CN107555407A - 一种羟基磷酸钙生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及羟基磷酸钙生产设备技术领域，具体涉及一种羟基磷酸钙生产装置，包括碳酸钙打浆罐、磷酸计量罐、纯化水高位槽、反应釜、卸料离心机及母液回收罐；本发明提供了一种羟基磷酸钙生产装置，充分考虑羟基磷酸钙的溶解度、溶液沉降速率等因素，采用固液分离技术，解决跑料及其带来的废水总磷超标问题，另外在固液分离后，清液送入打浆罐里回用，而浓缩的母液也可重新作为原料回到打浆罐中重新参与生产，实现环保零排放。

Description

一种羟基磷酸钙生产装置

技术领域

本发明涉及羟基磷酸钙生产设备技术领域，具体涉及一种羟基磷酸钙生产装置。

背景技术

碱式磷酸钙，Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，又名羟基磷酸钙，工业上叫羟基磷灰石或羟磷灰石，是人的牙齿中比较坚硬的物质(排第二)，也是骨骼的主要组成成分，在水中有微弱的溶解，这是牙齿损坏的主要原因。用羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷能够制造人工骨、人工关节及人工假牙。

以前生产羟基磷酸钙过程中，反应釜中物料母液直接到离心机甩虑，由于羟基磷酸钙的粒径小(可以达到400--2000目)，在离心机甩虑布料时，会存在跑料现象。在3500吨/a的生产线中，通过物料平衡计算，收率为93％，每年损失200-300吨羟基磷酸钙产品，直接经济损失达到150万元；另外由于物料里含有磷酸根离子，原有工艺无法有效回收母液，母液进入废水处理系统，造成进水总磷超标严重，增加企业环保废水处理成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种羟基磷酸钙生产装置，解决了跑料及其带来的废水总磷超标问题。

(二)技术方案

一种羟基磷酸钙生产装置，包括碳酸钙打浆罐、磷酸计量罐、纯化水高位槽、反应釜、卸料离心机及母液回收罐；所述碳酸钙打浆罐底部通过回料管连接反应釜顶部，回料管设置有抽料泵；所述反应釜顶部还连接有两根管道，分别连接磷酸计量罐和纯化水高位槽；所述反应釜底部通过输料管与卸料离心机连接；所述卸料离心机设置有排料口；所述卸料离心机通过余液管连接母液回收罐；所述母液回收罐中部通过回清液管连接碳酸钙打浆罐顶部，母液回收罐底部通过回母液管连接碳酸钙打浆罐底部，回清液管和回母液管均设置有离心泵。

优选的，所述母液回收罐包括连接的上筒体及下锥体，上筒体顶部设置有出水堰，出水堰外侧设置有出水口，出水口连接有溢水管，溢水管连接污水站，上筒体内设置有中心筒，中心筒向上伸出并且其顶端高于出水堰，下端设置有喇叭口，喇叭口下侧设置有反射板。

优选的，所述中心筒通过支撑架连接上筒体内壁。

优选的，所述余液管垂直中心筒轴向伸入中心筒中上段，余液管的出料端向上弯折。

优选的，所述回母液管的管径大于或等于100mm。

优选的，所述下锥体的容积其中α为下椎体侧壁倾角，D为母液回收罐直径，D₁为下椎体下底直径。

优选的，所述回清液管的高度其中H为母液回收罐总高度，V₄为反应釜有效容积，R为母液回收罐半径。

(三)有益效果

本发明提供了一种羟基磷酸钙生产装置，充分考虑羟基磷酸钙的溶解度、溶液沉降速率等因素，采用固液分离技术，解决跑料及其带来的废水总磷超标问题，另外在固液分离后，清液送入打浆罐里回用，而浓缩的母液也可重新作为原料回到打浆罐中重新参与生产，实现环保零排放，具有以下优点：

1，提高了产品收率，年直接经济效益也相应增长。

2，对羟基磷酸钙离心过程中损失的母液进行有效浓缩与回收，解决废水总磷超标的问题，对环境污染问题实现根除与防治。

3，清液可以通过离心泵提升到碳酸钙打浆罐中，实现中水回用，减少工艺用水的压力，实现节能减排。

4，适用不同种类羟基磷酸钙盐产品的母液回收及中水回用，同时也适合羟基磷灰石的生产制备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的，保护一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构图；

图2为本发明中母液回收罐一个视角的结构图；

图3为本发明中母液回收罐另一个视角的结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-碳酸钙打浆罐，2-磷酸计量罐，3-纯化水高位槽，4-反应釜，5-卸料离心机，6-母液回收罐，601-上筒体，602-下椎体，603-出水堰，604-溢水管，605-中心筒，606-支撑架，607-喇叭口，608-反射板，7-回母液管，8-回料管，9-输料管，10-余液管，11-回清液管。

具体实施方式

下面将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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看附图，一种羟基磷酸钙生产装置，包括碳酸钙打浆罐1、磷酸计量罐2、纯化水高位槽3、反应釜4、卸料离心机5及母液回收罐6；

碳酸钙打浆罐1用于碳酸钙的投料、搅拌、溶解、均质，碳酸钙打浆罐1底部通过回料管8连接反应釜4顶部，回料管8安装有抽料泵；反应釜4顶部还连接有两根管道，分别连接磷酸计量罐2和纯化水高位槽3，其中磷酸计量罐2用于参与合成的的磷酸及磷酸盐的计量、投加、pH控制，纯化水高位槽3用于储存合成反应时的工艺用水；反应釜4接收来自碳酸钙打浆罐1的碳酸钙、磷酸计量罐2的磷酸及磷酸盐、纯化水高位槽3的水进行合成反应，生成羟基磷酸钙混合溶液。

反应釜4底部通过输料管9与卸料离心机5连接，卸料离心机5对羟基磷酸钙混合溶液进行甩滤，分离出羟基磷酸钙盐和带有少量的物料颗粒的余液；卸料离心机5设置有排料口，用于排出羟基磷酸钙成品；

卸料离心机5通过余液管10连接母液回收罐6；母液回收罐6包括连接的上筒体601及下锥体602，上筒体601顶部安装有锯齿型的出水堰603，出水堰603外侧加工有出水口，出水口连接有溢水管604，溢水管604连接污水站，上筒体601内安装有中心筒605，中心筒605向上伸出并且其顶端高于出水堰603，下端加工有喇叭口607，喇叭口607下侧安装有反射板608；余液管10垂直中心筒轴向伸入中心筒605中上段，余液管10的出料端向上弯折。母液回收罐6基于竖流式沉淀池的原理对余液中的羟基磷酸钙盐悬浮颗粒进行向下沉淀，并逐渐沉淀在下锥体602内，清液则聚集在上筒体601，若清液水位超过出水堰603，则自行排出到污水站。

母液回收罐6中部通过回清液管11连接碳酸钙打浆罐1顶部，母液回收罐6底部通过回母液管7连接碳酸钙打浆罐1底部，回清液管11和回母液管7均安装有离心泵，具体的，固液分离后，清液从回清液管11送入打浆罐里回用，而浓缩的母液也可重新作为原料从回母液管7回到打浆罐中重新参与生产，实现环保零排放；为了防止管道阻塞，回母液管7的管径大于或等于100mm。

为了保证稳定性，中心筒605通过支撑架606连接上筒体内壁。

具体的，在一个实施例中，母液回收罐6的设计参数如下：

1，中心筒面积f

已知卸料离心机有效容积V₁＝4m³，每次甩滤时间为T＝0.25h，流量Q＝V₁/T＝16m³/h。通过沉淀实验，中心筒流速取值v₀＝0.04m/s，设计流量Q_max取20m³/h，中心筒面积f：

2，中心筒直径d₀

3，喇叭口直径d₁

d₁＝1.35d₀＝1.35×0.42＝0.57m；

4，母液回收罐沉淀部分有效断面积F

设表面负荷q＝3.96m³/m²·h，沉淀部分有效断面积为F，则上升流速v:

5，母液回收罐直径D

母液回收罐半径R＝1.29m；

6，母液回收罐沉淀部分有效水深H₂

设停留时间T＝1h时，有效水深H₂＝vT×3600＝0.0011×1×3600＝3.96m；校核径深比：符合规范要求；

7，出水堰负荷q₀

出水堰每米的负荷为q₀，校核每米出水堰的过水负荷：

符合要求；

8，沉淀部分所需总容积V₂

设母液回收周期为T₁＝30日，每天浓缩后母液体积为S＝50L，则沉淀部分所需总容积V₂为：

9，下椎体容积V₃

设下椎体下底直径D₁为0.4米，即下椎体下底半径r＝0.2m，则下椎体容积为V₃，下椎体高H₅，下椎体侧壁倾角为α＝55°：

10，母液回收罐总高度H

取出水堰的高度H₁、中心筒喇叭口到反射板之间的距离高度H₃、反射板与下锥体顶端的间距H₄各为0.3m，即H₁＝H₃＝H₄＝0.3m，则沉淀池总高度H为：

H＝H₁+H₂+H₃+H₄+H₅＝0.3+3.96+0.3+0.3+1.56＝6.42m；

11，母液回用罐取水高度H₆

设碳酸钙每次打浆用水2m³，反应釜有效容积V₄＝10m³，则母液回用罐取水高度，即回清液管的高度H₆为：

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：包括碳酸钙打浆罐、磷酸计量罐、纯化水高位槽、反应釜、卸料离心机及母液回收罐；所述碳酸钙打浆罐底部通过回料管连接反应釜顶部，回料管设置有抽料泵；所述反应釜顶部还连接有两根管道，分别连接磷酸计量罐和纯化水高位槽；所述反应釜底部通过输料管与卸料离心机连接；所述卸料离心机设置有排料口；所述卸料离心机通过余液管连接母液回收罐；所述母液回收罐中部通过回清液管连接碳酸钙打浆罐顶部，母液回收罐底部通过回母液管连接碳酸钙打浆罐底部，回清液管和回母液管均设置有离心泵。

2.根据权利要求1所述的一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：所述母液回收罐包括连接的上筒体及下锥体，上筒体顶部设置有出水堰，出水堰外侧设置有出水口，出水口连接有溢水管，溢水管连接污水站，上筒体内设置有中心筒，中心筒向上伸出并且其顶端高于出水堰，下端设置有喇叭口，喇叭口下侧设置有反射板。

3.根据权利要求2所述的一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：所述中心筒通过支撑架连接上筒体内壁。

4.根据权利要求2所述的一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：所述余液管垂直中心筒轴向伸入中心筒中上段，余液管的出料端向上弯折。

5.根据权利要求1所述的一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：所述回母液管的管径大于或等于100mm。

6.根据权利要求2所述的一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：所述下锥体的容积其中α为下椎体侧壁倾角，D为母液回收罐直径，D₁为下椎体下底直径。

7.根据权利要求1所述的一种羟基磷酸钙生产装置，其特征在于：所述回清液管的高度其中H为母液回收罐总高度，V₄为反应釜有效容积，R为母液回收罐半径。