CN115572846B - 一种稀土萃取分离用料液过滤装置及其过滤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及稀土萃取技术领域，且公开了一种稀土萃取分离用料液过滤装置，包括外壳、萃取筒、转轴和排料口，所述外壳底面的中部固定套接有转杆，所述转杆的顶部固定连接有往复螺杆，所述转杆下部的外表面固定连接有方形套筒，所述外壳底面的右侧固定连接有固定筒，所述固定筒内部的右侧壁固定连接有气囊，所述转轴的外表面活动套接有浮板，所述浮板的内部且位于转轴的右侧固定连接有虹吸管，所述浮板的底部固定连接有锥形板。本发明通过转轴停止转动时，气囊被磁板挤压将气体排出，致使虹吸管发生虹吸效应，从而将萃取筒内的萃取液吸出，随着浮板跟着液面下降，进而将萃取筒内部的沉淀物与萃取液完全分离，有效了增加了萃取液的排出速度。

Description

一种稀土萃取分离用料液过滤装置及其过滤工艺

技术领域

本发明涉及稀土萃取技术领域，具体为一种稀土萃取分离用料液过滤装置及其过滤工艺。

背景技术

稀土元素在化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃等领域都得到了广泛的应用，在自然界中，稀土主要以半生的形式聚集在花岗岩、碱性岩、碱性超基性岩及有关的矿床中，因此，在稀土的加工过程中，需要将稀土元素从伴生矿中分离出来，而萃取是最为广泛的分离方法。

在稀土进行萃取加工时，由于萃取完成后，需要将含有稀土元素的萃取液与伴生矿进行过滤分离，而现有过滤分离装置以离心分离法的应用最为广泛，在加工完成并进行分离时，主要通过滤网或者滤纸将沉淀物与萃取液分离，而此时由于沉淀物沉淀于装置的底部，使得滤网或者滤纸容易被沉淀物堵住，造成萃取液的分离速度减缓，影响设备的加工速率，同时在萃取完成后，还需通过静置确保沉淀完全，促使稀土元素完全从伴生矿中分离，但静置会降低设备过滤的速度，影响加工效率。

发明内容

针对背景技术中提出的现有过滤装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种稀土萃取分离用料液过滤装置及其过滤工艺，具备可加速萃取液与沉淀物的分离、促进沉淀物的排料、加速萃取液中沉淀物的沉淀速度和提高萃取液与沉淀物的分离效果的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种稀土萃取分离用料液过滤装置及其过滤工艺，包括外壳、萃取筒、转轴和排料口，所述外壳底面的中部固定套接有转杆，所述转杆的内部开设有出气槽，所述外壳底壁的内部且位于出气槽的下侧开设有排气槽，所述转杆的顶部固定连接有往复螺杆，所述转杆下部的外表面固定连接有方形套筒，所述方形套筒的内部固定连接有弹簧，所述弹簧的顶端固定连接有活动板，所述活动板侧面的中部固定连接有连杆，所述连杆的顶端固定连接有磁块，所述外壳底面的右侧固定连接有固定筒，所述固定筒内部的右侧壁固定连接有气囊，所述气囊的内部固定设有拉簧，所述气囊的左侧面固定连接有磁板，所述固定筒右侧壁的中部开设有出气孔，所述转轴的外表面活动套接有浮板，所述浮板的内部且位于转轴的右侧固定连接有虹吸管，所述浮板的底部固定连接有锥形板。

优选的，所述转杆的底部伸出萃取筒的底壁并与外壳的底壁活动接触，所述出气槽的上部开口与方形套筒的内部连通，所述出气槽的下部开口与排气槽连通，所述排气槽的下部开口开设于排料口的侧壁。

优选的，所述往复螺杆的顶部与转轴的底部固定连接，所述方形套筒的数量为四个，四个所述方形套筒呈十字形分布在转杆底部的外表面上，所述连杆连接有磁块的一端伸出方形套筒。

优选的，所述气囊与出气孔连通，所述拉簧的左端与气囊的左侧壁固定连接，所述磁板的侧面与固定筒的内侧壁滑动接触，所述磁块的磁性与磁板的磁性相反，所述固定筒的侧壁开设有供连杆和磁块转动的槽。

优选的，所述虹吸管的上部开口开设于浮板的底面，所述虹吸管位于浮板上侧的一段设置为伸缩的波纹管，所述虹吸管的下部开口与出气孔的水平位置齐平。

优选的，所述转轴的底部开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有往复滑块，所述往复滑块的底面固定连接有连接绳。

优选的，所述往复螺杆的顶部与滑槽的顶面固定连接，所述往复滑块套接于往复螺杆的外表面，且往复滑块通过往复螺纹与往复螺杆传动连接，所述连接绳的另一端与锥形板的底面固定连接。

一种稀土萃取分离用料液过滤工艺，包括以下步骤：

第一步，利用进料管将稀土和萃取液灌入萃取筒内，并开启设备，使得转轴通过往复螺杆带动转杆转动，从而带动萃取筒转动进行离心萃取；

第二步，萃取过程中，往复螺杆带动往复滑块在滑槽内部做上下往复运动，往复滑块上移时通过连接绳带动锥形板下移，并作用在萃取液中的沉淀物上，促使沉淀物之间的间距缩小，增加沉淀效率；

第三步，萃取完成后，转杆停止转动，使得连杆和磁块不在受离心力的作用，促使磁板受拉簧的势能移动并对气囊进行挤压，使得气体经出气孔排出从而增加虹吸管底部开口的气流速度，致使虹吸管产生虹吸效应将萃取液吸出，同时方形套筒内部的活动板受到弹簧的势能移动，并对方形套筒内部的气体进行挤压，使得气体经出气槽和排气槽排出，作用在排料口处；

第四步，随着萃取筒内部液面的下降，使得浮板和锥形板也随着下降，促使锥形板对沉淀物进行挤压，使得沉淀物中的萃取液在受到锥形板的挤压析出，并利用虹吸管将萃取液排出，提高了萃取液与沉淀物分离的效果；

第五步，萃取液与沉淀物分离完成后，打开出料阀，利用进料管往萃取筒内注水，从而将沉淀物排出，然后关闭出料阀，再次利用进料管将稀土和萃取液注入萃取筒内进行萃取分离。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过设计转杆、往复螺杆、方形套筒、固定筒、浮板和虹吸管，转轴通过往复螺杆带动转杆转动，使得方形套筒内部的活动板受离心力作用伸出，利用连杆带动磁块伸出，并通过磁块对磁板进行吸附，使得气囊被磁板拉伸，当萃取完成需要对萃取液和沉淀物进行分离时，由于转轴停止转动，使得磁板受拉簧的作用移动对气囊进行挤压，促使气囊内部的气体经出气孔排出，进而致使虹吸管底部开口处的气流速度增加，使得虹吸管发生虹吸效应，从而将萃取筒内的萃取液吸出，随着浮板受液面的下降，使得浮板也随着下降，进而将萃取筒内部的沉淀物与萃取液完全分离，有效了增加了萃取液的排出速度。

2、本发明通过设计浮板、虹吸管和锥形板，浮板利用浮力漂浮在萃取液的液面上，随着萃取液被虹吸管不断的吸出，使得浮板也随着液面下移，从而对虹吸管上的波纹处进行拉伸，使得虹吸管的上部开口一直处于萃取液的液面处，而锥形板则与浮板同步下移，使得锥形板对萃取筒内部的沉淀物进行挤压，使得沉淀物之间的间隔减小，从而促使沉淀物内混合的萃取液析出，并被虹吸管吸走，提高了萃取液与沉淀物分离的效果。

3、本发明通过设计出气槽、排气槽、方形套筒、弹簧和活动板、当转杆停止转动时，活动板受弹簧的势能移动，使得活动板对方形套筒内部的气体进行挤压，使得气体经出气槽和排气槽排出，并输送至排料口处，使得排料口处的气流速度增加，有效的减小了排料口被沉淀物堵塞的概率，增加了排料的效率。

4、本发明通过设计往复螺杆、锥形板、滑槽、往复滑块和连接绳，通过转轴的转动带动往复螺杆转动，使得往复螺杆在滑槽的内部往复运动，当往复滑块向上移动时，通过连接绳的作用拉动锥形板在萃取液的内部下移，从而将萃取液中的沉淀物压向下侧，加速了萃取液中沉淀物的沉淀速度，进一步提高了沉淀物与萃取液分离的效率。

附图说明

图1为本发明整体半剖立体结构示意图；

图2为本发明固定筒内部结构示意图；

图3为本发明转杆与方形套筒立体结构示意图；

图4为本发明转轴与浮板立体结构示意图。

图中：1、外壳；2、隔板；3、萃取筒；31、转杆；311、出气槽；312、排气槽；32、往复螺杆；33、方形套筒；331、弹簧；332、活动板；333、连杆；334、磁块；34、固定筒；341、气囊；342、拉簧；343、磁板；344、出气孔；4、转轴；41、浮板；42、虹吸管；43、锥形板；44、滑槽；45、往复滑块；46、连接绳；5、出料阀；6、进料管；7、排料口；8、排液口。

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。

实施例一

请参阅图1-图4，一种稀土萃取分离用料液过滤装置及其过滤工艺，包括外壳1，外壳1内腔的上侧固定焊接有隔板2，隔板2的中部通过滚珠活动套接有萃取筒3，外壳1顶侧的中部活动套接有转轴4，转轴4的顶部与驱动电机的输出轴固定连接，萃取筒3底部的左侧固定设有出料阀5，外壳1的顶部且位于转轴4的左侧固定设有进料管6，进料管6的底部伸入外壳1的内部，同时也伸入萃取筒3的内部，外壳1底部的左侧开设有排料口7，外壳1底部的右侧开设有排液口8。

请参阅图1-图4，外壳1底面的中部固定套接有转杆31，转杆31的内部开设有出气槽311，外壳1底壁的内部且位于出气槽311的下侧开设有排气槽312，转杆31的顶部固定焊接有往复螺杆32，转杆31下部的外表面固定焊接有方形套筒33，转杆31的底部伸出萃取筒3的底壁并与外壳1的底壁活动接触，出气槽311的上部开口与方形套筒33的内部连通，出气槽311的下部开口与排气槽312连通，排气槽312的下部开口开设于排料口7的侧壁，确保排气槽312处排出的气体能作用在排料口7处，促进排料口7的疏通，方形套筒33的内部固定焊接有弹簧331，弹簧331的顶端固定焊接有活动板332，活动板332侧面的中部固定焊接有连杆333，连杆333的顶端固定焊接有磁块334，往复螺杆32的顶部与转轴4的底部固定连接，方形套筒33的数量为四个，四个方形套筒33呈十字形分布在转杆31底部的外表面上，连杆333连接有磁块334的一端伸出方形套筒33，保证了转杆31转动时，促使活动板332受离心力的作用带动连杆333和磁块334移动，外壳1底面的右侧固定焊接有固定筒34，固定筒34内部的右侧壁固定粘黏有气囊341，气囊341的内部固定设有拉簧342，气囊341的左侧面固定粘黏有磁板343，固定筒34右侧壁的中部开设有出气孔344，气囊341与出气孔344连通，拉簧342的左端与气囊341的左侧壁固定连接，磁板343的侧面与固定筒34的内侧壁滑动接触，磁块334的磁性与磁板343的磁性相反，便于磁块334可对磁板343进行吸附，固定筒34的侧壁开设有供连杆333和磁块334转动的槽，转轴4的外表面活动套接有浮板41，浮板41的内部且位于转轴4的右侧固定连接有虹吸管42，虹吸管42的上部开口开设于浮板41的底面，虹吸管42位于浮板41上侧的一段设置为伸缩的波纹管，虹吸管42的下部开口于出气孔344的水平位置齐平，确保虹吸管42对萃取液进行吸取，浮板41的底部固定连接有锥形板43。

请参阅图1-图4，其中，当转轴4通过往复螺杆32带动转杆31转动，并对萃取筒3内部的溶液进行离心萃取时，利用离心力促使连杆333带动磁块334伸出，从而通过磁吸力促使磁板343被吸附，并对气囊341进行拉伸，当转轴4停止时，利用拉簧342的势能促使磁板343移动对气囊341进行挤压，使得气囊341内部的气体经出气孔344排出，进而促使虹吸管42底部开口的气流速度增加，致使虹吸管42发生虹吸效应，从而将萃取液吸出，加速了萃取液的排出速度；

请参阅图1-图4，同时，转杆31的停转，使得活动板332受弹簧331的势能移动，促使活动板332对方形套筒33内部的气体进行挤压，使得气体经出气槽311和排气槽312排出，从而释放在排料口7处，对排料口7起到疏通的作用，增加沉淀物的排料速度；

请参阅图1-图4，随着萃取筒3内部的液面下降，使得浮板41带动锥形板43也逐渐顺着转轴4下滑，而锥形板43的下滑，促使萃取筒3内部的沉淀物被锥形板43挤压，从而致使沉淀物内的萃取液被锥形板43挤压析出，再经虹吸管42吸走排出，提高了萃取液与沉淀物的分离效率。

一种稀土萃取分离用料液过滤工艺，包括以下步骤：

第一步，利用进料管6将稀土和萃取液灌入萃取筒3内，并开启设备，使得转轴4通过往复螺杆32带动转杆31转动，从而带动萃取筒3转动进行离心萃取；

第二步，萃取过程中，往复螺杆32带动往复滑块45在滑槽44内部做上下往复运动，往复滑块45上移时通过连接绳46带动锥形板43下移，并作用在萃取液中的沉淀物上，促使沉淀物之间的间距缩小，增加沉淀效率；

第三步，萃取完成后，转杆31停止转动，使得连杆333和磁块334不在受离心力的作用，促使磁板343受拉簧342的势能移动并对气囊341进行挤压，使得气体经出气孔344排出从而增加虹吸管42底部开口的气流速度，致使虹吸管42产生虹吸效应将萃取液吸出，同时方形套筒33内部的活动板332受到弹簧331的势能移动，并对方形套筒33内部的气体进行挤压，使得气体经出气槽311和排气槽312排出，作用在排料口7处；

第四步，随着萃取筒3内部液面的下降，使得浮板41和锥形板43也随着下降，促使锥形板43对沉淀物进行挤压，使得沉淀物中的萃取液在受到锥形板43的挤压析出，并利用虹吸管42将萃取液排出，提高了萃取液与沉淀物分离的效果；

第五步，萃取液与沉淀物分离完成后，打开出料阀5，利用进料管6往萃取筒3内注水，从而将沉淀物排出，然后关闭出料阀5，再次利用进料管6将稀土和萃取液注入萃取筒3内进行萃取分离。

本发明实施例一的使用方法（工作原理）如下：

首先，将稀土和萃取液通过进料管6装入萃取筒3内，开启驱动电机，驱动电机带动转轴4转动，转轴4通过往复螺杆32带动转杆31转动，从而带动萃取筒3转动，对稀土和萃取液进行离心萃取，萃取完成后，转轴4停止转动，使得转杆31也停止转动，进而方形套筒33内的弹簧331带动活动板332移动，使得连杆333和磁块334收回，而磁板343被拉簧342拉簧，磁板343对气囊341进行挤压，使得气囊341内部的气体经出气孔344排出，促使虹吸管42下部开口处的气流速度增加，从而促使虹吸管42产生虹吸效应，将萃取液吸出，同时随着萃取筒3内部的液面下降，使得浮板41也跟随下降，并带动锥形板43下降，对萃取筒3底部的沉淀物进行挤压，使得沉淀物内部的萃取液也被挤压析出，再经虹吸管42排出，萃取液排出后，开启出料阀5，并通入水流将沉淀物冲走排出。

实施例二

请参阅图1-图4，转轴4的底部开设有滑槽44，滑槽44的内部滑动连接有往复滑块45，往复滑块45的底面固定连接有连接绳46，往复螺杆32的顶部与滑槽44的顶面固定连接，往复滑块45套接于往复螺杆32的外表面，且往复滑块45通过往复螺纹与往复螺杆32传动连接，连接绳46的另一端与锥形板43的底面固定连接，确保往复滑块45移动时利用连接绳46带动锥形板43移动。

请参阅图1-图4，当往复螺杆32带动往复滑块45上下往复移动时，通过往复滑块45的上移，使得往复滑块45通过连接绳46带动锥形板43和浮板41下移，而下移的锥形板43作用在萃取液内的沉淀物上，促使沉淀物之间的间距减小，从而加速了萃取液中沉淀物的沉淀速度，提高了设备的加工效率。

本发明实施例二的使用方法（工作原理）如下：

当转轴4通过往复螺杆32和转杆31带动萃取筒3转动进行离心萃取时，利用往复螺杆32的转动，促使往复滑块45在滑槽的内部进行上下往复移动，当往复滑块45上移时，通过连接绳46的作用拉动锥形板43和浮板41克服浮板41的浮力下移，从而促使锥形板43作用在萃取液中的沉淀物上，减小了沉淀物之间的间距。

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 (2)

1.一种稀土萃取分离用料液过滤装置，包括外壳（1）、萃取筒（3）、转轴（4）和排料口（7），其特征在于：所述外壳（1）底面的中部固定套接有转杆（31），所述转杆（31）的内部开设有出气槽（311），所述外壳（1）底壁的内部且位于出气槽（311）的下侧开设有排气槽（312），所述转杆（31）的顶部固定连接有往复螺杆（32），所述转杆（31）下部的外表面固定连接有方形套筒（33），所述方形套筒（33）的内部固定连接有弹簧（331），所述弹簧（331）的顶端固定连接有活动板（332），所述活动板（332）侧面的中部固定连接有连杆（333），所述连杆（333）的顶端固定连接有磁块（334），所述外壳（1）底面的右侧固定连接有固定筒（34），所述固定筒（34）内部的右侧壁固定连接有气囊（341），所述气囊（341）的内部固定设有拉簧（342），所述气囊（341）的左侧面固定连接有磁板（343），所述固定筒（34）右侧壁的中部开设有出气孔（344），所述转轴（4）的外表面活动套接有浮板（41），所述浮板（41）的内部且位于转轴（4）的右侧固定连接有虹吸管（42），所述浮板（41）的底部固定连接有锥形板（43）；

所述转杆（31）的底部伸出萃取筒（3）的底壁并与外壳（1）的底壁活动接触，所述出气槽（311）的上部开口与方形套筒（33）的内部连通，所述出气槽（311）的下部开口与排气槽（312）连通，所述排气槽（312）的下部开口开设于排料口（7）的侧壁；

所述往复螺杆（32）的顶部与转轴（4）的底部固定连接，所述方形套筒（33）的数量为四个，四个所述方形套筒（33）呈十字形分布在转杆（31）底部的外表面上，所述连杆（333）连接有磁块（334）的一端伸出方形套筒（33）；

所述气囊（341）与出气孔（344）连通，所述拉簧（342）的左端与气囊（341）的左侧壁固定连接，所述磁板（343）的侧面与固定筒（34）的内侧壁滑动接触，所述磁块（334）的磁性与磁板（343）的磁性相反，所述固定筒（34）的侧壁开设有供连杆（333）和磁块（334）转动的槽；

所述虹吸管（42）的上部开口开设于浮板（41）的底面，所述虹吸管（42）位于浮板（41）上侧的一段设置为伸缩的波纹管，所述虹吸管（42）的下部开口与出气孔（344）的水平位置齐平；

所述转轴（4）的底部开设有滑槽（44），所述滑槽（44）的内部滑动连接有往复滑块（45），所述往复滑块（45）的底面固定连接有连接绳（46）；

所述往复螺杆（32）的顶部与滑槽（44）的顶面固定连接，所述往复滑块（45）套接于往复螺杆（32）的外表面，且往复滑块（45）通过往复螺纹与往复螺杆（32）传动连接，所述连接绳（46）的另一端与锥形板（43）的底面固定连接。

2.一种使用权利要求1的稀土萃取分离用料液过滤装置的稀土萃取分离用料液过滤工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，利用进料管（6）将稀土和萃取液灌入萃取筒（3）内，并开启设备，使得转轴（4）通过往复螺杆（32）带动转杆（31）转动，从而带动萃取筒（3）转动进行离心萃取；

第二步，萃取过程中，往复螺杆（32）带动往复滑块（45）在滑槽（44）内部做上下往复运动，往复滑块（45）上移时通过连接绳（46）带动锥形板（43）下移，并作用在萃取液中的沉淀物上，促使沉淀物之间的间距缩小，增加沉淀效率；

第三步，萃取完成后，转杆（31）停止转动，使得连杆（333）和磁块（334）不再受离心力的作用，促使磁板（343）受拉簧（342）的势能移动并对气囊（341）进行挤压，使得气体经出气孔（344）排出从而增加虹吸管（42）底部开口的气流速度，致使虹吸管（42）产生虹吸效应将萃取液吸出，同时方形套筒（33）内部的活动板（332）受到弹簧（331）的势能移动，并对方形套筒（33）内部的气体进行挤压，使得气体经出气槽（311）和排气槽（312）排出，作用在排料口（7）处；

第四步，随着萃取筒（3）内部液面的下降，使得浮板（41）和锥形板（43）也随着下降，促使锥形板（43）对沉淀物进行挤压，使得沉淀物中的萃取液在受到锥形板（43）的挤压析出，并利用虹吸管（42）将萃取液排出，提高了萃取液与沉淀物分离的效果；

第五步，萃取液与沉淀物分离完成后，打开出料阀（5），利用进料管（6）往萃取筒（3）内注水，从而将沉淀物排出，然后关闭出料阀（5），再次利用进料管（6）将稀土和萃取液注入萃取筒（3）内进行萃取分离。

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