CN212403837U - 一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备 - Google Patents
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Abstract
一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，涉及废水处理回收技术领域，其包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐。在使用时，其可以先对高盐废水进行冷冻处理，使其中的钠离子以高品级硫酸钠的形式析出，并降低冷冻后液中的钠离子、硫酸根离子含量。随后通过第一次的萃取、反萃，并对反萃后液进行第一次蒸发，使钾离子结晶析出。最后对蒸发后液进行二次萃取、反萃、蒸发，得到高品级的硫酸铯产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理回收技术领域，具体而言，涉及一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备。
背景技术
铯作为重要的稀缺碱金属资源，在工业催化、医药和特种玻璃等领域都有广泛的使用，现有分离铯的方法多采用分布沉淀、分级结晶、离子交换和溶剂萃取，而为了得到高质量的铯往往采用溶剂萃取。在固危废综合回收领域，高含氯物料洗涤的过程中，产出的含盐废水中含有0.5-1.5g/l的铯，40-70g/l的钾，90-100g/l的钠，50-60g/l的硫酸根，130-160的氯离子，该废水用TBP萃取剂进行萃取、反萃、反萃后液进行蒸发结晶，回收得到含铯的产品，该过程由于含盐废水中的离子浓度高，造成萃取过程分项困难，同时钾的含量，难于得到高纯度的铯产品。并且，现有的用于回收铯的设备较为简单，不能满足对高纯度的铯产品的回收。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其结构简单，使用方便，可以高效地排除高盐废水中钠钾离子的干扰，更好地对铯离子进行萃取回收，得到高纯度的铯产品。
本实用新型的实施例是这样实现的：
一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐；制冷罐的进料端与进料管道连通，制冷罐的出料端与第一萃取罐的进料端连通，第一萃取罐的出料端与第一蒸发罐的进料端连通，第一蒸发罐的出料端与第二萃取罐的进料端连通，第二萃取罐的出料端与第二蒸发罐的进料端连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，制冷罐的外侧设置有制冷套，制冷套与制冷罐的外壁之间形成有供制冷液通过的制冷腔，制冷腔设置有制冷介质进口和制冷介质出口，制冷介质进口与制冷介质供给装置连通，制冷介质出口与制冷介质回收装置连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，制冷罐的出料端包括第一液相出口和第一固相出口，第一液相出口与第一萃取罐的进料端连通，第一固相出口与第一出料管连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一萃取罐/第二萃取罐的出料端通过三通阀分别与废液管和输液管连通，输液管与第一蒸发罐/第二蒸发罐的进料端连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一蒸发罐/第二蒸发罐的外侧均设置有加热套，加热套与第一蒸发罐/第二蒸发罐的外壁之间形成有供加热介质通过的加热腔，加热腔设置有加热介质进口和加热介质出口，加热介质进口与加热介质供给装置连通，加热介质出口与加热介质回收装置连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一蒸发罐/第二蒸发罐的顶部设置有气相出口，气相出口与冷凝器的进气端连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一蒸发罐的出料端包括第二液相出口和第二固相出口，第二液相出口与第一萃取罐的进料端连通，第二固相出口与第二出料管连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第二蒸发罐的出料端包括第三液相出口和第三固相出口，第三液相出口与第二萃取罐的进料端连通，第三固相出口与第三出料管连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，设备还包括pH调节剂储罐、萃取剂储罐、以及反萃剂储罐；pH调节剂储罐、萃取剂储罐、反萃剂储罐与第一蒸发罐/第二蒸发罐的连通。
进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，设备还包括换热器，换热器的冷侧入口与制冷罐的出料端连通，冷侧出口与第一萃取罐的进料端连通；换热器的热侧入口与第一蒸发罐的出料端连通，热侧出口与第二萃取罐的进料端连通。
本实用新型实施例的有益效果是：
本实用新型实施例提供了一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐。在使用时，其可以先对高盐废水进行冷冻处理，使其中的钠离子以高品级硫酸钠的形式析出，并降低冷冻后液中的钠离子、硫酸根离子含量。随后通过第一次的萃取、反萃，并对反萃后液进行第一次蒸发，使钾离子结晶析出。最后对蒸发后液进行二次萃取、反萃、蒸发，得到高品级的硫酸铯产品。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型第一实施例所提供的一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备的连接示意图；
图2为本实用新型第二实施例所提供的一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备的连接示意图。
图标：100-设备；110-制冷罐；111-进料管道；112-第一出料管；120-第一萃取罐；121-三通阀；122-废液管；123-输液管；130-第一蒸发罐；131-第二出料管；140-第二萃取罐；150-第二蒸发罐；151-第三出料管；161-pH调节剂储罐；162-萃取剂储罐；163-反萃剂储罐；200-设备；210-冷凝器；220-换热器。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备100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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
第一实施例
本实施例提供了一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备100，参照图1所示，其包括依次串联的制冷罐110、第一萃取罐120、第一蒸发罐130、第二萃取罐140以及第二蒸发罐150。
其中，如图1所示，制冷罐110的进料端与进料管道111连通，制冷罐110的出料端与第一萃取罐120的进料端连通，第一萃取罐120的出料端与第一蒸发罐130的进料端连通，第一蒸发罐130的出料端与第二萃取罐140的进料端连通，第二萃取罐140的出料端与第二蒸发罐150的进料端连通。该设备100在对高盐废水进行处理时，先将高盐废水加入到制冷罐110中进行冷冻处理，使其中的硫酸钠结晶析出，降低高盐废水中的钠离子、硫酸根离子含量。随后，在将结晶后高盐废水导入到第一萃取罐120中进行第一次萃取、反萃，反萃后液输送至第一蒸发罐130中蒸发，使钾离子结晶析出；蒸发后液输送到第二萃取罐140中进行第二次萃取、反萃，反萃后液输送至第二蒸发罐150中蒸发浓缩得到高纯度的硫酸铯。
进一步地，制冷罐110的外侧设置有制冷套，制冷套与制冷罐110的外壁之间形成有供制冷液通过的制冷腔，制冷腔设置有制冷介质进口和制冷介质出口，制冷介质进口与制冷介质供给装置连通（图未示），制冷介质出口与制冷介质回收装置（图未示）连通。在使用时，通过制冷介质供给装置可以向制冷腔内输送制冷介质，制冷介质通过制冷罐110的罐壁与罐内的高盐废水进行热量交换，达到制冷的效果。可选地，制冷介质供给装置和制冷介质回收装置可以整合为带有制冷功能的循环泵，实现制冷介质的循环利用。
如图1所示，制冷罐110的出料端包括第一液相出口和第一固相出口，第一液相出口与第一萃取罐120的进料端连通，第一固相出口与第一出料管112连通。第一液相出口处设置有滤网，可以拦住结晶出来的硫酸钠固体，只让液相通过进入到第一萃取罐120中。第一固相出口则用于对高品硫酸钠固体进行回收。
第一萃取罐120/第二萃取罐140的出料端通过三通阀121分别与废液管122和输液管123连通，输液管123与第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的进料端连通。在第一萃取罐120/第二萃取罐140中，进入的料液先要与pH调节剂（碱液） 混合，将料液的pH调制碱性，再与萃取剂混合，静置形成上层的有机层，以及下层的水层。此时，开启废液管122将下层的水层排出，保留上层的有机层。随后，再加入反萃剂（酸液）与有机层混合，静置形成上层的有机层和下层的水层。水层由输液管123输送至第一蒸发罐130/第二蒸发罐150，有机层则由废液管122排出。
第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的外侧均设置有加热套，加热套与第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的外壁之间形成有供加热介质通过的加热腔，加热腔设置有加热介质进口和加热介质出口，加热介质进口与加热介质供给装置（图未示）连通，加热介质出口与加热介质回收装置（图未示）连通。在使用时，通过加热介质供给装置可以向加热腔内输送加热介质，加热介质通过第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的罐壁与罐内的高盐废水进行热量交换，达到加热的效果。可选地，加热介质供给装置和加热介质回收装置可以整合为带有加热功能的循环泵，实现加热介质的循环利用。
除此之外，上述的制冷罐110、第一萃取罐120、第一蒸发罐130、第二萃取罐140、第二蒸发罐150的内部均设置有搅拌装置，通过其顶部的电机带动，用以达到更好的混合效果。
第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的顶部设置有气相出口，气相出口用以将第一蒸发罐130/第二蒸发罐150中蒸发形成的气体排出，实现对料液的浓缩。
第一蒸发罐130的出料端包括第二液相出口和第二固相出口，第二液相出口与第一萃取罐120的进料端连通，第二固相出口与第二出料管131连通。同样地，第二液相出口处设置有滤网，用以拦截钾盐结晶，只让液相进入到第二萃取罐140。第二固相出口则可以用于回收生成的钾盐结晶。
同理，第二蒸发罐150的出料端包括第三液相出口和第三固相出口，第三液相出口与第二萃取罐140的进料端连通，第三固相出口与第三出料管151连通。第三液相出口处设置有滤网，用以拦截得到的硫酸铯产品，并将一些未能蒸发的高沸点液相排出。第三固相出口则可以用于对硫酸铯产品的回收。
进一步地，设备100还包括pH调节剂储罐161、萃取剂储罐162、以及反萃剂储罐163；pH调节剂储罐161、萃取剂储罐162、反萃剂储罐163与第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的连通。pH调节剂储罐161、萃取剂储罐162、以及反萃剂储罐163可分别用于pH调节剂、萃取剂、反萃剂的预混、储存和添加。
第二实施例
本实施例提供了一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备200，参照图2所示，其与第一实施例的设备100基本相同，包括依次串联的制冷罐110、第一萃取罐120、第一蒸发罐130、第二萃取罐140以及第二蒸发罐150。区别在于，本实施例的设备200还包括冷凝器210和换热器220。
其中，如图2所示，冷凝器210的进气端与第一蒸发罐130/第二蒸发罐150的顶部的气相出口连通。第一蒸发罐130/第二蒸发罐150顶部排出的气相，经过冷凝器210冷凝后，其中的水分和有机物被凝结，余下的气体再排放到大气中，避免造成环境的污染。
除此之外，换热器220的冷侧入口与制冷罐110的出料端连通，冷侧出口与第一萃取罐120的进料端连通；换热器220的热侧入口与第一蒸发罐130的出料端连通，热侧出口与第二萃取罐140的进料端连通。制冷罐110和第一蒸发罐130排出的料液一个温度太低，一个温度太高，均不适合直接进行萃取，会导致萃取效果变差。但是，如果任由其自然放置到室温则需要耗费太长时间。通过换热器220的设置，可以让制冷罐110和第一蒸发罐130排出的料液之间进行热交换，在不耗费其它能源的情况下，使二者均达到适宜萃取的温度。
综上所述，本实用新型实施例提供了一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐。在使用时，其可以先对高盐废水进行冷冻处理，使其中的钠离子以高品级硫酸钠的形式析出，并降低冷冻后液中的钠离子、硫酸根离子含量。随后通过第一次的萃取、反萃，并对反萃后液进行第一次蒸发，使钾离子结晶析出。最后对蒸发后液进行二次萃取、反萃、蒸发，得到高品级的硫酸铯产品。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，包括依次串联的制冷罐、第一萃取罐、第一蒸发罐、第二萃取罐以及第二蒸发罐；所述制冷罐的进料端与进料管道连通，所述制冷罐的出料端与所述第一萃取罐的进料端连通，所述第一萃取罐的出料端与所述第一蒸发罐的进料端连通，所述第一蒸发罐的出料端与所述第二萃取罐的进料端连通，所述第二萃取罐的出料端与所述第二蒸发罐的进料端连通。
2.根据权利要求1所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述制冷罐的外侧设置有制冷套，所述制冷套与所述制冷罐的外壁之间形成有供制冷液通过的制冷腔，所述制冷腔设置有制冷介质进口和制冷介质出口，所述制冷介质进口与制冷介质供给装置连通，所述制冷介质出口与制冷介质回收装置连通。
3.根据权利要求2所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述制冷罐的出料端包括第一液相出口和第一固相出口，所述第一液相出口与所述第一萃取罐的进料端连通，所述第一固相出口与第一出料管连通。
4.根据权利要求3所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第一萃取罐/所述第二萃取罐的出料端通过三通阀分别与废液管和输液管连通，所述输液管与所述第一蒸发罐/第二蒸发罐的进料端连通。
5.根据权利要求4所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第一蒸发罐/所述第二蒸发罐的外侧均设置有加热套，所述加热套与所述第一蒸发罐/所述第二蒸发罐的外壁之间形成有供加热介质通过的加热腔，所述加热腔设置有加热介质进口和加热介质出口，所述加热介质进口与加热介质供给装置连通，所述加热介质出口与加热介质回收装置连通。
6.根据权利要求5所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第一蒸发罐/所述第二蒸发罐的顶部设置有气相出口，所述气相出口与冷凝器的进气端连通。
7.根据权利要求6所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第一蒸发罐的出料端包括第二液相出口和第二固相出口，所述第二液相出口与所述第一萃取罐的进料端连通，所述第二固相出口与第二出料管连通。
8.根据权利要求7所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述第二蒸发罐的出料端包括第三液相出口和第三固相出口，所述第三液相出口与所述第二萃取罐的进料端连通，所述第三固相出口与第三出料管连通。
9.根据权利要求8所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述设备还包括pH调节剂储罐、萃取剂储罐、以及反萃剂储罐；所述pH调节剂储罐、所述萃取剂储罐、所述反萃剂储罐与所述第一蒸发罐/所述第二蒸发罐的连通。
10.根据权利要求1所述的从高盐废水中提取高纯硫酸铯的设备，其特征在于，所述设备还包括换热器，所述换热器的冷侧入口与所述制冷罐的出料端连通，冷侧出口与所述第一萃取罐的进料端连通；所述换热器的热侧入口与所述第一蒸发罐的出料端连通，热侧出口与所述第二萃取罐的进料端连通。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111977883A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-24 | 鑫联环保科技股份有限公司 | 一种从高盐废水中提取高纯硫酸铯的方法和设备 |
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Denomination of utility model: A kind of equipment for extracting high-purity Caesium sulfate from high salt wastewater Effective date of registration: 20230625 Granted publication date: 20210126 Pledgee: Gejiu Sub branch of Agricultural Bank of China Co.,Ltd. Pledgor: GREENNOVO ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023530000042 |
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Granted publication date: 20210126 Pledgee: Gejiu Sub branch of Agricultural Bank of China Co.,Ltd. Pledgor: GREENNOVO ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023530000042 |