固体物质的回收装置的制作方法

本发明涉及一种固体物质的回收装置。

背景技术：

固体与液体或液体与液体之间进行化学反应时，当反应物在液相中的浓度超过了它的饱和浓度时，就会呈结晶状析出。晶体的产生是先形成极细的微晶核，然后晶核再长大成为一定形状的晶体。在化学工业和湿法冶金工业上，用沉淀和固液分离是关键生产操作步骤。大多数沉淀反应是在分离的设备中进行的，并且采用澄清法获得晶体，工作量大，效率低下，并且母液的利用率低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种高效且母液利用率高的固体物质的回收装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种固体物质的回收装置，其包含：

进料装置，进料装置用于提供料液和沉淀剂；

沉淀或结晶反应釜，沉淀或结晶反应釜接收料液和沉淀剂并且料液和沉淀剂在沉淀或结晶反应釜中进行反应，反应后形成母液和固体物质；

过滤分离反应釜，过滤分离反应釜接收母液和固体物质；

其中，母液和固体物质在过滤分离反应釜中通过抽滤而分离，母液被输送回沉淀或结晶反应釜。

优选地，沉淀或结晶反应釜包含第一进料口、料液回收口和第一出料口，第一进料口与进料装置连通；

过滤分离反应釜包含第二进料口和第二出料口，第二进料口与第一出料口连通；

该固体物质的回收装置还包含：

液体收集器，液体收集器包含第三进料口和第三出料口，第三进料口与第二出料口连通；

抽滤泵，抽滤泵分别与第三出料口和料液回收口连接并且用于将液体从第三出料口向料液回收口泵送。

优选地，沉淀或结晶反应釜还包含搅拌器和釜体，第一进料口和料液回收口设置在釜体的上部，第一出料口设置在釜体的下部，搅拌器设置在釜体内部。

优选地，搅拌器为双层桨。

在本发明中，双层桨能够搅拌地更加均匀，使得结晶的速率加快。

优选地，釜体的上部和下部设置为可拆卸地连接。

在本发明中，釜体设置成上部和下部可拆卸，从而方便对釜体进行维护或清洁作业。

优选地，过滤分离反应釜还包含过滤器和釜体，第二进料口设置在釜体的上部，第二出料口设置在釜体的下部，过滤器设置在釜体的内部并且用于过滤过滤分离反应釜中的液体。

优选地，过滤器为砂芯滤板。

优选地，釜体的上部和下部设置为可拆卸地连接。

优选地，釜体的下部包括中部和底部，底部可拆卸地连接于中部的下方，第二出料口设置在底部，固体物质的回收装置还包括升降装置，升降装置连接于底部并使得底部可升降，过滤器固接于底部的上方。

在本发明中，釜体的底部与升降装置连接且可拆卸，从而当过滤结束后，解除底部与中部的连接，即可将过滤器降下，从而将滤饼取出。

优选地，固体物质的回收装置还包含两个调温装置，两个调温装置用于分别调节沉淀或结晶反应釜和过滤分离反应釜的温度。

在过滤分离反应釜中设置调温装置，则滤饼可以直接在过滤分离反应釜中被烘干。

优选地，加热装置为夹套，两个夹套分别套设于沉淀或结晶反应釜和过滤分离反应釜的外部，两个夹套中分别流通不同的导热介质。

沉淀或结晶反应釜中需要升温和降温，而过滤分离反应釜中仅需要升温，通过在夹套中流通不同的导热介质可以容易地满足二者的需要。

优选地，进料装置包含液体进料器和固体进料器，液体进料器提供料液，固体进料器提供沉淀剂，第一进料口包含固体进料口和液体进料口，固体进料口与固体进料器连通，液体进料口与液体进料器连通。

优选地，进料装置、沉淀或结晶反应釜、过滤分离反应釜、液体收集器、抽滤泵之间通过玻璃管或软管连通。

本发明的积极进步效果在于：该收集装置设置有抽滤泵，可快速地获得所需的固体物质(析出的晶体)，并且抽出的母液返回到沉淀或结晶反应釜进行反应，从而提高了母液的利用率。

附图说明

图1为本发明的优选实施例的固体物质的回收装置的结构示意图。

图2为本发明的优选实施例的沉淀或结晶反应釜的连接部分的分解结构示意图。

图3为本发明的优选实施例的沉淀或结晶反应釜的上部的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-3所示，固体物质的回收装置10包含：进料装置、沉淀或结晶反应釜40、过滤分离反应釜50、液体收集器60和抽滤泵70。

进料装置用于提供料液和沉淀剂；

沉淀或结晶反应釜40包含第一进料口、料液回收口45和第一出料口46，第一进料口与进料装置连通。沉淀或结晶反应釜40接收料液和沉淀剂并且料液和沉淀剂在沉淀或结晶反应釜40中进行反应，反应后形成母液和固体物质。

过滤分离反应釜50包含第二进料口53和第二出料口54，第二进料口53与第一出料口46连通。过滤分离反应釜50接收母液和固体物质。其中，母液和固体物质在过滤分离反应釜50中通过抽滤而分离，母液被输送回沉淀或结晶反应釜40。

液体收集器60包含第三进料口61和第三出料口62，第三进料口61与第二出料口54连通。其中，液体收集器60起到过渡的作用，以限制母液的回收速率和频率，液体收集器60也可以不设置或以任何具有相同功能的装置替代。

抽滤泵70分别与第三出料口62和料液回收口45连接并且用于将液体从第三出料口62向料液回收口45泵送。

进料装置包含液体进料器30和固体进料器20，液体进料器30提供料液，固体进料器20提供沉淀剂，第一进料口包含固体进料口43和液体进料口44，固体进料口43与固体进料器20连通，液体进料口44与液体进料器30连通。

沉淀或结晶反应釜40还包含搅拌器41和釜体42，第一进料口和料液回收口45设置在釜体42的上部421，第一出料口46设置在釜体42的下部422，搅拌器41设置在釜体42内部。搅拌器41为双层桨。釜体42的上部421和下部422设置为可拆卸地连接。釜体42的上部421的下边缘向外突出，上卡环423套设在上部421并抵接向外突出的下边缘。釜体42的下部422的上边缘向外突出，下卡环424套设在下部422并抵接向外突出的上边缘。上卡环423和下卡环424通过紧固构件例如螺栓连接到一起，从而釜体42的上部421和下部422可拆卸地连接。

过滤分离反应釜50还包含过滤器(图中未示意)和釜体52，第二进料口53设置在釜体52的上部，第二出料口54设置在釜体52的下部，过滤器设置在釜体52的内部并且用于过滤过滤分离反应釜50中的液体。釜体52的上部和下部设置为可拆卸地连接。连接方式与上述釜体42的连接方式相同。釜体52的下部包括中部和底部，底部可拆卸地连接于中部的下方，第二出料口54设置在底部。固体物质的回收装置10还包含升降装置13，升降装置13连接于底部，并使得底部可升降。过滤器固接于底部的上方，过滤器为砂芯滤板。

固体物质的回收装置10还包含两个调温装置，两个调温装置分别用于调节沉淀或结晶反应釜40和过滤分离反应釜50的温度。调温装置为夹套11、12，两个夹套11、12分别套设于沉淀或结晶反应釜40和过滤分离反应釜50的外部，夹套11、12中流通不同的导热介质。在沉淀或结晶反应釜中，料液和沉淀剂反应时需要升温而结晶时需要降温，因此，在夹套11中导入既能够加热也能够冷却的导热介质。而过滤分离反应釜50中，滤饼需要烘干，一般仅需要加热，则导入一般的可加热的导热介质，例如硅油。

进料装置、沉淀或结晶反应釜40、过滤分离反应釜50、液体收集器60、抽滤泵70之间通过玻璃管或软管连通。

沉淀或结晶反应釜40和过滤分离反应釜50之间的软管或玻璃管上还设置有排尽口14，排尽口14用于在反应结束后将软管、玻璃管和沉淀或结晶反应釜40中残余的液体全部排出。

下面简要描述该固体物质的回收装置10的工作方式：

以收集碳酸铀酰铵为例。

用碳酸铀酰铵的碳酸铵溶液作为料液，铀溶液组成如表1所示：

表1铀溶液组成(单位：g/l)

用碳酸铵固体作为沉淀剂。

将沉淀剂放入固体进料器20，固体进料器20可以连接称量系统，以控制进料量。将料液放入液体进料器30，通过蠕动泵将料液加入沉淀或结晶反应釜40内，然后启动搅拌器41，并往夹套11内注入导热介质进行加热，将料液加热到50℃。再缓慢加入碳酸铵固体，使终体系中碳酸铵浓度达到4～5mol/l。

沉淀铀(结晶)析出时，通过降低沉淀或结晶反应釜40内温度(实验温度10～30℃)，并通过ph电极及其相连接的控制器控制碳酸铵的加入速度，使沉淀槽内ph自动控制在8.0～9.5。接着，打开第一出料口46，并同时启动抽滤泵70，使得母液和母液中的结晶流入过滤分离反应釜50，在过滤分离反应釜50中，母液与沉淀铀通过抽滤的方式分离，母液被抽出到液体收集器60中，然后从液体收集器60被泵入沉淀或结晶反应釜40的料液回收口45重新参与沉淀或结晶反应。最后，过滤器过滤出的滤饼(沉淀铀)在过滤分离反应釜50中60℃烘干。

三次实验结果表明，铀收率分别为99.3％(1#)、99.1％(2#)、98.9％(3#)。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。