一种高纯度聚合氯化铁的制备方法与流程

[0001]
本发明涉及氯化铁制备技术领域，具体为一种高纯度聚合氯化铁的制备方法。


背景技术：

[0002]
聚合氯化铁是一种新型高效的无机高分子混凝剂，本产品选用铝矾土、盐酸或含铝酸盐、铝酸钙粉以先进工艺制成，具有良好的絮凝效果，价格低，其净水效果优于传统的硫酸铝和铁盐等普通无机盐类混凝剂，固体产品采用喷雾干燥技术，产品为淡黄色、黄色或褐色粉末。
[0003]
现有的聚合氯化铁往往纯度不够高，在制备聚合氯化铁时常用到混合搅拌设备，现有的混合搅拌设备缺少进料机构，无法对进料量进行控制，导致了在进料时容易造成短时间内进入大量混合物，不仅使搅拌的效率降低还有可能对进料口进行堵塞，影响设备的运行；现有的混合搅拌设备对于混合物的搅拌不够充分，影响后续聚合氯化铁的制备；现有的混合搅拌设备减震机构，导致设备在工作时易产生晃动，并发出噪音，对操作人员的身体和身心健康产生影响。
[0004]
为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种高纯度聚合氯化铁的制备方法。
[0006]
本发明所要解决的技术问题如下：
[0007]
现有的混合搅拌设备缺少进料机构，无法对进料量进行控制，导致了在进料时容易造成短时间内进入大量混合物，不仅使搅拌的效率降低还有可能对进料口进行堵塞，影响设备的运行；现有的混合搅拌设备对于混合物的搅拌不够充分，影响后续聚合氯化铁的制备；现有的混合搅拌设备减震机构，导致设备在工作时易产生晃动，并发出噪音，对操作人员的身体和身心健康产生影响。
[0008]
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0009]
一种高纯度聚合氯化铁的制备方法，该高纯度聚合氯化铁包括如下重量份的原料：煤矸石100-120份、硫酸50-60份、盐酸70-80份、聚合剂3-5份和氧化剂3-5份；
[0010]
该高纯度聚合氯化铁的制备方法包括如下步骤：
[0011]
s1、粉碎：将煤矸石放入粉碎机粉碎，并过250目筛，得到煤矸石粉末；
[0012]
s2、焙烧：将煤矸石粉末放入马弗炉中，在温度为700-800℃的条件下焙烧，焙烧时间为1-2h；
[0013]
s3、酸浸：将焙烧后的煤矸石粉末与硫酸混合，并加入盐酸在温度为90-110℃的条件下进行酸溶反应，反应时间为2-3h，反应后将反应液过滤得到酸洗液；
[0014]
s4、氧化：将酸洗液、聚合剂和氧化剂混合得到混合物，放入混合搅拌设备混合搅拌反应50-60min，即得高纯度聚合氯化铁；混合搅拌设备的具体操作步骤为：
[0015]
第一步、将混合物从进料口放入进料通道并落在挡料环上，扭动转动圆盘，转动圆
盘带动第三螺纹杆转动，使第三螺纹杆向第二工作室的内部运动，并推动第二螺纹杆向第一工作室的内部运动，带动套筒在滚珠的作用下在第一工作室的内部转动，套筒带动转动杆转动，转动杆带动挡料环转动，从而实现对混合物的下料操作；
[0016]
第二步、启动第一电机，驱动第一搅拌轴转动，第一搅拌轴带动螺旋叶片转动对混合物进入搅拌，同时，第一搅拌轴带动第一直齿轮转动，第一直齿轮带动与之啮合的第二直齿轮转动，第二直齿轮带动第二搅拌轴转动，第二搅拌轴带动搅拌叶片转动，对混合物进行搅拌；
[0017]
第三步、启动第二电机，驱动第一螺纹杆转动，带动螺纹套在第一螺纹杆上水平移动，从而带动电机室左右移动，电机室带动第一搅拌轴和第二搅拌轴左右移动，从而带动螺旋叶片和搅拌叶片左右移动，同时第一搅拌轴带动第一连接杆转动，从而带动支撑杆以及刮板转动，对搅拌室的内部侧壁进行清理。
[0018]
进一步的，所述聚合剂为氯酸钠，所述氧化剂为次氯酸钠。
[0019]
进一步的，步骤s4中所述混合搅拌设备，包括搅拌室，搅拌室的内部设有搅拌机构，搅拌机构包括电机室，电机室的内部顶端固定有第一电机，第一电机的输出端固定有第一搅拌轴，第一搅拌轴的底端穿过电机室且与电机室转动连接，第一搅拌轴的两侧设有对称分布的第二搅拌轴，第二搅拌轴的顶端与电机室的内部顶端转动连接，第二搅拌轴的底端穿过电机室且与电机室的底部转动连接；
[0020]
搅拌室的外部顶端设有进料机构，进料机构包括进料通道，进料通道的顶部设有进料口，进料通道的内部设有挡料环，挡料环的外径与进料通道的内径相同，挡料环的一端固定有转动块，进料通道的内部侧壁开设有与转动块相适配的转动槽，转动块与转动槽转动连接，挡料环的另一端固定有转动杆，进料通道的外部侧壁固定有第一工作室，第一工作室的外部远离进料通道的一侧固定有第二工作室，第一工作室与第二工作室的形状均为圆柱形；
[0021]
搅拌室的底部设有减震机构，减震机构包括底座，底座的上表面中心处固定有固定块，固定块的顶部固定有伸缩杆，伸缩杆的顶端与搅拌室的外部底端相固定，伸缩杆的外侧套接有第一减震弹簧，第一减震弹簧的两端分别与搅拌室的外部底端和固定块的顶部相固定，搅拌室的外部底端固定有两个对称分布的支撑块，底座的上表面开设有两个对称分布的滑槽，滑槽的内部设有第一滑块，第一滑块与滑槽滑动连接，第一滑块与支撑块之间连接有第二连接杆，第二连接杆的两端分别与支撑块和第一滑块铰链连接。
[0022]
进一步的，所述第一搅拌轴上固定有第一直齿轮，第二搅拌轴上固定有第二直齿轮，第一直齿轮和第二直齿轮均位于电机室的内部，且第一直齿轮与第二直齿轮之间相啮合，第一搅拌轴上固定有螺旋叶片，第二搅拌轴上固定有若干对称分布的搅拌叶片，螺旋叶片与搅拌叶片均位于电机室的外部。
[0023]
进一步的，所述搅拌室的外部侧壁固定有第二电机，第二电机的输出端固定有第一螺纹杆，第一螺纹杆穿过搅拌室且与搅拌室转动连接，电机室的外部顶端固定有两个对称分布的螺纹套，第一螺纹杆与螺纹套螺纹配合。
[0024]
进一步的，所述第一搅拌轴的底端固定有第一连接杆，第一连接杆的两端固定有对称分布的支撑杆，两个支撑杆相互远离的一侧固定有若干均匀分布的伸缩弹簧，伸缩弹簧远离支撑杆的一端固定有刮板，刮板与搅拌室的内部侧壁相接触。
[0025]
进一步的，所述转动杆远离挡料环的一端依次穿过进料通道和第一工作室，且转动杆分别与进料通道和第一工作室转动连接，转动杆远离挡料环的一端固定有套筒，套筒的形状呈工字型，套筒的外部环形分布有若干均匀分布的滚珠，滚珠与第一工作室的内部侧壁活动连接，套筒的内部设有第二螺纹杆，第二螺纹杆与套筒螺纹配合，第二螺纹杆远离套筒的一端依次穿过第一工作室和第二工作室，第二螺纹杆分别与第一工作室和第二工作室滑动连接，第二工作室的内部设有第三螺纹杆，第三螺纹杆的一端与第二螺纹杆相接触，第三螺纹杆的另一端穿过第二工作室且与第二工作室螺纹配合，第三螺纹杆远离第二螺纹杆的一端固定有转动圆盘。
[0026]
进一步的，所述固定块的两侧设有对称分布的第三工作室，第三工作室的外部底端与底座的上表面相固定，第三工作室的内部设有第二滑块，第二滑块与第三工作室滑动连接，第二滑块的一端固定有滑动杆，滑动杆远离第二滑块的一端穿过第三工作室且与第三工作室滑动连接，滑动杆远离第二滑块的一端与第一滑块的侧壁相固定，滑动杆的外侧套接有第二减震弹簧，第二减震弹簧的两端分别与第二滑块和第三工作室相固定。
[0027]
本发明的有益效果：
[0028]
本发明通过进料机构的设置，使混合物在进入搅拌室时通过调节挡料环的转动角度，实现对进料量的控制，避免了混合物在进入搅拌室时进料量过大造成进料口的堵塞，影响搅拌效率。先将混合物从进料口放入进料通道并落在挡料环上，此时扭动转动圆盘，转动圆盘带动第三螺纹杆转动，通过第三螺纹杆与第二工作室的螺纹配合，使第三螺纹杆向第二工作室的内部运动，并推动第二螺纹杆向第一工作室的内部运动，通过第二螺纹杆与套筒的螺纹配合，带动套筒在滚珠的作用下在第一工作室的内部转动，套筒带动转动杆转动，转动杆带动挡料环转动，从而实现对混合物的下料操作。
[0029]
通过搅拌机构的设置，使搅拌叶片和螺旋叶片在对混合物进行搅拌的同时还能左右移动，使搅拌叶片和螺旋叶片与混合物充分接触，提高了搅拌效率。当混合物进入搅拌室后，启动第一电机，驱动第一搅拌轴转动，第一搅拌轴带动螺旋叶片转动对混合物进入搅拌，同时，第一搅拌轴带动第一直齿轮转动，第一直齿轮带动与之啮合的第二直齿轮转动，第二直齿轮带动第二搅拌轴转动，第二搅拌轴带动搅拌叶片转动，对混合物进行充分搅拌。
[0030]
通过启动第二电机，驱动第一螺纹杆转动，通过第一螺纹杆与螺纹套的螺纹配合，带动螺纹套在第一螺纹杆上水平移动，从而带动电机室左右移动，电机室带动第一搅拌轴和第二搅拌轴左右移动，从而带动螺旋叶片和搅拌叶片左右移动，增加与混合物的接触面积，提高搅拌效率；同时第一搅拌轴带动第一连接杆转动，从而带动支撑杆以及刮板转动，对搅拌室的内部侧壁进行清理，避免了浪费，提高了混合物的使用率，伸缩弹簧的设置可以保证在第一搅拌轴左右移动时，刮板能在伸缩弹簧的作用下始终与搅拌室的内部侧壁相接触。
[0031]
通过减震机构的设置，使混合搅拌设备在工作时能够保持稳定，还可以减少噪音，保护操作人员的身体和身心健康。当设备在工作时，难免发生晃动，晃动的力通过搅拌室作用在伸缩杆、第一减震弹簧和支撑块上，从而压缩伸缩杆和第一减震弹簧，使其发生形变，实现减震；同时，支撑块受力向下运动，通过第二连接杆传递给第一滑块，带动第一滑块在滑槽上滑动，从而推动滑动杆滑动，滑动杆推动第二滑块在第三工作室内滑动，从而对第二减震弹簧进行拉伸，使其发生形变，进一步实现减震。
附图说明
[0032]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0033]
图1是本发明的整体结构示意图；
[0034]
图2是本发明搅拌机构的结构示意图；
[0035]
图3是本发明进料机构的结构示意图；
[0036]
图4是本发明减震机构的结构示意图。
[0037]
图中，1、搅拌室；2、搅拌机构；201、电机室；202、第一电机；203、第一搅拌轴；204、第二搅拌轴；205、第一直齿轮；206、第二直齿轮；207、螺旋叶片；208、搅拌叶片；209、第二电机；210、第一螺纹杆；211、螺纹套；212、第一连接杆；213、支撑杆；214、伸缩弹簧；215、刮板；3、进料机构；301、进料通道；302、进料口；303、挡料环；304、转动杆；305、第一工作室；306、第二工作室；307、套筒；308、滚珠；309、第二螺纹杆；310、第三螺纹杆；311、转动圆盘；4、减震机构；401、底座；402、固定块；403、伸缩杆；404、第一减震弹簧；405、支撑块；406、第一滑块；407、第二连接杆；408、第三工作室；409、第二滑块；410、滑动杆；411、第二减震弹簧。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
实施例1
[0040]
一种高纯度聚合氯化铁的制备方法，该高纯度聚合氯化铁包括如下重量份的原料：煤矸石100份、硫酸50份、盐酸70份、聚合剂3份和氧化剂3份；
[0041]
该高纯度聚合氯化铁的制备方法包括如下步骤：
[0042]
s1、粉碎：将煤矸石放入粉碎机粉碎，并过250目筛，得到煤矸石粉末；
[0043]
s2、焙烧：将煤矸石粉末放入马弗炉中，在温度为700℃的条件下焙烧，焙烧时间为1h；
[0044]
s3、酸浸：将焙烧后的煤矸石粉末与硫酸混合，并加入盐酸在温度为90℃的条件下进行酸溶反应，反应时间为2h，反应后将反应液过滤得到酸洗液；
[0045]
s4、氧化：将酸洗液、聚合剂和氧化剂混合得到混合物，放入混合搅拌设备混合搅拌反应50min，即得高纯度聚合氯化铁。
[0046]
进一步的，所述聚合剂为氯酸钠，所述氧化剂为次氯酸钠。
[0047]
实施例2
[0048]
一种高纯度聚合氯化铁的制备方法，该高纯度聚合氯化铁包括如下重量份的原料：煤矸石110份、硫酸55份、盐酸75份、聚合剂4份和氧化剂4份；
[0049]
该高纯度聚合氯化铁的制备方法包括如下步骤：
[0050]
s1、粉碎：将煤矸石放入粉碎机粉碎，并过250目筛，得到煤矸石粉末；
[0051]
s2、焙烧：将煤矸石粉末放入马弗炉中，在温度为750℃的条件下焙烧，焙烧时间为1.5h；
[0052]
s3、酸浸：将焙烧后的煤矸石粉末与硫酸混合，并加入盐酸在温度为100℃的条件
下进行酸溶反应，反应时间为2.5h，反应后将反应液过滤得到酸洗液；
[0053]
s4、氧化：将酸洗液、聚合剂和氧化剂混合得到混合物，放入混合搅拌设备混合搅拌反应55min，即得高纯度聚合氯化铁。
[0054]
进一步的，所述聚合剂为氯酸钠，所述氧化剂为次氯酸钠。
[0055]
实施例3
[0056]
一种高纯度聚合氯化铁的制备方法，该高纯度聚合氯化铁包括如下重量份的原料：煤矸石120份、硫酸60份、盐酸80份、聚合剂5份和氧化剂5份；
[0057]
该高纯度聚合氯化铁的制备方法包括如下步骤：
[0058]
s1、粉碎：将煤矸石放入粉碎机粉碎，并过250目筛，得到煤矸石粉末；
[0059]
s2、焙烧：将煤矸石粉末放入马弗炉中，在温度为800℃的条件下焙烧，焙烧时间为2h；
[0060]
s3、酸浸：将焙烧后的煤矸石粉末与硫酸混合，并加入盐酸在温度为110℃的条件下进行酸溶反应，反应时间为3h，反应后将反应液过滤得到酸洗液；
[0061]
s4、氧化：将酸洗液、聚合剂和氧化剂混合得到混合物，放入混合搅拌设备混合搅拌反应60min，即得高纯度聚合氯化铁。
[0062]
进一步的，所述聚合剂为氯酸钠，所述氧化剂为次氯酸钠。
[0063]
请参阅图1-4，上述实施例所述混合搅拌设备，包括搅拌室1，搅拌室1的内部设有搅拌机构2，搅拌机构2包括电机室201，电机室201的内部顶端固定有第一电机202，第一电机202的输出端固定有第一搅拌轴203，第一搅拌轴203的底端穿过电机室201且与电机室201转动连接，第一搅拌轴203的两侧设有对称分布的第二搅拌轴204，第二搅拌轴204的顶端与电机室201的内部顶端转动连接，第二搅拌轴204的底端穿过电机室201且与电机室201的底部转动连接；
[0064]
搅拌室1的外部顶端设有进料机构3，进料机构3包括进料通道301，进料通道301的顶部设有进料口302，进料通道301的内部设有挡料环303，挡料环303的外径与进料通道301的内径相同，挡料环303的一端固定有转动块，进料通道301的内部侧壁开设有与转动块相适配的转动槽，转动块与转动槽转动连接，挡料环303的另一端固定有转动杆304，进料通道301的外部侧壁固定有第一工作室305，第一工作室305的外部远离进料通道301的一侧固定有第二工作室306，第一工作室305与第二工作室306的形状均为圆柱形；
[0065]
搅拌室1的底部设有减震机构4，减震机构4包括底座401，底座401的上表面中心处固定有固定块402，固定块402的顶部固定有伸缩杆403，伸缩杆403的顶端与搅拌室1的外部底端相固定，伸缩杆403的外侧套接有第一减震弹簧404，第一减震弹簧404的两端分别与搅拌室1的外部底端和固定块402的顶部相固定，搅拌室1的外部底端固定有两个对称分布的支撑块405，底座401的上表面开设有两个对称分布的滑槽，滑槽的内部设有第一滑块406，第一滑块406与滑槽滑动连接，第一滑块406与支撑块405之间连接有第二连接杆407，第二连接杆407的两端分别与支撑块405和第一滑块406铰链连接。
[0066]
所述第一搅拌轴203上固定有第一直齿轮205，第二搅拌轴204上固定有第二直齿轮206，第一直齿轮205和第二直齿轮206均位于电机室201的内部，且第一直齿轮205与第二直齿轮206之间相啮合，第一搅拌轴203上固定有螺旋叶片207，第二搅拌轴204上固定有若干对称分布的搅拌叶片208，螺旋叶片207与搅拌叶片208均位于电机室201的外部。
[0067]
所述搅拌室1的外部侧壁固定有第二电机209，第二电机209的输出端固定有第一螺纹杆210，第一螺纹杆210穿过搅拌室1且与搅拌室1转动连接，电机室201的外部顶端固定有两个对称分布的螺纹套211，第一螺纹杆210与螺纹套211螺纹配合。
[0068]
所述第一搅拌轴203的底端固定有第一连接杆212，第一连接杆212的两端固定有对称分布的支撑杆213，两个支撑杆213相互远离的一侧固定有若干均匀分布的伸缩弹簧214，伸缩弹簧214远离支撑杆213的一端固定有刮板215，刮板215与搅拌室1的内部侧壁相接触。
[0069]
所述转动杆304远离挡料环303的一端依次穿过进料通道301和第一工作室305，且转动杆304分别与进料通道301和第一工作室305转动连接，转动杆304远离挡料环303的一端固定有套筒307，套筒307的形状呈工字型，套筒307的外部环形分布有若干均匀分布的滚珠308，滚珠308与第一工作室305的内部侧壁活动连接，套筒307的内部设有第二螺纹杆309，第二螺纹杆309与套筒307螺纹配合，第二螺纹杆309远离套筒307的一端依次穿过第一工作室305和第二工作室306，第二螺纹杆309分别与第一工作室305和第二工作室306滑动连接，第二工作室306的内部设有第三螺纹杆310，第三螺纹杆310的一端与第二螺纹杆309相接触，第三螺纹杆310的另一端穿过第二工作室306且与第二工作室306螺纹配合，第三螺纹杆310远离第二螺纹杆309的一端固定有转动圆盘311。
[0070]
所述固定块402的两侧设有对称分布的第三工作室408，第三工作室408的外部底端与底座401的上表面相固定，第三工作室408的内部设有第二滑块409，第二滑块409与第三工作室408滑动连接，第二滑块409的一端固定有滑动杆410，滑动杆410远离第二滑块409的一端穿过第三工作室408且与第三工作室408滑动连接，滑动杆410远离第二滑块409的一端与第一滑块406的侧壁相固定，滑动杆410的外侧套接有第二减震弹簧411，第二减震弹簧411的两端分别与第二滑块409和第三工作室408相固定。
[0071]
混合搅拌设备的工作过程及原理：
[0072]
本发明在使用时，先将混合物从进料口302放入进料通道301并落在挡料环303上，此时扭动转动圆盘311，转动圆盘311带动第三螺纹杆310转动，通过第三螺纹杆310与第二工作室306的螺纹配合，使第三螺纹杆310向第二工作室306的内部运动，并推动第二螺纹杆309向第一工作室305的内部运动，通过第二螺纹杆309与套筒307的螺纹配合，带动套筒307在滚珠308的作用下在第一工作室305的内部转动，套筒307带动转动杆304转动，转动杆304带动挡料环303转动，从而实现对混合物的下料操作。通过进料机构3的设置，使混合物在进入搅拌室1时通过调节挡料环303的转动角度，实现对进料量的控制，避免了混合物在进入搅拌室1时进料量过大造成进料口302的堵塞，影响搅拌效率。
[0073]
当混合物进入搅拌室1后，启动第一电机202，驱动第一搅拌轴203转动，第一搅拌轴203带动螺旋叶片207转动对混合物进入搅拌，同时，第一搅拌轴203带动第一直齿轮205转动，第一直齿轮205带动与之啮合的第二直齿轮206转动，第二直齿轮206带动第二搅拌轴204转动，第二搅拌轴204带动搅拌叶片208转动，对混合物进行充分搅拌。
[0074]
启动第二电机209，驱动第一螺纹杆210转动，通过第一螺纹杆210与螺纹套211的螺纹配合，带动螺纹套211在第一螺纹杆210上水平移动，从而带动电机室201左右移动，电机室201带动第一搅拌轴203和第二搅拌轴204左右移动，从而带动螺旋叶片207和搅拌叶片208左右移动，增加与混合物的接触面积，提高搅拌效率；同时第一搅拌轴203带动第一连接
杆212转动，从而带动支撑杆213以及刮板215转动，对搅拌室1的内部侧壁进行清理，避免了浪费，提高了混合物的使用率，伸缩弹簧214的设置可以保证在第一搅拌轴203左右移动时，刮板215能在伸缩弹簧214的作用下始终与搅拌室1的内部侧壁相接触。通过搅拌机构2的设置，使搅拌叶片208和螺旋叶片207在对混合物进行搅拌的同时还能左右移动，使搅拌叶片208和螺旋叶片207与混合物充分接触，提高了搅拌效率。
[0075]
当设备在工作时，难免发生晃动，晃动的力通过搅拌室1作用在伸缩杆403、第一减震弹簧404和支撑块405上，从而压缩伸缩杆403和第一减震弹簧404，使其发生形变，实现减震；同时，支撑块405受力向下运动，通过第二连接杆407传递给第一滑块406，带动第一滑块406在滑槽上滑动，从而推动滑动杆410滑动，滑动杆410推动第二滑块409在第三工作室408内滑动，从而对第二减震弹簧411进行拉伸，使其发生形变，进一步实现减震。通过减震机构4的设置，使混合搅拌设备在工作时能够保持稳定，还可以减少噪音，保护操作人员的身体和身心健康。
[0076]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0077]
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。