CN111360041B - 一种铝电解工业中碳渣回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解工业中碳渣回收装置，包括工作箱以及设置于所述工作箱中的进料腔，所述工作箱中设有设置于所述进料腔右侧的浮选腔，所述进料腔与所述浮选腔通过碾磨腔连通，所述浮选腔左下侧设有辐射加热腔，所述辐射加热腔将铝电解工业中电解质溶液中的碳渣分离出来在单独进行碳粉颗粒去除，这一阶段无需对含碳渣的电解质溶液加热，不仅节省了能源，提高了对碳渣中有用元素的回收利用率，并且和早已分离的基本无碳渣电解质溶液混合，经过熔融处理后，可以直接再作为电解质溶液送入电解池使用。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解碳渣回收技术领域，具体为一种铝电解工业中碳渣回收利用装置。
背景技术
传统铝电解碳渣处理方式主要分为两种，分别为湿法和火法，湿法将待处理的碳渣磨碎，加入药剂进行浮选，得到的碳粉颗粒作为燃料，但对碳渣中其他有用元素如氟的回收利用率不高，火法是通过热辐射的方式将包含碳渣的电解质溶液中的碳粒加热至燃点，与空气中的氧气反应，化为气体排出，留下有用元素，但因为待处理的含碳渣的电解质溶液量大，十分耗能，对此情况，若能结合湿法和火法，对碳渣回收流程进行一定程度的改进，实现节能和有用元素的最大化利用，即可解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种铝电解工业中碳渣回收利用装置，克服了上述的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种铝电解工业中碳渣回收利用装置，包括工作箱以及设置于所述工作箱中的进料腔，所述工作箱中设有浮选腔，所述进料腔与所述浮选腔之间通过碾磨腔连通，所述工作箱中设有位于所述浮选腔左下侧的辐射加热腔，所述碾磨腔中设有碾碎机构，所述浮选腔中设有搅拌机构，所述浮选腔下侧固定设有滤板，电解质溶液中的碳渣经碾碎过滤后，碳渣留在所述滤板上侧，所述辐射加热腔与所述浮选腔之间连通且连通处设有可上下运动的移动阀门，所述辐射加热腔中滑动设有料槽，所述料槽中设有向上开口的碗形腔，所述碗形腔底部右侧设有向右开口的副料流腔，所述辐射加热腔下壁设有向上开口的滑槽腔，所述滑槽腔中滑动设有料槽支杆，所述滑槽腔下壁中设有电磁铁，所述料槽支杆通过顶压弹簧与所述滑槽腔下壁相连接，所述辐射加热腔上壁和左右壁上固定设有辐射加热片，所述所述浮选腔下侧设有主料流腔，所述辐射加热腔上壁中设有排气管，所述工作箱中设有位于所述主料流腔下侧的混合储存腔，所述混合储存腔左壁中设有与所述辐射加热腔连通的孔，所述料槽中碳渣到达指定重量后，所述副料流腔与所述混合储存腔连通，所述混合储存腔右壁中设有排出腔，所述排出腔中设有电动阀门，所述浮选腔右侧设有刮板运动腔，所述刮板运动腔后壁上设有电动滑轨，所述刮板运动腔上壁设有安装在所述电动滑轨上的刮板，所述主料流腔中设有第一阀门，所述浮选腔顶壁中设有用于添加药剂的添加管，所述添加管中设有第二阀门，所述浮选腔右壁固定设有液位传感器。
进一步地，所述碾碎机构包括设置于所述工作箱中的动力腔、第一传动腔，所述动力腔右壁固定设有电机，所述电机左端动力连接有动力轴，所述动力轴向左延伸至第一传动腔中，所述动力轴左端固定设有第一锥齿轮，所述第一传动腔后壁转动设有带轮轴，所述带轮轴上固定设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述碾磨腔中上下对称设有相互咬合的滚动辊，所述带轮轴与所述滚动辊之间通过第一皮带轮传动连接。
进一步地，所述搅拌机构包括转动设置于所述浮选腔顶壁的搅拌轴，所述搅拌轴上侧延伸至所述动力腔中，所述搅拌轴上端固定设有搅拌锥齿轮，所述动力腔左侧凸壁转动设有第一传动轴，所述第一传动轴与所述动力轴之间通过第二皮带轮传动连接，所述第一传动轴上固定设有扇形锥齿轮，所述搅拌锥齿轮与所述扇形锥齿轮啮合，所述浮选腔中设有安装在所述搅拌轴上的搅拌叶片。
进一步地，所述第一阀门包括设置于所述浮选腔下侧的第三传动腔，所述第三传动腔左右壁之间转动设有第三传动轴，所述第三传动轴与所述第一传动轴之间通过第三皮带轮传动连接，所述第三传动轴上固定设有第一凸轮，所述第三传动腔上壁设有滑槽，所述滑槽上壁滑动设有第一阀门板，所述第一阀门板下端面设有与所述第一凸轮上端相抵的斜面，所述第一阀门板与所述滑槽右壁之间通过复位弹簧相连接。
进一步地，所述第二阀门包括固定安装在所述第一传动轴右端的第二凸轮，所述动力腔下侧设有阀门槽，所述阀门槽中滑动设有第二阀门板，所述第二阀门板与所述阀门槽左壁之间通过连接弹簧连接，所述第二阀门板延伸至所述添加管中控制所述添加管的封闭与开启。
进一步地，所述工作箱中设有气缸阀门腔，所述气缸阀门腔上壁固定设有气缸，所述气缸与所述液位传感器之间电性连接，所述移动阀门与所述气缸下侧的活塞杆固定连接。
进一步地，所述辐射加热腔下壁螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆上端固定设有压力传感器，所述螺纹杆下端固定连接有旋转把手，调整所述压力传感器与所述料槽之间的距离，用来调节所述碗形腔中待加热碳渣的重量。
进一步地，所述进料腔顶壁中设有向上开口的水管和电解质溶液管，所述水管、所述电解质溶液管中转动设有阀门球，两个所述阀门球通过阀门控制轴固定连接，所述工作箱中设有第二传动腔，所述阀门控制轴右端延伸至所述第二传动腔中，所述阀门控制轴右端固定设有齿轮，所述第二传动腔右壁中转动设有延伸至所述第一传动腔中的第二传动轴，所述第二传动轴右端固定设有与所述第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮，所述第二传动轴左端设有扇形齿轮。
本发明的有益效果：将铝电解工业中电解质溶液中的碳渣分离出来单独进行碳粉颗粒去除，这一阶段无需对含碳渣的电解质溶液加热，不仅节省了能源，提高了对碳渣中有用元素的回收利用率，并且和早已分离的基本无碳渣电解质溶液混合，经过熔融处理后，可以直接在作为电解质溶液送入电解池使用。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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发明的一些实施例，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是本发明整体结构示意图；
图2是图1中A-A处结构示意图；
图3是图一中料槽59的俯视图。
具体实施方式
下面结合图1-3对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图 1-3所述的一种铝电解工业中碳渣回收利用装置，包括工作箱10以及设置于所述工作箱10中的进料腔66，所述工作箱10中设有浮选腔39，所述进料腔66与所述浮选腔39之间通过碾磨腔91连通，所述10中设有位于所述浮选腔39左下侧的辐射加热腔60，所述碾磨腔91中设有碾碎机构100，所述浮选腔39中设有搅拌机构200，所述浮选腔39下侧固定设有滤板77，电解质溶液中的碳渣经碾碎过滤后，碳渣留在所述滤板77上侧，所述辐射加热腔60与所述浮选腔39之间连通且连通处设有可上下运动的移动阀门76，所述辐射加热腔60中滑动设有料槽59，所述料槽59中设有向上开口的碗形腔92，所述碗形腔92底部右侧设有向右开口的副料流腔58，所述辐射加热腔60下壁设有向上开口的滑槽腔51，所述滑槽腔51中滑动设有料槽支杆53，所述滑槽腔51下壁中设有电磁铁50，所述料槽支杆53通过顶压弹簧52与所述滑槽腔51下壁相连接，所述辐射加热腔60上壁和左右壁上固定设有辐射加热片61，所述所述浮选腔39下侧设有主料流腔89，所述辐射加热腔60上壁中设有排气管62，所述工作箱10中设有位于所述主料流腔89下侧的混合储存腔48，所述混合储存腔48左壁中设有与所述辐射加热腔60连通的孔，所述料槽59中碳渣到达指定重量后，所述副料流腔58与所述混合储存腔48连通，所述混合储存腔48右壁中设有排出腔93，所述排出腔93中设有电动阀门49，所述浮选腔39右侧设有刮板运动腔42，所述刮板运动腔42后壁上设有电动滑轨47，所述刮板运动腔42上壁设有安装在所述电动滑轨47上的刮板41，所述主料流腔89中设有第一阀门300，所述浮选腔39顶壁中设有用于添加药剂的添加管33，所述添加管33中设有第二阀门400，所述浮选腔39右壁固定设有液位传感器86。
有益地，所述碾碎机构100包括设置于所述工作箱10中的动力腔26、第一传动腔68，所述动力腔26右壁固定设有电机25，所述电机25左端动力连接有动力轴24，所述动力轴24向左延伸至第一传动腔68中，所述动力轴24左端固定设有第一锥齿轮22，所述第一传动腔68后壁转动设有带轮轴21，所述带轮轴21上固定设有与所述第一锥齿轮22啮合的第二锥齿轮56，所述碾磨腔91中上下对称设有相互咬合的滚动辊71，所述带轮轴21与所述滚动辊71之间通过第一皮带轮94传动连接。
有益地，所述搅拌机构200包括转动设置于所述浮选腔39顶壁的搅拌轴38，所述搅拌轴38上侧延伸至所述动力腔26中，所述搅拌轴38上端固定设有搅拌锥齿轮37，所述动力腔26左侧凸壁转动设有第一传动轴31，所述第一传动轴31与所述动力轴24之间通过第二皮带轮23传动连接，所述第一传动轴31上固定设有扇形锥齿轮30，所述搅拌锥齿轮37与所述扇形锥齿轮30啮合，所述浮选腔39中设有安装在所述搅拌轴38上的搅拌叶片40。
有益地，所述第一阀门300包括设置于所述浮选腔39下侧的第三传动腔85，所述第三传动腔85左右壁之间转动设有第三传动轴82，所述第三传动轴82与所述第一传动轴31之间通过第三皮带轮29传动连接，所述第三传动轴82上固定设有第一凸轮81，所述第三传动腔85上壁设有滑槽84，所述滑槽84上壁滑动设有第一阀门板80，所述第一阀门板80下端面设有与所述第一凸轮81上端相抵的斜面，所述第一阀门板80与所述滑槽84右壁之间通过复位弹簧83相连接。
有益地，所述第二阀门400包括固定安装在所述第一传动轴31右端的第二凸轮32，所述动力腔26下侧设有阀门槽88，所述阀门槽88中滑动设有第二阀门板35，所述第二阀门板35与所述阀门槽88左壁之间通过连接弹簧36连接，所述第二阀门板35延伸至所述添加管33中控制所述添加管33的封闭与开启。
有益地，所述工作箱10中设有气缸阀门腔87，所述气缸阀门腔87上壁固定设有气缸74，所述气缸74与所述液位传感器86之间电性连接，所述移动阀门76与所述气缸74下侧的活塞杆固定连接。
有益地，所述辐射加热腔60下壁螺纹连接有螺纹杆55，所述螺纹杆55上端固定设有压力传感器57，所述螺纹杆55下端固定连接有旋转把手54，调整所述压力传感器57与所述料槽59之间的距离，用来调节所述碗形腔92中待加热碳渣的重量。
有益地，所述进料腔66顶壁中设有向上开口的水管11和电解质溶液管14，所述水管11、所述电解质溶液管14中转动设有阀门球12，两个所述阀门球12通过阀门控制轴16固定连接，所述工作箱10中设有第二传动腔67，所述阀门控制轴16右端延伸至所述第二传动腔67中，所述阀门控制轴16右端固定设有齿轮17，所述第二传动腔67右壁中转动设有延伸至所述第一传动腔68中的第二传动轴19，所述第二传动轴19右端固定设有与所述第二锥齿轮56啮合的第三锥齿轮20，所述第二传动轴19左端设有扇形齿轮18。
工作步骤为：初始状态时，所述阀门球12、所述移动阀门76、所述电动阀门49皆为关闭状态；
所述电机25启动，所述动力轴24通过所述第一锥齿轮22、所述第二锥齿轮56、所述第三锥齿轮20、所述第二传动轴19、所述扇形齿轮18、所述齿轮17带动所述阀门球12转动，使得水和电解质溶液分别从所述水管11和所述电解质溶液管14中流入进料腔66，在所述进料腔66内水和电解质溶液混合后流入所述碾磨腔91；
所述动力轴24通过所述第一锥齿轮22、所述第二锥齿轮56通过皮带轮94带动所述滚动辊71转动，对流入所述碾磨腔91的电解质溶液进行碾磨，将其中的较大碳渣碾碎，然后混合溶液流入所述浮选腔39；
所述动力轴24通过所述皮带轮23、所述第一传动轴31在所述第二凸轮32推程内推动所述第二阀门板35向左移动，使得可以和微小碳渣颗粒结合的药剂进入所述浮选腔39，经过所述第二凸轮32推程后，在回程内所述连接弹簧36推动所述第二阀门板35向右运动复位，阻止药剂流入；
所述动力轴24通过所述皮带轮23、所述扇形锥齿轮30、所述搅拌锥齿轮37、所述搅拌轴38带动所述搅拌叶片40在所述浮选腔39内转动以搅拌碾磨后的电解质溶液，使得药剂和微小碳渣颗粒结合更充分以便均匀生成碳渣沉淀；
所述动力轴24通过所述皮带轮23、所述第一传动轴31、所述皮带轮29、所述第三传动轴82在所述第一凸轮81推程内推动所述第一阀门板80向右运动，使得所述浮选腔39内的溶液通过主料流腔89流入所述混合储存腔48，溶液中与药剂结合而生成的碳渣沉淀被所述滤板77过滤，留在了所述滤板77上，在所述第一阀门板80开启时，所述浮选腔39内液位下降，所述第二凸轮32的回程时所述第一阀门板80在所述复位弹簧83的作用下向左运动复位；
所述液位传感器86感受到所述浮选腔39内的液位变化，当所述浮选腔内溶液液位下降至所述滤板77上表面以下时，所述液位传感器将信息传递给所述气缸74和所述电动滑轨47，所述气缸74通过下端的活塞杆将所述气缸移动阀门76拉升，所述浮选腔39与所述辐射加热腔60连通，所述电动滑轨47推动所述刮板41将所述滤板77上碳渣刮入所述辐射加热腔60中，从而掉入所述料槽59的所述碗形腔92中，当所述刮板41左端运动至所述浮选腔39左壁时，所述电动滑轨47反向驱动使刮板41向右运动复位，同时移动阀门76向下运动复位；
随着刮入所述碗形腔92的碳渣重量增加，所述料槽59在所述料槽支杆53的带动下下降，碰触到所述压力传感器57，所述压力传感器57将信息传送所述辐射加热片61，所述辐射加热片61启动，同时所述电磁铁50启动吸引住所述料槽支杆53使其暂时固定不动，通过辐射加热使得碳渣中的碳粉颗粒与空气中的氧气结合，形成二氧化碳，通过所述排气管62排除，碳渣中剩余的其他物质经过加热后成熔融状态，通过所述副料流腔58流入所述混合储存腔48中；
待到所述碗形腔92内的碳渣熔融物质基本流入所述混合储存腔48后，所述电磁铁50断电，所述料槽支杆53在所述顶压弹簧51的作用下缓慢推动所述料槽59向上运动；
当所述混合储存腔48内的电解质溶液到达一定量时，即可打开所述电动阀门49，再经过熔融处理后该混合电解质溶液可回收利用。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种铝电解工业中碳渣回收装置，包括工作箱以及设置于所述工作箱中的进料腔，其特征在于：所述工作箱中设有浮选腔，所述进料腔与所述浮选腔之间通过碾磨腔连通，所述工作箱中设有位于所述浮选腔左下侧的辐射加热腔，所述碾磨腔中设有碾碎机构，所述浮选腔中设有搅拌机构，所述浮选腔下侧固定设有滤板，电解质溶液中的碳渣经碾碎过滤后，碳渣留在所述滤板上侧，所述辐射加热腔与所述浮选腔之间连通且连通处设有可上下运动的移动阀门，所述辐射加热腔中滑动设有料槽，所述料槽中设有向上开口的碗形腔，所述碗形腔底部右侧设有向右开口的副料流腔，所述辐射加热腔下壁设有向上开口的滑槽腔，所述滑槽腔中滑动设有料槽支杆，所述滑槽腔下壁中设有电磁铁，所述料槽支杆通过顶压弹簧与所述滑槽腔下壁相连接，所述辐射加热腔上壁和左右壁上固定设有辐射加热片，所述所述浮选腔下侧设有主料流腔，所述辐射加热腔上壁中设有排气管，所述工作箱中设有位于所述主料流腔下侧的混合储存腔，所述混合储存腔左壁中设有与所述辐射加热腔连通的孔，所述料槽中碳渣到达指定重量后，所述副料流腔与所述混合储存腔连通，所述混合储存腔右壁中设有排出腔，所述排出腔中设有电动阀门，所述浮选腔右侧设有刮板运动腔，所述刮板运动腔后壁上设有电动滑轨，所述刮板运动腔上壁设有安装在所述电动滑轨上的刮板，所述主料流腔中设有第一阀门，所述浮选腔顶壁中设有用于添加药剂的添加管，所述添加管中设有第二阀门，所述浮选腔右壁固定设有液位传感器；
所述碾碎机构包括设置于所述工作箱中的动力腔、第一传动腔，所述动力腔右壁固定设有电机，所述电机左端动力连接有动力轴，所述动力轴向左延伸至第一传动腔中，所述动力轴左端固定设有第一锥齿轮，所述第一传动腔后壁转动设有带轮轴，所述带轮轴上固定设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述碾磨腔中上下对称设有相互咬合的滚动辊，所述带轮轴与所述滚动辊之间通过第一皮带轮传动连接；
所述搅拌机构包括转动设置于所述浮选腔顶壁的搅拌轴，所述搅拌轴上侧延伸至所述动力腔中，所述搅拌轴上端固定设有搅拌锥齿轮，所述动力腔左侧凸壁转动设有第一传动轴，所述第一传动轴与所述动力轴之间通过第二皮带轮传动连接，所述第一传动轴上固定设有扇形锥齿轮，所述搅拌锥齿轮与所述扇形锥齿轮啮合，所述浮选腔中设有安装在所述搅拌轴上的搅拌叶片；
所述第一阀门包括设置于所述浮选腔下侧的第三传动腔，所述第三传动腔左右壁之间转动设有第三传动轴，所述第三传动轴与所述第一传动轴之间通过第三皮带轮传动连接，所述第三传动轴上固定设有第一凸轮，所述第三传动腔上壁设有滑槽，所述滑槽上壁滑动设有第一阀门板，所述第一阀门板下端面设有与所述第一凸轮上端相抵的斜面，所述第一阀门板与所述滑槽右壁之间通过复位弹簧相连接；
所述第二阀门包括固定安装在所述第一传动轴右端的第二凸轮，所述动力腔下侧设有阀门槽，所述阀门槽中滑动设有第二阀门板，所述第二阀门板与所述阀门槽左壁之间通过连接弹簧连接，所述第二阀门板延伸至所述添加管中通过所述第二凸轮控制所述添加管的封闭与开启；
所述工作箱中设有气缸阀门腔，所述气缸阀门腔上壁固定设有气缸，所述气缸与所述液位传感器之间电性连接，所述移动阀门与所述气缸下侧的活塞杆固定连接；
所述辐射加热腔下壁螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆上端固定设有压力传感器，所述螺纹杆下端固定连接有旋转把手，所述旋转把手用于调整所述压力传感器与所述料槽之间的距离，用来调节所述碗形腔中待加热碳渣的重量；
所述进料腔顶壁中设有向上开口的水管和电解质溶液管，所述水管、所述电解质溶液管中转动设有阀门球，两个所述阀门球通过阀门控制轴固定连接，所述工作箱中设有第二传动腔，所述阀门控制轴右端延伸至所述第二传动腔中，所述阀门控制轴右端固定设有齿轮，所述第二传动腔右壁中转动设有延伸至所述第一传动腔中的第二传动轴，所述第二传动轴右端固定设有与所述第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮，所述第二传动轴左端设有扇形齿轮。
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