CN212955276U

CN212955276U - 一种稀土元素浸出装置

Info

Publication number: CN212955276U
Application number: CN202021259641.6U
Authority: CN
Inventors: 潘炳; 任国兴; 王祥; 麦笑宇; 肖松文; 钟志刚
Original assignee: China Ocean Mineral Resources R & D Association (china's Ocean Affairs Administration); Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Current assignee: China Ocean Mineral Resources R & D Association (china's Ocean Affairs Administration); Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2030-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种稀土元素浸出装置，包括外壳、反应槽以及连接外部与反应槽的入料管道；外壳的顶部开设有浸出液出口；反应槽设置在外壳顶部的中间位置，反应槽侧面的底部开设有浆料出口，且反应槽内部设置有搅拌组件。本实用新型公开的稀土元素浸出装置，能同时实现深海沉积物中稀土元素的浸出以及浸出渣与浸出液之间的分离过程，浸出效率高、浸出液和浸出渣的收集方法简单，且装置内不易产生堵塞情况，维护和使用方便。

Description

一种稀土元素浸出装置

技术领域

本实用新型涉及稀土冶金领域，具体涉及一种稀土元素浸出装置。

背景技术

稀土作为不可再生的重点战略资源，是原子能、冶金、石油、航空、航天、电子信息等许多工业领域不可缺少的元素原料，素有“工业味精”之称。但是，由于长时间、超强度的开采利用，陆地稀土矿产资源储量的已经急剧下降，寻找可代替的稀土矿产资源已成为保障未来稀土供应迫切而现实的问题。

近年来，众多矿产资源勘探表明，深海沉积物赋存着丰富的稀土资源。据日本科学家报道，大平洋深海沉积物中的稀土元素最高含量可达0.66％，重稀土元素的含量是我国华南离子型稀土矿产丰度的2倍，且总资源储量远超目前陆地资源储量，极具开发利用价值。为此，针对深海富稀土沉积物中的稀土资源的开发利用，人们也已经开展了大量的研究工作。

与传统陆地矿产资源不同，深海沉积物具有如下特点：(1)含水率极高，达到70％以上，不宜烘干再进行冶炼，否则能耗极高；(2)粒度极细，且硅铝含量高，常规酸浸出后，难以通过传统过滤装置分离浸出浆液；(3)因长期与海水作用，氯化物盐类含量极高，导致后续的净化除杂困难。针对现有技术存在的问题，并结合深海沉积物资源特点，提出一种高效经济的从深海富稀土沉积物中稀土提取的装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种稀土元素浸出装置，上述装置能同时实现深海沉积物中稀土元素的浸出以及浸出渣与浸出液之间的分离过程，浸出效率高、浸出液和浸出渣的收集方法简单，且装置内不易产生堵塞情况，维护和使用方便。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种稀土元素浸出装置，包括外壳、反应槽以及连接外部与所述反应槽的入料管道；所述外壳的顶部开设有浸出液出口；所述反应槽设置在外壳顶部的中间位置，所述反应槽侧面的底部开设有浆料出口，且所述反应槽内部设置有搅拌组件。

上述技术方案的设计思路在于，富稀土元素的深海沉积物流动性较差，当使用上述结构的浸出装置对深海沉积物中的稀土元素进行浸出时，能够使深海沉积物、酸液与絮凝剂在具有搅拌组件的反应槽内发生反应，反应槽内设置的搅拌组件能够保证装置内部浆液的正常流动，同时还可提高酸液与深海沉积物的混合情况，从而提高深海沉积物中稀土元素的浸出效率；酸液和深海沉积物的混合浆液由经由反应槽底部的浆料出口流入到装置内部继续反应，进一步地实现酸与矿的溶解反应。上述装置可直接利用其已经浆化的特性，直接配酸进行浸出反应，可有效降低清水的消耗，也避免了传统烘干处理过程所需的大量能源消耗。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述反应槽内从上至下设置有第一搅拌组件和第二搅拌组件。通过设置多个搅拌组件，可以进一步提高反应槽内浸出反应的进行以及促进浆料的流动。

所述第一搅拌组件包括多个螺旋叶片，所述第一搅拌组件设置在靠近所述反应槽和所述入料管道的连接处的位置。通过将第一搅拌组件设计成螺旋叶片的形式，能够在保证搅拌强度的前提下对浸出的浆料施加一个螺旋向下的推力，促进浆料在反应槽内的移动；将第一搅拌组件设置在反应槽和入料管道的连接处的位置，则是由于该处为进料的连接处，流动性差的深海沉积物易在此处淤积，造成装置的堵塞。

所述第二搅拌组件包括一组呈环形设置的、沿竖直方向垂直布置的扇叶，所述第二搅拌组件设置在靠近所述浆料出口的位置。通过将第二搅拌组件设置成一组呈环形设置的、沿竖直方向垂直布置的扇叶，能够在保证搅拌强度的条件下对浸出浆料施加一个水平向外的推力，促进下层浆料从反应槽内的溢出；将第二搅拌组件设置在反应槽底部靠近浆料出口的位置，则是由于该处为浸出浆料移动方向由竖直转向水平的位置，流动性差的浆料易在此处淤积，造成装置的堵塞。

所述反应槽的结构为沿竖直方向设置的圆柱体，所述圆柱体的底面直径小于其高。通过将反应槽设计成细长的圆柱体，能够提升反应槽内搅拌组件的搅拌效果，提高深海沉积物和酸液的混合情况，从而提高整体浸出效率。

所述外壳的底部呈倒置的锥形结构。通过将浸出装置的外壳底部设置为倒置的锥形，能够使沉降的浸出渣向外壳底部的最低处移动并堆积，从而增大浸出渣之间的挤压作用，进一步完成浸出渣和浸出液的分离，从而提高整体浸出效率。

所述外壳的底部锥形结构的母线与水平之间的夹角θ≥15°。作为进一步的优选，所述夹角30°≤θ≤60°反应槽底部锥形结构的母线与水平间的夹角越大，因重力产生的沉积物之间的堆积挤压作用越强，浸出效果越好。

所述装置还包括传动组件和耙架，且所述外壳底部最低处开设有排渣口；所述传动组件设置在所述外壳外部，并与所述耙架相连接；所述耙架平行设置在所述外壳底部的上方。通过设置耙架和浸出渣出口，能够是沉降的浸出渣在耙架旋转的作用下不断向浸出渣出口移动，从而在浸出装置底部获得低含水率的浸出渣。

所述搅拌组件与传动组件相连接。通过将搅拌组件与传动组件相连接，无需为搅拌组件另外设置动力驱动源，从而降低装置生产成本，减小装置整体体积。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型能同时实现深海沉积物中稀土元素的浸出以及浸出渣与浸出液之间的分离过程，使用本实用新型对深海沉积物中的稀土元素进行浸出，浸出效率高、浸出液和浸出渣的收集方法简单，且装置内不易产生堵塞情况，维护和使用方便。

附图说明

图1为实施例1的稀土元素浸出装置的结构示意图。

图例说明：

1、排渣口；2、耙架；3、第一搅拌组件；4、第二搅拌组件；5、入料管道；6、反应槽；7、传动组件；8、添加剂/酸液/絮凝剂管道；9、浸出液出口；10、外壳；11、扩散板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的稀土元素浸出装置，包括外壳10、反应槽6、连接外部与反应槽6的入料管道5和添加剂/酸液/絮凝剂管道8；外壳10的顶部开设有浸出液出口9；反应槽6设置在外壳10顶部的中间位置，反应槽6侧面的底部开设有浆料出口，且反应槽6内部设置有搅拌组件。

本实施例中，反应槽6由多块扩散板11围成。

本实施例中，反应槽6内从上至下设置有第一搅拌组件3和第二搅拌组件4。

本实施例中，第一搅拌组件3包括螺旋扇叶，第一搅拌组件3设置在靠近反应槽6和入料管道5的连接处的位置。

本实施例中，第二搅拌组件4包括一组呈环形设置的、沿竖直方向垂直布置的扇叶，第二搅拌组件4设置在靠近浆料出口的位置。

本实施例中，反应槽6的结构为沿竖直方向设置的圆柱体，圆柱体的底面直径小于其高。

本实施例中，外壳10的底部呈倒置的锥形结构。

本实施例中，外壳10的底部锥形结构的母线与水平之间的夹角θ＝30°。

本实施例中，装置还包括传动组件7和耙架2，且外壳10底部最低处开设有排渣口1；传动组件7设置在外壳10外部，并通过一传动杆与耙架2相连接；耙架2平行设置在外壳10底部的上方。

本实施例中，搅拌组件通过传动杆与传动组件7相连接。

在使用本实施例的稀土元素浸出装置对深海沉积物中的稀土元素进行浸出时，具体包括以下步骤：将深海沉积物引到入料管道5，同时，通过添加剂/酸液/絮凝剂管道8加入酸液、添加剂和絮凝剂，控制反应矿浆浓度，保持矿浆在装置内停留一定时间后，从浸出液出口9获得浸出液，从排渣口1获得浸出渣。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种稀土元素浸出装置，其特征在于，包括外壳（10）、反应槽（6）以及连接外部与所述反应槽（6）的入料管道（5）；所述外壳（10）的顶部开设有浸出液出口（9）；所述反应槽（6）设置在外壳（10）顶部的中间位置，所述反应槽（6）侧面的底部开设有浆料出口，且所述反应槽（6）内部设置有搅拌组件。

2.如权利要求1所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述反应槽（6）内从上至下设置有第一搅拌组件（3）和第二搅拌组件（4）。

3.如权利要求2所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述第一搅拌组件（3）包括多个螺旋叶片，所述第一搅拌组件（3）设置在靠近所述反应槽（6）和所述入料管道（5）的连接处的位置。

4.如权利要求2所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述第二搅拌组件（4）包括一组呈环形设置的、沿竖直方向垂直布置的扇叶，所述第二搅拌组件（4）设置在靠近所述浆料出口的位置。

5.如权利要求1所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述反应槽（6）的结构为沿竖直方向设置的圆柱体，所述圆柱体的底面直径小于其高。

6.如权利要求1-5任一项所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述外壳（10）的底部呈倒置的锥形结构。

7.如权利要求6所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述外壳（10）的底部锥形结构的母线与水平之间的夹角θ≥15°。

8.如权利要求6所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述装置还包括传动组件（7）和耙架（2），且所述外壳（10）底部最低处开设有排渣口（1）；所述传动组件（7）设置在所述外壳（10）外部，并与所述耙架（2）相连接；所述耙架（2）平行设置在所述外壳（10）底部的上方。

9.如权利要求8所述的稀土元素浸出装置，其特征在于，所述搅拌组件与传动组件（7）相连接。