CN212247158U - 一种离子膜电还原装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及离子膜技术领域，且公开了一种离子膜电还原装置，包括底座，所述底座的顶部固定安装有固定柱，固定柱的一侧固定安装有位于底座上方的酸解罐，底座的顶部固定安装有固定座，固定座上开设有沉降池，酸解罐的底部固定安装有连接管，且连接管远离酸解罐的一端延伸至沉降池内，底座的顶部固定安装有抽水泵。本实用新型利用离子膜电解还原法代替铁粉等用于还原钛液中的三价铁，阳极液和阴极液通过多个搅拌棒搅拌保持了电极液的均匀，通过对环形过滤板的不断振动，对钛液内的杂质进行过滤，提高了钛液的纯度，通过以上工艺可以获得具有指定还原率的三价钛水溶液，达到生产效率高，还原率调控简单的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子膜技术领域，尤其涉及一种离子膜电还原装置。
背景技术
二氧化钛俗称钛白粉，因为具有良好的光学、物理性能，所以是最佳的白色颜料，广泛应用在涂料、造纸、塑料、油墨等领域。目前，钛白粉的生产工艺主要有两种：硫酸法和氯化法。我国有90％的以上产能为硫酸法。硫酸法钛白生产过程中，主要使用钛铁矿和硫酸做为生产原料。资料显示，国内以攀枝花地区钛铁矿储量最为丰富，进口钛矿以澳大利亚、越南、印度为主，钛铁矿含有三氧化二铁为钛矿伴生，一般攀枝花矿含量低约在6.0％左右，进口矿含量较高约在11％左右。由于我国是钛白粉产量仅次于美国的生产大国。
钛铁矿在酸解后，钛液中硫酸铁浓度最高能达到120g/l，为了防止钛液中的三价铁在水解过程中以氢氧化铁或碱式硫酸盐的成分混入偏钛酸中，最终污染二氧化钛成品质量，必须在水解之前将三价铁还原成二价铁，并通过结晶工序先行去除约60％。目前行业内普遍采用的还原剂均为单质铁类的铁粉、铁屑、铁皮等。
但因铁粉等质量难以保证，同时又给钛液体系引入了更多的铁及其它杂质，而且因电极液混合不均匀，给后续操作带来了新的负担。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中因铁粉等质量难以保证，同时又给钛液体系引入了更多的铁及其它杂质，而且因电极液混合不均匀，给后续操作带来了新的负担的问题，而提出的一种离子膜电还原装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种离子膜电还原装置，包括底座，所述底座的顶部固定安装有固定柱，固定柱的一侧固定安装有位于底座上方的酸解罐，底座的顶部固定安装有固定座，固定座上开设有沉降池，酸解罐的底部固定安装有连接管，且连接管远离酸解罐的一端延伸至沉降池内，底座的顶部固定安装有抽水泵，抽水泵的一侧固定安装有抽水管，且抽水管远离抽水泵的一端延伸至沉降池内，底座的顶部固定安装有两个支撑柱，两个支撑柱的顶部固定安装有同一个设置为中空结构的过滤箱，抽水泵的顶部固定安装有出水管，且出水管远离抽水泵的一端贯穿过滤箱并延伸至过滤箱内，底座的顶部固定安装有位于两个支撑柱之间的中转罐，过滤箱的底部开设有开口，开口内固定安装有连管，且连管的底端贯穿中转罐并延伸至中转罐内，连管起到对过滤箱和中转罐连通的作用。
优选的，所述过滤箱远离酸解罐的一侧固定安装有搅拌箱，搅拌箱的底部内壁上开设有转动槽，搅拌箱的顶部开设有转动孔，且转动孔和转动槽内转动安装有同一个转动杆，转动杆的外侧固定安装有多个搅拌棒，搅拌箱的顶部固定安装有L形板，L形板的底部固定安装有电机，且转动杆的顶端延伸至搅拌箱的上方并与电机的输出轴固定连接，电机的输出轴带动转动杆进行转动。
优选的，所述过滤箱的顶部开设有第一孔，第一孔内转动安装有转动柱，转动柱的底端开设有滑动槽，滑动槽内滑动安装有滑动杆，滑动槽的两侧内壁上均开设有滑槽，滑动杆的两侧均固定安装有滑块，且两个滑块分别与相对应的滑槽滑动连接，两个滑块对滑动杆进行限位。
优选的，所述过滤箱的侧壁上开设有环形槽，环形槽内转动安装有环形过滤板，且滑动杆的底端延伸至转动柱的下方并与环形过滤板的顶部固定连接，过滤箱的顶部开设有第二孔，第二孔内转动安装有环形杆，环形杆的底端延伸至过滤箱内并固定安装有第一锥型齿轮，滑动杆的转动带动环形过滤板进行转动。
优选的，所述过滤箱的一侧内壁上开设有安装槽，安装槽内转动安装有安装杆，安装杆的一端延伸至过滤箱内并固定安装有偏心轮，滑动杆的外侧固定套设有转动盘，且转动盘的顶部与偏心轮滑动接触，偏心轮的转动带动转动盘进行移动。
优选的，所述滑动杆的外侧固定套设有第二锥型齿轮，且第二锥型齿轮与第一锥型齿轮相啮合，底座的顶部固定安装有直流电源，直流电源的顶部固定安装有顶部为开口的电解箱，且直流电源上的电解棒延伸至电解箱内，第一锥型齿轮和第二锥型齿轮改变转动的方向。
优选的，所述电机的输出轴上啮合有链条，且电机的输出轴通过链条与转动柱和环形杆传动连接，电机的输出轴通过链条带动转动柱和环形杆进行转动。
优选的，所述过滤箱的另一侧内壁上固定安装有挡板，挡板的顶部固定安装有多个复位弹簧，多个复位弹簧的顶端固定安装有同一个接触板，且接触板的顶部与环形过滤板的底部滑动接触，多个复位弹簧起到限位和复位的作用。
优选的，所述中转罐远离固定座的一侧固定安装有连通管，且连通管远离中转罐的一端延伸至电解箱内，连通管起到对中转罐和电解箱进行连通的作用。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种离子膜电还原装置，具备以下有益效果：
1、该一种离子膜电还原装置，通过酸解罐进料，然后通过连接管进入到沉降池内，通过启动抽水泵上的抽水管将沉降池内的物料通过出水管进入到过滤箱内，然后启动电机，电机的输出轴通过链条带动转动柱进行转动，转动柱带动滑动杆进行转动，滑动杆带动环形过滤板进行转动，同时，电机的输出轴通过链条带动环形杆进行转动，环形杆带动第一锥型齿轮进行转动，滑动杆带动过滤板进行移动，过滤板带动接触板进行移动，接触板压缩多个复位弹簧，同时，通过环形过滤板的转动和上下移动对环形过滤板进行振动，环形过滤板对钛液内的杂质进行过滤；
2、该一种离子膜电还原装置，通过钛液通过连管进入到中转罐内，同时，搅拌箱上开设有进口，将阳极液和阴极液从进口投入到搅拌箱内，同时，电机的输出轴带动转动杆进行转动，多个搅拌棒将阳极液和阴极液混合均匀，然后阳极液和阴极液排入到电解箱内，同时，中转罐内的物料通过连通管进入到电解箱内，通过直流电源上的电解棒对电解箱内的物料进行电解；
而且该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型利用离子膜电解还原法代替铁粉等用于还原钛液中的三价铁，阳极液和阴极液通过多个搅拌棒搅拌保持了电极液的均匀，通过对环形过滤板的不断振动，对钛液内的杂质进行过滤，提高了钛液的纯度，通过以上工艺可以获得具有指定还原率的三价钛水溶液，达到生产效率高，还原率调控简单的特点。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种离子膜电还原装置的主视结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种离子膜电还原装置的A部分结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种离子膜电还原装置的B部分结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种离子膜电还原装置的局部俯视结构示意图。
图中：1底座、2固定柱、3酸解罐、4固定座、5沉降池、6连接管、7抽水泵、8抽水管、9支撑柱、10过滤箱、11出水管、12中转罐、13开口、14连管、15搅拌箱、16转动槽、17转动孔、18转动杆、19搅拌棒、20L形板、21电机、22第一孔、23转动柱、24滑动槽、25滑动杆、26滑槽、27滑块、28环形槽、29环形过滤板、30第二孔、31环形杆、32第一锥型齿轮、33安装槽、34安装杆、35偏心轮、36转动盘、37第二锥型齿轮、38直流电源、39电解箱。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
参照图1-4，一种离子膜电还原装置，包括底座1，底座1的顶部固定安装有固定柱2，固定柱2的一侧固定安装有位于底座1上方的酸解罐3，底座1的顶部固定安装有固定座4，固定座4上开设有沉降池5，酸解罐3的底部固定安装有连接管6，且连接管6远离酸解罐3的一端延伸至沉降池5内，底座1的顶部固定安装有抽水泵7，抽水泵7的一侧固定安装有抽水管8，且抽水管8远离抽水泵7的一端延伸至沉降池5内，底座1的顶部固定安装有两个支撑柱9，两个支撑柱9的顶部固定安装有同一个设置为中空结构的过滤箱10，抽水泵7的顶部固定安装有出水管11，且出水管11远离抽水泵7的一端贯穿过滤箱10并延伸至过滤箱10内，底座1的顶部固定安装有位于两个支撑柱9之间的中转罐12，过滤箱10的底部开设有开口13，开口13内固定安装有连管14，且连管14的底端贯穿中转罐12并延伸至中转罐12内，连管14起到对过滤箱10和中转罐12连通的作用。
本实用新型中，过滤箱10远离酸解罐3的一侧固定安装有搅拌箱15，搅拌箱15的底部内壁上开设有转动槽16，搅拌箱15的顶部开设有转动孔17，且转动孔17和转动槽16内转动安装有同一个转动杆18，转动杆18的外侧固定安装有多个搅拌棒19，搅拌箱15的顶部固定安装有L形板20，L形板20的底部固定安装有电机21，且转动杆18的顶端延伸至搅拌箱15的上方并与电机21的输出轴固定连接，电机21的输出轴带动转动杆18进行转动。
本实用新型中，过滤箱10的顶部开设有第一孔22，第一孔22内转动安装有转动柱23，转动柱23的底端开设有滑动槽24，滑动槽24内滑动安装有滑动杆25，滑动槽24的两侧内壁上均开设有滑槽26，滑动杆25的两侧均固定安装有滑块27，且两个滑块27分别与相对应的滑槽26滑动连接，两个滑块对滑动杆25进行限位。
本实用新型中，过滤箱10的侧壁上开设有环形槽28，环形槽28内转动安装有环形过滤板29，且滑动杆25的底端延伸至转动柱23的下方并与环形过滤板29的顶部固定连接，过滤箱10的顶部开设有第二孔30，第二孔30内转动安装有环形杆31，环形杆31的底端延伸至过滤箱10内并固定安装有第一锥型齿轮32，滑动杆25的转动带动环形过滤板29进行转动。
本实用新型中，过滤箱10的一侧内壁上开设有安装槽33，安装槽33内转动安装有安装杆34，安装杆34的一端延伸至过滤箱10内并固定安装有偏心轮35，滑动杆25的外侧固定套设有转动盘36，且转动盘36的顶部与偏心轮35滑动接触，偏心轮35的转动带动转动盘36进行移动。
本实用新型中，滑动杆25的外侧固定套设有第二锥型齿轮37，且第二锥型齿轮37与第一锥型齿轮32相啮合，底座1的顶部固定安装有直流电源38，直流电源38的顶部固定安装有顶部为开口的电解箱39，且直流电源38上的电解棒延伸至电解箱39内，第一锥型齿轮32和第二锥型齿轮37改变转动的方向。
本实用新型中，电机21的输出轴上啮合有链条，且电机21的输出轴通过链条与转动柱23和环形杆31传动连接，电机21的输出轴通过链条带动转动柱23和环形杆31进行转动。
本实用新型中，过滤箱10的另一侧内壁上固定安装有挡板，挡板的顶部固定安装有多个复位弹簧，多个复位弹簧的顶端固定安装有同一个接触板，且接触板的顶部与环形过滤板29的底部滑动接触，多个复位弹簧起到限位和复位的作用。
本实用新型中，中转罐12远离固定座4的一侧固定安装有连通管，且连通管远离中转罐12的一端延伸至电解箱39内，连通管起到对中转罐12和电解箱39进行连通的作用。
本实用新型中，使用时，通过酸解罐3进料，然后通过连接管6进入到沉降池5内，通过启动抽水泵7上的抽水管8将沉降池5内的物料通过出水管11进入到过滤箱10内，然后启动电机21，电机21由控制开关进行控制，电机21由市电进行供电，电机21的输出轴通过链条带动转动柱23进行转动，转动柱23带动滑动杆25进行转动，滑动杆25带动环形过滤板29进行转动，同时，电机21的输出轴通过链条带动环形杆31进行转动，环形杆31带动第一锥型齿轮32进行转动，第一锥型齿轮32带动安装杆24进行转动，安装杆34带动偏心轮35进行转动，偏心轮35带动转动盘36进行移动，转动盘36带动滑动杆25进行移动，滑动杆25带动过滤板29进行移动，过滤板29带动接触板进行移动，接触板压缩多个复位弹簧，同时，通过环形过滤板29的转动和上下移动对环形过滤板29进行振动，环形过滤板29对钛液内的杂质进行过滤，然后钛液通过连管14进入到中转罐12内，同时，搅拌箱15上开设有进口，将阳极液和阴极液从进口投入到搅拌箱15内，同时，电机21的输出轴带动转动杆18进行转动，转动杆18带动多个搅拌棒19进行转动，多个搅拌棒19将阳极液和阴极液混合均匀，然后阳极液和阴极液排入到电解箱39内，同时，中转罐12内的物料通过连通管进入到电解箱39内，通过直流电源28上的电解棒对电解箱39内的物料进行电解，采用连续进料电解箱39内，确定了用浓度5-10％的硫酸或20％的水解废酸，阴极液为钛液，离子膜采用阴离子膜，阳极材料使用析氧DSA，阴极材料使用钛板或石墨等炭材料，阳极液和阴极液通过多个搅拌棒19搅拌保持了电极液的均匀。根据目前钛矿酸解钛液相关指标，电解还原，电流密度能达到500A/m2、原始三价铁离子浓度120g/L、硫酸浓度240g/L、电解温度40-60℃。可使钛液中的三价铁离子全部被还原，耗电量为1.8kWh/kgFe，本实用新型利用离子膜电解还原法代替铁粉等用于还原钛液中的三价铁，阳极液和阴极液通过多个搅拌棒19搅拌保持了电极液的均匀，通过对环形过滤板29的不断振动，对钛液内的杂质进行过滤，提高了钛液的纯度，通过以上工艺可以获得具有指定还原率的三价钛水溶液，达到生产效率高，还原率调控简单的特点。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种离子膜电还原装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶部固定安装有固定柱(2)，固定柱(2)的一侧固定安装有位于底座(1)上方的酸解罐(3)，底座(1)的顶部固定安装有固定座(4)，固定座(4)上开设有沉降池(5)，酸解罐(3)的底部固定安装有连接管(6)，且连接管(6)远离酸解罐(3)的一端延伸至沉降池(5)内，底座(1)的顶部固定安装有抽水泵(7)，抽水泵(7)的一侧固定安装有抽水管(8)，且抽水管(8)远离抽水泵(7)的一端延伸至沉降池(5)内，底座(1)的顶部固定安装有两个支撑柱(9)，两个支撑柱(9)的顶部固定安装有同一个设置为中空结构的过滤箱(10)，抽水泵(7)的顶部固定安装有出水管(11)，且出水管(11)远离抽水泵(7)的一端贯穿过滤箱(10)并延伸至过滤箱(10)内，底座(1)的顶部固定安装有位于两个支撑柱(9)之间的中转罐(12)，过滤箱(10)的底部开设有开口(13)，开口(13)内固定安装有连管(14)，且连管(14)的底端贯穿中转罐(12)并延伸至中转罐(12)内。
2.根据权利要求1所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述过滤箱(10)远离酸解罐(3)的一侧固定安装有搅拌箱(15)，搅拌箱(15)的底部内壁上开设有转动槽(16)，搅拌箱(15)的顶部开设有转动孔(17)，且转动孔(17)和转动槽(16)内转动安装有同一个转动杆(18)，转动杆(18)的外侧固定安装有多个搅拌棒(19)，搅拌箱(15)的顶部固定安装有L形板(20)，L形板(20)的底部固定安装有电机(21)，且转动杆(18)的顶端延伸至搅拌箱(15)的上方并与电机(21)的输出轴固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述过滤箱(10)的顶部开设有第一孔(22)，第一孔(22)内转动安装有转动柱(23)，转动柱(23)的底端开设有滑动槽(24)，滑动槽(24)内滑动安装有滑动杆(25)，滑动槽(24)的两侧内壁上均开设有滑槽(26)，滑动杆(25)的两侧均固定安装有滑块(27)，且两个滑块(27)分别与相对应的滑槽(26)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述过滤箱(10)的侧壁上开设有环形槽(28)，环形槽(28)内转动安装有环形过滤板(29)，且滑动杆(25)的底端延伸至转动柱(23)的下方并与环形过滤板(29)的顶部固定连接，过滤箱(10)的顶部开设有第二孔(30)，第二孔(30)内转动安装有环形杆(31)，环形杆(31)的底端延伸至过滤箱(10)内并固定安装有第一锥型齿轮(32)。
5.根据权利要求1所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述过滤箱(10)的一侧内壁上开设有安装槽(33)，安装槽(33)内转动安装有安装杆(34)，安装杆(34)的一端延伸至过滤箱(10)内并固定安装有偏心轮(35)，滑动杆(25)的外侧固定套设有转动盘(36)，且转动盘(36)的顶部与偏心轮(35)滑动接触。
6.根据权利要求3所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述滑动杆(25)的外侧固定套设有第二锥型齿轮(37)，且第二锥型齿轮(37)与第一锥型齿轮(32)相啮合，底座(1)的顶部固定安装有直流电源(38)，直流电源(38)的顶部固定安装有顶部为开口的电解箱(39)，且直流电源(38)上的电解棒延伸至电解箱(39)内。
7.根据权利要求2所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述电机(21)的输出轴上啮合有链条，且电机(21)的输出轴通过链条与转动柱(23)和环形杆(31)传动连接。
8.根据权利要求1所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述过滤箱(10)的另一侧内壁上固定安装有挡板，挡板的顶部固定安装有多个复位弹簧，多个复位弹簧的顶端固定安装有同一个接触板，且接触板的顶部与环形过滤板(29)的底部滑动接触。
9.根据权利要求1所述的一种离子膜电还原装置，其特征在于，所述中转罐(12)远离固定座(4)的一侧固定安装有连通管，且连通管远离中转罐(12)的一端延伸至电解箱(39)内。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113461048A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-01 | 东华工程科技股份有限公司 | 一种硫酸法钛白粉酸解钛液净化还原方法及系统 |
| CN113929132A (zh) * | 2021-09-24 | 2022-01-14 | 东华工程科技股份有限公司 | 一种硫酸法钛白粉偏钛酸漂白方法及系统 |
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- 2020-04-08 CN CN202020495674.4U patent/CN212247158U/zh active Active
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