CN114835129B - 一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺，包括罐体，所述罐体的底部设置有出料装置，所述出料装置底部设置有加热装置，所述罐体中固定连接有分隔板，所述分隔板将所述罐体的内部分隔成主反应空间与副反应空间，所述分隔板与所述加热装置之间为主反应空间，所述分隔板与所述罐体的顶端之间为副反应空间，所述分隔板上设置有进料装置；通过所述主反应空间与所述副反应空间的设置，在所述主反应空间加热处理过程中，将余热传递到所述副反应空间中，对副反应空间中的石英砂与酸液进行预热，不仅利用了余热，还能够减少经过预热后的石英砂进入到所述主反应空间中的反应时间，提高了设备的酸洗效率。

Description

一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺

技术领域

本发明涉及石英砂酸洗技术领域，具体涉及一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺。

背景技术

石英砂经过酸洗提纯后，以铁为代表的金属杂质含量大大的降低，其纯度随之显著提高。根据提纯后石英砂纯度的不同，分别用于玻璃材料的制造，传统的石英砂酸洗大多数采用酸液与石英砂静置反应，这种反应过程较慢，生产效率较低，随着技术的发展，目前多采用对反应罐进行加热的方式进行，提高了反应速度，但是现有的加热式反应罐在工作时产生大量的余热，这些热量无法得到有效利用，造成资源的损耗。

为了解决上述问题，本发明中提出了一种提高热量利用的石英砂酸洗设备及酸洗工艺。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明的目的在于现有技术中反应罐在工作时产生大量的余热，这些热量无法得到有效利用，造成资源的损耗的问题，提供一种提高热量利用的石英砂酸洗设备及酸洗工艺，以解决上述技术问题。

(2)技术方案

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺，包括罐体，所述罐体的底部设置有出料装置，所述出料装置底部设置有加热装置，所述罐体中固定连接有分隔板，所述分隔板将所述罐体的内部分隔成主反应空间与副反应空间，所述分隔板与所述加热装置之间为主反应空间，所述分隔板与所述罐体的顶端之间为副反应空间，所述分隔板上设置有进料装置。

所述罐体顶端设置有盖体装置，所述盖体装置包括固定连接在所述罐体顶端的固定环，所述固定环上可拆卸连接有盖体，所述盖体顶面对称连接有两个把手。

所述主反应空间与副反应空间中贯穿设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括转动轴，所述隔板转动套设在所述转动轴上，所述转动轴的底端沿圆周方向均匀固定连接有四个搅拌棒，所述搅拌棒位于所述主反应空间中。

所述副反应空间中设置有二次磁选装置，所述二次磁选装置包括转动套设在所述转动轴上的安装套，所述安装套上沿圆周方向均匀固定连接有六个磁选框，所述磁选框的横截面为直角三角形，所述磁选框的顶端开设有开口，所述开口与所述磁选框的内部空间连通，所述磁选框远离所述安装套的一端开口，所述磁选框的内部空间设置有磁铁块，所述磁选框的顶端开口远离斜面的一端固定连接有阻挡板，所述磁铁块远离所述安装套的一端固定连接有固定块，所述安装套的转动方向与所述磁选框的斜面呈锐角。

所述副反应空间中设置有调节装置，所述调节装置包括固定连接在所述固定环底面的圆筒，所述圆筒的外圆周面与所述罐体的内圆周面之间滑动连接有滑动环，所述滑动环与所述圆筒、所述罐体以及所述固定环共同围成一个密闭空间，所述滑动环与所述固定环之间沿圆周方向均匀连接有四个弹簧，所述滑动环的底面沿圆周方向均匀固定连接有四个连接杆，四个所述连接杆的底端固定连接有调节环，所述调节环与所述磁选框的底面抵接，所述安装套能够沿所述转动轴的轴向移动，所述隔板上沿圆周方向均匀贯穿设置有四个连接管，所述连接管与所述主反应空间连通，所述连接管向上延伸到所述滑动环下侧，所述连接管中固定设置有单向阀，气体只能够从所述连接管进入到所述副反应空间中。

此外，本发明还提供一种石英砂酸洗工艺，包括以下步骤：

S1、放料；通过所述盖体装置将石英砂与酸液加入到副反应空间中，打开进料装置，待石英砂与酸液进入到主反应空间后，关闭进料装置，再次向副反应空间中加入石英砂与酸液。

S2、加热；启动加热装置对主反应空间进行加热。

S3、预加热；通过所述隔板的热传递对副反应空间进行预热。

S4、二次磁选：在预加热过程中，通过所述磁选框对副反应空间中的石英砂进行二次磁选。

S5、出料；加热完成后，打所述开出料装置，将所述主反应空间中的石英砂与酸液排出，之后关闭所述出料装置，打开所述进料装置，待石英砂与酸液进入到主反应空间后，关闭进料装置，再次向副反应空间中加入石英砂与酸液，以此循环。

(3)有益效果：

1.通过所述主反应空间与所述副反应空间的设置，在所述主反应空间加热处理过程中，将余热传递到所述副反应空间中，对副反应空间中的石英砂与酸液进行预热，不仅利用了余热，还能够减少经过预热后的石英砂进入到所述主反应空间中的反应时间，提高了设备的酸洗效率。

2.所述搅拌棒对主反应空间中的石英砂与酸液进行搅拌，从而加快其反应速度，同时将反应产生的气体更好的从固液中分离。

3.通过所述磁选框的设置，由于石英砂在初步磁选过程中，其表面的细小金属杂质难以去除，但是在酸洗过程中，由于酸化反应，其上的细小金属杂质容易脱落，所述磁选框对其进行处理，避免这些金属杂质在长时间反应过程中在石英砂上产生黄色斑点，影响石英砂的品质。

4.反应过程中，所述主反应空间中的气压增大，所述主反应空间中的气体通过所述连接管进入到所述副反应空间中，所述副反应空间中的气压增大，导致所述滑动环向上移动，从而使得所述调节环带动所述磁选框向上移动，对副反应空间中位于上层的石英砂进行二次磁选，增大了磁选框的工作面积，从而提高了二次磁选的效率，使得磁选更加彻底。

附图说明

图1为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺的立体结构示意图；

图2为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺的主视图；

图3为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺图2中A-A处的等轴侧结构剖视图；

图4为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺的仰视图；

图5为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺中转动轴的结构示意图；

图6为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺中十字销的结构示意图；

图7为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺中磁选框的立体图1；

图8为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺中磁选框的立体图2；

图9为本发明一种石英砂酸洗设备及酸洗工艺中中磁选框的横截面示意图。

附图标记如下：

1、罐体；2、加热装置；21、加热盘；22、电联线；3、分隔板；4、主反应空间；5、副反应空间；6、进料装置；61、进料口；62、挡板；63、第二电伸缩杆；64、连接板；7、出料装置；71、封闭盖；72、安装板；73、第一电伸缩杆；8、底座；9、支撑腿；10、盖体装置；101、固定环；102、盖体；103、把手；11、搅拌装置；111、转动轴；112、搅拌棒；113、十字花键槽；114、电机；115、十字销；12、二次磁选装置；121、安装套；122、磁选框；123、磁铁块；124、阻挡板；125、固定块；13、调节装置；131、圆筒；132、滑动环；133、弹簧；134、连接杆；135、调节环；136、连接管；137、单向阀。

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。

下面结合附图1-9和实施例对本发明进一步说明：

本实施例中，如图1、3所示，一种石英砂酸洗设备，包括罐体1，所述罐体1的底部设置有出料装置7，所述出料装置底部7设置有加热装置2，所述罐体1中固定连接有分隔板3，所述分隔板3将所述罐体1的内部分隔成主反应空间4与副反应空间5，所述分隔板3与所述加热装置2之间为主反应空间4，所述分隔板3与所述罐体1的顶端之间为副反应空间5，所述分隔板3上设置有进料装置6。

具体的，所述加热装置2直接对所述主反应空间4中的石英砂与酸液进行加热催化处理，在加热过程中，所述主反应空间4中的热量通过所述分隔板3传递到所述副反应空间5中，对所述副反应空间5中的石英砂与酸液进行加热催化，充分的利用了主反应空间4中的余热，待主反应空间4中的石英砂处理完毕后，所述出料装置7将所述主反应空间4中的石英砂与酸液排出，之后位于所述副反应空间5中的石英砂通过所述进料装置6进入到所述主反应空间4中，由于该部分石英砂与酸液已经进行过初步反应，因此进入到所述主反应空间4中后，能够大大减少石英砂在主反应空间4中的处理时间，在提高热量利用的同时，提高了处理效率。

通过所述主反应空间4与所述副反应空间5的设置，在所述主反应空间4加热处理过程中，将余热传递到所述副反应空间5中，对副反应空间5中的石英砂与酸液进行预热，不仅利用了余热，还能够减少经过预热后的石英砂进入到所述主反应空间4中的反应时间，提高了设备的酸洗效率。

进一步的，如图3、4所示，所述罐体1的底端固定套设有底座8，所述底座8的底面沿圆周方向均匀固定连接有四个支撑腿9，所述出料装置7包括铰接在所述罐体1底端的封闭盖71，所述封闭盖71能够将所述罐体1的底端开口封闭，其中两个所述支撑腿9上固定套设有安装板72，每个所述安装板72上固定连接有第一电伸缩杆73，所述第一电伸缩杆73的输出端与所述封闭盖71铰接，两个所述第一电伸缩杆73的连线与所述封闭盖71的铰接转动方向垂直。

具体的，通过所述第一电伸缩杆73的设置，配合所述封闭盖71与所述罐体1的铰接，对所述封闭盖71支撑，需要出料时，收缩所述第一电伸缩杆73，使得所述封闭盖71围绕铰接端转动，从而将所述罐体1的底端开放，使得所述主反应空间4中的石英砂与酸液排出。

进一步的，如图3所示，所述加热装置2包括固定连接在所述封闭盖71底面的加热盘21，所述加热盘21通过电联线22与外界电源连接。

具体的，外界电源通过所述电联线22对所述加热盘21供给能源，所述加热盘21发热，对所述封闭盖71进行加热，从而对所述主反应空间4进行加热。

进一步的，如图3所示，所述进料装置6包括沿圆周方向均匀开设在所述隔板3上的四个进料口61，所述隔板3的底面设置有挡板62，所述挡板62能够将所述进料口61封闭，所述隔板3的底面沿圆周方向均匀固定连接有四个第二电伸缩杆63，所述第二电伸缩杆63的输出端通过连接板64与所述挡板62固定连接。

具体的，需要向所述主反应空间4中输送石英砂时，启动所述第二电伸缩杆63，所述第二电伸缩杆63的输出端带动所述挡板62向下移动，从而将所述进料口61打开，使得所述副反应空间5中的石英砂与酸液通过所述进料口61进入到所述主反应空间4中。

进一步的，如图3所示，所述罐体1顶端设置有盖体装置10，所述盖体装置10包括固定连接在所述罐体1顶端的固定环101，所述固定环101上可拆卸连接有盖体102，所述盖体102顶面对称连接有两个把手103。

进一步的，如图3所示，所述主反应空间4与副反应空间5中贯穿设置有搅拌装置11，所述搅拌装置11包括转动轴111，所述隔板3转动套设在所述转动轴111上，所述转动轴111的底端沿圆周方向均匀固定连接有四个搅拌棒112，所述搅拌棒112位于所述主反应空间4中。

具体的，所述主反应空间4中发生反应时，所述转动轴111转动，从而带动所述搅拌棒112转动，所述搅拌棒112对主反应空间4中的石英砂与酸液进行搅拌，从而加快其反应速度，同时将反应产生的气体更好的从固液中分离。

进一步的，如图3、5、6所示，所述转动轴111的顶端开设有十字花键槽113，所述盖体102中贯穿设置有电机114，所述电机114的输出端固定连接有十字销115，所述十字销115能够插入所述十字花键槽113中。

具体的，通过所述固定环101的中孔加入反应需要的石英砂与酸液后，将所述盖体102盖上，同时所述十字销115插入所述十字花键槽113中，需要对所述主反应空间4进行搅拌时，启动所述电机114，所述电机114输出端带动所述转动轴111转动。

进一步的，如图3、7、8、9所示，所述副反应空间5中设置有二次磁选装置12，所述二次磁选装置12包括转动套设在所述转动轴111上的安装套121，所述安装套121上沿圆周方向均匀固定连接有六个磁选框122，所述磁选框122的横截面为直角三角形，所述磁选框122的顶端开设有开口，所述开口与所述磁选框122的内部空间连通，所述磁选框122远离所述安装套121的一端开口，所述磁选框122的内部空间设置有磁铁块123，所述磁选框122的顶端开口远离斜面的一端固定连接有阻挡板124，所述磁铁块123远离所述安装套121的一端固定连接有固定块125，所述安装套121的转动方向与所述磁选框122的斜面呈锐角。

具体的，在石英砂与酸液发生反应过程中，其上的细小金属杂质容易脱落，通过所述磁选框122的转动，石英砂沿所述磁选框122的斜面运动到所述磁选框122的顶端，通过所述阻挡板124的阻挡作用，使得所述磁铁块123将其上的金属杂质进行吸附，之后该石英砂在后续石英砂的冲击作用下从所述阻挡板124上脱离，从而对后续的石英砂进行处理。

通过所述磁选框122的设置，由于石英砂在初步磁选过程中，其表面的细小金属杂质难以去除，但是在酸洗过程中，由于酸化反应，其上的细小金属杂质容易脱落，所述磁选框122对其进行处理，避免这些金属杂质在长时间反应过程中在石英砂上产生黄色斑点，影响石英砂的品质。

进一步的，如图3所示，所述副反应空间5中设置有调节装置13，所述调节装置13包括固定连接在所述固定环101底面的圆筒131，所述圆筒131的外圆周面与所述罐体1的内圆周面之间滑动连接有滑动环132，所述滑动环132与所述圆筒131、所述罐体1以及所述固定环101共同围成一个密闭空间，所述滑动环132与所述固定环101之间沿圆周方向均匀连接有四个弹簧133，所述滑动环132的底面沿圆周方向均匀固定连接有四个连接杆134，四个所述连接杆134的底端固定连接有调节环135，所述调节环135与所述磁选框122的底面抵接，所述安装套121能够沿所述转动轴111的轴向移动，所述隔板3上沿圆周方向均匀贯穿设置有四个连接管136，所述连接管136与所述主反应空间4连通，所述连接管136向上延伸到所述滑动环132下侧，所述连接管136中固定设置有单向阀137，气体只能够从所述连接管136进入到所述副反应空间5中。

具体的，反应过程中，所述主反应空间4中的气压增大，所述主反应空间4中的气体通过所述连接管136进入到所述副反应空间5中，所述副反应空间5中的气压增大，导致所述滑动环132向上移动，所述滑动环132通过所述连接杆134带动所述调节环135向上移动，所述调节环135带动所述磁选框122向上移动，对副反应空间5中位于上层的石英砂进行二次磁选，增大了磁选框122的工作面积，从而提高了二次磁选的效率，使得磁选更加彻底。

工作原理：通过所述固定环101的中孔加入反应需要的石英砂与酸液后，启动所述第二电伸缩杆63，所述第二电伸缩杆63的输出端带动所述挡板62向下移动，从而将所述进料口61打开，使得所述副反应空间5中的石英砂与酸液通过所述进料口61进入到所述主反应空间4中，之后通过所述固定环101的中孔再次向所述副反应空间5中加入石英砂与酸液，将所述盖体102盖上，同时所述十字销115插入所述十字花键槽113中，启动所述电机114，所述电机114输出端带动所述转动轴111转动，同时外界电源通过所述电联线22对所述加热盘21供给能源，所述加热盘21发热，对所述封闭盖71进行加热，从而对所述主反应空间4进行加热，所述转动轴111转动，从而带动所述搅拌棒112转动，所述搅拌棒112对主反应空间4中的石英砂与酸液进行搅拌，从而加快其反应速度，同时将反应产生的气体更好的从固液中分离，所述转动轴111转动时，通过所述安装套121带动所述磁选框122转动，石英砂沿所述磁选框122的斜面运动到所述磁选框122的顶端，通过所述阻挡板124的阻挡作用，使得所述磁铁块123将其上的金属杂质进行吸附，之后该石英砂在后续石英砂的冲击作用下从所述阻挡板124上脱离，从而对后续的石英砂进行处理，同时在反应过程中，所述主反应空间4中的气压增大，所述主反应空间4中的气体通过所述连接管136进入到所述副反应空间5中，所述副反应空间5中的气压增大，导致所述滑动环132向上移动，所述滑动环132通过所述连接杆134带动所述调节环135向上移动，所述调节环135带动所述磁选框122向上移动，对副反应空间5中位于上层的石英砂进行二次磁选，增大了磁选框122的工作面积，待主反应空间4中的反应完成后，收缩所述第一电伸缩杆73，使得所述封闭盖71围绕铰接端转动，从而将所述罐体1的底端开放，使得所述主反应空间4中的石英砂与酸液排出，之后打开所述进料装置6，将所述副反应空间5中经过预热的石英砂与酸液进入到主反应空间4中。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种石英砂酸洗设备，其特征在于：包括罐体，所述罐体的底部设置有出料装置，所述出料装置底部设置有加热装置，所述罐体中固定连接有分隔板，所述分隔板将所述罐体的内部分隔成主反应空间与副反应空间，所述分隔板与所述加热装置之间为主反应空间，所述分隔板与所述罐体的顶端之间为副反应空间，所述分隔板上设置有进料装置；

所述主反应空间与副反应空间中贯穿设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括转动轴；

所述副反应空间中设置有二次磁选装置，所述二次磁选装置包括转动套设在所述转动轴上的安装套，所述安装套上沿圆周方向均匀固定连接有六个磁选框，所述磁选框的横截面为直角三角形，所述磁选框的顶端开设有开口，所述开口与所述磁选框的内部空间连通，所述磁选框远离所述安装套的一端开口，所述磁选框的内部空间设置有磁铁块，所述磁选框的顶端开口远离斜面的一端固定连接有阻挡板，所述磁铁块远离所述安装套的一端固定连接有固定块，所述安装套的转动方向与所述磁选框的斜面呈锐角；

所述罐体顶端设置有盖体装置，所述盖体装置包括固定连接在所述罐体顶端的固定环；

所述副反应空间中设置有调节装置，所述调节装置包括固定连接在所述固定环底面的圆筒，所述圆筒的外圆周面与所述罐体的内圆周面之间滑动连接有滑动环，所述滑动环与所述圆筒、所述罐体以及所述固定环共同围成一个密闭空间，所述滑动环与所述固定环之间沿圆周方向均匀连接有四个弹簧，所述滑动环的底面沿圆周方向均匀固定连接有四个连接杆，四个所述连接杆的底端固定连接有调节环，所述调节环与所述磁选框的底面抵接，所述安装套能够沿所述转动轴的轴向移动，所述隔板上沿圆周方向均匀贯穿设置有四个连接管，所述连接管与所述主反应空间连通，所述连接管向上延伸到所述滑动环下侧，所述连接管中固定设置有单向阀，气体只能够从所述连接管进入到所述副反应空间中。

2.如权利要求1所述的一种石英砂酸洗设备，其特征在于：所述固定环上可拆卸连接有盖体，所述盖体顶面对称连接有两个把手。

3.如权利要求2所述的一种石英砂酸洗设备，其特征在于：所述隔板转动套设在所述转动轴上，所述转动轴的底端沿圆周方向均匀固定连接有四个搅拌棒，所述搅拌棒位于所述主反应空间中。

4.根据权利要求3所述的一种石英砂酸洗设备的酸洗工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、放料：通过所述盖体装置将石英砂与酸液加入到副反应空间中，打开进料装置，待石英砂与酸液进入到主反应空间后，关闭进料装置，再次向副反应空间中加入石英砂与酸液；

S2、加热：启动加热装置对主反应空间进行加热；

S3、预加热：通过所述隔板的热传递对副反应空间进行预热；

S4、二次磁选：在预加热过程中，通过所述磁选框对副反应空间中的石英砂进行二次磁选；

S5、出料：加热完成后，打开所述出料装置，将所述主反应空间中的石英砂与酸液排出，之后关闭所述出料装置，打开所述进料装置，待石英砂与酸液进入到主反应空间后，关闭进料装置，再次向副反应空间中加入石英砂与酸液，以此循环。

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