CN107362757A - 一种制备金属盐的连续生成反应装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备金属盐的连续生成反应装置及制备方法，该反应装置包括管道型反应釜、中高频发生器和与所述中高频发生器连接，并套接于所述管道型反应釜下端的中高频加热盘管。本发明采用中高频加热系统与管道型反应釜结合的反应装置，能量利用率高，金属粉溶解效率高，金属粉溶解充分，节时节能，成本低，且金属粉连续加入，酸液根据配比也连续加入，盐液稳定流出，浓度稳定，实现了连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属盐的反应装置及制备方法，特别涉及一种制备金属盐的连续生成反应装置及制备方法。
背景技术
金属粉(例如铁粉)在酸中溶解，生成金属盐的工艺在工业中有广泛的应用。例如铁粉和硫酸反应生成硫酸亚铁，铁粉在盐酸中溶解生成氯化亚铁，镍粉在硝酸中溶解生成硝酸镍，铁粉在草酸中溶解生成草酸亚铁等。现有技术中大多使用的反应装置是间歇式反应釜，其特点为分步加料，间歇式生产。少数连续式生产工艺存在管路设计很长，占用空间大，效率低，产能低，成本高等问题。目前的间歇式反应釜和连续式反应设备，或者存在无加热设备，金属粉溶解反应时间长的问题，或者采用的是夹套水浴或油浴加热，存在热能利用效率低，能耗高，成本高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种制备金属盐的连续生成反应装置及制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种制备金属盐的连续生成反应装置，该反应装置包括管道型反应釜、中高频发生器和与所述中高频发生器连接，并套接于所述管道型反应釜下端的中高频加热盘管。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述管道型反应釜的顶部设置金属粉进料口，所述管道型反应釜的上端侧面设置酸液入口，所述管道型反应釜的下端侧面设置盐液出口。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述管道型反应釜、所述金属粉进料口、所述酸液入口和所述盐液出口分别由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述管道型反应釜的顶部设置氢气出口。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述氢气出口由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述管道型反应釜的上端侧面设置防溢出口，所述防溢出口的下方设置防溢出槽。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述防溢出口由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成。
进一步的，所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，所述管道型反应釜的下端设置卸料清理阀。
一种在上述所述的反正装置中制备金属盐的方法，
⑴开启中高频发生器，根据管道型反应釜的大小，以及反应液的流量，调整到合适的功率为1kW～30kW；
⑵配置合适的酸液浓度为10～50％，酸液以流量为1L～100L/min速度进入管道型反应釜中，金属粉或金属颗粒进入管道型反应釜中；
⑶当金属粉或金属颗粒到达管道型反应釜内的中高频加热盘管区域时，直接对金属粉或金属颗粒进行加热，温度控制在60～90℃，且形成固定粉层；
⑷高温下，金属粉或金属颗粒与酸液快速反应，生成金属盐。
本发明的优点与效果是：
1.本发明提供的制备金属盐的连续生成反应装置，采用中高频加热系统直接对金属粉进行加热，能量利用率高。且中高频加热盘管的线圈产生交变的电磁场，金属和酸快速反应生产金属盐，金属粉溶解效率高，金属粉溶解充分，节时节能，成本低，适合工业化生产的需要。
2.本发明提供的制备金属盐的连续生成反应装置，采用管道型反应釜作为反应装置，其中金属粉连续加入，酸液根据配比也连续加入，反应后盐液稳定流出，盐液浓度稳定，实现了连续化生产。
3.本发明提供的制备金属盐的方法，采用中高频加热系统与管道型反应釜结合的反应装置，能量利用率高，金属粉溶解效率高，金属粉溶解充分，节时节能，成本低，且金属粉连续加入，酸液根据配比也连续加入，盐液稳定流出，浓度稳定，实现了连续化生产。
附图说明
图1示出本发明提供的制备金属盐的连续生成反应装置的结构示意图。
附图标记说明：1-金属粉进料口、2-氢气出口、3-酸液入口、4-管道型反应釜、5-中高频发生器、6-中高频加热盘管、7-盐液出口、8-底座、9-防溢出槽、10-防溢出口、11-卸料清理阀。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1示出本发明提供的制备金属盐的连续生成反应装置的结构示意图。
该反应装置包括管道型反应釜4、中高频发生器5和中高频加热盘管6。中高频加热盘管6与中高频发生器5连接，并套接于管道型反应釜4的下端，针对管道型反应釜4内的金属粉进行加热，同时中高频加热盘管6形成的电磁场吸附住金属粉，形成固定粉层，酸液通过高温金属粉层，瞬间反应后形成金属盐液。
管道型反应釜4的顶部设置金属粉进料口1，金属粉进料口1设置星星卸料阀。管道型反应釜4的上端侧面设置酸液入口3，酸液入口3设置流量控制器。管道型反应釜4的下端侧面设置盐液出口7，盐液出口7设置流量控制器。管道型反应釜4的顶部设置氢气出口2。管道型反应釜4的上端侧面设置防溢出口10，防溢出口10设置阀门，防溢出口10的下方设置防溢出槽9，以防止反应时液体溢出。管道型反应釜4的下端设置卸料清理阀11，用于反应后的清理及维护工作。
管道型反应釜、金属粉进料口、酸液入口、盐液出口、氢气出口和防溢出口分别由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成，耐酸腐蚀，耐高压(0.3MPa)。即，管道型反应釜、金属粉进料口、酸液入口、盐液出口、氢气出口和防溢出口可以都由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质中的一种加工而成。也可以是，由上述材料混搭加工而成，例如，管道型反应釜由玻璃材质加工而成，氢气出口由聚丙烯PP加工而成，金属粉进料口由聚乙烯PE加工而成，酸液入口由聚四氟乙烯加工而成，盐液出口由铁氟龙材质加工而成，防溢液口由环氧树脂材质加工而成，或其他组合。
以该反应装置制备金属盐的工作原理及制备方法：
⑴开启中高频发生器，并根据管道型反应釜的大小，以及反应液的流量，调整到合适的功率为1kW～30kW，保证反应速度最快，且不溢出；
⑵配置合适的酸液浓度为10～50％，保证反应速度平稳进行，酸液通过酸液入口的流量控制器控制流量为1L～100L/min进入管道型反应釜中，金属粉或金属颗粒进入管道型反应釜中；
⑶当金属粉或金属颗粒到达管道型反应釜内的中高频加热盘管区域时，中高频发生器产生的交变的电磁场，使电磁感应在金属中产生涡流，受电阻作用而使电能转化为热能而使金属粉或金属颗粒的温度上升，直接对金属粉或金属颗粒进行加热，温度控制在60～90℃，反应效率高，反应平稳，且形成固定粉层；
⑷高温下，金属粉或金属颗粒与酸液快速反应，生成金属盐，通过盐液出口进入其他道工序，如过滤，浓缩结晶等，得到合适的产品。同时，化学反应产生的氢气通过氢气出口溢出并回收处理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并非用来限定本发明的实施范围。但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，该反应装置包括管道型反应釜、中高频发生器和与所述中高频发生器连接，并套接于所述管道型反应釜下端的中高频加热盘管。
2.根据权利要求1所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述管道型反应釜的顶部设置金属粉进料口，所述管道型反应釜的上端侧面设置酸液入口，所述管道型反应釜的下端侧面设置盐液出口。
3.根据权利要求2所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述管道型反应釜、所述金属粉进料口、所述酸液入口和所述盐液出口分别由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述管道型反应釜的顶部设置氢气出口。
5.根据权利要求4所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述氢气出口由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述管道型反应釜的上端侧面设置防溢出口，所述防溢出口的下方设置防溢出槽。
7.根据权利要求6所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述防溢出口由玻璃材质、铁氟龙材质、聚偏氟乙烯材质、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯酰亚胺PI或环氧树脂材质加工而成。
8.根据权利要求1至3任一项所述的一种制备金属盐的连续生成反应装置，其特征在于，所述管道型反应釜的下端设置卸料清理阀。
9.一种在权利要求1至8所述的反正装置中制备金属盐的方法，
⑴开启中高频发生器，根据管道型反应釜的大小，以及反应液的流量，调整到合适的功率为1kW～30kW；
⑵配置合适的酸液浓度为10～50％，酸液以流量为1L～100L/min速度进入管道型反应釜中，金属粉或金属颗粒进入管道型反应釜中；
⑶当金属粉或金属颗粒到达管道型反应釜内的中高频加热盘管区域时，直接对金属粉或金属颗粒进行加热，温度控制在60～90℃，且形成固定粉层；
⑷高温下，金属粉或金属颗粒与酸液快速反应，生成金属盐。
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