CN203373433U - 一种电解还原铕的装置 - Google Patents

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刘志强
邱显扬
朱薇
郭秋松
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Abstract

一种电解还原铕的装置，包括电解槽组、阳极液高位槽、阴极液高位槽、萃取分离槽、阳极液低位槽、反萃液低位槽、萃取余液槽、吸收氧化塔、吸收液储存槽、风机和吸收罩。本实用新型可以方便并高效地电解还原分离铕，从而极大地提高了铕的还原率，并且采用萃取分离槽流出的二价铕溶液来吸收氯气，减少了氯气的排放和节约了二价铕溶液氧化所需的氧化剂，同时利用萃取分离槽流出的钐钆反萃液作为电解阳极液，减少了原材料的消耗，节约了生产成本，而且通过将电解槽与萃取分离槽直接相连，有利于生产连续和自动化。本实用新型整个系统的设备紧凑，既还原了铕，又充分利用了电解产生的氯气和萃取的反萃液，避免了环境污染和减少了资源浪费。

Description

一种电解还原铕的装置
技术领域
本实用新型涉及电解还原铕技术领域，具体是涉及一种电解还原铕的装置。
背景技术
铕是很好的发光材料激活剂，如：Eu3+是红色发光材料的激活剂，Eu2+是蓝色发光材料的激活剂。氧化铕作为发光材料激活剂，被广泛应用于LED、三基色节能灯、高清晰度显示屏、新型X射线医疗诊断系统之中。同时氧化铕还可应用于激光、超导材料、磁泡贮存器件、原子反应堆的控制材料、屏蔽材料和结构材料之中。因此，氧化铕在发展迅速的光电新材料技术中显示出极其重要的地位和作用。
由于稀土元素多，元素之间性质相似，并且铕在所有稀土元素中的含量很低，因此单纯采用离子交换或萃取法很难制得纯度大于99.99%的高纯度氧化铕。高纯度氧化铕的提纯工艺主要是根据三价铕离子容易被还原成二价铕离子，二价铕离子失去了三价稀土离子的性质，利用这种性质上的差异将铕从稀土元素中单独分离出来。目前我国高纯氧化铕制备方法主要还是采用锌粉还原三价铕离子，利用二价铕离子与其它三价稀土元素性质的差异分离铕与稀土杂质，然后采用氧化剂氧化二价铕，得到高纯度氧化铕。氧化铕生产技术的不足之处在于还原过程消耗大量的锌粉，后续过程需要除锌，导致含锌废水，加大废水处理难度。同时，氧化剂的使用增加材料消耗。六十年代以来，出现了电解还原氧化铕的方法，但目前电解还原铕的方法很不完善。
专利号为ZL02232964.1的中国专利公开了一种电解还原铕的设备，该设备实用新型了电解还原铕的电解槽，但对电解槽中的阳极液、阴极液与萃取槽连接及电解槽产生的氯气利用等问题并未涉及。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种能够避免环境污染和减少资源浪费的可高效电解还原铕的装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型所述的电解还原铕的装置，其特点是包括：
一个用于还原铕的电解槽组；
一个与电解槽组通过管道相连通的用于向电解槽组提供阳极液的阳极液高位槽；
一个与电解槽组通过管道相连通的用于向电解槽组提供阴极液的阴极液高位槽；
一个与电解槽组通过管道相连通的用于接收电解槽组中流出的阳极液并将阳极液输送给其它萃取分离工艺的阳极液低位槽；
一个与电解槽组通过管道相连通的用于分离从电解槽组的阴极液出口流出的二价铕和其它三价稀土溶液的萃取分离槽；
一个与萃取分离槽和阳极液高位槽分别通过管道相连通的用于接收萃取分离槽中流出的钐钆反萃液并向阳极液高位槽提供阳极液的反萃液低位槽；
一个与萃取分离槽通过管道相连通的用于接收萃取分离槽中流出的二价铕萃取余液的萃取余液槽；
一个设置在电解槽组上方的用于收集电解槽组排放的氯气的吸收罩；
一个与吸收罩通过管道相连通的用于吸收从吸收罩输送过来的氯气的吸收氧化塔；
一个与吸收氧化塔通过管道相连通的用于抽气的风机；
一个与萃取余液槽和吸收氧化塔分别通过管道相连通的用于接收萃取余液槽提供的二价铕溶液并向吸收氧化塔内喷淋二价铕溶液的吸收液储存槽。
其中，上述电解槽组由至少二个电解槽组成，各电解槽分别包括阴极室、阳极室、离子交换膜、阳极和阴极，各电解槽的阳极室和阴极室分别串联连接，各电解槽的阳极和阴极分别串联或并联连接，且上一个电解槽的阳极液出口与下一个电解槽的阳极液入口相连，上一个电解槽的阴极液出口与下一个电解槽的阴极液入口相连。
上述萃取分离槽由多级萃取三价稀土槽、多级洗涤二价铕离子槽和多级反萃三价稀土槽组成。
上述吸收氧化塔的内部装有塑料填料。
上述吸收液储存槽的出液口连接有循环泵。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
本实用新型可以方便并高效地电解还原分离铕，从而极大地提高了铕的还原率，并且采用萃取分离槽流出的二价铕溶液来吸收氯气，减少了氯气的排放和节约了二价铕溶液氧化所需的氧化剂，同时利用萃取分离槽流出的钐钆反萃液作为电解阳极液，减少了原材料的消耗，节约了生产成本，而且通过将电解槽与萃取分离槽直接相连，有利于生产连续和自动化。本实用新型整个系统的设备紧凑，既还原了铕，又充分利用了电解产生的氯气和萃取的反萃液，避免了环境污染和减少了资源浪费。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的电解还原铕的装置，包括：
一个电解槽组12，用于将稀土料液中的三价铕还原成二价铕；该电解槽组12由多个电解槽组成；每个电解槽均包括阴极室、阳极室、离子交换膜、阳极和阴极，每个电解槽上分别设有阳极液入口和出口、阴极液入口和出口，每个电解槽的阳极室和阴极室分别串联连接，上一个电解槽的阳极液出口与下一个电解槽的阳极液入口相连，上一个电解槽的阴极液出口与下一个电解槽的阴极液入口相连，各电解槽的阳极和阴极分别串联或并联连接。
一个萃取分离槽3，用于分离从电解槽组12的阴极液出口流出的稀土溶液中的二价铕；该萃取分离槽3由多级萃取三价稀土槽、多级洗涤二价铕离子槽和多级反萃三价稀土槽组成，且该萃取分离槽3上设有二价铕与三价稀土混合溶液入口、二价铕溶液出口，洗涤酸入口、有机相入口、有机相出口、钐钆反萃液出口和反萃酸入口。
一个吸收氧化塔8，用于吸收氯气和氧化二价铕，其内部装有塑料填料，且该吸收氧化塔8上设有气体入口和出口、吸收液入口和出口。
一个设置在电解槽组12上方的吸收罩13，用于收集电解槽组12排放的氯气，并通过管道将氯气输送到吸收氧化塔8中。
一个与电解槽组12通过管道相连通的阳极液高位槽11，用于向电解槽组12提供阳极液。该阳极液高位槽11上设有阳极液入口和出口，并在阳极液出口连接的管道上安装有阀门和流量计。
一个与电解槽组12通过管道相连通的阴极液高位槽14，用于向电解槽组12提供阴极液。该阴极液高位槽14上设有阴极液入口和出口，并在阴极液出口连接的管道上安装有阀门和流量计。
一个与电解槽组12通过管道相连通的阳极液低位槽6，用于中转电解槽组12中流出的阳极液。该阳极液低位槽6的出液口连接有输液管，在输液管上安装有泵C7，通过泵C7将阳极液低位槽6中的阳极液抽送给其它萃取分离工艺。
一个与萃取分离槽3和阳极液高位槽11分别通过管道相连通的反萃液低位槽2，用于从萃取分离槽3接收钐钆反萃液并向阳极液高位槽11提供阳极液。该反萃液低位槽2上设有液位计、反萃液入口和出口，并在反萃液出口连接的管道上安装有泵A1和阀门，通过泵A1将反萃液低位槽2中的钐钆反萃液输送到阳极液高位槽11中。
一个与吸收氧化塔8通过管道相连通的吸收液储存槽9，用于储存吸收液。该吸收液储存槽9上设有液位计、吸收液入口和出口，并在吸收液出口连接的管道上安装有循环泵10和阀门，通过循环泵10将吸收液储存槽9中的吸收液输送到吸收氧化塔8和下一生产流程中。
一个与萃取分离槽3通过管道相连通的萃取余液槽4，用于从萃取分离槽3接收二价铕萃余液。该萃取余液槽4上设有液位计、萃取余液入口和出口，并在萃取余液出口连接的管道上安装有泵B5和阀门，通过泵B5将萃取余液槽4中的萃取余液输送到吸收液储存槽9中。
一个与吸收氧化塔8通过管道相连通的风机15，用于抽电解产生的氯气。
本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。

Claims (5)

1.一种电解还原铕的装置，其特征在于包括：
一个用于还原铕的电解槽组（12）；
一个与电解槽组（12）通过管道相连通的用于向电解槽组（12）提供阳极液的阳极液高位槽（11）；
一个与电解槽组（12）通过管道相连通的用于向电解槽组（12）提供阴极液的阴极液高位槽（14）；
一个与电解槽组（12）通过管道相连通的用于接收电解槽组（12）中流出的阳极液并将阳极液输送给其它萃取分离工艺的阳极液低位槽（6）；
一个与电解槽组（12）通过管道相连通的用于分离从电解槽组（12）的阴极液出口流出的二价铕和其它三价稀土溶液的萃取分离槽（3）；
一个与萃取分离槽（3）和阳极液高位槽（11）分别通过管道相连通的用于接收萃取分离槽（3）中流出的钐钆反萃液并向阳极液高位槽（11）提供阳极液的反萃液低位槽（2）；
一个与萃取分离槽（3）通过管道相连通的用于接收萃取分离槽（3）中流出的二价铕萃取余液的萃取余液槽（4）；
一个设置在电解槽组（12）上方的用于收集电解槽组（12）排放的氯气的吸收罩（13）；
一个与吸收罩（13）通过管道相连通的用于吸收从吸收罩（13）输送过来的氯气的吸收氧化塔（8）；
一个与吸收氧化塔（8）通过管道相连通的用于抽气的风机（15）；
一个与萃取余液槽（4）和吸收氧化塔（8）分别通过管道相连通的用于接收萃取余液槽（4）提供的二价铕溶液并向吸收氧化塔（8）内喷淋二价铕溶液的吸收液储存槽（9）。
2.根据权利要求1所述电解还原铕的装置，其特征在于上述电解槽组（12）由至少二个电解槽组成，各电解槽分别包括阴极室、阳极室、离子交换膜、阳极和阴极，各电解槽的阳极室和阴极室分别串联连接，各电解槽的阳极和阴极分别串联或并联连接，且上一个电解槽的阳极液出口与下一个电解槽的阳极液入口相连，上一个电解槽的阴极液出口与下一个电解槽的阴极液入口相连。
3.根据权利要求1所述电解还原铕的装置，其特征在于上述萃取分离槽（3）由多级萃取三价稀土槽、多级洗涤二价铕离子槽和多级反萃三价稀土槽组成。
4.根据权利要求1所述电解还原铕的装置，其特征在于上述吸收氧化塔（8）的内部装有塑料填料。
5.根据权利要求1所述电解还原铕的装置，其特征在于上述吸收液储存槽（9）的出液口连接有循环泵（10）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105780042A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 广东省稀有金属研究所 一种连续电解还原三价铕的方法
CN105862058A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 广东省稀有金属研究所 一种连续电解还原三价铕的装置
CN109680167A (zh) * 2019-01-17 2019-04-26 广东省稀有金属研究所 一种连续从稀土料液中分离铕的方法

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