CN104674004A - 将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，包括冷却罐和结晶罐，冷却罐为内筒和外筒组成的夹套式长筒形结构且纵向布置，内筒截面为正多边形；转轴从内筒中纵向穿过，转轴上的刷毛鼓植入纤维刷束；冷却罐内筒经风管和抽风机与外界连通构成风冷线路；冷却罐夹套与回水管、凉水塔、循环水泵和进水管形成水冷循环线路；冷却罐夹套连接曲轴连杆和活塞组成的水锤振动器；冷却罐上方设有待结晶溶液进管，下方经斜底槽、流槽和底流管连接结晶罐；结晶罐为锥底结构，锥底经砂浆泵连接过滤振动筛。本发明构思独特、巧妙，实用性强，提供了一种功能完善的去除硫酸锰溶液中钙镁离子的装置，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种将硫酸锰溶液中钙镁离子冷却结晶后振动去除的装置。
背景技术
湘西自治州是锰的主产区，也是是我国著名的“锰三角”之一，有“东方锰都”的美誉，但该地区的锰矿资源大多和钙、镁离子共生。
锰的生产加工一般都是将锰矿石打粉后与硫酸化合，然后压滤、电解，由于硫酸锰溶液中大量钙镁离子的存在，不仅浪费电力、影响锰产品的纯度，也容易造成电解槽堵塞，影响生产，因此，将硫酸锰溶液中的钙镁硫酸盐去除，具有重要的实际应用价值和产业化意义。
钙镁硫酸盐在低温下溶解度较低，其溶解度对温度较为敏感，因而可以通过降温的方式将硫酸锰溶液中的钙镁硫酸盐结晶后去除，但现有技术中缺乏将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的成套装置，成套装置的突破需要克服冷却罐内壁有效换热面积小、效率低，冷却罐内壁结晶附着后难以分离去除，结晶罐易堵塞等诸多技术瓶颈。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种功能完善，冷却罐换热系数高、冷却速度快，冷却罐内壁结晶附着后便于分离，结晶罐即使堵塞后也很容易解决的将硫酸锰溶液中钙镁离子冷却结晶后振动去除的成套装置。
为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：
一种将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，包括冷却罐和结晶罐，其特征在于：冷却罐为内筒和外筒组成的夹套式长筒形结构且纵向布置，内筒截面为正多边形；转轴从内筒中纵向穿过，转轴上的刷毛鼓植入纤维刷束；冷却罐内筒经风管和抽风机与外界连通构成风冷线路；冷却罐夹套与回水管、凉水塔、循环水泵和进水管形成水冷循环线路；冷却罐夹套连接曲轴连杆和活塞组成的水锤振动器；冷却罐上方设有待结晶溶液进管，下方经斜底槽、流槽和底流管连接结晶罐；结晶罐为锥底结构，锥底经砂浆泵连接过滤振动筛。
所述冷却罐内筒设有可调节与纤维刷束距离的除晶杆。
所述结晶罐设有振动器。
所述结晶罐上部连接溢流槽。
所述结晶罐体经管道和防堵泵连通结晶罐底。
所述过滤振动筛的液体出口连接结晶罐，固体出口连接晶体槽。
所述转轴由上、下轴承座固定，被皮带轮带动转动，下轴承座上方设有防水斗。
装置由两部分组成，换热降温与结晶分离，换热装置主要由内筒、外筒、转轴及转轴上合理布置的纤维刷束构成，内筒与外筒构成的夹套是水循环冷却系统。
装置运转时，由进管引入待结晶的溶液，启动风冷线路和和水冷循环线路，待结晶的溶液从上往下流出，空气由下往上穿过内筒被风机抽送，溶液被纤维刷束旋转带动与空气流构成逆流式直接接触换热和水蒸发快速降温，同时来自凉水塔的冷水也通过间壁与溶液高效换热，双重作用使待结晶溶液温度快速下降。
温度下降使部分钙镁离子在冷却罐内壁和纤维刷束上结晶析出，当纤维刷束被较多晶体附着时，可以操作除晶杆接近或者远离纤维刷束配合转轴转动完成清理操作；当冷却罐内壁有较多结晶时，可以启动曲轴连杆和活塞组成的水锤振动器，用高低压水脉冲使罐体弹性范围内膨胀收缩，使冷却罐内壁结晶剥离脱落。
冷却后的溶液通过流槽、底流管进入结晶罐底部，液体由底部进入上升溢流过程由于过冷度很高，其中的钙镁硫酸盐可以迅速结晶沉降，需要时启动砂浆泵，抽取晶浆到过滤振动筛，结晶后的钙镁离子振动输出在晶体槽，过滤后的溶液流回结晶罐进行重结晶处理。
当结晶罐底部沉积晶体过多导致堵塞时，可以开启防堵泵搅散管口处晶体，再启动砂浆泵完成晶体输送分离；当结晶罐罐壁结晶较多时，可以启动多组合理布置的振动器使晶体剥离输出。
结晶罐内结晶后的溶液由溢流槽去暂存池贮存，进行下一步电解锰操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：
克服了冷却罐换热系数低，冷却速度慢的缺陷，气流冷却结合间壁水冷却都是高效的逆流换热，还巧妙利用了纤维刷束转动对溶液的搅拌和甩向筒壁过程，纤维刷束附着液体与气流换热，以及溶液与筒壁都有很大的有效换热面积并且溶液内部的换热效率也很高，因而换热流量极大。
操作除晶杆可接近与远离纤维刷束，配合转轴转动即可便捷完成纤维刷束上的晶体清理操作。
水锤振动器使用高低压水脉冲使罐体弹性范围内膨胀收缩使内壁结晶剥离脱落，简单、巧妙，对设备没有任何损伤，而内筒的正多边形结构使晶体脱落特别高效、彻底。
使用泵反冲来疏通结晶罐的晶体堵塞，简单可靠、巧妙。
本发明构思独特、巧妙，实用性强，提供了一种功能完善的去除硫酸锰溶液中钙镁离子的装置，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图。
图2是水锤振动器的放大结构示意图。
图3是图3是冷却罐的A-A截面结构示意图。
图中各标号表示：
1、纤维刷束；2、待结晶溶液进管；3、除晶杆；4、风管；5、抽风机； 7、回水管；8、曲轴连杆；9、活塞；10、阀门；11、凉水塔；12、循环水泵；13、阀门；14进水管；15、内筒；16、转轴；16-1、刷毛鼓；16-2、防水斗；16-3、轴承座；16-4、皮带轮；17、流槽；17-1、斜底槽；18、外筒；19、溢流槽；20、底流管；21、结晶罐；23、过滤振动筛；24、振动器；25、晶体槽；26、砂浆泵；28、防堵泵。
具体实施方式
现结合附图，对本发明进一步具体说明。
如图1、图2和图3所示将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，包括冷却罐和结晶罐21，冷却罐为内筒15和外筒18组成的夹套式长筒形结构且纵向布置，内筒截面为正多边形；转轴16从内筒15中纵向穿过，转轴上的刷毛鼓16-1植入纤维刷束1；冷却罐内筒15经风管4和抽风机5与外界连通构成风冷线路；冷却罐夹套与回水管7、凉水塔11、循环水泵12和进水管14形成水冷循环线路；冷却罐夹套连接曲轴连杆8和活塞9组成的水锤振动器；冷却罐上方设有待结晶溶液进管2，下方经斜底槽17-1、流槽17和底流管20连接结晶罐21；结晶罐21为锥底结构，锥底经砂浆泵26连接过滤振动筛23。
所述冷却罐内筒设有可调节与纤维刷束距离的除晶杆3。
所述结晶罐设有振动器24。
所述结晶罐上部连接溢流槽19。
所述结晶罐体经管道和防堵泵28连通结晶罐底。
所述过滤振动筛23的液体出口连接结晶罐21，固体出口连接晶体槽25。
所述转轴16由上、下轴承座16-3固定，被皮带轮16-4带动转动，下轴承座上方设有防水斗16-2。
装置由两部分组成，换热降温与结晶分离，换热装置主要由内筒15、外筒18、转轴16及转轴上合理布置的纤维刷束1构成，内筒15与外筒18构成的夹套是水循环冷却系统。
装置运转时，由进管2引入待结晶的溶液，启动风冷线路和和水冷循环线路，待结晶的溶液从上往下流出，空气由下往上穿过内筒被风机5抽送，溶液被纤维刷束1旋转带动与空气流构成逆流式直接接触换热和水蒸发快速降温，同时来自凉水塔11的冷水也通过间壁与溶液高效换热，双重作用使待结晶溶液温度快速下降。
温度下降使部分钙镁离子在冷却罐内壁和纤维刷束上结晶析出，当纤维刷束1被较多晶体附着时，可以操作除晶杆3接近或者远离纤维刷束1配合转轴16转动完成清理操作；当冷却罐内壁有较多结晶时，可以启动曲轴连杆8和活塞9组成的水锤振动器，用高低压水脉冲使罐体弹性范围内膨胀收缩，使冷却罐内壁结晶剥离脱落。
冷却后的溶液通过流槽17、底流管20进入结晶罐21底部，液体由底部进入上升溢流过程由于过冷度很高，其中的钙镁硫酸盐可以迅速结晶沉降，需要时启动砂浆泵26，抽取晶浆到过滤振动筛23，结晶后的钙镁离子振动输出在晶体槽25，过滤后的溶液流回结晶罐21进行重结晶处理。
当结晶罐21底部沉积晶体过多导致堵塞时，可以开启防堵泵28搅散管口处晶体，再启动砂浆泵26完成晶体输送分离；当结晶罐21罐壁结晶较多时，可以启动多组合理布置的振动器24使晶体剥离输出。
结晶罐内结晶后的溶液由溢流槽19去暂存池贮存，进行下一步电解锰操作。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，包括冷却罐和结晶罐，其特征在于：冷却罐为内筒和外筒组成的夹套式长筒形结构且纵向布置，内筒截面为正多边形；转轴从内筒中纵向穿过，转轴上的刷毛鼓植入纤维刷束；冷却罐内筒经风管和抽风机与外界连通构成风冷循环线路；冷却罐夹套与回水管、凉水塔、循环水泵和进水管形成水冷循环线路；冷却罐夹套连接曲轴连杆和活塞组成的水锤振动器；冷却罐上方设有待结晶溶液进管，下方经斜底槽、流槽和底流管连接结晶罐；结晶罐为锥底结构，锥底经砂浆泵连接过滤振动筛。
2.根据权利要求1所述的将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，其特征在于：所述冷却罐内筒设有可调节与纤维刷束距离的除晶杆。
3.根据权利要求1所述的将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，其特征在于：所述结晶罐设有振动器。
4.根据权利要求1所述的将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，其特征在于：所述结晶罐上部连接溢流槽。
5.根据权利要求1所述的将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，其特征在于：所述结晶罐体经管道和防堵泵连通结晶罐底。
6.根据权利要求1所述的将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，其特征在于：所述过滤振动筛的液体出口连接结晶罐，固体出口连接晶体槽。
7.根据权利要求1所述的将硫酸锰溶液中钙镁离子结晶后振动去除的装置，其特征在于：所述转轴由上、下轴承座固定，被皮带轮带动转动，下轴承座上方设有防水斗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20150603 Assignee: Hunan Dongfang Mining Co.,Ltd. Assignor: JISHOU University Contract record no.: X2023980045971 Denomination of invention: A device for removing calcium and magnesium ions from manganese sulfate solution by vibration after crystallization Granted publication date: 20170201 License type: Exclusive License Record date: 20231108 |