CN114210466B - 一种超纯铁精粉多级脱硅装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超纯铁精粉多级脱硅装置，属于纯铁精矿除硅技术领域。一种超纯铁精粉多级脱硅装置，包括脱硅箱体、反浮过滤机构、除硅加热罐、高效搅拌机构，所述脱硅箱体内部安装有固定板，所述反浮过滤机构固定于脱硅箱体外侧并通过管道连通；所述除硅加热罐安装于固定板下方，用于铁精矿高压加热除硅；所述高效搅拌机构安装于除硅加热罐上，对除硅加热罐内铁精矿和反应溶液的均匀搅拌。本发明采用超声搅拌浮选除杂及高压加热碱洗除杂方式，实现多级除硅，反浮过滤机构采用超声波振荡方式减少泡沫的产生，浮杂使用刮板自动化进行剔除处理，采用除硅加热罐与反浮过滤机构连接收集浮选浓缩的超纯精铁矿与氢氧化钠碱溶液混合，进行超精除硅。

Description

一种超纯铁精粉多级脱硅装置

技术领域

本发明涉及纯铁精矿除硅技术领域，尤其涉及一种超纯铁精粉多级脱硅装置。

背景技术

随着我国粉末冶金行业近年来的飞速发展，粉末冶金工业市场前景看好，粉末冶金制造业呈现持续发展的势头。目前国内许多铁粉的品种和质量满足不了市场需求。为了保障和满足粉末冶金、磁性材料及还原铁粉等行业优质原料需求，铁基超粉市场需求的越来越广阔，必将展现出了良好的市场前景

超纯铁精矿是以普通铁精矿为原料，经过二次磨矿、选别达到一定化学指标的铁精矿。是粉末冶金、磁性材料、永磁铁氧体预烧料、氧化铁颜料生产的基础材料。

超纯铁精矿一般指标要求为：TFe≥71.5％，粒度-300目≥97％，盐酸不溶物≤0.15％，Mn、S、P、Al、Mg微量，其中SiO2含量在0.13-0.25％的范围波动，因此我们设计了一种多级脱硅装置显示二氧化硅含量低于0.01％超精铁矿粉，成为精密仪器设备制作的基础材料。

因此设计一种超纯铁精粉多级脱硅装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有上述背景技术中提及的问题而提出的一种超纯铁精粉多级脱硅装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种超纯铁精粉多级脱硅装置，包括脱硅箱体，所述脱硅箱体内部安装有上下分层隔绝的固定板，所述固定板上层放置有二段脱磁的铁精矿，还包括；反浮过滤机构，所述反浮过滤机构固定于脱硅箱体外侧并通过管道连通；除硅加热罐，所述除硅加热罐安装于固定板下方，用于铁精矿高压加热除硅；高效搅拌机构，所述高效搅拌机构安装于除硅加热罐上，对除硅加热罐内铁精矿和反应溶液的均匀搅拌。

优选的，所述反浮过滤机构包括矩形透明的反浮槽，所述反浮槽上固定有安装于脱硅箱体侧边顶部，所述反浮槽正对脱硅箱体的侧边的顶部与底端分别开设有排砂孔，两个所述排砂孔分别对应到固定板的上下两侧，所述反浮槽侧边设有浮杂淌板，所述浮杂淌板处纵向设有转轴，所述转轴外侧固定有多个刮板，所述转轴端部固定有第一伺服电机。

优选的，所述反浮过滤机构还包括超声波振荡杆，所述超声波振荡杆悬空设置于反浮槽内部，所述反浮槽顶端固定有支撑架，所述支撑架固定于脱硅箱体顶面。

优选的，：所述反浮槽靠近底面位置固定安装有滤水板，所述反浮槽底端中部连通固定有排水管，所述排水管处安装有电磁感应阀A，位于下方的所述排砂孔上连接有排沙管，所述排沙管上安装有电磁感应阀B。

优选的，所述除硅加热罐由圆柱型罐体和锥型罐底焊接成型，所述除硅加热罐底端连有出料管，所述出料管上安装有电磁感应阀C，所述除硅加热罐侧边顶部对称设有两个入料孔，其中一个所述入料孔与排沙管连通。

优选的，所述除硅加热罐内壁盘绕有加热电阻丝，所述除硅加热罐内部顶端安装有温度传感器与压力传感器。

优选的，所述高效搅拌机构包括第一搅拌棒，所述第一搅拌棒由除硅加热罐顶部插入其内部并与其转动连接，所述除硅加热罐顶端固定有第二伺服电机，所述第二伺服电机输出轴上套接有齿轮A，所述第一搅拌棒顶部套接有与齿轮A啮合的齿轮B。

优选的，所述高效搅拌机构还包括弹性限位环，所述弹性限位环上端等间距固定有多个向中部倾斜的套管，所述套管底部固定有弹簧，所述弹簧顶部固定有第一活塞，所述套管内部滑动设有滑杆，所述滑杆顶部穿出套管并与第一搅拌棒连接固定，所述滑杆顶端固定有第二活塞，所述弹性限位环底部等间距固定有多个第二搅拌棒。

与现有技术相比，本发明提供了一种超纯铁精粉多级脱硅装置，具备以下有益效果：

(1)本发明采用超声搅拌浮选除杂及高压加热碱洗除杂方式，依次设置了反浮过滤机构和除硅加热罐，实现多级除硅的目的，反浮过滤机构采用超声波振荡杆的振荡方式减少泡沫的产生，加速药剂反应产生浮杂，产生的浮杂使用多个刮板自动化进行剔除，便于收集处理，采用除硅加热罐与反浮过滤机构连接收集浮选浓缩的超纯精铁矿与氢氧化钠碱溶液混合，进行超精除硅。

(2)本发明围绕除硅加热罐建立固液混合搅拌的高效搅拌机构，采用倾斜套管与滑杆进行加速搅拌，将滑杆插入套管中进行活动连接，设置第一活塞与第二活塞增加密封并形成可移动密封空间，利用转动的外力和套管内部弹簧的弹力实现套管的上下往复振荡，扩大搅拌范围，且振荡频率随转速递增，增加了搅拌效率。

(3)本发明将超纯精铁矿粉调成30％左右浓度浆液加入反浮槽中，并在浆液中加入十二胺药剂，采用超声波振荡杆悬空于反浮槽，与矿浆充分接触进行振荡搅拌，提高搅拌效率，避免泡沫的产生和加速浮渣的漂浮，振荡搅拌时，第一伺服电机驱动转轴304转动，并实现刮板的定向旋转，将浮渣刮至浮杂淌板上，进行自动化收集处理。

附图说明

图1为本发明的整体前视结构示意图；

图2为本发明的脱硅箱体前侧剖面整体前视结构示意图；

图3为本发明的整体立体反浮过滤机构结构示意图；

图4为本发明的反浮槽侧边剖面及相关组件结构示意图；

图5为本发明的除硅加热罐前侧剖面及内部组件前视结构示意图；

图6为本发明的除硅加热罐前侧剖面及内部组件拆分结构示意图；

图7为本发明的套管前侧剖面及相关组件结构示意图。

图号说明：1、脱硅箱体；2、固定板；3、反浮过滤机构；301、反浮槽；302、排砂孔；303、浮杂淌板；304、转轴；305、刮板；306、第一伺服电机；307、超声波振荡杆；308、支撑架；309、滤水板；310、排水管；311、排沙管；4、除硅加热罐；401、出料管；402、入料孔；403、加热电阻丝；404、温度传感器；405、压力传感器；5、高效搅拌机构；501、第一搅拌棒；502、第二伺服电机；503、齿轮A；504、齿轮B；505、弹性限位环；506、套管；507、弹簧；508、第一活塞；509、滑杆；510、第二活塞；511、第二搅拌棒。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-2，一种超纯铁精粉多级脱硅装置，包括脱硅箱体1，脱硅箱体1内部安装有上下分层隔绝的固定板2，固定板2上层放置有二段脱磁的铁精矿，还包括：反浮过滤机构3、除硅加热罐4、高效搅拌机构5，反浮过滤机构3固定于脱硅箱体1外侧并通过管道连通；除硅加热罐4安装于固定板2下方，用于铁精矿高压加热除硅；高效搅拌机构5安装于除硅加热罐4上，对除硅加热罐4内铁精矿和反应溶液的均匀搅拌。

本发明在提供了制备超纯精铁矿的精选环节除硅除杂装置，具体是将二段脱磁浓缩的铁矿粉先加入反浮槽301中进行反浮过滤，将浮起的硅及其他杂质过滤出去，再进行脱水浓缩后加入除硅加热罐4内，采用碱洗除去残留的微量硅。

本发明将超纯精铁矿的精选环节又划分成反浮过滤和高压碱洗，设计了反浮过滤机构3及除硅加热罐4，反浮过滤机构3采用十二胺做浮选药剂，使用超声振荡方式，实现高效除杂，除硅加热罐4与反浮过滤机构3连通，将浮选后浓缩的精铁矿加入除硅加热罐4与碱剂氢氧化钠溶液混合，在高压加热后进行超精除硅。

实施例2：

请参阅图3-4，基于实施例1又有所不同之处在于；反浮过滤机构3包括矩形透明的反浮槽301，反浮槽301上固定有安装于脱硅箱体1侧边顶部，反浮槽301正对脱硅箱体1的侧边的顶部与底端分别开设有排砂孔302，两个排砂孔302分别对应到固定板2的上下两侧，反浮槽301侧边设有浮杂淌板303，浮杂淌板303处纵向设有转轴304，转轴304外侧固定有多个刮板305，转轴304端部固定有第一伺服电机306。

反浮过滤机构3还包括超声波振荡杆307，超声波振荡杆307悬空设置于反浮槽301内部，反浮槽301顶端固定有支撑架308，支撑架308固定于脱硅箱体1顶面。

反浮槽301靠近底面位置固定安装有滤水板309，反浮槽301底端中部连通固定有排水管310，排水管310处安装有电磁感应阀A，位于下方的排砂孔302上连接有排沙管311，排沙管311上安装有电磁感应阀B。

本发明中将超纯精铁矿粉加入反浮槽301中进行调浆，让矿浆浓度控制在30％左右，启用超声波振荡杆307，对矿浆振荡搅拌，其中在振荡过程前先加入十二胺药剂，振荡过程中可继续加入少许，振荡搅拌时，反浮槽301表面将浮起如泡沫的浮渣，启用第一伺服电机306驱动转轴304转动，并实现刮板305的定向旋转，将浮渣刮至浮杂淌板303上，进行收集处理。

本发明中可多次重复反浮除杂步骤，或将多个反浮过滤机构3串联，完成多次精选除杂，并可在重复除杂时降低十二胺剂量。

实施例3：

请参阅图4，基于实施例1-2又有所不同之处在于；除硅加热罐4由圆柱型罐体和锥型罐底焊接成型，除硅加热罐4底端连有出料管401，出料管401上安装有电磁感应阀C，除硅加热罐4侧边顶部对称设有两个入料孔402，其中一个入料孔402与排沙管311连通。

除硅加热罐4内壁盘绕有加热电阻丝403，除硅加热罐4内部顶端安装有温度传感器404与压力传感器405。

本发明将浮选除杂后的超纯铁精矿二氧化硅含量在0.20％左右，因此设计了碱洗除硅机构获取氧化硅质量分数小于0.01％的超纯精铁矿粉，先是将反浮槽301与除硅加热罐4连通，采用电磁感应阀B控制，超纯铁精矿浮选浓缩后，开启电磁感应阀B让超纯铁精矿加入除硅加热罐4内部，另一个入料孔402中加入浓度为30％左右的氢氧化钠溶液，与超纯铁精矿按固液1:4的比例混合采用高效搅拌机构5摇匀，密封高压下进行150°加热3小时，冷却后将固液物料分离,再用水将固体物料洗至中性,烘干获得超纯精铁矿粉。

实施例4：

请参阅图5-7，基于实施例1-4又有所不同之处在于；高效搅拌机构5包括第一搅拌棒501，第一搅拌棒501由除硅加热罐4顶部插入其内部并与其转动连接，除硅加热罐4顶端固定有第二伺服电机502，第二伺服电机502输出轴上套接有齿轮A503，第一搅拌棒501顶部套接有与齿轮A503啮合的齿轮B504。

高效搅拌机构5还包括弹性限位环505，弹性限位环505上端等间距固定有多个向中部倾斜的套管506，套管506底部固定有弹簧507，弹簧507顶部固定有第一活塞508，套管506内部滑动设有滑杆509，滑杆509顶部穿出套管506并与第一搅拌棒501连接固定，滑杆509顶端固定有第二活塞510，弹性限位环505底部等间距固定有多个第二搅拌棒511。

本发明中通过第二伺服电机502驱动第一搅拌棒501转动，实现混合摇匀，将齿轮A503的齿数和尺寸设计大于齿轮B504的齿数和尺寸，进行加速传动，第一搅拌棒501在除硅加热罐4中倾斜焊接多个滑杆509可进行混合搅拌，而滑杆509又连接了套管506，滑杆509插入套管506后连接了第二活塞510，让套管506与滑杆509活动连接无法分离，套管506内部设置第一活塞508通过弹簧507与互动连接，第一活塞508与第二活塞510之间形成可移动密封空间。

本发明中滑杆509随第一搅拌棒501转动时，也降带动套管506转动，而套管506在转动时收到向下与向外的力，再加上套管506与滑杆509的互动连接，实现套管506沿倾斜向下的外力，借助弹簧507的弹力实现其往复运动，且实现在不同转速下的振荡效果不动，因此实现扩大搅拌范围，增加搅拌效率的问题。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超纯铁精粉多级脱硅装置，包括脱硅箱体（1），所述脱硅箱体（1）内部安装有上下分层隔绝的固定板（2），所述固定板（2）上层放置有二段脱磁的铁精矿，其特征在于：还包括；

反浮过滤机构（3），所述反浮过滤机构（3）固定于脱硅箱体（1）外侧并通过管道连通；

除硅加热罐（4），所述除硅加热罐（4）安装于固定板（2）下方，用于铁精矿高压加热除硅；

高效搅拌机构（5），所述高效搅拌机构（5）安装于除硅加热罐（4）上，对除硅加热罐（4）内铁精矿和反应溶液均匀搅拌。

2.根据权利要求1所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述反浮过滤机构（3）包括矩形透明的反浮槽（301），所述反浮槽（301）固定安装于脱硅箱体（1）侧边顶部，所述反浮槽（301）正对脱硅箱体（1）的侧边的顶部与底端分别开设有排砂孔（302），两个所述排砂孔（302）分别对应到固定板（2）的上下两侧，所述反浮槽（301）侧边设有浮杂淌板（303），所述浮杂淌板（303）处纵向设有转轴（304），所述转轴（304）外侧固定有多个刮板（305），所述转轴（304）端部固定有第一伺服电机（306）。

3.根据权利要求2所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述反浮过滤机构（3）还包括超声波振荡杆（307），所述超声波振荡杆（307）悬空设置于反浮槽（301）内部，所述反浮槽（301）顶端固定有支撑架（308），所述支撑架（308）固定于脱硅箱体（1）顶面。

4.根据权利要求3所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述反浮槽（301）靠近底面位置固定安装有滤水板（309），所述反浮槽（301）底端中部连通固定有排水管（310），所述排水管（310）处安装有电磁感应阀A，位于下方的所述排砂孔（302）上连接有排沙管（311），所述排沙管（311）上安装有电磁感应阀B。

5.根据权利要求4所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述除硅加热罐（4）由圆柱型罐体和锥型罐底焊接成型，所述除硅加热罐（4）底端连有出料管（401），所述出料管（401）上安装有电磁感应阀C，所述除硅加热罐（4）侧边顶部对称设有两个入料孔（402），其中一个所述入料孔（402）与排沙管（311）连通。

6.根据权利要求5所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述除硅加热罐（4）内壁盘绕有加热电阻丝（403），所述除硅加热罐（4）内部顶端安装有温度传感器（404）与压力传感器（405）。

7.根据权利要求6所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述高效搅拌机构（5）包括第一搅拌棒（501），所述第一搅拌棒（501）由除硅加热罐（4）顶部插入其内部并与其转动连接，所述除硅加热罐（4）顶端固定有第二伺服电机（502），所述第二伺服电机（502）输出轴上套接有齿轮A（503），所述第一搅拌棒（501）顶部套接有与齿轮A（503）啮合的齿轮B（504）。

8.根据权利要求7所述的一种超纯铁精粉多级脱硅装置，其特征在于：所述高效搅拌机构（5）还包括弹性限位环（505），所述弹性限位环（505）上端等间距固定有多个向中部倾斜的套管（506），所述套管（506）底部固定有弹簧（507），所述弹簧（507）顶部固定有第一活塞（508），所述套管（506）内部滑动设有滑杆（509），所述滑杆（509）顶部穿出套管（506）并与第一搅拌棒（501）连接固定，所述滑杆（509）顶端固定有第二活塞（510），所述弹性限位环（505）底部等间距固定有多个第二搅拌棒（511）。

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