CN107217138A - 一种钕铁硼萃取分离生产自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钕铁硼萃取分离生产自动控制装置，属于钕铁硼领域，钕铁硼萃取分离自动控制装置包括溶解器、萃取分离器、萃取收集器及控制器，第一容样器及第二容样器与萃取分离器直接连接，萃取分离器底部设有第一出样口，第一出样口设有第一出样阀，萃取分离器底部的侧壁上设有第二出样口，第二出样口设有第二出样阀，第一出样口设有密度传感器，密度传感器在第一出样阀上方，第二出样口通过第二管道与萃取收集器连接。本发明公开了一种钕铁硼萃取分离自动控制装置的控制方法，本钕铁硼萃取分离自动控制装置的结构设置合理，代替了人工操作的过程，减少人员成本，提高钕铁硼废料的回收效率。

Description

一种钕铁硼萃取分离生产自动控制装置

技术领域

本发明涉及钕铁硼加工领域，更具体的，涉及一种钕铁硼萃取分离自动控制装置。

背景技术

钕铁硼是一种性能优越的永磁材料，被广泛的应用于各个领域，钕铁硼在生产过程中会产生大约20％的钕铁硼废放料。钕铁硼含有大量的稀土元素，钕铁硼材料中的各稀土元素用途极为广泛，为了不造成稀土资源的浪费，目前广泛采用全溶法，以浓盐酸为溶剂，将废料中的稀土元素及铁全部溶解为离子状态，然后通过除铁、萃取分离等工序得到稀土氧化物，全溶法由浸出溶解、除铁、萃取分离、沉淀灼烧等4个部分组成；在浸出溶解到萃取分离过程中，一般采用分液漏斗先进行萃取，再人工把萃取层分离进行检测，萃取过程繁琐，同时使用者接触有毒有害试剂，容易造成对身体的毒害。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种钕铁硼萃取分离自动控制装置，具有控制器，实现了钕铁硼从溶解到萃取分离过程的自动操作；通过萃取器分口取液的方式，结合密度传感器，实现了精确控制式萃取分离，萃取效果好，结构简单，操作方便。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种钕铁硼萃取分离自动控制装置，包括溶解器、萃取分离器、萃取收集器及控制器,所述溶解器通过第一管道与所述萃取分离器连接,所述溶解器与所述第一管道连接处设有自动开关,所述萃取分离器顶部设有第一进样口、第二进样口，第一容样器及第二容样器分别通过所述第一进样口及所述第二进样口与所述萃取分离器直接连接,所述第一进样口设有第一进样阀，所述第二进样口设有第二进样阀,所述萃取分离器下部为漏斗形,所述萃取分离器底部设有第一出样口，所述第一出样口设有第一出样阀,所述萃取分离器底部的侧壁上设有第二出样口，所述第二出样口设有第二出样阀,所述第一出样口设有密度传感器，所述密度传感器在所述第一出样阀上方,所述第二出样口通过第二管道与所述萃取收集器连接；所述萃取分离器还包括液位传感器；所述自动开关、所述第一进样阀、所述第二进样阀、所述第一出样阀、所述第二出样阀、所述密度传感器、以及所述液位传感器均与所述控制器(4)电性连接；所述控制器包括定时单元。

在本发明较佳地技术方案中，所述溶解器还包括至少两个相互啮合的齿轮轮，所述齿轮位于所述溶解器的进料口下方。

在本发明较佳地技术方案中，过滤盘设置在所述溶解器与所述萃取分离器之间，所述溶解器、所述过滤盘、及所述萃取分离器通过所述第一管道相连接。

在本发明较佳地技术方案中，所述过滤盘包括第一过滤膜、及第二过滤膜,所述第一过滤膜为孔径30μm的过滤膜,所述第二过滤膜为孔径0.8μm的过滤膜,所述第二过滤膜安装在所述第一过滤膜下方；所述第一过滤膜及所述第二过滤膜可拆卸安装在过滤盘内部。

在本发明较佳地技术方案中，还包括用于加快融合速度的若干个喷嘴，所述喷嘴设于所述萃取分离器下部的内壁上；所述若干个喷嘴与气泵相连接,所述气泵与所述控制器电性连接,所述萃取分离器上部设有出气口。

在本发明较佳地技术方案中，还包括置于所述第二出料口下方的水箱。

在本发明较佳地技术方案中，所述萃取收集器设有第三进样口，第三容样器通过第三进样口与所述萃取收集器连接,所述第三进样口设有第三进样阀,所述底部设有第三出样口，所述第三出样口设有第三出样阀,所述第三出样口设有密度感应器，所述密度感应器在所述第三出样阀上方。

在本发明较佳地技术方案中，所述萃取收集器还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述控制器电性连接。

本发明还提供了一种用于上述的钕铁硼萃取分离自动控制方法，实现了钕铁硼从溶解到萃取分离过程的自动操作；通过萃取器分口取液的方式，结合密度传感器，实现了精确控制的萃取效果。包括以下步骤：

S1，往溶解器内注入浓盐酸之后，将钕铁硼废料投入溶解器，在若干个相啮合齿轮的作用下，钕铁硼废料破碎后落入溶解器与浓盐酸融合反应，得到第一类混合液，当达到设定的时间，定时单元控制自动开关打开；

S2，第一类混合液通过第一管道落入过滤盘之后得到第二类混合液，第二类混合液通过第一管道进入萃取分离器；当萃取分离器的液位传感器感应到液位达到预先设定的位置，液位传感器将信号传送给控制器，控制器控制自动开关关闭，同时控制器控制第一进样阀打开，第一容样器内的第一反应剂进入萃取分离器；同时控制器控制气泵驱动，喷嘴向溶液内喷入气体产生不规则气流，起到搅拌的作用，反应过后得到第三类混合液；

S3，定时单元控制第二进样阀打开，第一萃取剂注入萃取分离器内；与第三类混合液混合反应，静置沉降之后，形成密度不同的上下两层液体，通过设定时间，定时单元控制第一出样阀打开；

S4，沉入下方的第一层溶液经第一出样阀流出,进入水箱,由于第一层溶液与第二层溶液的密度不同,当设于第一出样阀的密度传感器监测到密度的变化,密度传感器将信号传送给控制器,控制器控制第一出样阀关闭,同时控制第二出样阀、及第三进样阀均打开，第三容样器内盛装第二萃取剂；

S5，第二层溶液在重力牵引作用下，通过第二管道落入萃取收集器，溶液与第二萃取剂反应得到两种密度不同的第四类混合液；完全反应并静置沉降之后，通过定时单元控制第三出样阀打开；下层密度小的溶液经第三出样阀流出，当设于第三出样阀门的密度感应器监测到密度的变化,密度感应器将信号传送给控制器,控制器控制第三出样阀关闭，同时，与控制器电性连接的蜂鸣器讯响，提醒工作人员萃取过程结束，收集在萃取收集器内的溶液可收集到准备好的容器内，也可以留在萃取收集器内，待后面的钕铁硼废料重新萃取分离之后一起回收。

本发明的有益效果为：

本发明提供的钕铁硼萃取分离自动控制装置及其方法，将溶解器、萃取分离器、及萃取收集器之间通过管道连接，各个开口处设置有阀门并与控制器电性连接，实现各部分之间的自动分工合作，其中，通过在萃取分离器底部设置两个出样阀，在第一出样阀上方设有密度传感器，当密度传感器感应到密度的变化，说明第一相溶液已经分离出，密度传感器将信号传送给控制器，控制器控制第一出样阀关闭第二出样阀打开，实现萃取分离无人操作化，可以精确的实现自动萃取工作，减少了工作人员的介入，减少人工成本，而且人工操作普遍存在失误，常年累月下去会造成不必要的浪费。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的钕铁硼萃取分离自动控制装置的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的萃取分离器结构示意图。

图中：

1、溶解器；11、第一管道11；12、自动开关；13、齿轮；2、萃取分离器；21、第一进样口；211、第一进样阀；22、第二进样口；221、第二进样阀；23、第一容样器；24、第二容样器；25、第一出样口；251、第一出样阀；252、密度传感器；26、第二出样口；261、第二出样阀；27、液位传感器；28、喷嘴；3、萃取收集器；31、第三进样口；311、第三进样阀；32、第三容样器；33、第三出样口；331、第三出样阀；34、密度感应器；35、蜂鸣器；4、控制器；41、定时单元；5、过滤盘；51、第一过滤膜；52、第二过滤膜。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例中提供的一种钕铁硼萃取分离自动控制装置，包括溶解器1、萃取分离器2、萃取收集器3及控制器,所述溶解器1通过第一管道11与所述萃取分离器2连接,所述溶解器1与所述第一管道11连接处设有自动开关12,所述萃取分离器2顶部设有第一进样口21、第二进样口22，第一容样器23及第二容样器24分别通过所述第一进样口21及所述第二进样口22与所述萃取分离器2直接连接,所述第一进样口21设有第一进样阀211，所述第二进样口22设有第二进样阀221,所述萃取分离器2下部为漏斗形,所述萃取分离器2底部设有第一出样口25，所述第一出样口25设有第一出样阀251,所述萃取分离器2底部的侧壁上设有第二出样口26，所述第二出样口26设有第二出样阀261,所述第一出样口25设有密度传感器252，所述密度传感器252在所述第一出样阀251上方,所述第二出样口26通过第二管道与所述萃取收集器3连接；所述萃取分离器2还包括液位传感器27；所述自动开关12、所述第一进样阀211、所述第二进样阀221、所述第一出样阀251、所述第二出样阀261、所述密度传感器252、以及所述液位传感器27均与所述控制器电性连接；所述控制器包括定时单元41；

将溶解器1、萃取分离器2和萃取收集器3相互连接，并通过控制器控制自动开关、第一进样阀211、第二进样阀221实现自动萃取，代替人工收集、运送及处理，在分离阶段，萃取分离器2底部设置两个出样阀，通过定时单元41设定时间使第一出样口25打开，通过密度传感器252可检测萃取后的两相溶液的密度的信号；由于密度传感器252可以精确的接收密度的变化信号，将信号传送给控制器，控制器控制阀门关闭可以及时的对密度传感器252传送的信号作出反应，最后实现将上层的溶液传送进入萃取收集阶段。由于溶液萃取过程繁琐，这样设置同时避免使用者接触有毒有害试剂，容易造成对身体的毒害，同时密度传感器252的敏感度和灵敏度都比人工操作精确、快速，也增强工作效率，减少浪费。

在本发明较佳地技术方案中，所述溶解器1还包括至少两个相互啮合的齿轮13，所述齿轮13位于所述溶解器1的进料口下方，通过设置，可以加快钕铁硼废料和浓盐酸的融化速度。

在本发明较佳地技术方案中，还包括过滤盘5,过滤盘5设置在所述溶解器1与所述萃取分离器2之间；所述溶解器1、所述过滤盘5、及所述萃取分离器2通过所述第一管道11相连接，溶解器1后的钕、铁离子溶液和硼在自身重力的作用下顺着第一管道11注入萃取分离器2，过滤盘5可以过滤掉不需要的硼。

在本发明较佳地技术方案中，所述过滤盘5包括第一过滤膜51、及第二过滤膜52，所述第一过滤膜51为孔径30μm的过滤膜，所述第二过滤膜52为孔径0.8μm的过滤膜，所述第二过滤膜52安装在所述第一过滤膜51下方，所述第一过滤膜51及所述第二过滤膜52可拆卸安装在所述过滤盘5内部,两层过滤膜可以使过滤更加细腻，可拆卸的方式可以方便清洗，同时达到再次利用的目的。

在本发明较佳地技术方案中，还包括用于加快融合速度的若干个喷嘴28，所述喷嘴28设于所述萃取分离器2下部的内壁上，所述若干个喷嘴28与气泵相连接；所述气泵与所述控制器电性连接；所述萃取分离器2上部设有出气口。在萃取过程中，喷嘴28对溶液与萃取剂施加喷力，在溶液内部形成不规则气涡，通过设置，可以起到搅拌作用，使溶液与萃取剂之间融合更加充分。

在本发明较佳地技术方案中,还包括置于所述第一出样阀251下方的水箱,用于收集萃取除去的溶液。

在本发明较佳地技术方案中,所述萃取收集器3设有第三进样口31，第三容样器32通过第三进样口31与所述萃取收集器3连接，所述第三进样口31壁上设有第三进样阀311，所述底部设有第三出样口33，所述第三出样口33下端设有第三出样阀331；所述第三出样口33壁上设有密度感应器34，所述密度感应器34在所述第三出样阀331上方,所述第三进样阀311、及所述密度感应器34均与所述控制器连接；通过设置，控制器控制第三进样阀311打开，当反应完成后，控制器控制第三出样阀331打开，密度感应器34将信号发送只控制器，当密度发生变化，控制器控制第三出样阀331关闭。

在本发明较佳地技术方案中,还包括蜂鸣器35，所述蜂鸣器35与所述控制器电性连接,当第三出样阀331关闭，萃取分离完成，控制器接收到完成信号，控制器控制蜂鸣器35讯响，通知工作人员萃取分离完成。

本发明还提供一种钕铁硼萃取分离自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：

S1，往溶解器1内注入浓盐酸之后，将钕铁硼废料投入溶解器1，在若干个相啮合齿轮13的作用下，钕铁硼废料破碎后落入溶解器1与浓盐酸融合反应，得到第一类混合液，当达到设定的时间，定时单元41控制自动开关12打开；

S2，第一类混合液通过第一管道11落入过滤盘5之后得到第二类混合液，第二类混合液通过第一管道11进入萃取分离器2；当萃取分离器2的液位传感器27感应到液位达到预先设定的位置，液位传感器27将信号传送给控制器4，控制器4控制自动开关12关闭，同时控制器4控制第一进样阀211打开，第一容样器23内的第一反应剂进入萃取分离器2；同时控制器4控制气泵驱动，喷嘴28向溶液内喷入气体产生不规则气流，起到搅拌的作用，反应过后得到第三类混合液；

S3，定时单元41控制第二进样阀221打开，第一萃取剂注入萃取分离器2内；与第三类混合液混合反应，静置沉降之后，形成密度不同的上层溶液和下层溶液，通过设定时间，定时单元41控制第一出样阀251打开；

S4，下层溶液经第一出样阀251流出,进入水箱,由于上层溶液与下层溶液的密度不同,当设于第一出样阀251门的密度传感器252监测到密度的变化,密度传感器252将信号传送给控制器4,控制器4控制第一出样阀251关闭,同时控制第二出样阀261、及第三进样阀311均打开，第三容样器32内盛装第二萃取剂；

S5，上层溶液在重力牵引作用下，通过第二管道落入萃取收集器3，溶液与第二萃取剂反应得到两种密度不同的第四类混合液；完全反应并静置沉降之后，通过定时单元41控制第三出样阀331打开；下层密度大的溶液经第三出样阀331流出，当设于第三出样阀331的密度感应器34监测到密度的变化,密度感应器34将信号传送给控制器4,控制器4控制第三出样阀331关闭，同时，与控制器4电性连接的蜂鸣器35讯响，提醒工作人员萃取过程结束，收集留在在萃取收集器3内的上层溶液，也可以让上层溶液留在萃取收集器3内，待后面的钕铁硼废料重新萃取分离之后一起回收。

在本发明较佳地技术方案中，在S1步骤之前，或S5步骤之后，查看溶解器1内溶液量，若少于设定的容量，将钕铁硼废料投入溶解器1，加入浓盐酸使钕铁硼废料溶解成第一类混合液，以使溶解器1内的带萃取分离溶液保持在特定的范围内，使其可以重复使用。

在本发明较佳地技术方案中，在S2步骤之前，往第一容样器23和第二容样器24内分别注入设定量的第一反应剂和第一萃取剂。

在本发明较佳地技术方案中，在S2和S3步骤中，需要事先分别测试加入第一反应剂及第一萃取剂的反应时间，还有完全反应之后的静止沉降时间，将得出来的时间记录下来，然后通过定时单元41控制第二进样阀221、及第三出样阀331的开关时间。

在本发明较佳地技术方案中，第一类混业液为包含钕离子、铁Fe2+离子和硼的混业液，第二类混业液为包含钕离子、及铁离子混合液，第一反应剂为双氧水，第三类混合液为钕离子、及铁Fe3+离子混合液，第一萃取剂为N503萃取剂，第二萃取剂为P507萃取剂。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种钕铁硼萃取分离生产自动控制装置，其特征在于：包括溶解器(1)、萃取分离器(2)、萃取收集器(3)及控制器(4)；

所述溶解器(1)通过第一管道(11)与所述萃取分离器(2)连接；

所述溶解器(1)与所述第一管道(11)连接处设有自动开关(12)；

所述萃取分离器(2)顶部设有第一进样口(21)、第二进样口(22)，第一容样器(23)及第二容样器(24)分别通过所述第一进样口(21)及所述第二进样口(22)与所述萃取分离器(2)连接；

所述第一进样口(21)壁上设有第一进样阀(211)，所述第二进样口(22)壁上设有第二进样阀(221)；

所述萃取分离器(2)下部为漏斗形；

所述萃取分离器(2)底部设有第一出样口(25)，所述第一出样口(25)壁上设有第一出样阀(251)；

所述萃取分离器(2)底部的侧壁上设有第二出样口(26)，所述第二出样口(26)壁上设有第二出样阀(261)；

所述第一出样口(25)设有密度传感器(252)，所述密度传感器(252)在所述第一出样阀(251)上方；

所述第二出样口(26)通过第二管道(31)与所述萃取收集器(3)连接；

所述萃取分离器(2)还包括液位传感器(27)；

所述自动开关(12)、所述第一进样阀(211)、所述第二进样阀(221)、所述第一出样阀(251)、所述第二出样阀(261)、所述密度传感器(252)、以及所述液位传感器(27)均与所述控制器(4)电性连接；

所述控制器(4)还包括定时单元(41)。

2.根据权利要求1所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

所述溶解器(1)还包括至少两个相互啮合的齿轮(13)；

所述齿轮(13)位于所述溶解器(1)的进料口下方。

3.根据权利要求1所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

还包括过滤盘(5)；

过滤盘(5)设置在所述溶解器(1)与所述萃取分离器(2)之间；

所述溶解器(1)、所述过滤盘(5)、及所述萃取分离器(2)通过所述第一管道(11)相连接。

4.根据权利要求3所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

所述过滤盘(5)包括第一过滤膜(51)、及第二过滤膜(52)；

所述第一过滤膜(51)为孔径30μm的过滤膜；

所述第二过滤膜(52)为孔径0.8μm的过滤膜；

所述第二过滤膜(52)安装在所述第一过滤膜(51)下方；

所述第一过滤膜(51)及所述第二过滤膜(52)可拆卸安装在所述过滤盘(5)内部。

5.根据权利要求1所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

还包括用于加快融合速度的若干个喷嘴(28)，所述喷嘴(28)设于所述萃取分离器(2)下部的内壁上；

所述若干个喷嘴(28)与气泵相连接；

所述气泵与所述控制器(4)电性连接；

所述萃取分离器(2)上部设有出气口。

6.根据权利要求1所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

还包括置于所述第一出样阀(251)下方的水箱。

7.根据权利要求1所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

所述萃取收集器(3)设有第三进样口(31)，第三容样器(32)通过第三进样口(31)与所述萃取收集器(3)连接；

所述第三进样口(31)壁上设有第三进样阀(311)；

所述底部设有第三出样口(33)，所述第三出样口(33)下端设有第三出样阀(331)；

所述第三出样口(33)壁上设有密度感应器(34)，所述密度感应器(34)在所述第三出样阀(331)上方。

8.根据权利要求8所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置，其特征在于：

还包括蜂鸣器(35)，所述蜂鸣器(35)与所述控制器(4)电性连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的钕铁硼萃取分离自动控制装置的控制方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S1，往溶解器(1)内注入浓盐酸之后，将钕铁硼废料投入溶解器(1)，在若干个相啮合齿轮(13)的作用下，钕铁硼废料破碎后落入溶解器(1)与浓盐酸反应，得到第一类混合液，当反应时间达到设定时间时，定时单元(4)控制自动开关(12)打开；

S2，第一类混合液通过第一管道(11)的一部分落入过滤盘(5)之后得到第二类混合液，第二类混合液通过第一管道(11)的另一部分进入萃取分离器(2)；当萃取分离器(2)的液位传感器(27)感应到实际液位达到预设液位，液位传感器(27)将信号传送给控制器(4)，控制器(4)控制自动开关(12)关闭，同时控制器(4)控制第一进样阀(211)打开，第一容样器(23)内的第一反应剂进入萃取分离器(2)与所述第二类混合液进行反应；同时控制器(4)控制气泵驱动，喷嘴(28)向溶液内喷入气体产生不规则气流，对萃取分离器(2)内部的溶液进行搅拌，反应完成后得到第三类混合液；

S3，定时单元(4)控制第二进样阀(221)打开，第一萃取剂注入萃取分离器(2)与第三类混合液混合反应，反应结束后，使萃取分离器(2)内部溶液静置沉降至设定时间，形成密度不同的上层溶液和下层溶液，定时单元(4)控制第一出样阀(251)打开；

S4，所述下层溶液经第一出样阀(251)流出,进入水箱,当设于第一出样阀(251)门的密度传感器(252)监测到密度的变化,密度传感器(252)将信号传送给控制器(4),控制器(4)控制第一出样阀(251)关闭,同时控制第二出样阀(261)、及第三进样阀(311)均打开；

S5，第三进样阀打开后第二萃取剂落入萃取收集器，上层溶液在重力牵引作用下，通过第二管道落入萃取收集器(3)，溶液与第二萃取剂反应得到两种密度不同的第四类混合液；完全反应并静置沉降之后，通过定时单元(4)控制第三出样阀(331)打开；下层密度大的溶液经第三出样阀(331)流出，当设于第三出样阀(331)门的密度感应器(34)监测到密度的变化,密度感应器(34)将信号传送给控制器(4),控制器(4)控制第三出样阀(331)关闭，同时，与控制器(4)电性连接的蜂鸣器(35)讯响，提醒工作人员萃取过程结束，收集在萃取收集器(3)内的溶液可收集到准备好的容器内，也可以留在萃取收集器(3)内，待钕铁硼废料重新萃取分离后进行回收。