CN103934070B - 一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置 - Google Patents

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本发明公开了一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，包括电动机、端盖、清洗剂入口、筒体、出料口、转轴、螺带式搅拌器、刮刀、排污口、锥形封头和进料口；其中，端盖设置在筒体的顶部，锥形封头设置在筒体的底部，出料口和排污口设置在锥形封头的底部，筒体的上端侧壁上设置有清洗剂入口和进料口；电动机设置在端盖的顶端上，电动机的扭矩输出端与伸入至筒体内的转轴相连，螺带式搅拌器、刮刀从上至下依次设置在转轴上，且刮刀与筒体内壁及锥形封头内壁的间距为5-8mm。本发明可以广泛应用于对高粘度固体的清洗，具体来说，主要应用于有一定含水率（80%）的呈絮凝状或泥块状的固体的清洗。

Description

一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置
【技术领域】
本发明涉及一种固体金属颗粒清洗装置，特别涉及一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置。
【背景技术】
近年来，我国电子工业迅速发展，作为电子工业的基础，印制电路板（PCB）产业以每年14.4%的速度持续增长，2006年中国已经取代日本，成为全球产值最大的PCB生产基地，目前我国印制电路板产业年产值已达到290亿美元。然而在印制电路板生产过程中，镀铜、漂洗、蚀刻、影印等生产工序中会产生大量废水。2008年全国印制电路板废水的年排放总量为4亿吨，预计每年仍以15%的速度增长。印制电路板废水中含有大量金属离子，具有较高的回收价值。印制电路板废水中每年可回收有价金属50万吨，带来经济效益约470亿元/年。因此，如何实现废水中金属的高效回收利用，变废为宝已经成为PCB制造业环保问题上的一个突出问题。
超临界水热合成法是将超临界流体引入到传统的水热合成方法中。超临界水同时作为反应介质和反应物，在超临界条件下与溶解在去离子水中的金属盐发生水解化学反应，生成高温不稳定的金属氢氧化物，进而脱水生成金属氧化物纳米颗粒沉淀析出，若体系中添加合适的还原剂，则金属元素以纳米金属的形式析出，经循环水冷凝后收集干燥，得到金属氧化物微粒或者纳米金属颗粒。但在该过程中，得到纯净的纳米金属氧化物及金属颗粒的关键在于对纳米金属氧化物和金属颗粒的高效清洗。因为在制备过程中，通常需要在超临界水中加入一些有机配体及还原剂，这些物质通常会负载在金属氧化物及金属颗粒表面，因此，在对纳米金属氧化物及金属颗粒进行回收之前必须对其进行彻底清洗。在回收工艺中，对纳米金属物质的清洗之前首先需采用离心分离机将纳米颗粒产物分离出来，再在清洗装置中进行洗涤，以尽可能的去掉其表面所吸附的有机配体及还原剂，从而提高产物的纯度。大量潮湿的粉料堆积在一起，可能会形成结块现象，并且纳米金属颗粒密度远大于水，沉积速度快，在清洗搅拌过程中不易使物质均匀分散，且有可能使大量颗粒直接沉积在清洗装置底部造成清洗不利及出料口堵塞。为此，我们发明了一种专门应用于泥块状纳米金属的清洗装置。
【发明内容】
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其可以显著提高泥块状纳米金属的清洁度，并广泛应用于高粘度固体颗粒的清洗。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，包括电动机、端盖、清洗剂入口、筒体、出料口、转轴、螺带式搅拌器、刮刀、排污口、锥形封头和进料口；其中，
端盖设置在筒体的顶部，锥形封头设置在筒体的底部，出料口和排污口设置在锥形封头的底部，筒体的上端侧壁上设置有清洗剂入口和进料口；
电动机设置在端盖的顶端上，电动机的扭矩输出端与伸入至筒体内的转轴相连，螺带式搅拌器、刮刀从上至下依次设置在转轴上，且刮刀与筒体内壁及锥形封头内壁的间距为5-8mm。
本发明进一步改进在于，排污口设置在锥形封头底部的中心位置上。
本发明进一步改进在于，筒体的侧壁上从上至下依次设置有液位计上端接口和液位计下端接口，液位计设置在两个接口之间。
本发明进一步改进在于，螺带式搅拌器包括中间支撑杆和螺带，中间支撑杆设有刀锋，刀锋角度为30-45°，其位于中间支撑杆中部三分之一处。
本发明进一步改进在于，进料口的开口朝向，其与筒体之间的夹角为45-60°。
本发明进一步改进在于，还包括腿式支座，其用于支撑该纳米金属清洗装置。
本发明进一步改进在于，电动机设置在端盖的顶端的中心位置上。
本发明进一步改进在于，泥块状纳米金属由皮带输送机输送至清洗装置顶部，然后由纳米金属进料口进入筒体，同时清洗剂由清洗剂入口流入筒体；在电动机的驱动下，转轴带动螺带式搅拌器和刮刀运转，在两者的联合作用下，纳米固体与清洗剂在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，清洗后的固体由出料口排出。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、螺带式搅拌器的中间支撑杆设有刀锋，刀锋30-45°，设置在螺旋杆中部三分之一处，该刀锋的设置可以实现固体块状物的高效率破碎，提高清洗效率；
2、刮刀与筒体锥形封头及筒壁间距5-8mm，即可避免纳米金属及污垢在锥形封头内壁面堆积，又具有搅拌的功能，实现高粘度固体与清洗剂的均匀混合。
3、螺带式搅拌器和刮底刀片的联合可以使流体在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，不但有助于固体颗粒的破碎、分散，提高金属清洗效率，且能有效避免固体金属直接沉积到筒体底部。底部出口设置在偏中心位置，能有效避开中心的死角区，便于纳米固体金属的顺利排出。
4、泥块状固体金属进料口接管向上倾斜，与筒体呈一定的角度布置，约45-60°，避免固体颗粒在接管入口处发生堵塞。
【附图说明】
图1是本发明一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置的结构示意图。
图中：1为电动机、2为端盖、3为清洗剂入口、4为液位计上端接口、5为筒体、6为液位计下端接口、7为出料口、8为转轴、9为中间支撑杆、10为螺带、11为刮刀、12为排污口、13为锥形封头、14进料口、15为腿式支座。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，包括电动机1、端盖2、清洗剂入口3、液位计上端接口4、筒体5、液位计下端接口6、出料口7、转轴8、螺带式搅拌器、刮刀11、排污口12、锥形封头13、进料口14和腿式支座15。
其中，端盖2设置在筒体5的顶部，锥形封头13设置在筒体5的底部，出料口7和排污口12设置在锥形封头13的底部，且排污口12设置在锥形封头13底部的中心位置上，出料口7设置在偏中心位置，能有效避开中心的死角区，利于清洗后纳米金属的流出；筒体5的上端侧壁上设置有清洗剂入口3和进料口14，进料口14的开口朝向，其与筒体5之间的夹角为45-60°，该设计有利于泥块状固体的顺利进料。
电动机1设置在端盖2的顶端的中心位置上，电动机1的扭矩输出端与伸入至筒体5内的转轴8相连，螺带式搅拌器、刮刀10从上至下依次设置在转轴8上，且刮刀10与筒体5内壁及锥形封头13内壁的间距为5-8mm，即可避免纳米金属在锥形封头内壁面堆积，又具有搅拌的功能，实现高粘度固体与清洗剂的均匀混合，在螺带搅拌器和刮刀10的共同作用下，流体在筒体5内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，不但有助于固体颗粒的破碎、分散，提高固体金属清洗效率，且能有效避免固体金属在筒底的沉积。
进一步地，筒体5的侧壁上从上至下依次设置有液位计上端接口4和液位计下端接口6，液位计设置在两个接口之间；螺带式搅拌器包括中间支撑杆9和螺带10，中间支撑杆9设有刀锋，刀锋角度为30-45°，其位于中间支撑杆9中部三分之一处，在旋转的过程中能实现对块状固体的破碎，提高泥块状固体的清洗效率。整个纳米金属清洗装置固定在腿式支座15上。
为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做一说明。
泥块状纳米金属由皮带输送机输送至清洗装置顶部，然后由纳米金属进料口14进入筒体5，同时清洗剂由清洗剂入口3流入筒体5。在电动机1的驱动下，转轴8带动螺带式搅拌器和刮刀11运转。在两者的联合作用下，纳米固体与清洗剂在筒体5内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，不但有助于固体颗粒的破碎、分散，而且避免了金属固体在底部沉积。清洗后的固体由出料口7排出。以位于筒体5侧面的液位计内液位为指示信号，调节清洗剂与固体颗粒的流量，保证液位计内液位处于正常水平。
装置运行一定周期后，切断纳米固体供给，关闭清洗剂入口3和出料口7，启动电动机1，由转轴8带动螺带式搅拌器和刮刀11在筒体5内转动，清洗水由固体进料口14进入筒体5，残余金属颗粒以及清洗污水由排污口12流出；运行一段时间后，开启出料口7，紧接着关闭排污口12，再运行一段时间，从而实现对本发明具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置的彻底冲洗。
在具体实施中，本发明可以广泛应用于对高粘度固体的清洗，具体来说，主要应用于有一定含水率（80%）的呈絮凝状或泥块状的固体的清洗。

Claims (6)

1.一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其特征在于，包括电动机(1)、端盖(2)、清洗剂入口(3)、筒体(5)、出料口(7)、转轴(8)、螺带式搅拌器、刮刀(11)、排污口(12)、锥形封头(13)和进料口(14)；其中，
端盖(2)设置在筒体(5)的顶部，锥形封头(13)设置在筒体(5)的底部，出料口(7)和排污口(12)设置在锥形封头(13)的底部，筒体(5)的上端侧壁上设置有清洗剂入口(3)和进料口(14)；
电动机(1)设置在端盖(2)的顶端上，电动机(1)的扭矩输出端与伸入至筒体(5)内的转轴(8)相连，螺带式搅拌器、刮刀(11)从上至下依次设置在转轴(8)上，且刮刀(11)与筒体(5)内壁及锥形封头(13)内壁的间距为5-8mm；
螺带式搅拌器包括中间支撑杆(9)和螺带(10)，中间支撑杆(9)设有刀锋，刀锋角度为30-45°，其位于中间支撑杆(9)中部三分之一处；
进料口(14)的开口朝向，其与筒体(5)之间的夹角为45-60°。
2.根据权利要求1所述的一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其特征在于，排污口(12)设置在锥形封头(13)底部的中心位置上。
3.根据权利要求1所述的一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其特征在于，筒体(5)的侧壁上从上至下依次设置有液位计上端接口(4)和液位计下端接口(6)，液位计设置在两个接口之间。
4.根据权利要求1所述的一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其特征在于，还包括腿式支座(15)，其用于支撑该纳米金属清洗装置。
5.根据权利要求1所述的一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其特征在于，电动机(1)设置在端盖(2)的顶端的中心位置上。
6.根据权利要求1所述的一种具有破碎搅拌集成功能的纳米金属清洗装置，其特征在于，泥块状纳米金属由皮带输送机输送至清洗装置顶部，然后由纳米金属进料口(14)进入筒体(5)，同时清洗剂由清洗剂入口(3)流入筒体(5)；在电动机(1)的驱动下，转轴(8)带动螺带式搅拌器和刮刀(11)运转，在两者的联合作用下，纳米固体与清洗剂在筒体(5)内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，清洗后的固体由出料口(7)排出。
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