段的洗滌水均收集起來留作后續沉淀的洗滌，從而可大大提高水資源的利用率，減少廢水的排放；洗滌后的抽真空處理可有效去除沉淀中的水分，減少稀土沉淀的體積，從而可縮短后續的灼燒時間，節約灼燒能源，縮短氧化稀土生產周期，降低生產成本。
【專利說明】一種草酸稀土沉淀水洗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及稀土產品制備裝置領域，尤其涉及一種草酸稀土沉淀水洗系統。
【背景技術】
[0002]稀土是一組同時具有電、磁、光、以及生物等多種特性的新型功能材料，是信息技術、生物技術、能源技術等高【技術領域】和國防建設的重要基礎材料，同時也對改造某些傳統產業，如農業、化工、建材等起著重要作用。稀土用途廣泛，可以使用稀土的功能材料種類繁多，正在形成一個規模宏大的高技術產業群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰略意義。
[0003]稀土氧化物生產過程中，一般需要將稀土礦轉化為稀土鹽沉淀，如草酸稀土，碳酸氫氨稀土等，再對稀土鹽進行灼燒得到稀土氧化物。沉淀生成后的洗滌是制備純凈稀土產物的關鍵步驟，傳統的洗滌方法往往是將沉淀罐中的母液抽離后，并重新注入純水進行洗滌，然后抽掉母液。這種方法雖然能在一定程度上除掉沉淀上附著的雜質，但每次洗滌后的水都排放掉，嚴重浪費水資源，并增加了廢水的排放；且洗滌后很難將沉淀里的水抽離干凈，從而延長了后續的灼燒時間，不但延長了生產周期，且浪費灼燒時耗費的能源，提高了生產成本，降低了企業的經濟效益。
[0004]針對上述問題，也有一些廠家采用離心機對沉淀進行甩干處理，但如果離心機內樣品不平衡超過量太大，會導致斷軸。如果離心機在高速旋轉中突然斷軸，離心轉子沒有支撐，在離心腔內亂轉亂撞，可使離心機轉270°。此時若旁邊有人員或設備，會造成嚴重人員傷亡和設備的毀壞。另外離心機甩干過程中，容易將稀土沉淀甩出機器，且從過濾設備轉移到離心機過程中也會造成稀土資源的損失，從而浪費了稀土資源，影響產品收率。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種產品收率高、節能環保、成本低、操作安全性好的草酸稀土沉淀水洗系統。
[0006]實現本發明目的的技術方案是:一種草酸稀土沉淀水洗系統，包括草酸稀土反應釜和沉淀水洗裝置；所述反應釜位于沉淀水洗裝置的上部，所述反應釜通過管道與沉淀水洗裝置相連；所述沉淀水洗裝置包括過濾桶、抽真空裝置、集水桶，所述過濾桶下部設有排水管和排氣管，所述排水管和排氣管的另一端分別與集水桶和抽真空裝置相連，所述過濾桶上部設有純水進口。
[0007]上述技術方案，所述過濾桶中下部設有隔板，所述隔板上開設有若干通孔；所述隔板將過濾桶分為兩部分，包括上部的沉淀腔和下部的儲水腔，所述沉淀腔上圍有濾布，所述儲水腔通過排氣管與抽真空裝置相連，所述排氣管和排水管與過濾桶連接處外部分別設有排氣閥和排水閥。
[0008]上述技術方案，所述排水管上設有多級分支管道，所述分支管道上均設有閥門，分支管道下部設有多級集水桶；所述集水桶下部設有出水口，出水口外端設有出水管，多支出水管匯集成一支出水管后延伸至過濾桶上端；所述出水管與過濾桶之間還設有水泵。
[0009]上述技術方案，所述分支管道有三支，包括一級排水管，二級排水管和三級排水管；所述一級排水管與廢水處理系統相連，所述二級排水管和三級排水管下部分別設有一級集水桶和二級集水桶。
[0010]上述技術方案，所述抽真空裝置包括儲氣罐和真空泵，所述真空泵兩端通過管道分別與儲氣罐和過濾桶下端的儲水腔相連。
[0011]上述技術方案，所述反應釜包括反應罐和攪拌裝置；所述反應罐上部和下部均為圓弧形，反應罐上部設有熱水進料管，草酸進料管，料液進料管和母液出料管，所述熱水進料管、草酸進料管、料液進料管與母液出料管上均設有閥門；反應罐前部還設有視窗觀察□。
[0012]上述技術方案，所述反應罐底部設有出料口，所述出料口位于弧形底部的頂點處，并通過管道與過濾桶相連。
[0013]上述技術方案，所述攪拌裝置包括位于反應罐上部的驅動電機和一端與驅動電機相連另一端延伸至反應罐內部的攪拌棒，所述攪拌棒下部設有“U”型攪拌槳。
[0014]上述技術方案，所述反應罐視窗觀察口旁設有光源孔，所述光源孔上端安裝有燈泡。
[0015]上述技術方案，所述反應罐外部還設有固定支架。
[0016]采用上述技術方案后，本發明具有以下積極的效果:
[0017](I)本發明沉淀的過濾洗滌在自制的過濾桶內進行，并對洗滌過程分為多個階段，除第一次洗滌的水排放掉后，其余階段的洗滌水均收集起來留作后續沉淀的洗滌，從而可大大提高水資源的利用率，減少廢水的排放；洗滌后的抽真空處理可有效去除沉淀中的水分，減少稀土沉淀的體積，從而可縮短后續的灼燒時間，節約灼燒能源，縮短氧化稀土生產周期，降低生產成本；
[0018](2)本發明過濾和甩干同在過濾桶內進行，可減少草酸稀土轉移過程中的損失，且避免了離心機的設置，節約生產成本；另外還可避免傳統的離心甩干過程中造成的資源損失和離心機帶來的嚴重的安全隱患，避免人員傷亡和設備損壞等惡性事故的發生，為工人的人身安全提供了保障；
[0019](3)本發明設備結構簡單，投入成本低，操作方便，且安全性能好，產品收率高，節能環保，可廣泛應用于各種化學產品的固液分離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0021]圖1為本發明結構示意圖；
[0022]圖2為本發明過濾桶俯視圖。
[0023]圖中1、反應釜；11、反應罐；11-1、熱水進料管；11-2、草酸進料管；11_3、料液進料管；11_4、母液出料管；11_5、視窗觀察口 ；11-6、出料口 ；11_7、光源孔；12、攪拌裝置；12-1、攪拌棒；12-2、攪拌槳；2、沉淀水洗裝置；21、過濾桶；21_1、沉淀腔；21_2、儲水腔；22、抽真空裝置；22-1、儲氣罐；22-2、真空泵；23、集水桶；23_1、一級集水桶；23_2、二級集水桶；24、隔板；24-1、通孔；25、排水管；25-1、排水閥；26、排氣管；26_1、排氣閥；3、純水進口 ；4、分支管道；41、一級排水管；42、二級排水管；43、三級排水管；5、閥門；6、水泵；7、驅動電機；8、燈泡；9、固定支架。
【具體實施方式】
[0024](實施例1)
[0025]見圖1，本發明具有草酸稀土反應釜I和沉淀水洗裝置2 ;反應釜I位于沉淀水洗裝置2的上部，反應釜I通過管道與沉淀水洗裝置2相連；沉淀水洗裝置2包括過濾桶21、抽真空裝置22、集水桶23，過濾桶21下部設有排水管25和排氣管26，排水管25和排氣管26另一端分別與集水桶23和抽真空裝置22相連，過濾桶21上部設有純水進口 3。
[0026]見圖2,過濾桶21中下部設有隔板24,隔板24上開設有若干通孔24_1，隔板24將過濾桶21分為兩部分，包括上部的沉淀腔21-1和下部的儲水腔21-2，沉淀腔21-1上圍有濾布，儲水腔21-2通過排氣管26與抽真空裝置22相連，排氣管26和排水管25與過濾桶21連接處外部分別設有排氣閥26-1和排水閥25-1。沉淀中的水分可通過通孔24-1進入儲水腔21-2，并通過排水管25排出。
[0027]排水管21-1上設有多級分支管道4，分支管道4上均設有閥門5，分支管道4下部設有多級集水桶23 ;集水桶23下部設有出水口，出水口外端設有出水管，多支出水管匯集成一支出水管后延伸至過濾桶21上端；出水管與過濾桶21之間還設有水泵6。本實施例分支管道4有三支，包括一級排水管41，二級排水管42和三級排水管43 ;—級排水管41與廢水處理系統相連，二級排水管42和三級排水管43下部分別設有一級集水桶23-1和二級集水桶23-2。
[0028]優選地，抽真空裝置22包括儲氣罐22-1和真空泵22_2，真空泵22_2兩端通過管道分別與儲氣罐22-1和過濾桶21下端的儲水腔21-2相連，用于沉淀清洗完畢后通過抽真空除去沉淀中多余水分，便于沉淀的運輸和節約灼燒耗能。
[0029]反應釜I包括反應罐11和攪拌裝置12 ;反應罐11上部和下部均為圓弧形，反應罐11上部設有熱水進料管11-1，草酸進料管11-2，料液進料管11-3和母液出料管11-4，熱水進料管11-1、草酸進料管11-2、料液進料管11-3與母液出料管11-4上均設有閥門5 ;反應罐11前部還設有視窗觀察口 11-5。反應罐11底部設有出料口 11-6，所述出料口 11-6位于弧形底部的頂點處，并通過管道與過濾桶21相連。本發明反應罐11上部設有的多個進料口，可實現多種原料同時供給，提高生產效率；反應罐11底部也才采用圓弧形設計，可使反應后生成的沉淀漿在重力作用下自動匯集到罐底，并通過罐底的出料口 11-6排出，無需借助其他外力，從而降低工人的勞動強度，節約勞動成本。
[0030]優選地，為了便于觀察反應罐11內的反應情況，便于控制反應過程，反應罐11視窗觀察口 11-5旁還設有光源孔11-7，光源孔11-7上端安裝有燈泡8，從而增加反應罐11內的亮度，使反應罐11內部情況觀察更清晰。
[0031]本發明攪拌裝置12包括位于反應罐11上部的驅動電機7和一端與驅動電機6相連另一端延伸至反應罐11內部的攪拌棒12-1，攪拌棒12-1下部設有“U”型攪拌槳12-2。
[0032]優選地，本發明反應罐11外部還設有固定支架9，可將反應罐11懸空設置，過濾桶21可設置在反應罐11下部，從而便于沉淀漿可以自動流入過濾桶21內，完成過濾，提高了空間利用率。
[0033]采用本發明對草酸稀土沉淀水洗的方法包括如下步驟:氯化稀土和草酸在反應釜內反應后生成草酸稀土沉淀，此時的沉淀中水分較多，基本呈沉淀漿狀態，沉淀漿通過反應罐11底部的出料口 11-6流入鋪有濾布的過濾桶21中，并同時開啟排水管25上的排水閥25-1。待沉淀漿完全進入過濾桶21后，開啟純水進口外側的閥門5，對沉淀漿進行清洗，根據對稀土產品雜質含量的要求不同，設置清洗時間，一般清洗時間為3(Tl20min。并將清洗時間平均分為三個階段:第一階段的洗滌水由一級排水管41輸送至廢水處理系統進行廢水處理；第二階段的洗滌水由二級排水管42輸送至一級集水桶23-1內，并通過水泵將一級集水桶23-1內的水輸送至過濾桶上端對下次沉淀進行第一階段的洗滌；第三階段的洗滌水由三級排水管43輸送至二級集水桶23-2中，對下次沉淀進行第二階段的洗滌，因此下次沉淀只需使用純水進行第三階段的洗滌即可，可節約三分之二的水資源。
[0034]清洗過程中采用PH試紙對集水桶23內的排出的洗滌水進行檢測，若試紙變為紅色，說明沉淀中仍含有氯離子等陰離子，繼續進行清洗，直至試紙不變色為止。洗滌完成后，待儲水腔21-2內的水全部排出后，關閉排水閥25-1，開啟真空泵22-2和排氣閥26_1，對過濾桶21進行抽真空處理，可除去沉淀中多余的水分，直至沉淀變為粉末狀停止抽真空。并收集濾布中的沉淀，進入下一步灼燒，即可得到稀土氧化物。
[0035]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種草酸稀土沉淀水洗系統，包括草酸稀土反應釜(I)和沉淀水洗裝置(2);其特征在于:所述反應釜(I)位于沉淀水洗裝置(2)的上部，所述反應釜(I)通過管道與沉淀水洗裝置(2)相連；所述沉淀水洗裝置(2)包括過濾桶(21)、抽真空裝置(22)、集水桶(23)，所述過濾桶(21)下部設有排水管(25 )和排氣管(26 )，所述排水管(25 )和排氣管(26 )另一端分別與集水桶(23)和抽真空裝置(22)相連，所述過濾桶(21)上部設有純水進口(3)。
2.根據權利要求1所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述過濾桶(21)中下部設有隔板(24)，所述隔板(24)上開設有若干通孔(24-1);所述隔板(24)將過濾桶(21)分為兩部分，包括上部的沉淀腔(21-1)和下部的儲水腔(21-2)，所述沉淀腔(21-1)上圍有濾布，所述儲水腔(21-2)通過排氣管(26)與抽真空裝置(22)相連，所述排氣管(26)和排水管(25 )與過濾桶(21)連接處外部分別設有排氣閥(26-1)和排水閥(25-1)。
3.根據權利要求1所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述排水管(21-1)上設有多級分支管道(4)，所述分支管道(4)上均設有閥門(5)，分支管道(4)下部設有多級集水桶(23 );所述集水桶(23 )下部設有出水口，出水口外端設有出水管，多支出水管匯集成一支出水管后延伸至過濾桶(21)上端；所述出水管與過濾桶(21)之間還設有水泵(6)。
4.根據權利要求3所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述分支管道(4)有三支，包括一級排水管(41)，二級排水管(42)和三級排水管(43);所述一級排水管(41)與廢水處理系統相連，所述二級排水管(42)和三級排水管(43)下部分別設有一級集水桶(23-1)和二級集水桶(23-2)。
5.根據權利要求2所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述抽真空裝置(22)包括儲氣罐(22-1)和真空泵(22-2)，所述真空泵(22-2)兩端通過管道分別與儲氣罐(22-1)和過濾桶(21)下端的儲水腔(21-2)相連。
6.根據權利要求1所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述反應釜(I)包括反應罐(11)和攪拌裝置(12);所述反應罐(11)上部和下部均為圓弧形，反應罐(11)上部設有熱水進料管(11-1 )，草酸進料管(11-2)，料液進料管(11-3)和母液出料管(11-4)，所述熱水進料管(11-1)、草酸進料管(11-2)、料液進料管(11-3)與母液出料管(11-4)上均設有閥門(5 );反應罐(11)前部還設有視窗觀察口( 11-5 )。
7.根據權利要求6所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述反應罐11底部設有出料口(11-6)，所述出料口(11-6)位于弧形底部的頂點處，并通過管道與過濾桶(21)相連。
8.根據權利要求6所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述攪拌裝置(12)包括位于反應罐(11)上部的驅動電機(6)和一端與驅動電機(7)相連另一端延伸至反應罐(11)內部的攪拌棒(12-1)，所述攪拌棒(12-1)下部設有“U”型攪拌槳(12-2)。
9.根據權利要求61任一項權利要求所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述反應罐(11)視窗觀察口( 11-5 )旁設有光源孔(11-6)，所述光源孔(11-6)上端安裝有燈泡(8)。
10.根據權利要求9所述的草酸稀土沉淀水洗系統，其特征在于:所述反應罐(11)外部還設有固定支架(9)。
【文檔編號】C07C51/42GK104418724SQ201310363108
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】鄒建東, 邱光懷, 蔣宏, 施碧峰, 黃耀忠, 蔣逸波, 李艷芬, 陳春琴, 周紅燕, 劉玉平, 尹文群, 蔣網生, 施建新, 周志新 申請人:中鋁稀土（常州）有限公司