CN111472017A - 一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置及过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置及过滤方法，包括电解池和架设在其上方的安装板，所述安装板下端的供电端分别连接阴极杆和阳极杆，所述阴极杆和阳极杆下端都伸入电解池内部的氯化镁溶液中，所述阴极杆和阳极杆所在的区域通过隔膜隔断；所述阴极杆所在安装板下方设有旋转筒，所述旋转筒采用绝缘材料制成，所述旋转筒与阴极杆同轴设置，且旋转筒下端超过阴极杆下端，所述旋转筒下端口处设有用于将流体向上推动的推动叶片，本发明针对现有装置的弊端进行设计，可以不断的将阴极杆表面析出的氢氧化镁固体带走，并配合电解液的循环，从而对氢氧化镁进行不断的过滤，使得电解过程可以持续不断的进行，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及冶金化工技术领域，具体是一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置及过滤方法。
背景技术
氢氧化镁，白色无定形粉末。别名苛性镁石，轻烧镁砂等，氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳，英文名称为Magnesium hydroxide。氢氧化镁是无色六方柱晶体或白色粉末，难溶于水和醇，溶于稀酸和铵盐溶液，水溶液呈弱碱性。在水中的溶解度很小，但溶于水的部分完全电离。
一般获得高纯度的氢氧化镁都采用电解的方法，电解开始时电解液中Mg2+离子的浓度就很高，OH-离子通过阴极电解产生，一旦生成OH-离子就和Mg2+离子迅速结合，生成产物固体氢氧化镁。
在电沉积技术中，通过电解氯化镁生产高纯氢氧化镁，电极上会粘附大量的氢氧化镁，随着氢氧化镁的积累，电极的导电率会降低，同时产物氢氧化镁堆积在电解槽中，不能及时排出，也会影响连续生产，所以需要及时将电极上析出的氢氧化镁及产物氢氧化镁除去，并将其过滤走，基于此，现在提供一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置及过滤方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置及过滤方法，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：
一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，包括电解池和架设在其上方的安装板，所述安装板下端的供电端分别连接阴极杆和阳极杆，所述阴极杆和阳极杆下端都伸入电解池内部的氯化镁溶液中，所述阴极杆和阳极杆所在的区域通过隔膜隔断；
所述阴极杆所在安装板下方设有旋转筒，所述旋转筒采用绝缘材料制成，所述旋转筒与阴极杆同轴设置，且旋转筒下端超过阴极杆下端，所述旋转筒下端口处设有用于将流体向上推动的推动叶片，所述旋转筒上端外侧与轴承内圈连接固定，所述轴承外圈通过第二吊杆与安装板连接固定，轴承的设置使得旋转筒可以转动；
所述旋转筒上端设有便于阴极杆穿过的通口，所述旋转筒上端连接用于带动其旋转的旋转驱动件，所述旋转筒外侧穿设有一个收集槽，所述收集槽下端设有回流管，所述收集槽中间位置设有便于旋转筒穿过的孔洞，所述收集槽外侧通过第一吊杆与安装板连接固定，所述收集槽内部设有呈锥形结构的过滤板，过滤板表面均布有过滤孔；
所述收集槽上方的旋转筒外侧设有溢流管，所述溢流管下侧设有至少一个竖直朝下的出水孔，所述溢流管外侧通过连接杆连接与过滤板的曲面相抵的刮料板，所述收集槽外侧设有排出管，所述排出管穿过电解池右侧面；
所述旋转筒内壁还设有用于将阴极杆表面附着的氢氧化镁除去的刮料件；
作为本发明进一步的方案：所述刮料件包括至少一个与旋转筒内壁连接的矩形块，所述矩形块外端设有与阴极杆相配合的弧形槽，所述弧形槽表面设有若干个喷水孔，所述矩形块的迎水面设有进水端口，所述进水端口为外端大内端小的锥形端口，所述进水端口内部设有与喷水孔连通的连接通道。
作为本发明再进一步的方案：所述电解池右侧设有用于接收从排出管排出的氢氧化镁固体的收集池，所述收集池内部设有用于缓存物料的集料透水板。
作为本发明再进一步的方案：所述过滤板表面铺设有用于将液体中的氢氧化镁固体过滤的过滤膜。
作为本发明再进一步的方案：所述旋转筒表面设有惰性保护层。
作为本发明再进一步的方案：所述旋转筒上端通口设有与阴极杆旋转密封的密封圈。
作为本发明再进一步的方案：所述旋转驱动件包括设置在旋转筒上端的从动齿环，所述从动齿环所在的第二吊杆上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有与从动齿环相互啮合的驱动齿轮。
一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置的过滤方法，通过旋转驱动件带动旋转筒转动，旋转筒内部的刮料件会将阴极杆表面析出的氢氧化镁固体分离，与此同时，电解液会沿着刮料件的进水端口进入，在锥形端口的引导压缩下，电解液会从喷水孔中喷出，从而将阴极杆表面析出的氢氧化镁带走，而推动叶片会将电解池内部的液体向上推动，从而使得含有氢氧化镁固体的液体沿着溢流管排出，溢流管中的固液混合物会从喷水孔中喷入收集槽中，氢氧化镁则会被过滤板阻挡，从而停留在过滤板表面，而液体则会穿过过滤板并沿着回流管回到电解池中，由于过滤板为倾斜面，且配合离心力的作用，堆积的析出物会向过滤板底部滑动，另外与溢流管连接的刮料板也会将附着在锥形过滤板表面的氢氧化镁刮动实现堆积，堆积的物料最后会沿着排出管排出，从而最终完成固液分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行设计，可以不断的将阴极杆表面析出的氢氧化镁固体带走，并配合电解液的循环，从而对氢氧化镁进行不断的过滤，使得电解过程可以持续不断的进行，实用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中旋转筒和收集槽的结构示意图。
图3为本发明中刮料件的结构示意图。
其中：电解池1、隔膜2、阳极杆3、安装板4、阴极杆5、第一吊杆6、第二吊杆7、驱动电机8、驱动齿轮9、从动齿环10、溢流管11、出水孔12、过滤板13、排出管14、集料透水板15、收集池16、旋转筒17、推动叶片18、惰性保护层19、回流管20、收集槽21、刮料件22、连接杆131、进水端口221、喷水孔222、弧形槽223。
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。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，包括电解池1和架设在其上方的安装板4，所述安装板4下端的供电端分别连接阴极杆5和阳极杆3，所述阴极杆5和阳极杆3下端都伸入电解池1内部的氯化镁溶液中，所述阴极杆5和阳极杆3所在的区域通过隔膜2隔断；
所述阴极杆5所在安装板4下方设有旋转筒17，所述旋转筒17采用绝缘材料制成，所述旋转筒17与阴极杆5同轴设置，且旋转筒下端超过阴极杆5下端，所述阴极杆5下端口处设有用于将流体向上推动的推动叶片18，所述旋转筒17上端外侧与轴承内圈连接固定，所述轴承外圈通过第二吊杆7与安装板4连接固定，轴承的设置使得旋转筒17可以转动；
所述旋转筒17上端设有便于阴极杆5穿过的通口，所述旋转筒17上端连接用于带动其旋转的旋转驱动件，所述旋转筒17外侧穿设有一个收集槽21，所述收集槽21下端设有回流管20，所述收集槽21中间位置设有便于旋转筒7穿过的孔洞，所述收集槽21外侧通过第一吊杆6与安装板4连接固定，所述收集槽21内部设有呈锥形结构的过滤板13，过滤板13表面铺设有用于将液体中的氢氧化镁固体过滤的过滤膜，这种锥形结构的设计方式有助于增大过滤面积，也方便氢氧化镁向四周汇集；
所述收集槽21上方的旋转筒17外侧设有溢流管11，所述溢流管11下侧设有至少一个竖直朝下的出水孔12，所述溢流管11外侧通过连接杆131连接与过滤板13的曲面相抵的刮料板，所述收集槽21外侧设有排出管14，所述排出管14穿过电解池1右侧面；
所述旋转筒17内壁还设有用于将阴极杆5表面附着的氢氧化镁除去的刮料件22；
在实际使用时，在旋转驱动件的带动下，旋转筒17会不断的转动，旋转筒17内部的刮料件22会将阴极杆5表面析出的氢氧化镁固体分离，而推动叶片18会将电解池1内部的液体向上推动，从而使得含有氢氧化镁固体的液体沿着溢流管11排出，溢流管11中的固液混合物会从喷水孔12中喷入收集槽21中，氢氧化镁则会被过滤板13阻挡，从而停留在过滤板13表面，而液体则会穿过过滤板13并沿着回流管20回到电解池中，由于过滤板13为倾斜面，且配合离心力的作用，堆积的析出物会向过滤板13底部滑动，另外与溢流管11连接的刮料板也会将附着在锥形过滤板13表面的氢氧化镁刮动实现堆积，堆积的物料最后会沿着排出管14排出，从而最终完成固液分离；
所述电解池1右侧设有用于接收从排出管14排出的氢氧化镁固体的收集池16，所述收集池16内部设有用于缓存物料的集料透水板15，集料透水板15可以将氢氧化镁慢慢滤干；
这里需要注意的是，本申请中的过滤板为锥形结构，所以固液混合物沿着其顶部下滑，在下滑的过程中绝大部分的液体都会穿过过滤板，只有极少部分的液体吸附在氢氧化镁固体中，再配合刮料板的刮料，所以氢氧化镁会成堆，可以沿着排出管14滑出去；
所述刮料件22包括至少一个与旋转筒17内壁连接的矩形块，所述矩形块外端设有与阴极杆5相配合的弧形槽223，所述弧形槽223表面设有若干个喷水孔222，所述矩形块的迎水面设有进水端口221，所述进水端口221为外端大内端小的锥形端口，所述进水端口221内部设有与喷水孔222连通的连接通道；
在旋转筒17带动刮料件22转动时，电解液会沿着进水端口221进入，在锥形端口的引导压缩下，电解液会从喷水孔222中喷出，从而将阴极杆5表面析出的氢氧化镁带走，这种刮料方式不会使得刮料件22与阴极杆之间接触，从而避免了对阴极杆5的磨损，有效的保证了装置的使用寿命；
所述旋转驱动件包括设置在旋转筒17上端的从动齿环10，所述从动齿环10所在的第二吊杆7上安装有驱动电机8，所述驱动电机8的输出端设有与从动齿环10相互啮合的驱动齿轮9，通过驱动电机8带动从动齿轮10和驱动齿轮9转动，从而为旋转筒17的转动提供动力。
本发明的工作原理是：通过旋转驱动件带动旋转筒17转动，旋转筒17内部的刮料件22会将阴极杆5表面析出的氢氧化镁固体分离，与此同时，电解液会沿着刮料件22的进水端口221进入，在锥形端口的引导压缩下，电解液会从喷水孔222中喷出，从而将阴极杆5表面析出的氢氧化镁带走，而推动叶片18会将电解池1内部的液体向上推动，从而使得含有氢氧化镁固体的液体沿着溢流管11排出，溢流管11中的固液混合物会从喷水孔12中喷入收集槽21中，氢氧化镁则会被过滤板13阻挡，从而停留在过滤板13表面，而液体则会穿过过滤板13并沿着回流管20回到电解池中，由于过滤板13为倾斜面，且配合离心力的作用，堆积的析出物会向过滤板13底部滑动，另外与溢流管11连接的刮料板也会将附着在锥形过滤板13表面的氢氧化镁刮动实现堆积，堆积的物料最后会沿着排出管14排出，从而最终完成固液分离。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，包括电解池(1)和架设在其上方的安装板(4)，所述安装板(4)下端的供电端分别连接阴极杆(5)和阳极杆(3)，所述阴极杆(5)和阳极杆(3)下端都伸入电解池(1)内部的氯化镁溶液中，所述阴极杆(5)和阳极杆(3)所在的区域通过隔膜(2)隔断；
其特征在于，所述阴极杆(5)所在安装板(4)下方设有旋转筒(17)，所述旋转筒(17)采用绝缘材料制成，所述旋转筒(17)与阴极杆(5)同轴设置，且旋转筒下端超过阴极杆(5)下端，所述阴极杆(5)下端口处设有用于将流体向上推动的推动叶片(18)，所述旋转筒(17)上端外侧与轴承内圈连接固定，所述轴承外圈通过第二吊杆(7)与安装板(4)连接固定，轴承的设置使得旋转筒(17)可以转动；
所述旋转筒(17)上端设有便于阴极杆(5)穿过的通口，所述旋转筒(17)上端连接用于带动其旋转的旋转驱动件，所述旋转筒(17)外侧穿设有一个收集槽(21)，所述收集槽(21)下端设有回流管(20)，所述收集槽(21)中间位置设有便于旋转筒(17)穿过的孔洞，所述收集槽(21)外侧通过第一吊杆(6)与安装板(4)连接固定，所述收集槽(21)内部设有呈锥形结构的过滤板(13)，过滤板(13)表面均布有过滤孔；
所述收集槽(21)上方的旋转筒(17)外侧设有溢流管(11)，所述溢流管(11)下侧设有至少一个竖直朝下的出水孔(12)，所述溢流管(11)外侧通过连接杆(131)连接与过滤板(13)的曲面相抵的刮料板，所述收集槽(21)外侧设有排出管(14)，所述排出管(14)穿过电解池(1)右侧面；
所述旋转筒(17)内壁还设有用于将阴极杆(5)表面附着的氢氧化镁除去的刮料件(22)。
2.根据权利要求1所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，其特征在于，所述刮料件(22)包括至少一个与旋转筒(17)内壁连接的矩形块，所述矩形块外端设有与阴极杆(5)相配合的弧形槽(223)，所述弧形槽(223)表面设有若干个喷水孔(222)，所述矩形块的迎水面设有进水端口(221)，所述进水端口(221)为外端大内端小的锥形端口，所述进水端口(221)内部设有与喷水孔(222)连通的连接通道。
3.根据权利要求1所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，其特征在于，所述电解池(1)右侧设有用于接收从排出管(14)排出的氢氧化镁固体的收集池(16)，所述收集池(16)内部设有用于缓存物料的集料透水板(15)。
4.根据权利要求1所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，其特征在于，所述过滤板(13)表面铺设有用于将液体中的氢氧化镁固体过滤的过滤膜。
5.根据权利要求1所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，其特征在于，所述旋转筒(17)表面设有惰性保护层(19)。
6.根据权利要求1所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，其特征在于，所述旋转筒(17)上端通口设有与阴极杆(5)旋转密封的密封圈。
7.根据权利要求1所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置，其特征在于，所述旋转驱动件包括设置在旋转筒(17)上端的从动齿环(10)，所述从动齿环(10)所在的第二吊杆(7)上安装有驱动电机(8)，所述驱动电机(8)的输出端设有与从动齿环(10)相互啮合的驱动齿轮(9)。
8.一种权利要求1-7任一所述的基于隔膜电沉积技术的氢氧化镁过滤装置的过滤方法，其特征在于，通过旋转驱动件带动旋转筒(17)转动，旋转筒(17)内部的刮料件(22)会将阴极杆(5)表面析出的氢氧化镁固体分离，与此同时，电解液会沿着刮料件(22)的进水端口(221)进入，在锥形端口的引导压缩下，电解液会从喷水孔(222)中喷出，从而将阴极杆(5)表面析出的氢氧化镁带走，而推动叶片(18)会将电解池(1)内部的液体向上推动，从而使得含有氢氧化镁固体的液体沿着溢流管(11)排出，溢流管(11)中的固液混合物会从喷水孔(12)中喷入收集槽(21)中，氢氧化镁则会被过滤板(13)阻挡，从而停留在过滤板(13)表面，而液体则会穿过过滤板(13)并沿着回流管(20)回到电解池中，由于过滤板(13)为倾斜面，且配合离心力的作用，堆积的析出物会向过滤板(13)底部滑动，另外与溢流管(11)连接的刮料板也会将附着在锥形过滤板(13)表面的氢氧化镁刮动实现堆积，堆积的物料最后会沿着排出管(14)排出，从而最终完成固液分离。
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