CN110306055B - 一种钕铁硼废料除杂萃取装置 - Google Patents

一种钕铁硼废料除杂萃取装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钕铁硼废料除杂萃取装置，包括反应锅、过滤箱、萃取槽、皂化混合罐、反萃箱和收集箱，所述反应锅一侧设有第一加料箱，所述萃取槽内部设有布料机构、搅拌机构和预搅拌盘，所述萃取槽一侧设有二次分离槽，所述萃取槽和二次分离槽底部一侧均设有第一出管以及另一侧均设有第二出管，所述萃取槽底部设有三通管，所述萃取槽和二次分离槽内部均设有浊度传感器，所述皂化混合罐顶部设有第二加料箱和第三加料箱。本发明通过滤液经多层喷淋板和雾化喷头均匀喷洒在多层布料板上，加快皂化反应，混合液排至预搅拌盘内部进行初步搅拌混合，再进入萃取槽内再次混合，加快混合均匀度和速度且增加萃取率。

Description

一种钕铁硼废料除杂萃取装置
技术领域
本发明涉及钕铁硼废料除杂萃取领域，特别涉及一种钕铁硼废料除杂萃取装置。
背景技术
现有的钕铁硼废料除杂萃取时，经常因为物料的混合不均匀导致导致萃取出的稀土元素质量降低，造成物料的浪费，或是需要搅拌的时间太长，导致加工效率较低。
因此，发明一种钕铁硼废料除杂萃取装置来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钕铁硼废料除杂萃取装置，通过滤液经多层喷淋板和雾化喷头均匀喷洒在多层布料板上，混合液排至顶部的布料板上，使滤液与液碱等混合液混合均匀，加快皂化反应，并且混合后的混合液排至预搅拌盘内部进行初步搅拌混合，使其混合均匀后再经预混合液出管排至底部的萃取槽内与之前混合后的混合液进行混合，加快混合均匀度和速度，从而加快整个钕铁硼废料的萃取时间，增加萃取率，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钕铁硼废料除杂萃取装置，包括反应锅、过滤箱、萃取槽、皂化混合罐、反萃箱和收集箱，所述反应锅一侧设有第一加料箱，所述萃取槽内部设有布料机构、搅拌机构和预搅拌盘，所述萃取槽一侧设有二次分离槽，所述萃取槽和二次分离槽底部一侧均设有第一出管以及另一侧均设有第二出管，所述萃取槽底部设有三通管，所述萃取槽和二次分离槽内部均设有浊度传感器，所述皂化混合罐顶部设有第二加料箱和第三加料箱，所述反萃箱一侧设有第四加料箱。
优选的，所述过滤箱设置于反应锅一侧，所述萃取槽设置于过滤箱一侧，所述皂化混合罐设置于萃取槽一侧，所述反萃箱设置于萃取槽前侧，所述收集箱设置于反萃箱一侧，所述第一加料箱和过滤箱与反应锅通过第一管道连接，所述过滤箱与萃取槽通过第二管道连接，所述皂化混合罐与萃取槽通过第三管道连接，所述第一管道、第二管道和第三管道上均设有第一压力泵。
优选的，所述第一加料箱和第四加料箱内部均设有％盐酸溶液，所述第二加料箱内部设有萃取剂P和磺化煤油混合液，所述第三加料箱内部设有液碱，所述反应锅和皂化混合罐内部均设有搅拌杆，所述搅拌杆顶部设有搅拌电机。
优选的，所述第一出管和第二出管均设置为直线折弯状，所述三通管一端与二次分离槽连接以及另一端与反萃箱连接，所述二次分离槽底部设有出料管，所述出料管与反萃箱相连通。
优选的，所述第一出管与反应锅连接，所述第二出管与收集箱连接，所述第一出管上设有第二压力泵，所述第一出管和第二出管上均设有第一电磁阀。
优选的，所述布料机构包括多层喷淋板和多层布料板，所述喷淋板与过滤箱通过第二管道连接，位于顶部的所述布料板一侧设有导流箱，所述导流箱内部设有凹形板，所述凹形板底部通过支架与导流箱固定连接，所述导流箱底部与萃取槽连接处设有进料长孔，所述导流箱与皂化混合罐通过第三管道连接，所述第三管道一端延伸至导流箱内部且与凹形板相对应。
优选的，多层所述布料板与多层喷淋板交错设置且均与萃取槽固定连接，所述喷淋板底部设有均匀分布的多排雾化喷头，每排所述雾化喷头数量为多个，所述布料板设置为倾斜状且相邻两个布料板倾斜角度相反，所述布料板端部设有开口。
优选的，所述搅拌机构包括搅拌轴，所述萃取槽顶部设有减速电机，所述搅拌轴顶部贯穿喷淋板、布料板和萃取槽顶部与减速电机连接，所述搅拌轴底部设有轴承，所述轴承通过支架与萃取槽内壁固定连接，所述搅拌轴与喷淋板和布料板活动卡接，所述搅拌轴上固定设有搅拌桨。
优选的，所述预搅拌盘套设于搅拌轴上且设置于搅拌桨顶部，所述预搅拌盘设置为倒圆台状，所述预搅拌盘内壁设有多个拌料杆，所述预搅拌盘底部设有预混合液出管，所述预混合液出管上设有第二电磁阀，所述预搅拌盘顶部的布料板一端延伸至预搅拌盘上方且端部宽度小于预搅拌盘顶部口径，所述预搅拌盘顶部的布料板前侧和后侧均设有挡板。
优选的，所述浊度传感器设置为多个且从上到下均匀间隔分布于萃取槽和二次分离槽内部，所述三通管两侧的管道上设有第三电磁阀，所述萃取槽外侧壁上设有PLC控制器。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明利用皂化混合罐将萃取剂P507、磺化煤油和液碱的混合液加入萃取槽内与经盐酸处理并过滤后的钕铁硼滤液进行混合，发生皂化反应后，得到的混合稀土氯化物、萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水分离，混合稀土氯化物经萃取剂P507萃取(Tb+Dy)3+离子，再在反萃箱内使用盐酸反萃(Tb+Dy)3+离子，萃余液(Pr+Nd)Cl3排至收集箱内，含有煤油和盐酸的洗涤水分离回收至反应锅中实现盐酸的回收使用，最后，萃余液(Pr+Nd)Cl3和反萃液(Tb+Dy)Cl3进入下一步草酸沉淀工序，从而实现钕铁硼废料的高效除杂和萃取；
2、通过滤液经多层喷淋板和雾化喷头均匀喷洒在多层布料板上，混合液排至顶部的布料板上，使滤液与液碱等混合液混合均匀，加快皂化反应，并且混合后的混合液排至预搅拌盘内部进行初步搅拌混合，使其混合均匀后再经预混合液出管排至底部的萃取槽内与之前混合后的混合液进行混合，加快混合均匀度和速度，从而加快整个钕铁硼废料的萃取时间，增加萃取率；
3、根据浊度传感器检测的信息，智能控制第一电磁阀和第三电磁阀的开启和关闭，将沉淀的混合稀土氯化物经三通管排出至反萃箱内，萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水再逐渐下沉并分别经第一出管和第二出管排出，并且不会将所有物料排出分离，预留下的部分物料会经三通管排至二次分离槽内再次沉淀，此时萃取槽内继续加入物料进行萃取工作，多次余留的混合物料都会排至二次分离槽内再次沉淀，最后再一起进行分离，保证了每种排出的分层物质的纯度，方便下一步工作；
4、在混合液加入时，皂化混合罐内混合后的混合物料经第三管道排至导流箱内部的凹形板上方，并且充满凹形板上的凹槽后漫出至整个导流箱内，从而能够将混合液体均匀的从进料长孔排至萃取槽内部的布料板上，混合液均匀下料并与雾化喷头喷出的滤液均匀接触混合，增加混合液的均匀度，从而降低搅拌时间。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的萃取槽结构示意图。
图3为本发明的布料板结构示意图。
图4为本发明的整体结构示意图。
图中：1反应锅、2过滤箱、3萃取槽、4皂化混合罐、5反萃箱、6收集箱、7第一加料箱、8布料机构、9搅拌机构、10预搅拌盘、11二次分离槽、12第一出管、13第二出管、14三通管、15浊度传感器、16第二加料箱、17第三加料箱、18第四加料箱、19第一管道、20第二管道、21第三管道、22出料管、23喷淋板、24导流箱、25凹形板、26进料长孔、27雾化喷头、28开口、29搅拌轴、30减速电机、31搅拌桨、32拌料杆、33预混合液出管、34第二电磁阀、35挡板、36第三电磁阀、37PLC控制器、38第一电磁阀、39布料板。
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做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。
实施例1：
根据图1所示的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，包括反应锅1、过滤箱2、萃取槽3、皂化混合罐4、反萃箱5和收集箱6，所述过滤箱2设置于反应锅1一侧，所述萃取槽3设置于过滤箱2一侧，所述皂化混合罐4设置于萃取槽3一侧，所述反萃箱5设置于萃取槽3前侧，所述收集箱6设置于反萃箱5一侧，所述第一加料箱7和过滤箱2与反应锅1通过第一管道19连接，所述过滤箱2与萃取槽3通过第二管道20连接，所述皂化混合罐4与萃取槽3通过第三管道21连接，所述第一管道19、第二管道20和第三管道21上均设有第一压力泵，所述反应锅1一侧设有第一加料箱7，所述萃取槽3内部设有布料机构8、搅拌机构9和预搅拌盘10，所述萃取槽3一侧设有二次分离槽11，所述萃取槽3和二次分离槽11底部一侧均设有第一出管12以及另一侧均设有第二出管13，所述萃取槽3底部设有三通管14，所述萃取槽3和二次分离槽11内部均设有浊度传感器15，所述皂化混合罐4顶部设有第二加料箱16和第三加料箱17，所述反萃箱5一侧设有第四加料箱18，所述第一加料箱7和第四加料箱18内部均设有31％盐酸溶液，所述第二加料箱16内部设有萃取剂P507和磺化煤油混合液，所述第三加料箱17内部设有液碱，所述反应锅1和皂化混合罐4内部均设有搅拌杆，所述搅拌杆顶部设有搅拌电机。
通过在皂化混合罐4内将萃取剂P507和磺化煤油混合调节酸度和黏稠度后，再与液碱混合加入萃取槽3内与经盐酸处理并过滤后的钕铁硼滤液进行混合，发生皂化反应后，得到的混合稀土氯化物、萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水分离，混合稀土氯化物经萃取剂P507萃取(Tb+Dy)3+离子，再在反萃箱5内使用盐酸反萃(Tb+Dy)3+离子，萃余液(Pr+Nd)Cl3排至收集箱6内，含有煤油和盐酸的洗涤水分离回收至反应锅中实现盐酸的回收使用，最后，萃余液(Pr+Nd)Cl3和反萃液(Tb+Dy)Cl3进入下一步草酸沉淀工序，从而实现钕铁硼废料的高效除杂和萃取。
实施例2：
根据图2所示的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，所述第一出管12和第二出管13均设置为直线折弯状，所述三通管14一端与二次分离槽11连接以及另一端与反萃箱5连接，所述二次分离槽11底部设有出料管22，所述出料管22与反萃箱5相连通，方便收集混合稀土氯化物排入反萃箱5内进行反萃取工作，所述第一出管12与反应锅1连接，所述第二出管13与收集箱6连接，所述第一出管12上设有第二压力泵，所述第一出管12和第二出管13上均设有第一电磁阀38，第一电磁阀38与PLC控制器37电性连接，当萃取槽3内部沉淀静置一段时间后，混合稀土氯化物、萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水分层，通过第一电磁阀38的开启方便排出萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水，所述布料机构8包括多层喷淋板23和多层布料板39，所述喷淋板23与过滤箱2通过第二管道20连接，多层所述布料板39与多层喷淋板23交错设置且均与萃取槽3固定连接，所述喷淋板23底部设有均匀分布的多排雾化喷头27，每排所述雾化喷头27数量为多个，所述布料板39设置为倾斜状且相邻两个布料板39倾斜角度相反，所述布料板39端部设有开口28，方便滤液与皂化混合罐4内的混合液体多层均匀混合，使皂化反应充分，所述搅拌机构9包括搅拌轴29，所述萃取槽3顶部设有减速电机30，所述搅拌轴29顶部贯穿喷淋板23、布料板39和萃取槽3顶部与减速电机30连接，所述搅拌轴29底部设有轴承，所述轴承通过支架与萃取槽3内壁固定连接，所述搅拌轴29与喷淋板23和布料板39活动卡接，所述搅拌轴29上固定设有搅拌桨31，用于搅拌混合物料，加快皂化反应，所述浊度传感器15设置为多个且从上到下均匀间隔分布于萃取槽3和二次分离槽11内部，所述三通管14两侧的管道上设有第三电磁阀36，所述萃取槽3外侧壁上设有PLC控制器37，所述浊度传感器15型号设置为CSI OBS-3A，所述浊度传感器15和第三电磁阀36均与PLC控制器37电性连接，从而根据浊度传感器15检测的信息，智能控制第三电磁阀36的开启和关闭，将沉淀的混合稀土氯化物经三通管14排出至反萃箱5内，分离后为了保证每种分层物质的纯度，不会将所有物料排出分离，预留下的部分物料会经三通管14排至二次分离槽11内再次沉淀，此时萃取槽3内继续加入物料进行萃取工作，多次余留的混合物料都会排至二次分离槽11内再次沉淀，最后再一起进行分离，所述预搅拌盘10套设于搅拌轴29上且设置于搅拌桨31顶部，所述预搅拌盘10设置为倒圆台状，所述预搅拌盘10内壁设有多个拌料杆32，所述预搅拌盘10底部设有预混合液出管33，所述预混合液出管33上设有第二电磁阀34，第二电磁阀34与PLC控制器37电性连接，在预搅拌盘10内存有一定的混合液时，PLC控制器37控制第二电磁阀34开启，将底部的混合后的物料经预混合液出管33排出至萃取槽3内再次混合，并且避免顶部刚加入的混合液未预搅拌均匀就排出预搅拌盘10进入萃取槽3内；
根据图3所示的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，所述预搅拌盘10顶部的布料板39一端延伸至预搅拌盘10上方且端部宽度小于预搅拌盘10顶部口径，所述预搅拌盘10顶部的布料板39前侧和后侧均设有挡板35，方便将布料板39上的混合液体排至预搅拌盘10内部进行初步搅拌混合，使其混合均匀后再经预混合液出管33排至底部的萃取槽3内与之前混合后的混合液进行混合，加快混合均匀度和速度，从而加快整个钕铁硼废料的萃取；
根据图4所示的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，位于顶部的所述布料板39一侧设有导流箱24，所述导流箱24内部设有凹形板25，所述凹形板25底部通过支架与导流箱24固定连接，所述导流箱24底部与萃取槽3连接处设有进料长孔26，所述导流箱24与皂化混合罐4通过第三管道21连接，所述第三管道21一端延伸至导流箱24内部且与凹形板25相对应，皂化混合罐4内混合后的混合物料经第三管道21排至导流箱24内部的凹形板25上方，并且充满凹形板25上的凹槽后漫出至整个导流箱24内，从而能够将混合液体均匀的从进料长孔26排至萃取槽3内部的布料板39上，混合液均匀下料并与雾化喷头27喷出的滤液均匀接触混合，增加混合液的均匀度，从而降低搅拌时间。
本发明工作原理：
参照说明书附图1，使用时，将第一加料箱7内的31％盐酸溶液加入反应锅1内与钕铁硼废料混合，然后经过滤箱2过滤，得到滤液和滤渣，滤渣外售，然后滤液经喷淋板23喷洒在萃取槽3内部的布料板39上，同时在皂化混合罐4内将萃取剂P507和磺化煤油混合调节酸度和黏稠度后，再与液碱混合加入萃取槽3内与滤液进行混合，发生皂化反应后，得到的混合稀土氯化物、萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水，静置后分层进行分离，混合稀土氯化物经萃取剂P507萃取(Tb+Dy)3+离子，再在反萃箱5内使用盐酸反萃(Tb+Dy)3+离子，萃余液(Pr+Nd)Cl3排至收集箱6内，含有煤油和盐酸的洗涤水分离回收至反应锅中实现盐酸的回收使用，最后，萃余液(Pr+Nd)Cl3和反萃液(Tb+Dy)Cl3进入下一步草酸沉淀工序，从而实现钕铁硼废料的高效除杂和萃取；
参照说明书附图2-3，滤液经多层喷淋板23和雾化喷头27均匀喷洒在多层布料板39上，混合液排至顶部的布料板39上，使滤液与液碱等混合液混合均匀，加快皂化反应，并且混合后的混合液排至预搅拌盘10内部进行初步搅拌混合，使其混合均匀后再经预混合液出管33排至底部的萃取槽3内与之前混合后的混合液进行混合，加快混合均匀度和速度，从而加快整个钕铁硼废料的萃取，分层后物料分离时，根据浊度传感器15检测的信息，智能控制第一电磁阀38和第三电磁阀36的开启和关闭，将沉淀的混合稀土氯化物经三通管14排出至反萃箱5内，萃余液和含有煤油和盐酸的洗涤水逐渐下降，然后依次经第一出管12和第二出管13排出，分离后为了保证每种分层物质的纯度，不会将所有物料排出分离，预留下的部分物料会经三通管14排至二次分离槽11内再次沉淀，此时萃取槽3内继续加入物料进行萃取工作，多次余留的混合物料都会排至二次分离槽11内再次沉淀，最后再一起进行分离；
参照说明书附图4，在混合液加入时，皂化混合罐4内混合后的混合物料经第三管道21排至导流箱24内部的凹形板25上方，并且充满凹形板25上的凹槽后漫出至整个导流箱24内，从而能够将混合液体均匀的从进料长孔26排至萃取槽3内部的布料板39上，混合液均匀下料并与雾化喷头27喷出的滤液均匀接触混合，增加混合液的均匀度，从而降低搅拌时间。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钕铁硼废料除杂萃取装置，包括反应锅(1)、过滤箱(2)、萃取槽(3)、皂化混合罐(4)、反萃箱(5)和收集箱(6)，其特征在于：所述反应锅(1)一侧设有第一加料箱(7)，所述萃取槽(3)内部设有布料机构(8)、搅拌机构(9)和预搅拌盘(10)，所述萃取槽(3)一侧设有二次分离槽(11)，所述萃取槽(3)和二次分离槽(11)底部一侧均设有第一出管(12)以及另一侧均设有第二出管(13)，所述萃取槽(3)底部设有三通管(14)，所述萃取槽(3)和二次分离槽(11)内部均设有浊度传感器(15)，所述皂化混合罐(4)顶部设有第二加料箱(16)和第三加料箱(17)，所述反萃箱(5)一侧设有第四加料箱(18)；
所述布料机构(8)包括多层喷淋板(23)和多层布料板(39)，所述喷淋板(23)与过滤箱(2)通过第二管道(20)连接，位于顶部的所述布料板(39)一侧设有导流箱(24)，所述导流箱(24)内部设有凹形板(25)，所述凹形板(25)底部通过支架与导流箱(24)固定连接，所述导流箱(24)底部与萃取槽(3)连接处设有进料长孔(26)，所述导流箱(24)与皂化混合罐(4)通过第三管道(21)连接，所述第三管道(21)一端延伸至导流箱(24)内部且与凹形板(25)相对应；
多层所述布料板(39)与多层喷淋板(23)交错设置且均与萃取槽(3)固定连接，所述喷淋板(23)底部设有均匀分布的多排雾化喷头(27)，每排所述雾化喷头(27)数量为多个，所述布料板(39)设置为倾斜状且相邻两个布料板(39)倾斜角度相反，所述布料板(39)端部设有开口(28)。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述过滤箱(2)设置于反应锅(1)一侧，所述萃取槽(3)设置于过滤箱(2)一侧，所述皂化混合罐(4)设置于萃取槽(3)一侧，所述反萃箱(5)设置于萃取槽(3)前侧，所述收集箱(6)设置于反萃箱(5)一侧，所述第一加料箱(7)和过滤箱(2)与反应锅(1)通过第一管道(19)连接，所述过滤箱(2)与萃取槽(3)通过第二管道(20)连接，所述皂化混合罐(4)与萃取槽(3)通过第三管道(21)连接，所述第一管道(19)、第二管道(20)和第三管道(21)上均设有第一压力泵。
3.根据权利要求2所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述第一加料箱(7)和第四加料箱(18)内部均设有31％盐酸溶液，所述第二加料箱(16)内部设有萃取剂P507和磺化煤油混合液，所述第三加料箱(17)内部设有液碱，所述反应锅(1)和皂化混合罐(4)内部均设有搅拌杆，所述搅拌杆顶部设有搅拌电机。
4.根据权利要求3所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述第一出管(12)和第二出管(13)均设置为直线折弯状，所述三通管(14)一端与二次分离槽(11)连接以及另一端与反萃箱(5)连接，所述二次分离槽(11)底部设有出料管(22)，所述出料管(22)与反萃箱(5)相连通。
5.根据权利要求4所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述第一出管(12)与反应锅(1)连接，所述第二出管(13)与收集箱(6)连接，所述第一出管(12)上设有第二压力泵，所述第一出管(12)和第二出管(13)上均设有第一电磁阀(38)。
6.根据权利要求1所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述搅拌机构(9)包括搅拌轴(29)，所述萃取槽(3)顶部设有减速电机(30)，所述搅拌轴(29)顶部贯穿喷淋板(23)、布料板(39)和萃取槽(3)顶部与减速电机(30)连接，所述搅拌轴(29)底部设有轴承，所述轴承通过支架与萃取槽(3)内壁固定连接，所述搅拌轴(29)与喷淋板(23)和布料板(39)活动卡接，所述搅拌轴(29)上固定设有搅拌桨(31)。
7.根据权利要求6所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述预搅拌盘(10)套设于搅拌轴(29)上且设置于搅拌桨(31)顶部，所述预搅拌盘(10)设置为倒圆台状，所述预搅拌盘(10)内壁设有多个拌料杆(32)，所述预搅拌盘(10)底部设有预混合液出管(33)，所述预混合液出管(33)上设有第二电磁阀(34)，所述预搅拌盘(10)顶部的布料板(39)一端延伸至预搅拌盘(10)上方且端部宽度小于预搅拌盘(10)顶部口径，所述预搅拌盘(10)顶部的布料板(39)前侧和后侧均设有挡板(35)。
8.根据权利要求7所述的一种钕铁硼废料除杂萃取装置，其特征在于：所述浊度传感器(15)设置为多个且从上到下均匀间隔分布于萃取槽(3)和二次分离槽(11)内部，所述三通管(14)两侧的管道上设有第三电磁阀(36)，所述萃取槽(3)外侧壁上设有PLC控制器(37)。
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