CN215028871U - 一种三水碳酸镁制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种三水碳酸镁制备装置，属于新材料技术领域。该装置包括冷却桶、反应桶、搅拌机和四个控制器，反应桶放置在冷却桶中，两者中间有一个可以注入冷水的隔层，反应桶为中空结构的圆柱形，其内壁带有六条由钢铁焊制而成半圆柱形的肋，反应桶顶部安装有搅拌机，搅拌机的搅拌棒垂直插入反应桶内部，搅拌棒具有两对搅拌叶片，搅拌叶片相互垂直；反应桶顶部放置了CO2监测仪，当CO2浓度超过设定值，CO2监测仪将自动发出警报，反应桶中搅拌机、气泡石、温度计、酸碱度测试计分别连接对应的控制器，通过电脑对其变化进行实时监测、记录和控制。本实用新型装置构造方便合理，避免了原材料的浪费和设备损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及新材料技术领域，特别是指一种三水碳酸镁制备装置。
背景技术
在国内外学者在对三水碳酸镁制备过程中发现，无论采用何种制备方法，三水碳酸镁晶体都会在一定反应条件下向碱式碳酸镁发生物相转变。目前国内外研究者对于三水碳酸镁发生相变的原因均认为由于反应温度升高所致，并且此温度在55～65℃之间。而对于相变产物碱式碳酸镁具体物相及物相转变温度目前存在争议。还有研究者以可溶性镁盐和碳酸盐或碳酸氢盐为原料，采用一种原料滴入另一种原料的沉淀方法，可以合成三水碳酸镁晶须，该工艺存在制备成本较高、副产物易引发环境污染等问题。如需获得纯净的三水碳酸镁，要把其他离子清洗掉。因此，如何解决制备高纯度的三水碳酸镁是急需解决的重要问题。三水碳酸镁还可以用来制备混凝土速凝剂，目前三水碳酸镁的制备需要克服高温转变的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提出一种三水碳酸镁制备装置。
该装置包括冷却桶、反应桶、搅拌机和四个控制器，反应桶放置在冷却桶中，冷却桶与反应桶中间设置用来注入冷水的隔层，冷却桶上设置进水口和出水口，两根装有单向阀和气泡石的进气管伸入反应桶，进气管另一端为进气口、单向阀通过CO2流量控制器控制，反应桶内设置装有液压装置的料浆进/出料口，反应桶内壁带有肋，反应桶顶部安装有搅拌机，搅拌机的搅拌棒垂直插入反应桶内部，搅拌棒通过搅拌机控制器控制；反应桶顶部设置CO2监测仪，CO2监测仪连接CO2流量实时显示器，反应桶内设置温度及酸碱度测试计，温度及酸碱度测试计连接温度及酸碱度控制器，CO2流量实时显示器、温度及酸碱度控制器、搅拌机控制器、CO2流量控制器通过电脑进行实时监测、记录和控制。
反应桶为中空的圆柱体，内有六条由钢铁焊制而成的半圆柱形的肋；
反应桶外部设置有冷却降温功能的冷却桶，与电脑连接；当反应桶内温度超过40℃时，电脑会自动通过进水口注入冷水。
反应桶顶部设有液压的进/出料口和CO2监测仪，当CO2浓度超过设定值，CO2监测仪将自动发出警报。
反应桶底部有一个凹槽，凹槽深度为15-20mm。
搅拌棒具有两对搅拌叶片，搅拌叶片相互垂直，上搅拌叶片位于反应桶中部，下搅拌叶片位于反应桶下部。
冷却桶内部采用钢结构等导热性能好的材质焊制而成，外部使用普通材料。
进气口上设置有单向阀和气泡石。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过对电脑的设定，可以对反应过程中CO2流量、酸碱度、温度、搅拌棒转速进行设定并实时记录，提高了三水碳酸镁的合成效率与质量；同时，基于冷却桶的温度设定，在反应桶内温度超过40℃时能自动注水以保证反应的正常进行，且单向阀的设定避免了浆体被回吸到进气管中造成堵塞。本实用新型结构设置简单，制备过程具有全方位的自动调节功能，避免了原材料的浪费和设备损耗，三水碳酸镁制备效率高。
附图说明
图1为本实用新型装置的总体结构示意图；
图2为本实用新型装置的顶部示意图；
图3为本实用新型装置的俯视图。
其中：1-出水口，2-进水口，3-冷却桶，4-反应桶，5-单向阀，6-气泡石，7-进/出料口，8-搅拌棒，9-CO2监测仪，10-温度及酸碱度测试计，11-进气口，12-CO2流量实时显示器，13-温度及酸碱度控制器，14-搅拌机控制器，15-CO2流量控制器，16-电脑，17-肋。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型提供一种三水碳酸镁制备装置。
如图1所示，该装置包括冷却桶3、反应桶4、搅拌机和四个控制器，反应桶4放置在冷却桶3中，冷却桶3与反应桶4中间设置用来注入冷水的隔层，冷却桶3上设置进水口2和出水口1，两根装有单向阀5和气泡石6的进气管伸入反应桶4中，进气管另一端为进气口11，单向阀5通过CO2流量控制器15控制，反应桶4内设置装有液压装置的料浆进/出料口7，如图3所示，反应桶4内壁带有肋17，反应桶4顶部安装有搅拌机，搅拌机的搅拌棒8垂直插入反应桶4内部(如图2所示)，搅拌棒8通过搅拌机控制器14控制；反应桶4顶部设置CO2监测仪9，CO2监测仪9连接CO2流量实时显示器12，反应桶4内设置温度及酸碱度测试计10，温度及酸碱度测试计10连接温度及酸碱度控制器13，温度及酸碱度控制器13、搅拌机控制器14、CO2流量控制器15通过电脑进行实时监测、记录和控制。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
该装置包括冷却桶3、反应桶4、搅拌机和四个控制器，反应桶4为中空的圆柱体，内有六条由钢铁焊制而成的半圆柱形的肋17；反应桶4外部设置有冷却降温功能的冷却桶3，与电脑16连接；当反应桶4内温度超过40℃时，电脑16会自动通过进水口2注入冷水；反应桶4顶部设有液压的进/出料口7和CO2监测仪9，当CO2浓度超过设定值，CO2监测仪9将自动发出警报；反应桶4底部有一个凹槽，凹槽深度为15-20mm。
适应于反应桶4内腔的圆柱体形状，本实施例中的冷却桶3为圆柱形，两者利用耐腐蚀钢材料加工而成。
搅拌棒8具有两对搅拌叶片，搅拌叶片相互垂直，上搅拌叶片位于反应桶4中部，下搅拌叶片位于反应桶4下部。
冷却桶3内部采用导热性能好的材质焊制而成，外部使用普通材料。
进气口11连接的进气管上设置有单向阀5和气泡石6。
实施例2
本实施例中的制备三水碳酸镁装置总体结构如图1所示，制备三水碳酸镁装置包括制备装置的反应桶4、搅拌棒8、气泡石6和温度，酸碱度测试计10。
本实施例中的反应桶4为中空的圆柱体，冷却桶3内腔为同轴的圆柱体。
反应桶4顶部安装有搅拌机，并设有进料(出料)口和进气口；所述搅拌器的搅拌棒8垂直插入反应桶4内部，在反应桶4中由上向下延伸，搅拌棒8上具有两对相互垂直的搅拌叶片，当搅拌时，两对搅拌叶片同时转动，可以使物料分散更均匀，从而使反应更加充分地进行。
如图1所示，反应桶4内设置有搅拌棒8、气泡石6和温度及酸碱度测试计10，搅拌棒8的转速有搅拌机控制器14控制，气泡石6的CO2流量由CO2流量控制器15控制，温度和酸碱度由温度及酸碱度控制器13进行实时监测与记录。
当采用化学分析纯氧化镁制备三水碳酸镁时，由于其氧化镁含量与工业轻烧氧化镁的差异，在反应过程中所需的转速、CO2流量也会不同，所呈现的温度和酸碱度也会不同。因此需通过搅拌机控制器14对其转速进行严格控制，转速过慢，三水碳酸镁产率较低，结晶速度慢；转速过快，已生成的棒状晶体容易被搅拌叶片搅断，会使晶体长度变短，长径比下降。CO2流量也需通过CO2流量控制器12严格控制。
使用本实用新型的合制备三水碳酸镁装置进行制备的方法包括以下步骤：
步骤一、上料
上料前先按预定的反应浆液浓度往反应桶4内加一定比例的水，由进料口加轻烧氧化镁，同时开动搅拌机进行搅拌。当轻烧氧化镁加入量到达预定阈值后，停止粉料的加入，关闭进料口的阀门，并保持搅拌机在预定搅拌强度下持续搅拌预定的时间。
步骤二、通CO2气体
轻烧氧化镁加入反应桶4后，保持搅拌机的搅拌，通过CO2流量控制器15向反应桶内通入CO2，之后便通过电脑16对搅拌机转速、CO2流量、温度和酸碱度进行实时监测、记录与控制。当CO2浓度超过设定值时，CO2监测仪9会发出警报，此时应检查实验室通风情况并考虑降低CO2流量。当反应桶内浆液温度超过40℃时，冷却桶3的进水口2自动开启，往隔层注入冷水进行降温。当浆液pH值达到7.4以下时，可停止通入CO2气体。
步骤三、出料
每隔一段时间取一小滴反应浆液置于光学显微镜下进行观察，当呈现均匀且透明的细柱状结构时，说明三水碳酸镁已制备完成，通过出料口7将三水碳酸镁浆液抽出，然后进行抽滤、烘干，制得三水碳酸镁粉末，三水碳酸镁粉末能被轻易揉碎且摸起来具有细腻感。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种三水碳酸镁制备装置，其特征在于：包括冷却桶(3)、反应桶(4)、搅拌机和四个控制器，反应桶(4)放置在冷却桶(3)中，冷却桶(3)与反应桶(4)中间设置用来注入冷水的隔层，冷却桶(3)上设置进水口(2)和出水口(1)，两根装有单向阀(5)和气泡石(6)的进气管伸入反应桶(4)中，进气管另一端为进气口(11)，单向阀(5)通过CO2流量控制器(15)控制，反应桶(4)内设置装有液压装置的料浆进/出料口(7)，反应桶(4)内壁带有肋(17)，反应桶(4)顶部安装有搅拌机，搅拌机的搅拌棒(8)垂直插入反应桶(4)内部，搅拌棒(8)通过搅拌机控制器(14)控制；反应桶(4)顶部设置CO2监测仪(9)，CO2监测仪(9)连接CO2流量实时显示器(12)，反应桶(4)内设置温度及酸碱度测试计(10)，温度及酸碱度测试计(10)连接温度及酸碱度控制器(13)，CO2流量实时显示器(12)、温度及酸碱度控制器(13)、搅拌机控制器(14)、CO2流量控制器(15)通过电脑进行实时监测、记录和控制。
2.根据权利要求1所述的三水碳酸镁制备装置，其特征在于：所述反应桶(4)为中空的圆柱体，内有六条由钢铁焊制而成的半圆柱形的肋(17)。
3.根据权利要求1所述的三水碳酸镁制备装置，其特征在于：所述搅拌棒(8)具有两对搅拌叶片，搅拌叶片相互垂直，上搅拌叶片位于反应桶(4)中部，下搅拌叶片位于反应桶(4)下部。
4.根据权利要求1所述的三水碳酸镁制备装置，其特征在于：所述冷却桶(3)内部采用导热性能好的材质焊制而成，外部使用普通材料。
5.根据权利要求1所述的三水碳酸镁制备装置，其特征在于：所述冷却桶(3)与电脑(16)连接；当反应桶(4)内温度超过40℃时，电脑(16)自动通过进水口(2)注入冷水。
6.根据权利要求1所述的三水碳酸镁制备装置，其特征在于：所述反应桶(4)底部有一个凹槽，凹槽深度为15-20mm。
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| CN202121118146.8U CN215028871U (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 一种三水碳酸镁制备装置 |
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| CN202121118146.8U CN215028871U (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 一种三水碳酸镁制备装置 |
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| CN (1) | CN215028871U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114931911A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-23 | 洛阳恒源隧物资有限公司华阳新材料分公司 | 一种用于聚羧酸减水剂母液生产的反应釜及生产工艺 |
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2021
- 2021-05-24 CN CN202121118146.8U patent/CN215028871U/zh active Active
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