一种浓酸稀释装置和制备硫酸亚铁的装置的制作方法

本实用新型属混合技术领域，具体涉及一种浓酸稀释装置和使用其制备硫酸亚铁的装置。

背景技术：

金属，金属粉(例如铁粉)，金属氧化物在硫酸中溶解以生产金属硫酸盐的方式在工业中有广泛的应用，例如铁粉和硫酸反应生产硫酸亚铁，再加入磷酸，氧化后生成磷酸铁，再通过焙烧后得到电池级磷酸铁。该方法生产的磷酸铁纯度高，晶型好，粒度，比表，铁磷比稳定，使用该磷酸铁生产的磷酸铁锂电性能好。而直接加浓硫酸到纯水中，会使浓硫酸局部和铁接触，引起铁的钝化，而影响生产。

技术实现要素：

本实用新型目的是克服上述问题，提供一种浓酸稀释装置和使用其制备硫酸亚铁的装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种浓酸稀释装置，包括浓酸输入管道和纯水输入管道，所述纯水输入管道呈反“J”型，所述浓酸输入管道直径小于纯水输入管道的直径，浓酸输入管道通过纯水输入管道的稀酸溢出口伸入到纯水输入管道的浓酸稀释一区。

进一步地，所述纯水输入管道包括规则圆筒状部分和不规则变径部分，所述不规则变径部分包含有稀酸溢出口、浓酸稀释一区和紊流混合区，其中浓酸稀释一区处于规则圆筒状部分和不规则变径部分的交界部位，紊流混合区处于稀酸溢出口和浓酸稀释一区之间。

进一步地，所述不规则变径部分由多段缩径管间隔连接组成。

进一步地，所述缩径管的管壁形状是：穿过缩径管的中心轴线的纵剖面轮廓呈双曲线形。

进一步地，所述浓酸稀释装置的材料为PTFE，PP，PE，PC，PI，PAI及包氟管材中的一种或几种。

进一步地，所述浓酸输入管道和/或纯水输入管道连接有流量控制装置。

本实用新型还提供了一种制备硫酸亚铁的装置，包括搅拌桨和反应釜，还包括浓酸稀释装置，所述浓酸稀释装置安装在反应釜的内部偏上部位。

本实用新型设置浓酸稀释一区和紊流混合区，混合液经过两次的混合，浓酸能够被均匀稀释。本装置实用简易，节时节能，成本低；稀释热被充分利用，同时避免浓酸钝化金属的风险，反应速度快，效率高。

另外，本实用新型额外的有益效果是：

采用浓硫酸稀释后和铁粉反应，生产硫酸亚铁，是一种较好的选择。优点是：1.绿色环保节能，能量充分利用且安全，2.浓硫酸好运输和管道输送，容易操作。3.利用浓硫酸和纯铁粉反应，生产的亚铁纯度高，再加磷酸，生产的磷酸铁纯度高，满足电池级需要。利用该浓酸稀释装置，浓酸稀释效果好，稀释比例范围宽(1:1～1:5)，浓酸的稀释热被完全利用，促进铁粉的溶解反应，避免了铁粉被浓酸钝化。反应釜内自动进行，安全性高。充分利用浓酸的稀释热，加快反应速度，满足工业化的需求。

附图说明

图1为本实用新型浓酸稀释装置的示意图。

图2为本实用新型制备硫酸亚铁装置的示意图。

其中，10-浓酸稀释装置，11-浓酸输入管道，12-纯水输入管道，121-稀酸溢出口，122-浓酸稀释一区，123-紊流混合区，124-缩径管，20-搅拌桨，30-反应釜。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型做进一步地说明。

如图1所示，本实用新型的浓酸稀释装置10，包括浓酸输入管道11和纯水输入管道12，所述纯水输入管道12呈反“J”型，也可以说成是鱼钩型，是U型的变型，其左边的高度低于右边的高度，或者说，其一边的高度与另一边的高度不同，浓酸输入管道11直径小于纯水输入管道12的直径，浓酸输入管道11通过纯水输入管道12的稀酸溢出口121伸入到纯水输入管道12的浓酸稀释一区122。需要注意的是，浓酸输入管道11伸入到纯水输入管道12的浓酸稀释一区122的程度，以不高于纯水输入管道12的水平段的顶端为基准，如图1所示的虚线所涉及到的位置，就是浓酸输入管道11伸入到纯水输入管道12的较佳位置。

纯水输入管道12包括规则圆筒状部分和不规则变径部分，不规则变径部分包含有稀酸溢出口121、浓酸稀释一区122和紊流混合区123，此处紊流混合区123也可以称作浓酸稀释二区，以区别于浓酸稀释一区122，浓酸稀释一区122处于规则圆筒状部分和不规则变径部分的交界部位，紊流混合区123处于稀酸溢出口121和浓酸稀释一区122之间，需要说明的是，浓酸稀释一区122和紊流混合区123所起到的作用大致相同，但是紊流混合区123相对于浓酸稀释一区122具有更好的稀释混合效果。

所述不规则变径部分由多段缩径管124间隔连接组成。多段缩径管124的组合，比单段缩径管124的紊流效果更佳。图1所示为2段缩径管124，也可以是3段甚至是3段以上，视乎本领域内的设备制造者想达到的技术效果而定。

缩径管124的管壁形状是：穿过缩径管124的中心轴线的纵剖面轮廓呈双曲线形，也可以是其他类型的纵剖面，例如折线形、锯齿形、波浪形等，缩径管124用于产生紊流，使得硫酸和纯净水的混合更均匀。

浓酸稀释装置10可以采用PTFE(中文名聚四氟乙烯，或叫F4)，PP(中文名聚丙烯)，PE(中文名聚乙烯)，PC(中文名聚碳酸酯)，PI(中文名聚酰亚胺)，PAI(中文名聚酰胺-酰亚胺)及包氟钢管材中的一种或几种。

此浓酸稀释装置10不仅仅能用于浓硫酸的稀释，也可以用于浓盐酸和浓硝酸等浓酸的稀释。

如图2所示，为本实用新型制备硫酸亚铁的装置，其包括搅拌桨20、反应釜30和浓酸稀释装置10，浓酸稀释装置10设置在反应釜30内，用于稀释浓酸，搅拌桨20设置在反应釜30内，用于均匀搅拌混合液体，反应釜3用于制备硫酸亚铁；浓酸稀释装置10了设置浓酸稀释一区122和紊流混合区123，酸和水的混合液经过两次的混合，浓酸能够被均匀稀释，也可根据不同的需要快速的稀释浓硫酸达到设定的浓度(1:1～1:5)，同时浓硫酸稀释放出的热量能被充分利用，一方面可避免浓硫酸钝化金属的风险，反应速度快，效率高；另一方面不需要补加另外的热源促进金属或其氧化物的溶解，达到节能环保的需求。稀硫酸溢出口121溢出所需浓度的稀硫酸；溢出的稀硫酸在搅拌桨20的剧烈搅拌下和铁粉充分反映，制备出硫酸亚铁。

浓酸稀释装置10的各个部件是由聚四氟乙烯(PTFE)管道或包氟钢管道、聚醚亚酰胺(PI)或者聚酰胺-酰亚胺(PAI)经过焊接和加工完成的，耐酸腐蚀，耐高温(200℃)。

本实用新型实用简易，操作方便，自动进行，安全可靠，满足工业化规模生产。

本实施例的内容仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。