CN115287474B - 一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法，涉及到稀土分离技术领域，所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法通过氯化镨钕料液除去铝离子的设备实现，所述氯化镨钕料液除去铝离子的设备包括反应釜，所述反应釜内腔顶部设置有往复增压机构，所述往复增压机构外侧底部设置有分隔机构，所述往复增压机构内部设置有驱动机构，所述往复增压机构中活塞板带动驱动机构中活动套管下降，所述驱动机构中限位圆台对分隔机构中限位杆进行限位，所述驱动机构底端设置有清洁机构。本发明在对固体物质的多次洗涤过程中，可以较为便捷的对使用后的清洗水进行排空，降低洗涤难度的同时有效提高洗涤效率，更加适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及稀土分离技术领域，特别涉及一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法。
背景技术
由于稀土原矿的多样性，其中稀土品位、组分以及非稀土杂质的含量异常复杂，针对不同矿种化学法浸出的工艺也有很大的差异，同时也给混合氯化稀土料液的除杂过程增加了难度，尤其是稀土料液中铝离子的去除。
专利申请公布号CN 110184460 B的发明专利公开了一种氯化镨钕料液中除铝离子的方法，该发明另辟蹊径探索了经萃取分离后氯化镨钕料液中铝离子的水解过程，通过加入添加剂找出了铝离子水解的最佳条件，用于氯化镨钕料液中铝离子的去除，实验结果表明氯化镨钕料液中的铝离子的沉淀率达到93％以上，稀土的沉淀率在1.5％以下，且沉淀的体积占比小，利于固液分离。
但是上述方法经过本领域技术人员实际应用后发现仍旧存在一些缺点，较为明显的就是在对溶液中的镨钕进行回收时，现有方法需要对沉淀物进行多次清洗，技术人员在单次清洗完毕后将使用后的清洗水排出时，为避免沉淀物中的固体物质丢失，需要设置过滤组件对沉淀物中的固体物质进行阻挡，而在过滤组件对清洗水进行过滤输出的过程中，沉淀物中的固体物质会堆积在过滤组件表面，进而对清洗水排出效率造成较大影响，导致多次冲洗操作需要消耗较长的时间，降低处理效率的同时无法适用于工业化生产。
因此，发明一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法，所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法通过氯化镨钕料液除去铝离子的设备实现，所述氯化镨钕料液除去铝离子的设备包括反应釜，所述反应釜内腔顶部设置有往复增压机构，所述往复增压机构外侧底部设置有分隔机构，所述往复增压机构内部设置有驱动机构，所述往复增压机构中活塞板带动驱动机构中活动套管下降，所述驱动机构中限位圆台对分隔机构中限位杆进行限位，所述驱动机构底端设置有清洁机构，所述驱动机构中T形轴带动清洁机构中升降板升降；
所述往复增压机构包括驱动电机、驱动轴、活塞板和导向杆；
所述驱动电机固定设置于反应釜顶部，所述驱动轴位于反应釜内腔顶部，所述驱动轴与驱动电机传动连接，所述驱动轴外侧顶部开设有往复螺纹，所述活塞板套接设置于驱动轴外侧并与驱动轴螺纹连接，所述导向杆设置有两个，两个所述导向杆分别滑动贯穿设置于活塞板底部两侧，且均与反应釜内壁固定连接；
所述分隔机构包括分隔板与两个活动分隔组件，所述活动分隔组件包括安装腔、滑动板、过水孔、限位杆和第一复位弹簧；
所述分隔板固定设置于反应釜内侧且通过轴承转动套接设置于驱动轴外侧底端，所述安装腔开设于分隔板内部，所述滑动板滑动设置于安装腔内侧，所述过水孔设置有多个，多个所述过水孔均匀开设于分隔板与滑动板上，所述限位杆固定设置于滑动板一端，所述第一复位弹簧固定设置于滑动板另一端，所述限位杆滑动贯穿安装腔内壁并延伸至分隔板内侧，所述第一复位弹簧远离滑动板的一端与安装腔内壁固定连接；
所述驱动机构包括T形轴、活动套管、第二复位弹簧、固定块、限位圆台、导向套管和包覆套管；
所述T形轴沿竖直方向滑动嵌套设置于驱动轴内部，所述活动套管通过轴承转动套接设置于T形轴外侧，所述第二复位弹簧固定连接于T形轴顶部，所述固定块固定连接于第二复位弹簧顶端，且与驱动轴内壁固定连接，所述限位圆台通过轴承转动套接设置于T形轴外侧，所述导向套管滑动套接设置于T形轴外侧，所述包覆套管固定套接设置于导向套管外侧，所述包覆套管固定设置于分隔板内侧；
所述清洁机构包括升降板与两个清洁组件，所述清洁组件包括螺纹套管、驱动螺杆、刮擦板和避让槽；
所述升降板通过轴承转动套接设置于T形轴底端，所述螺纹套管固定贯穿设置于升降板顶部侧面，所述驱动螺杆螺纹连接于螺纹套管内侧，且贯穿分隔板与滑动板并延伸至分隔板顶部，所述刮擦板固定设置于驱动螺杆顶端且与分隔板顶部贴合，所述避让槽开设于滑动板上，所述驱动螺杆滑动设置于避让槽内侧；
所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法具体包括以下步骤：
S1、对氯化镨钕料液稀土浓度进行调节后，向氯化镨钕料液中先后加入碱液以及缓冲溶液，然后再次向氯化镨钕料液中加入碱液，使其发生沉淀反应，再向氯化镨钕料液中加入丙烯酰胺，使其发生絮凝反应，随后对氯化镨钕料液进行固液分离，使用碳酸氢钠水溶液对所得液体进行碳沉，得到合格氯化镨钕料液；
S2、将所得固体加入到反应釜内部，随后向反应釜内部进行注水，进而对固体进行洗涤，注水完毕后，使驱动电机带动驱动轴旋转，驱动轴旋转时带动活塞板沿导向杆下降，进而对反应釜内腔顶部的气压进行增强；
S3、活塞板下降距离达到第一阈值时，开始对T形轴进行下压，活动套管带动T形轴在驱动轴内部下降，T形轴下降时带动限位圆台与升降板同步下降，限位圆台下降时解除对限位杆的限位，此时第一复位弹簧推动滑动板在安装腔内侧移动，进而使滑动板上的过水孔与分隔板上的过水孔共线，此时清洗水在反应釜内腔顶部气压推动下快速穿过滑动板流动至反应釜内腔底部；
S4、升降板下降时带动螺纹套管同步下降，螺纹套管下降时带动驱动螺杆发生自转，驱动螺杆则带动刮擦板在分隔板顶部持续旋转，进而对分隔板顶部堆积的固体物质进行持续推动；
S5、活塞板下降距离达到第二阈值时，清洗水被排空，在驱动轴的继续带动下活塞板开始上升，此时第二复位弹簧带动T形轴复位，T形轴带动螺纹套管同步复位，限位圆台带动滑动板复位，此时再次向反应釜内部注入清洗水，进而再次对固体物质进行洗涤；
S6、重复上述洗涤操作多次后，向反应釜内部加入盐酸，盐酸对固体物质进行溶解，然后向混合液中加入草酸，然后通过草酸沉淀回收混合液中的镨钕。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过设置有往复增压机构、分隔机构、驱动机构和清洁机构，以便于在洗涤过程中利用往复增压机构增加反应釜内腔顶部气压，同时往复增压机构在洗涤完成后对驱动机构进行触发，进而使驱动机构分别对分隔机构与清洁机构进行触发，分隔机构在排出清洗水的同时，清洁机构对分隔机构表面堆积的固体物质进行持续推动，相较于现有技术中的同类型方法，本发明在对固体物质的多次洗涤过程中，可以较为便捷的对使用后的清洗水进行排空，降低洗涤难度的同时有效提高洗涤效率，更加适用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的整体正面剖视结构示意图。
图2为本发明的往复增压机构结构示意图。
图3为本发明的分隔机构与清洁机构正面剖视结构示意图。
图4为本发明的驱动机构正面剖视结构示意图。
图中：1、反应釜；2、往复增压机构；21、驱动电机；22、驱动轴；23、活塞板；24、导向杆；3、分隔机构；31、分隔板；32、安装腔；33、滑动板；34、过水孔；35、限位杆；36、第一复位弹簧；4、驱动机构；41、T形轴；42、活动套管；43、第二复位弹簧；44、固定块；45、限位圆台；46、导向套管；47、包覆套管；5、清洁机构；51、升降板；52、螺纹套管；53、驱动螺杆；54、刮擦板；55、避让槽。
具体实施方式
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了如图1-4所示的一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法，所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法通过氯化镨钕料液除去铝离子的设备实现，所述氯化镨钕料液除去铝离子的设备包括反应釜1，所述反应釜1内腔顶部设置有往复增压机构2，所述往复增压机构2外侧底部设置有分隔机构3，所述往复增压机构2内部设置有驱动机构4，所述往复增压机构2中活塞板23带动驱动机构4中活动套管42下降，所述驱动机构4中限位圆台45对分隔机构3中限位杆35进行限位，所述驱动机构4底端设置有清洁机构5，所述驱动机构4中T形轴41带动清洁机构5中升降板51升降。
如图2所示，所述往复增压机构2包括驱动电机21、驱动轴22、活塞板23和导向杆24，其中，所述驱动电机21固定设置于反应釜1顶部，所述驱动轴22位于反应釜1内腔顶部，所述驱动轴22与驱动电机21传动连接，所述驱动轴22外侧顶部开设有往复螺纹，所述活塞板23套接设置于驱动轴22外侧并与驱动轴22螺纹连接，所述导向杆24设置有两个，两个所述导向杆24分别滑动贯穿设置于活塞板23底部两侧，且均与反应釜1内壁固定连接。
通过设置上述结构，以便于驱动电机21带动驱动轴22旋转，进而使活塞板23沿着导向杆24重复升降。
如图3所示，所述分隔机构3包括分隔板31与两个活动分隔组件，所述活动分隔组件包括安装腔32、滑动板33、过水孔34、限位杆35和第一复位弹簧36，其中，所述分隔板31固定设置于反应釜1内侧且通过轴承转动套接设置于驱动轴22外侧底端，所述安装腔32开设于分隔板31内部，所述滑动板33滑动设置于安装腔32内侧，所述过水孔34设置有多个，多个所述过水孔34均匀开设于分隔板31与滑动板33上，所述限位杆35固定设置于滑动板33一端，所述第一复位弹簧36固定设置于滑动板33另一端，所述限位杆35滑动贯穿安装腔32内壁并延伸至分隔板31内侧，所述第一复位弹簧36远离滑动板33的一端与安装腔32内壁固定连接。
通过设置上述结构，以便于限位杆35被解除限位时，第一复位弹簧36对滑动板33进行推动，进而使滑动板33上的过水孔34与分隔板31上的过水孔34共线，此时清洗水可以穿过过水孔34被排出。
如图4所示，所述驱动机构4包括T形轴41、活动套管42、第二复位弹簧43、固定块44、限位圆台45、导向套管46和包覆套管47，其中，所述T形轴41沿竖直方向滑动嵌套设置于驱动轴22内部，所述活动套管42通过轴承转动套接设置于T形轴41外侧，所述第二复位弹簧43固定连接于T形轴41顶部，所述固定块44固定连接于第二复位弹簧43顶端，且与驱动轴22内壁固定连接，所述限位圆台45通过轴承转动套接设置于T形轴41外侧，所述导向套管46滑动套接设置于T形轴41外侧，所述包覆套管47固定套接设置于导向套管46外侧，所述包覆套管47固定设置于分隔板31内侧。
通过设置上述结构，以便于活动套管42带动T形轴41下降时，T形轴41可以带动限位圆台45同步下降，进而解除限位圆台45对限位杆35的限位，同时由于驱动轴22带动T形轴41持续旋转，因此活动套管42的设置使活塞板23可以推动T形轴41下降的同时，还可以避免活塞板23与T形轴41直接接触而导致的磨损。
如图3所示，所述清洁机构5包括升降板51与两个清洁组件，所述清洁组件包括螺纹套管52、驱动螺杆53、刮擦板54和避让槽55，其中，所述升降板51通过轴承转动套接设置于T形轴41底端，所述螺纹套管52固定贯穿设置于升降板51顶部侧面，所述驱动螺杆53螺纹连接于螺纹套管52内侧，且贯穿分隔板31与滑动板33并延伸至分隔板31顶部，所述刮擦板54固定设置于驱动螺杆53顶端且与分隔板31顶部贴合，所述避让槽55开设于滑动板33上，所述驱动螺杆53滑动设置于避让槽55内侧。
通过设置上述结构，以便于升降板51升降时通过螺纹套管52带动驱动螺杆53自转，进而使驱动螺杆53带动刮擦板54在分隔板31顶部持续旋转，进而对堆积在分隔板31顶部的固体物质进行推动，避免固体物质对过水孔34造成阻挡。
实施例2
所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法具体包括以下步骤：
S1、对氯化镨钕料液稀土浓度进行调节后，向氯化镨钕料液中先后加入碱液以及缓冲溶液，然后再次向氯化镨钕料液中加入碱液，使其发生沉淀反应，再向氯化镨钕料液中加入丙烯酰胺，使其发生絮凝反应，随后对氯化镨钕料液进行固液分离，使用碳酸氢钠水溶液对所得液体进行碳沉，得到合格氯化镨钕料液；
S2、将所得固体加入到反应釜1内部，随后向反应釜1内部进行注水，进而对固体进行洗涤，注水完毕后，使驱动电机21带动驱动轴22旋转，驱动轴22旋转时带动活塞板23沿导向杆24下降，进而对反应釜1内腔顶部的气压进行增强；
S3、活塞板23下降距离达到第一阈值时，开始对T形轴41进行下压，活动套管42带动T形轴41在驱动轴22内部下降，T形轴41下降时带动限位圆台45与升降板51同步下降，限位圆台45下降时解除对限位杆35的限位，此时第一复位弹簧36推动滑动板33在安装腔32内侧移动，进而使滑动板33上的过水孔34与分隔板31上的过水孔34共线，此时清洗水在反应釜1内腔顶部气压推动下快速穿过滑动板33流动至反应釜1内腔底部；
S4、升降板51下降时带动螺纹套管52同步下降，螺纹套管52下降时带动驱动螺杆53发生自转，驱动螺杆53则带动刮擦板54在分隔板31顶部持续旋转，进而对分隔板31顶部堆积的固体物质进行持续推动；
S5、活塞板23下降距离达到第二阈值时，清洗水被排空，在驱动轴22的继续带动下活塞板23开始上升，此时第二复位弹簧43带动T形轴41复位，T形轴41带动螺纹套管52同步复位，限位圆台45带动滑动板33复位，此时再次向反应釜1内部注入清洗水，进而再次对固体物质进行洗涤；
S6、重复上述洗涤操作多次后，向反应釜1内部加入盐酸，盐酸对固体物质进行溶解，然后向混合液中加入草酸，然后通过草酸沉淀回收混合液中的镨钕。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种氯化镨钕料液除去铝离子的方法，其特征在于：所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法通过氯化镨钕料液除去铝离子的设备实现，所述氯化镨钕料液除去铝离子的设备包括反应釜（1），所述反应釜（1）内腔顶部设置有往复增压机构（2），所述往复增压机构（2）外侧底部设置有分隔机构（3），所述往复增压机构（2）内部设置有驱动机构（4），所述往复增压机构（2）中活塞板（23）带动驱动机构（4）中活动套管（42）下降，所述驱动机构（4）中限位圆台（45）对分隔机构（3）中限位杆（35）进行限位，所述驱动机构（4）底端设置有清洁机构（5），所述驱动机构（4）中T形轴（41）带动清洁机构（5）中升降板（51）升降；
所述往复增压机构（2）包括驱动电机（21）、驱动轴（22）、活塞板（23）和导向杆（24）；
所述驱动电机（21）固定设置于反应釜（1）顶部，所述驱动轴（22）位于反应釜（1）内腔顶部，所述驱动轴（22）与驱动电机（21）传动连接，所述驱动轴（22）外侧顶部开设有往复螺纹，所述活塞板（23）套接设置于驱动轴（22）外侧并与驱动轴（22）螺纹连接，所述导向杆（24）设置有两个，两个所述导向杆（24）分别滑动贯穿设置于活塞板（23）底部两侧，且均与反应釜（1）内壁固定连接；
所述分隔机构（3）包括分隔板（31）与两个活动分隔组件，所述活动分隔组件包括安装腔（32）、滑动板（33）、过水孔（34）、限位杆（35）和第一复位弹簧（36）；
所述分隔板（31）固定设置于反应釜（1）内侧且通过轴承转动套接设置于驱动轴（22）外侧底端，所述安装腔（32）开设于分隔板（31）内部，所述滑动板（33）滑动设置于安装腔（32）内侧，所述过水孔（34）设置有多个，多个所述过水孔（34）均匀开设于分隔板（31）与滑动板（33）上，所述限位杆（35）固定设置于滑动板（33）一端，所述第一复位弹簧（36）固定设置于滑动板（33）另一端，所述限位杆（35）滑动贯穿安装腔（32）内壁并延伸至分隔板（31）内侧，所述第一复位弹簧（36）远离滑动板（33）的一端与安装腔（32）内壁固定连接；
所述驱动机构（4）包括T形轴（41）、活动套管（42）、第二复位弹簧（43）、固定块（44）、限位圆台（45）、导向套管（46）和包覆套管（47）；
所述T形轴（41）沿竖直方向滑动嵌套设置于驱动轴（22）内部，所述活动套管（42）通过轴承转动套接设置于T形轴（41）外侧，所述第二复位弹簧（43）固定连接于T形轴（41）顶部，所述固定块（44）固定连接于第二复位弹簧（43）顶端，且与驱动轴（22）内壁固定连接，所述限位圆台（45）通过轴承转动套接设置于T形轴（41）外侧，所述导向套管（46）滑动套接设置于T形轴（41）外侧，所述包覆套管（47）固定套接设置于导向套管（46）外侧，所述包覆套管（47）固定设置于分隔板（31）内侧；
所述清洁机构（5）包括升降板（51）与两个清洁组件，所述清洁组件包括螺纹套管（52）、驱动螺杆（53）、刮擦板（54）和避让槽（55）；
所述升降板（51）通过轴承转动套接设置于T形轴（41）底端，所述螺纹套管（52）固定贯穿设置于升降板（51）顶部侧面，所述驱动螺杆（53）螺纹连接于螺纹套管（52）内侧，且贯穿分隔板（31）与滑动板（33）并延伸至分隔板（31）顶部，所述刮擦板（54）固定设置于驱动螺杆（53）顶端且与分隔板（31）顶部贴合，所述避让槽（55）开设于滑动板（33）上，所述驱动螺杆（53）滑动设置于避让槽（55）内侧；
所述氯化镨钕料液除去铝离子的方法具体包括以下步骤：
S1、对氯化镨钕料液稀土浓度进行调节后，向氯化镨钕料液中先后加入碱液以及缓冲溶液，然后再次向氯化镨钕料液中加入碱液，使其发生沉淀反应，再向氯化镨钕料液中加入丙烯酰胺，使其发生絮凝反应，随后对氯化镨钕料液进行固液分离，使用碳酸氢钠水溶液对所得液体进行碳沉，得到合格氯化镨钕料液；
S2、将所得固体加入到反应釜（1）内部，随后向反应釜（1）内部进行注水，进而对固体进行洗涤，注水完毕后，使驱动电机（21）带动驱动轴（22）旋转，驱动轴（22）旋转时带动活塞板（23）沿导向杆（24）下降，进而对反应釜（1）内腔顶部的气压进行增强；
S3、活塞板（23）下降距离达到第一阈值时，开始对T形轴（41）进行下压，活动套管（42）带动T形轴（41）在驱动轴（22）内部下降，T形轴（41）下降时带动限位圆台（45）与升降板（51）同步下降，限位圆台（45）下降时解除对限位杆（35）的限位，此时第一复位弹簧（36）推动滑动板（33）在安装腔（32）内侧移动，进而使滑动板（33）上的过水孔（34）与分隔板（31）上的过水孔（34）共线，此时清洗水在反应釜（1）内腔顶部气压推动下快速穿过滑动板（33）流动至反应釜（1）内腔底部；
S4、升降板（51）下降时带动螺纹套管（52）同步下降，螺纹套管（52）下降时带动驱动螺杆（53）发生自转，驱动螺杆（53）则带动刮擦板（54）在分隔板（31）顶部持续旋转，进而对分隔板（31）顶部堆积的固体物质进行持续推动；
S5、活塞板（23）下降距离达到第二阈值时，清洗水被排空，在驱动轴（22）的继续带动下活塞板（23）开始上升，此时第二复位弹簧（43）带动T形轴（41）复位，T形轴（41）带动螺纹套管（52）同步复位，限位圆台（45）带动滑动板（33）复位，此时再次向反应釜（1）内部注入清洗水，进而再次对固体物质进行洗涤；
S6、重复上述洗涤操作多次后，向反应釜（1）内部加入盐酸，盐酸对固体物质进行溶解，然后向混合液中加入草酸，然后通过草酸沉淀回收混合液中的镨钕。
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Denomination of invention: A method for removing aluminum ions from praseodymium neodymium chloride solution Effective date of registration: 20231228 Granted publication date: 20230714 Pledgee: Ganzhou Bank Co.,Ltd. Jishui Branch Pledgor: JISHUI JINCHENG NEW MATERIAL PROCESSING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075458 |
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