CN114427031A - 一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于稀土金属回收技术领域，且公开了一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，包括底座，所述底座的顶部固定安装有收集室，所述收集室的顶部固定安装有第一竖管，所述第一竖管的顶部活动连接有转块，所述转块的顶部活动连接有第二竖管。本发明通过设置转块和树脂块，通过电机带动转块进行转动，与传统的装置相比，该装置可以通过在固定的时间间隔后使得转块逆时针转动九十度，将几乎完全变成饱和段的树脂通过转动带出装置的同时，也将洗好待用的树脂转动至原树脂的位置继续进行作业，使得工作人员可以对树脂块进行不间断更换，防止装置对树脂块更换时产生中断，影响稀有金属的提纯效率。

Description

一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置

技术领域

本发明属于稀土金属回收技术领域，具体为一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置。

背景技术

稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，稀土金属的光泽介于银和铁之间，杂质含量对它们的性质影响很大，因而载于文献中的物理性质常有明显差异，从精矿提取所得的混合稀土化合物中分离提取单一稀土元素，不仅要将这十几个化学性质极其相近的稀土元素分离出来，而且还必须将稀土元素和伴生的杂质分离开来，主要有化学法、离子交换法和溶剂萃取法等。

目前，企业在对稀土金属进行提纯回收作业时，综合成本和效率考虑，一般的企业大都采用离子交换法，通过树脂对杂质离子的吸附，从而对稀有金属进行提纯作业，然而树脂在作业的过程中，将会分为三段：饱和段、交换段和新树脂段，随着吸附作业的进行，饱和段越长，新树脂段越短，当新树脂段彻底消失后，就需要对饱和树脂进行清洗，然而在对树脂进行清洗的过程，该装置无法继续作业，从而使得金属提纯作业产生中断，降低了提纯作业的效率。

通常在使用离子交换装置对稀土金属进行提纯作业时，当树脂完全变成饱和段，需要对树脂进行清洗作业前，此时树脂内部还存留有部分没有被树脂吸收的溶液，若控干后再清洗将会使得未被提纯的溶液进入到提存后的溶液内部导致污染，若直接进行清洗将会使得树脂内部的溶液一同被冲洗掉而导致浪费，因此需要对其进行改进和优化。

一般的离子交换装置在对稀土金属溶液进行提纯作业时，通常采用将溶液导入至提纯装置内部后，使得溶液利用重力渗透至树脂内部，然而一般在对溶液进行注入时，使得溶液与树脂表面无法均匀接触，接触较多溶液区域的树脂，其内部的溶液渗透的渗透较快，导致树脂内部的饱和段分布不均匀，从而增加了树脂的清洗和更换次数，增加了工作人员的劳动量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，包括底座，所述底座的顶部固定安装有收集室，所述收集室的顶部固定安装有第一竖管，所述第一竖管的顶部活动连接有转块，所述转块的顶部活动连接有第二竖管，所述转块的外表面开设有凹槽，所述底座顶部的两侧均固定安装有竖板，所述竖板的左端固定安装有第一限位块和第二限位块，所述转块的外表面固定安装有齿牙，所述竖板的正面固定安装有横块，所述横块的右端固定安装有驱动机构，所述底座的顶部活动安装有位于第二限位块右端的清洗管，所述转块的内部固定安装有树脂块，所述树脂块的数量为四个，四个所述树脂块均匀分布；

首先，工作人员启动电机，由于电机的运行，将会通过竖轴带动齿轮进行转动，由于齿轮的外表面与齿牙之间处于相互啮合状态，从而通过齿牙带动转块进行转动，按照相同的设定时间，每次到达设定时间后，转块将会在齿轮的带动下转动九十度，使得位于第一竖管和第二竖管之间的树脂块进行转动，从而与第一竖管和第二竖管之间脱离，使得洗好的树脂块转动至第一竖管与第二竖管之间进行吸附作业，从而达到连续作业的目的；

通过电机带动转块进行转动，每次以相同的时间间隔转动一次，且每次逆时针转动九十度，使得第一竖管与第二竖管之间使用后的树脂块转出，同时将洗好的树脂块转动至第一竖管与第二竖管的内部，与传统的装置相比，该装置可以通过在固定的时间间隔后使得转块逆时针转动九十度，将几乎完全变成饱和段的树脂块通过转动带出装置的同时，也将洗好待用的树脂块转动至原树脂块的位置继续进行作业，使得工作人员可以对树脂块进行不间断更换，防止装置对树脂块更换时产生中断，影响稀有金属的提纯效率。

优选的，所述转块的顶部活动安装有第一弯管，所述底座的顶部固定安装有支撑杆，所述支撑杆的顶部固定安装有溶液箱，所述底座的顶部固定安装有固定杆，所述固定杆的顶部固定安装有第二弯管，所述第二弯管的两端分别与转块的底端和溶液箱的左端连通；

工作人员通过向树脂块的底端通入恒定的气流，使得气流穿过刚洗好的树脂块进入到第一弯管的内部，在通过第一弯管穿过刚替换出来的树脂块，使得气体带动树脂块内部的溶液加速向下流动，并使得流出的溶液进入到第二弯管的内部，当第二弯管内部溶液的液面高度位于第二弯管纵截面的下方时，此时气体将会直接通过第二弯管进入到溶液箱的内部，当第二弯管内部溶液的液面高度位于第二弯管纵截面的上方时，气体将会带动第二弯管内部的溶液一同进入到溶液箱的内部；

通过向树脂块通入恒定的气流，使得气流贯穿树脂块，使得树脂块内部未流出的溶液将会在气体的作用下加速流出，与传统装置相比，该装置使得树脂块内部的溶液流出的更加彻底，减少树脂块内部残留的溶液，同时还可以对刚洗好的树脂块起到烘干作用，便于对溶液进行吸附作业，流出的溶液将会存留在第二弯管的内部，通过气体将溶液推送至溶液箱的内部，使得溶液进行回收，防止出现溶液浪费的现象。

优选的，所述第二竖管的顶部固定安装有喷头，所述喷头的顶部固定连通有连接管，所述连接管的顶一端与溶液箱的底端固定连通，所述喷头的内部固定安装有圆板；

在溶液箱内部的溶液由于受到来自第二弯管的恒定气流的注入，使得第二弯管内部的溶液将会受到恒定的挤压力，使得溶液箱内部的液体通过连接管进入到喷头的内部，由于受到的压力恒定，使得连接管注入至喷头内部溶液的压强相同，从而使得喷头内部的溶液通过圆板均匀的散落至树脂块的表面；

通过向溶液箱内部注入恒定量的空气和溶液，使得溶液箱内部的压强增大，由于进入溶液箱的空气和溶液的量相同，使得溶液箱内部保持相同的压强，从而推动溶液箱内部的溶液进入到喷头的内部，与传统装置相比，该装置利用向溶液箱内部通入恒定的气流，使得溶液箱内部的压强保持不变，从而使得溶液箱内部的溶液以恒压的方式进入到喷头，并通过圆板均匀的洒向树脂块的表面，防止出现树脂块内部的分层不均匀。

优选的，所述第一限位块位于两个第二限位块之间，所述第一限位块位于凹槽内部，所述第二限位块分别位于转块的顶部和底部，由于第一限位块的设计，可以对转块起到良好的限位作用，使得转块在进行转动的过程中更加的稳定和流畅，便于对树脂块进行更换和清洗作业。

优选的，所述驱动机构包括有电机、竖轴和齿轮，所述电机的输出轴活动连接有竖轴，所述竖轴的顶部固定安装有齿轮，启动电机，由于电机的运行，将会通过竖轴带动齿轮转动，由于齿轮的外表面与齿牙处于相互啮合状态，将会通过齿牙带动转块进行转动。

优选的，所述圆板的形状为圆形，所述圆板的内部开设有均匀分布的圆孔，由于圆板的设计，可以使得溶液通过圆孔流通，使得溶液更加均匀的与树脂块接触。

优选的，所述第二弯管的形状为U字形，且两端高度平齐，由于第二弯管的设计，利用连通器的原理使得第二弯管内部的溶液推入至溶液箱的内部，防止容易浪费。

优选的，所述第二弯管的左端的高度高于连接管底端的高度，通过第二弯管将溶液和气体一同运输至溶液箱的内部，此时溶液箱内部将会挤压溶液箱内部的溶液，使得溶液进入到连接管的内部。

优选的，所述清洗管的数量为两个，两个所述清洗管的直径大小相同，由于清洗管的设计，当清洗管在对树脂块进行冲洗时，将会使得清洗液的流速保持相同，防止清洗液积攒。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置转块和树脂块，通过电机带动转块进行转动，每次以相同的时间间隔转动一次，且每次逆时针转动九十度，使得第一竖管与第二竖管之间使用后的树脂块转出，同时将洗好的树脂块转动至第一竖管与第二竖管的内部，与传统的装置相比，该装置可以通过在固定的时间间隔后使得转块逆时针转动九十度，将几乎完全变成饱和段的树脂通过转动带出装置的同时，也将洗好待用的树脂转动至原树脂的位置继续进行作业，使得工作人员可以对树脂块进行不间断更换，防止装置对树脂块更换时产生中断，影响稀有金属的提纯效率。

2、本发明通过设置第二弯管和树脂块，通过向树脂块通入恒定的气流，使得气流贯穿树脂块，使得树脂块内部未流出的溶液将会在气体的作用下加速流出，与传统装置相比，该装置使得树脂块内部的溶液流出的更加彻底，减少树脂块内部残留的溶液，同时还可以对刚洗好的树脂块起到烘干作用，便于对溶液进行吸附作业，流出的溶液将会存留在第二弯管的内部，通过气体将溶液推送至溶液箱的内部，使得溶液进行回收，防止出现溶液浪费的现象。

3、本发明通过设置溶液箱、喷头和树脂块，通过向溶液箱内部注入恒定量的空气和溶液，使得溶液箱内部的压强增大，由于进入溶液箱的空气和溶液的量相同，使得溶液箱内部保持相同的压强，从而推动溶液箱内部的溶液进入到喷头的内部，与传统装置相比，该装置利用向溶液箱内部通入恒定的气流，使得溶液箱内部的压强保持不变，从而使得溶液箱内部的溶液以恒压的方式进入到喷头，并通过圆板均匀的洒向树脂块的表面，防止出现树脂块内部的分层不均匀。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明背面的结构示意图；

图3为本发明侧面的结构示意图；

图4为本发明正面的剖视结构示意图；

图5为本发明转块的内部结构示意图；

图6为本发明俯视的结构示意图；

图7为本发明齿牙的结构示意图；

图8为本发明第二弯管的结构示意图；

图9为本发明圆板的结构示意图。

图中：1、底座；2、收集室；3、第一竖管；4、转块；5、第二竖管；6、凹槽；7、竖板；8、第一限位块；9、第二限位块；10、齿牙；11、横块；12、驱动机构；121、电机；122、竖轴；123、齿轮；13、清洗管；14、第一弯管；15、支撑杆；16、溶液箱；17、固定杆；18、第二弯管；19、喷头；20、连接管；21、圆板；22、树脂块。

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。

如图1至图9所示，本发明实施例中，一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，包括底座1，底座1的顶部固定安装有收集室2，收集室2的顶部固定安装有第一竖管3，第一竖管3的顶部活动连接有转块4，转块4的顶部活动连接有第二竖管5，转块4的外表面开设有凹槽6，底座1顶部的两侧均固定安装有竖板7，竖板7的左端固定安装有第一限位块8和第二限位块9，转块4的外表面固定安装有齿牙10，竖板7的正面固定安装有横块11，横块11的右端固定安装有驱动机构12，底座1的顶部活动安装有位于第二限位块9右端的清洗管13，转块4的内部固定安装有树脂块22，树脂块22的数量为四个，四个树脂块22均匀分布；

首先，工作人员启动电机121，由于电机121的运行，将会通过竖轴122带动齿轮123进行转动，由于齿轮123的外表面与齿牙10之间处于相互啮合状态，从而通过齿牙10带动转块4进行转动，按照相同的设定时间，每次到达设定时间后，转块4将会在齿轮123的带动下转动九十度，使得位于第一竖管3和第二竖管5之间的树脂块22进行转动，从而与第一竖管3和第二竖管5之间脱离，使得洗好的树脂块22转动至第一竖管3与第二竖管5之间进行吸附作业，从而达到连续作业的目的；

通过电机41带动转块4进行转动，每次以相同的时间间隔转动一次，且每次逆时针转动九十度，使得第一竖管3与第二竖管5之间使用后的树脂块22转出，同时将洗好的树脂块22转动至第一竖管3与第二竖管5的内部，与传统的装置相比，该装置可以通过在固定的时间间隔后使得转块4逆时针转动九十度，将几乎完全变成饱和段的树脂块22通过转动带出装置的同时，也将洗好待用的树脂块22转动至原树脂块22的位置继续进行作业，使得工作人员可以对树脂块22进行不间断更换，防止装置对树脂块22更换时产生中断，影响稀有金属的提纯效率。

其中，转块4的顶部活动安装有第一弯管14，底座1的顶部固定安装有支撑杆15，支撑杆15的顶部固定安装有溶液箱16，底座1的顶部固定安装有固定杆17，固定杆17的顶部固定安装有第二弯管18，第二弯管18的两端分别与转块4的底端和溶液箱16的左端连通；

工作人员通过向树脂块22的底端通入恒定的气流，使得气流穿过刚洗好的树脂块22进入到第一弯管14的内部，在通过第一弯管14穿过刚替换出来的树脂块22，使得气体带动树脂块22内部的溶液加速向下流动，并使得流出的溶液进入到第二弯管18的内部，当第二弯管18内部溶液的液面高度位于第二弯管18纵截面的下方时，此时气体将会直接通过第二弯管18进入到溶液箱16的内部，当第二弯管18内部溶液的液面高度位于第二弯管18纵截面的上方时，气体将会带动第二弯管18内部的溶液一同进入到溶液箱16的内部；

通过向树脂块22通入恒定的气流，使得气流贯穿树脂块22，使得树脂块22内部未流出的溶液将会在气体的作用下加速流出，与传统装置相比，该装置使得树脂块22内部的溶液流出的更加彻底，减少树脂块22内部残留的溶液，同时还可以对刚洗好的树脂块22起到烘干作用，便于对溶液进行吸附作业，流出的溶液将会存留在第二弯管18的内部，通过气体将溶液推送至溶液箱16的内部，使得溶液进行回收，防止出现溶液浪费的现象。

其中，第二竖管5的顶部固定安装有喷头19，喷头19的顶部固定连通有连接管20，连接管20的顶一端与溶液箱16的底端固定连通，喷头19的内部固定安装有圆板21；

在溶液箱16内部的溶液由于受到来自第二弯管18的恒定气流的注入，使得第二弯管18内部的溶液将会受到恒定的挤压力，使得溶液箱16内部的液体通过连接管20进入到喷头19的内部，由于受到的压力恒定，使得连接管20注入至喷头19内部溶液的压强相同，从而使得喷头19内部的溶液通过圆板21均匀的散落至树脂块22的表面；

通过向溶液箱16内部注入恒定量的空气和溶液，使得溶液箱16内部的压强增大，由于进入溶液箱16的空气和溶液的量相同，使得溶液箱16内部保持相同的压强，从而推动溶液箱16内部的溶液进入到喷头19的内部，与传统装置相比，该装置利用向溶液箱16内部通入恒定的气流，使得溶液箱16内部的压强保持不变，从而使得溶液箱16内部的溶液以恒压的方式进入到喷头19，并通过圆板21均匀的洒向树脂块22的表面，防止出现树脂块22内部的分层不均匀。

其中，第一限位块8位于两个第二限位块9之间，第一限位块8位于凹槽6内部，第二限位块9分别位于转块4的顶部和底部，由于第一限位块8的设计，可以对转块4起到良好的限位作用，使得转块4在进行转动的过程中更加的稳定和流畅，便于对树脂块22进行更换和清洗作业。

其中，驱动机构12包括有电机121、竖轴122和齿轮123，电机121的输出轴活动连接有竖轴122，竖轴122的顶部固定安装有齿轮123，启动电机121，由于电机121的运行，将会通过竖轴122带动齿轮123转动，由于齿轮123的外表面与齿牙10处于相互啮合状态，将会通过齿牙10带动转块4进行转动。

其中，圆板21的形状为圆形，圆板21的内部开设有均匀分布的圆孔，由于圆板21的设计，可以使得溶液通过圆孔流通，使得溶液更加均匀的与树脂块22接触。

其中，第二弯管18的形状为U字形，且两端高度平齐，由于第二弯管18的设计，利用连通器的原理使得第二弯管18内部的溶液推入至溶液箱16的内部，防止容易浪费。

其中，第二弯管18的左端的高度高于连接管20底端的高度，通过第二弯管18将溶液和气体一同运输至溶液箱16的内部，此时溶液箱16内部将会挤压溶液箱16内部的溶液，使得溶液进入到连接管20的内部。

其中，清洗管13的数量为两个，两个清洗管13的直径大小相同，由于清洗管13的设计，当清洗管13在对树脂块22进行冲洗时，将会使得清洗液的流速保持相同，防止清洗液积攒。

工作原理及使用流程：

首先，工作人员启动电机121，由于电机121的运行，将会通过竖轴122带动齿轮123进行转动，由于齿轮123的外表面与齿牙10之间处于相互啮合状态，从而通过齿牙10带动转块4进行转动，按照相同的设定时间，每次到达设定时间后，转块4将会在齿轮123的带动下转动九十度，使得位于第一竖管3和第二竖管5之间的树脂块22进行转动，从而与第一竖管3和第二竖管5之间脱离，使得洗好的树脂块22转动至第一竖管3与第二竖管5之间进行吸附作业，从而达到连续作业的目的；

工作人员通过向树脂块22的底端通入恒定的气流，使得气流穿过刚洗好的树脂块22进入到第一弯管14的内部，在通过第一弯管14穿过刚替换出来的树脂块22，使得气体带动树脂块22内部的溶液加速向下流动，并使得流出的溶液进入到第二弯管18的内部，当第二弯管18内部溶液的液面高度位于第二弯管18纵截面的下方时，此时气体将会直接通过第二弯管18进入到溶液箱16的内部，当第二弯管18内部溶液的液面高度位于第二弯管18纵截面的上方时，气体将会带动第二弯管18内部的溶液一同进入到溶液箱16的内部；

在溶液箱16内部的溶液由于受到来自第二弯管18的恒定气流的注入，使得第二弯管18内部的溶液将会受到恒定的挤压力，使得溶液箱16内部的液体通过连接管20进入到喷头19的内部，由于受到的压力恒定，使得连接管20注入至喷头19内部溶液的压强相同，从而使得喷头19内部的溶液通过圆板21均匀的散落至树脂块22的表面。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的顶部固定安装有收集室（2），所述收集室（2）的顶部固定安装有第一竖管（3），所述第一竖管（3）的顶部活动连接有转块（4），所述转块（4）的顶部活动连接有第二竖管（5），所述转块（4）的外表面开设有凹槽（6），所述底座（1）顶部的两侧均固定安装有竖板（7），所述竖板（7）的左端固定安装有第一限位块（8）和第二限位块（9），所述转块（4）的外表面固定安装有齿牙（10），所述竖板（7）的正面固定安装有横块（11），所述横块（11）的右端固定安装有驱动机构（12），所述底座（1）的顶部活动安装有位于第二限位块（9）右端的清洗管（13），所述转块（4）的内部固定安装有树脂块（22），所述树脂块（22）的数量为四个，四个所述树脂块（22）均匀分布。

2.根据权利要求1所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述转块（4）的顶部活动安装有第一弯管（14），所述底座（1）的顶部固定安装有支撑杆（15），所述支撑杆（15）的顶部固定安装有溶液箱（16），所述底座（1）的顶部固定安装有固定杆（17），所述固定杆（17）的顶部固定安装有第二弯管（18），所述第二弯管（18）的两端分别与转块（4）的底端和溶液箱（16）的左端连通。

3.根据权利要求1所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述第二竖管（5）的顶部固定安装有喷头（19），所述喷头（19）的顶部固定连通有连接管（20），所述连接管（20）的顶一端与溶液箱（16）的底端固定连通，所述喷头（19）的内部固定安装有圆板（21）。

4.根据权利要求1所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述第一限位块（8）位于两个第二限位块（9）之间，所述第一限位块（8）位于凹槽（6）内部，所述第二限位块（9）分别位于转块（4）的顶部和底部。

5.根据权利要求1所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述驱动机构（12）包括有电机（121）、竖轴（122）和齿轮（123），所述电机（121）的输出轴活动连接有竖轴（122），所述竖轴（122）的顶部固定安装有齿轮（123）。

6.根据权利要求3所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述圆板（21）的形状为圆形，所述圆板（21）的内部开设有均匀分布的圆孔。

7.根据权利要求2所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述第二弯管（18）的形状为U字形，且两端高度平齐。

8.根据权利要求2所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述第二弯管（18）的左端的高度高于连接管（20）底端的高度。

9.根据权利要求1所述的一种以稀土金属渣为原料的高纯度稀土金属回收装置，其特征在于：所述清洗管（13）的数量为两个，两个所述清洗管（13）的直径大小相同。

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