CN109331521B - 一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置和方法，所述装置包括釜体和外壳，所述釜体内设有滤板，所述釜体上分别设有进料口、出液口，以及设于釜体底部的排料口和设于釜体顶部的蒸汽反吹口。本发明利用蒸汽反吹法进行卸料，整个卸料过程全自动进行，不需要打开板框进行人工或机械操作卸料、清理过滤面，解决了钒酸钠晶体卸料难、晶体堵塞滤布空隙难进行连续操作过滤的问题。整个卸料过程可以自动化进行，大大提高过滤效率降低了人力成本，具有良好的经济效益和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置和方法。
背景技术
钒是一种重要的金属，具有许多优良性能，被广泛地应用于各个领域中。世界上约有85％的钒应用于钢铁行业，其余约15％主要用于航空合金、钒电池、化学工业、催化剂等行业中。
钒酸钠的化学式为Na3VO4，是一种具有强氧化性的钒产品。可用作催化剂、油漆催干剂、媒染剂、缓蚀剂等，也可以作为钒原料制备其他钒盐，例如可通过钙法沉钒工艺制备钒酸钙，进一步加工成高纯偏钒酸铵，制备得到高纯氧化钒产品。
现有技术中通常利用对含有钒酸钠的溶液进行结晶的方法来得到钒酸钠产品。例如CN102531056A中公开了一种钒渣加压浸出清洁生产钒酸钠铬酸钠的方法，该方法将钒渣与NaOH溶液混合，然后在氧化性气氛中加压进行氧化反应，将所得固液混合料固液分离后，经过除杂、结晶后得到钒酸钠晶体。CN107807124A公开了一种高碱钒酸钠结晶前液中钒浓度的检测方法，在75～85℃条件下加热所述高碱钒酸钠结晶前液，在pH值6～9的条件下，以高锰酸钾为氧化剂对所述高碱钒酸钠结晶前液进行氧化，以硫酸亚铁铵为滴定液测定高碱钒酸钠结晶前液中的钒浓度。CN102531056A公开了一种钒渣加压浸出清洁生产钒酸钠铬酸钠的方法，钒渣在NaOH溶液中与氧化性气体在高压下进行氧化反应，反应后得到含NaOH、Na3VO4、Na2CrO4及水溶性杂质组分的溶液及富铁尾渣的固液混合料浆；固液分离、除杂后对钒酸钠进行结晶。CN103757425A公开了一种由高铬钒渣生产钒酸钠及铬酸钠碱性液的清洁工艺方法，向和铁水分离后的高温高铬钒渣中通入氧化性气体，将其中的钒氧化为五价钒。用碱溶液浸出高铬钒渣中的钒并加入硅固定剂同步固定硅，碱浸液经蒸发浓缩及冷却结晶制备钒酸钠，冷却结晶母液循环利用。CN107376399A公开了一种钒酸钠结晶系统及钒酸钠的结晶方法，将储存在缓冲罐中的钒酸钠溶液输送至换热器中，降温后输送至结晶器中进行结晶析出，将结晶器底部的晶浆输送至增稠器中增浓，增浓后将上清液储存至母液罐中，增浓晶浆输送到晶浆储罐中，然后通过压滤机分离得到钒酸钠晶体和分离液。
钒酸钠结晶后得到固液混合浆料。现有的关于钒酸钠结晶技术的工程实例中，一般通过压滤机等装置对混合浆料进行过滤分离。但对钒酸钠结晶混合浆料过滤时，钒酸钠晶体在高碱体系下存在粘度大、易堵塞滤布等问题，卸料时需要打开装置利用人工或机械进行卸料，使得系统不能连续稳定运行。而目前国内对高碱体系下钒酸钠晶体过滤还没有一套成熟的装置及操作方法，因此急需开发一套全自动高效过滤装置及操作方法以解决上述问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置和方法，利用蒸汽反吹法实现了对钒酸钠晶体的全自动卸料，解决了晶体堵塞滤布空隙难进行连续操作过滤的问题，具有良好的应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置，所述装置包括釜体和外壳，所述釜体内设有滤板，所述釜体上分别设有进料口、出液口，以及设于釜体底部的排料口和设于釜体顶部的蒸汽反吹口。
本发明在过滤钒酸钠晶体的装置上设置蒸汽反吹口，钒酸钠结晶完成后，通过蒸汽反吹口向装置中通入水蒸气，水蒸气对于钒酸钠晶体具有良好的溶解作用，其能够将滤板以及滤布上的钒酸钠晶体溶解，然后从排料口卸料，进而消除了晶体堵塞滤布空隙难进行连续操作过滤的现象。整个过程自动化进行，无需打开装置进行卸料，解决了现有技术中打开板框人工或机械操作对钒酸钠晶体进行卸料过程中卸料难的问题，具有良好的应用前景。
优选地，所述装置还包括设在釜体顶部的风干气体入口和釜体底部的排污口。
优选地，所述装置还包括设在釜体上的观察口和压力传感装置。
优选地，所述装置设有板修法兰。
优选地，所述釜体内部设有连接出液口的出液管。
优选地，所述出液管与蒸汽反吹口连接。
优选地，所述釜体内设有进料管，所述进料管上设有滤液进布口。
优选地，所述滤板之间分布有滤布。
第二方面，本发明提供了一种全自动过滤钒酸钠晶体的方法，利用第一方面所述的装置过滤钒酸钠晶体，所述方法为：将钒酸钠结晶后得到的混合浆料从进料口导入，进入滤板进行过滤，过滤后钒酸钠晶体留在滤板上，液体从出液口排出，待滤板上晶体含量一定时，关闭出液口，打开蒸汽反吹口和排料口，导入水蒸汽将钒酸钠晶体溶解，从排料口进行卸料。
作为优选的技术方案，所述全自动过滤钒酸钠晶体的方法为：将钒酸钠结晶后得到的混合浆料从进料口导入，通过进料管上的滤液进布口进入滤板进行过滤，过滤后钒酸钠晶体留在滤板上，液体通过出液管从出液口排出，通过观察口和压力传感装置确定装置内晶体的含量，待晶体含量一定时，关闭出液口同时打开排污口和风干气体入口，通入气体对钒酸钠晶体进行风干挤压，风干挤压完成后关闭排污口和风干气体入口，打开蒸汽反吹口和排料口，导入水蒸汽将钒酸钠晶体溶解，从排料口进行卸料。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的装置设有蒸汽反吹口，利用蒸汽反吹法进行卸料，整个卸料过程全自动进行，不需要打开板框进行人工或机械操作卸料、清理过滤面，解决了钒酸钠晶体卸料难的问题。
(2)本发明利用蒸汽反吹法对钒酸钠晶体进行卸料，有效解决了晶体堵塞滤布空隙难进行连续操作过滤的难题。
(3)本发明提供的装置卸料过程无需打开板框，可以自动化进行，与现有技术相比，大大提高过滤效率降低了人力成本，具有良好的经济效益和应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的全自动过滤钒酸钠晶体的装置的结构示意图；
图中：1-进料口，2-出液管，3-蒸汽反吹口，4-风干气体入口，5-滤板，6-观察口，7-外壳，8-压力传感装置，9-出液口，10-板修法兰，11-滤液进布口，12-排料口，13-排污口。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明在具体实施方式过程中提供了一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置，所述装置包括釜体和外壳，所述釜体内设有滤板，所述釜体上分别设有进料口、出液口，以及设于釜体底部的排料口和设于釜体顶部的蒸汽反吹口。
优选地，所述装置还包括设在釜体顶部的风干气体入口和釜体底部的排污口。经过过滤后，钒酸钠晶体分布在滤板的滤布上，此时晶体还存在着较大的湿度，一些杂质如氢氧化钠等仍然部分残留在晶体表面，因此，在进行卸料前，需要及时通入气体对物料进行风干挤压，以消除晶体的湿度，及时排出杂质，提高钒酸钠晶体的纯度。向装置中通入气体后，气体推动滤板使滤板之间挤压，进而实现了对钒酸钠晶体的挤压，常用的风干挤压气体为空气。
优选地，所述装置还包括设在釜体上的观察口和压力传感装置。本发明通过设置观察口和压力传感装置来确定过滤的进行程度，其中，观察口用于观察滤板上晶体的累积量，压力传感装置用于对进液压力进行感应，进液压力越大说明晶体累积越多。通过上述方式确定滤板上的晶体含量，待晶体含量满足要求时，即停止进料，准备开始卸料。
优选地，所述装置设有板修法兰，所述板修法兰可拆卸，用于对装置进行检修。
优选地，所述釜体内部设有连接出液口的出液管。过滤后得到的液体通过出液管从出液口排出。
优选地，所述出液管与蒸汽反吹口连接。进行卸料时，出液口关闭，只开启蒸汽反吹口和排料口，蒸汽从蒸汽反吹口导入，通过出液管进入装置内部，对滤板上的钒酸钠晶体进行溶解卸料。
优选地，所述釜体内设有进料管，所述进料管上设有滤液进布口。滤液分布口用于向滤板进行均匀布料，有利于提高过滤效率。
优选地，所述滤板之间分布有滤布，过滤时滤板主要起到固定作用，利用滤布对钒酸钠晶体进行过滤。
本发明在具体实施例部分还提供了一种全自动过滤钒酸钠晶体的方法，利用上述装置过滤钒酸钠晶体，所述方法为：将钒酸钠结晶后得到的混合浆料从进料口导入，通过进料管上的滤液进布口进入滤板进行过滤，过滤后钒酸钠晶体留在滤板上，液体通过出液管从出液口排出，通过观察口和压力传感装置确定装置内晶体的含量，待晶体含量一定时，关闭出液口同时打开排污口和风干气体入口，通入气体对钒酸钠晶体进行风干挤压，风干挤压完成后关闭排污口和风干气体入口，打开蒸汽反吹口和排料口，导入水蒸汽将钒酸钠晶体溶解，从排料口进行卸料。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供了一种全自动过滤钒酸钠晶体的装置，所述装置包括釜体和外壳7，所述釜体内设有滤板5，所述滤板5之间分布有滤布，所述釜体上分别设有进料口1、出液口9，以及设于釜体底部的排料口12和设于釜体顶部的蒸汽反吹口3。
进一步的，所述装置还包括设在釜体顶部的风干气体入口4和釜体底部的排污口13，以及设在釜体上的观察口6、压力传感装置8和板修法兰10。
进一步的，所述釜体内设有连接出液口的出液管2，所述出液管2与蒸汽反吹口3连接。所述釜体内设有进料管，所述进料管上设有滤液进布口11。
实施例2
本实施例提供了一种全自动过滤钒酸钠晶体的方法，利用实施例1中提供的装置进行，所述方法为：将钒酸钠结晶后得到的混合浆料从进料口1导入，通过进料管上的滤液进布口11进行均匀分布后进入滤板5进行过滤，此时除了进料口1和出液口9外，其他与外界相通的进口和出口全部关闭。过滤完成后钒酸钠晶体留在滤板5的滤布上，液体通过出液管2从出液口9排出。过滤进行过程中通过观察口6和压力传感装置8确定装置内晶体的含量，待晶体含量一定时，关闭进料口1和出液口9，同时打开排污13和风干气体入口4，通入空气对钒酸钠晶体进行风干挤压，将风干挤压所得杂质从排污口13排出，风干挤压完成后关闭排污口13和风干气体入口4，打开蒸汽反吹口3和排料口12，通过出液管2向装置中导入水蒸汽，将钒酸钠晶体溶解，然后从排料口12进行卸料。卸料完成后，重复上述操作，实现了对钒酸钠晶体的全自动过滤。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种全自动过滤钒酸钠晶体的方法，其特征在于，所述方法利用全自动过滤钒酸钠晶体的装置过滤钒酸钠晶体，所述装置包括釜体和外壳，所述釜体内设有滤板，所述釜体上分别设有进料口、出液口，以及设于釜体底部的排料口和设于釜体顶部的蒸汽反吹口；所述装置还包括设在釜体顶部的风干气体入口和釜体底部的排污口；
所述方法为：将钒酸钠结晶后得到的混合浆料从进料口导入，进入滤板进行过滤，过滤后钒酸钠晶体留在滤板上，液体从出液口排出，待滤板上晶体含量一定时，关闭出液口同时打开排污口和风干气体入口，通入气体对钒酸钠晶体进行风干挤压，风干挤压完成后关闭排污口和风干气体入口，打开蒸汽反吹口和排料口，导入水蒸汽将钒酸钠晶体溶解，从排料口进行卸料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装置还包括设在釜体上的观察口和压力传感装置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装置设有板修法兰。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述釜体内设有连接出液口的出液管。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述出液管与蒸汽反吹口连接。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述釜体内设有进料管，所述进料管上设有滤液进布口。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤板之间分布有滤布。
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