CN115475816A - 一种铝电解氟废料处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝电解氟废料处理***，包括反应单元与加工单元，所述反应单元上端固定安装有加工单元，本发明通过加工单元对铝电解氟废料进行破碎与粉碎处理，保证所有的铝电解氟废料粉末颗粒均符合需求标准，整个加工过程中，铝电解氟废料无需进行另外运输，从而减小设备的体积，提高工作场地的利用率，通过反应单元使铝电解氟废料粉末颗粒可与反应液重充分反应，从而使铝电解氟废料粉末颗粒中的成分分离完全，提高电解氟废料回收效率与回收率，同时在反应过程中，对氟化氢气体进行处理，防止其直接扩散到工作环境内，危害工人健康。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解氟废料处理技术领域，具体为一种铝电解氟废料处理***。
背景技术
铝电解氟废料主要是阳极废碳素料，阳极废碳素料、冰晶石、氧化铝、氧化铁及其它微量杂质，各物质成份所含的百分比约为阳极废碳素料75％左右，氧化铝6％左右，冰晶石11％左右，铁和氧化铁4％其它杂质4％左右，阳极废碳素料中含有氟化物、氰化物等有毒物质将通过风、日、雨逐渐转移到大气、土壤和地下水中,严重影响动植物和人类的健康和生存，因此需要使用一定的方式对其进行回收利用处理，保证铝电解氟废料可被充分利用，且不会污染环境。
铝电解氟废料的回收利用主要为：备料制浆—盐酸浸出—液碱浸出—回收氟化氢，在备料制浆的过程中，需要对铝电解氟废料进行粉碎处理，然后进行筛分，从而保证与盐酸接触的粉末颗粒的体积均符合需求标准，不符合标准的粉末颗粒需运回至粉碎处进行再次粉碎，最终将符合需求标准的粉末输送至反应区内，整个处理过程中，需要多次频繁的运输铝电解氟废料，因此影响工作空间的利用率，在铝电解氟废料粉末与盐酸反应时，由于固体与液体混合反应，从而导致固体在进入液体内时，固体极易在重力的作用下快速向下掉落，从而聚集在一起成团，从而导致混合物反应不充分，导致设备的废料处理利用率较低，且反应过程中产生的氟化氢气体极易泄漏至外界空气中，从而影响工作环境，影响工人的健康，最终影响设备的加工效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝电解氟废料处理***。
一种铝电解氟废料处理***，包括反应单元与加工单元，所述反应单元上端固定安装有加工单元。
所述反应单元包括反应槽一，反应槽一内部上侧以滑动配合的方式连接有封闭架，反应槽一左端且位于封闭架下侧固定安装有倾斜的塑料排气管，塑料排气管末端固定安装有反应架，反应槽一右端固定安装有反应槽二，反应槽一与反应槽二之间固定安装有联通管，联通管内部左端固定安装有过滤板，联通管内固定安装有电动阀门一，反应槽二右端固定安装有排液管,排液管内固定安装有单向阀门。
所述反应槽一内部固定安装有电热丝，反应槽一下端固定安装有沉淀架一，沉淀架一下端通过电机座固定安装有电机一，电机一输出轴通过联轴器固定安装有搅拌柱，搅拌柱外端面均匀固定安装有搅拌架。
所述加工单元包括研磨筒，反应槽一上端固定安装有研磨筒，研磨筒内端固定安装有配合研磨筒，研磨筒内转动连接有固定柱，固定柱下端与搅拌柱固定连接，固定柱上固定安装有研磨架，研磨筒上端固定安装有破碎筒，破碎筒内均匀转动连接有破碎辊，破碎辊外端面均匀固定安装有破碎刀，研磨筒后端固定安装有驱动架，驱动架与破碎辊固定连接。
优选技术方案一：所述封闭架包括扇形件，反应槽一内部上侧左右两侧对称以滑动配合的方式连接有扇形件，左右两侧的扇形件相对端面开设有相配合的齿槽，反应槽一上侧左右对称固定安装有直角件，直角件相对端均固定安装有电动推杆，电动推杆末端与扇形件固定连接。
优选技术方案二：所述反应架包括螺旋弯管，塑料排气管末端固定安装有螺旋弯管，螺旋弯管内充满氢氧化钠溶液，螺旋弯管末端固定安装有S形弯管，螺旋弯管下端固定安装有收集管，收集管内固定安装有电动阀门二。
优选技术方案三：所述沉淀架一包括圆台筒，反应槽一下端固定安装有圆台筒，圆台筒下侧内端均匀固定安装有连接杆，连接杆末端共同固定安装有圆形定位板，圆形定位板与搅拌柱转动连接，搅拌柱下侧外端固定安装有螺带，圆台筒下端固定安装有排料管，排料管内端固定安装有电动阀门三，反应槽二的结构与反应槽一的结构相同。
优选技术方案四：所述搅拌架包括倾斜盛料板，搅拌柱外端面均匀固定安装有倾斜盛料板，上下相邻的倾斜盛料板交错排布，倾斜盛料板上端均匀固定安装有网格缓冲板，倾斜盛料板上端且位于外轮廓处固定安装有挡料板，倾斜盛料板下端固定安装有搅料板。
优选技术方案五：所述配合研磨筒包括圆环板，研磨筒内端固定安装有圆环板，圆环板内端开设有圆台凹槽，圆台凹槽内端均匀转动连接有研磨柱一，配合研磨筒下端固定安装有环形过滤件，环形过滤件上均匀开设有落料通孔，环形过滤件与研磨架之间转动连接。
优选技术方案六：所述研磨架包括圆台件，固定柱上固定安装有圆台件，圆台件的下侧的底面直径小于圆台件的上侧的底面直径，圆台件上端固定安装有圆锥件，圆锥件下半部外环面均匀转动连接有研磨柱二，圆锥件下端面均匀固定安装有推料件，圆锥件下端均匀固定安装有吹料件，吹料件上均固定安装有分支管，分支管末端共同固定安装有主管道，搅拌柱下侧外部固定安装有气泵，气泵与主管道固定连接。
优选技术方案七：所述驱动架包括电机二，研磨筒后端通过电机座固定安装有电机二，电机二输出轴通过联轴器固定安装有齿轮一，齿轮一前端与最左侧的破碎辊固定连接，破碎筒后端均匀转动连接有齿轮二，齿轮一与齿轮二相啮合，相邻的齿轮二相啮合，齿轮二与其余的破碎辊固定连接。
本发明具备以下有益效果：1、本发明提供的一种铝电解氟废料处理***，通过加工单元对铝电解氟废料进行破碎与粉碎处理，保证所有的铝电解氟废料粉末颗粒均符合需求标准，整个加工过程中，铝电解氟废料无需进行另外运输，从而减小设备的体积，提高工作场地的利用率，通过反应单元使铝电解氟废料粉末颗粒可与反应液重充分反应，从而使铝电解氟废料粉末颗粒中的成分分离完全，提高电解氟废料回收效率与回收率，同时在反应过程中，对氟化氢气体进行处理，防止其直接扩散到工作环境内，危害工人健康。
2、本发明设置的反应单元，通过网格缓冲板使废料粉末可缓慢的从上侧的倾斜盛料板上移动至相邻的下侧的倾斜盛料板上，通过网格缓冲板对废料进行分散，使其均匀分布在倾斜盛料板上，通过挡料板减缓废料粉末移动，减缓废料粉末掉落至沉淀架一内的速度，从而使废料粉末与盐酸溶液充分反应。
3、本发明设置的加工单元，通过研磨柱一与研磨架相配合，对废料碎片进行研磨，通过落料通孔使符合标准的粉末颗粒落下。
4、本发明设置的加工单元，通过圆锥件与圆台件相配合，减缓废料碎片的下落速度，通过气泵将气体通入主管道，最终通过分支管从吹料件排出，从而将不符合标准的废料粉末向上吹动，使其再次进入圆台件与圆环板之间进行研磨处理。
附图说明
图1为本发明的主视立体结构示意图。
图2为本发明的主视剖视结构示意图。
图3为本发明的图2的A-A向的剖视图。
图4为本发明的图2的N处的局部放大图。
图5为本发明的图2的M处的局部放大图。
图6为本发明的图2的E处的局部放大图。
图7为本发明的网格缓冲板与挡料板的剖视结构示意图。
图中：1、反应单元；11、反应槽一；111、电热丝；112、沉淀架一；1121、圆台筒；1122、连接杆；1123、圆形定位板；1124、螺带；1125、排料管；1126、电动阀门三；113、电机一；114、搅拌柱；115、搅拌架；1151、倾斜盛料板；1152、网格缓冲板；1153、挡料板；1154、搅料板；12、封闭架；121、扇形件；122、直角件；123、电动推杆；13、塑料排气管；14、反应架；141、螺旋弯管；142、S形弯管；143、收集管；144、电动阀门二；15、反应槽二；16、联通管；17、过滤板；18、电动阀门一；19、排液管；191、单向阀门；2、加工单元；20、研磨筒；21、配合研磨筒；211、圆环板；212、研磨柱一；213、环形过滤件；214、落料通孔；22、固定柱；23、研磨架；231、圆台件；232、圆锥件；233、研磨柱二；234、推料件；235、吹料件；236、分支管；237、主管道；238、气泵；24、破碎筒；25、破碎辊；26、破碎刀；27、驱动架；271、电机二；272、齿轮一；273、齿轮二。
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。
参阅图1，一种铝电解氟废料处理***，包括反应单元1与加工单元2，所述反应单元1上端固定安装有加工单元2。
参阅图1与图2，所述反应单元1包括反应槽一11，反应槽一11内部上侧以滑动配合的方式连接有封闭架12，反应槽一11左端且位于封闭架12下侧固定安装有倾斜的塑料排气管13，塑料排气管13末端固定安装有反应架14，反应槽一11右端固定安装有反应槽二15，反应槽一11与反应槽二15之间固定安装有联通管16，联通管16内部左端固定安装有过滤板17，联通管16内固定安装有电动阀门一18，反应槽二15右端固定安装有排液管19,排液管19内固定安装有单向阀门191。
首先将铝电解氟废料通入加工单元2进行破碎处理与研磨处理，颗粒体积符合标准的废料粉末掉入封闭架12上，当掉落的量足够后，打开封闭架12，废料粉末进入反应槽一11内，并与反应槽一11内的盐酸溶液混合，此时再次关闭封闭架12，废料粉末中的氟离子与溶液中的氢离子结合，形成氟化氢气体，通过塑料排气管13将气体进行运输，最终通过反应架14对氟化氢气体进行处理，防止气体进入外界空气内，产生危害，打开电动阀门一18，反应完全的溶液通过联通管16进入反应槽二15内，与氢氧化钠溶液反应，从而形成金属沉淀，最终通过排液管19将反应溶液排出，沉淀物被收集用于制备金属。
参阅图2，所述反应槽一11内部固定安装有电热丝111，反应槽一11下端固定安装有沉淀架一112，沉淀架一112下端通过电机座固定安装有电机一113，电机一113输出轴通过联轴器固定安装有搅拌柱114，搅拌柱114外端面均匀固定安装有搅拌架115；首先通过电热丝111对反应槽内的混合物进行加热，通过电机一113带动搅拌柱114转动，从而带动搅拌架115对反应槽一11内部的反应物进行搅拌，使其混合均匀，以达到完全反应的目的，反应物中的二氧化硅以固体形式沉淀于沉淀架一112内，从而被收集。
参阅图1与图2，所述加工单元2包括研磨筒20，反应槽一11上端固定安装有研磨筒20，研磨筒20内端固定安装有配合研磨筒21，研磨筒20内转动连接有固定柱22，固定柱22下端与搅拌柱114固定连接，固定柱22上固定安装有研磨架23，研磨筒20上端固定安装有破碎筒24，破碎筒24内均匀转动连接有破碎辊25，破碎辊25外端面均匀固定安装有破碎刀26，研磨筒20后端固定安装有驱动架27，驱动架27与破碎辊25固定连接；将铝电解氟废料通入破碎筒24内，通过破碎辊25对其进行破碎处理，然后通过研磨架23与配合研磨筒21相配合，对其进行研磨处理，使其颗粒体积符合要求。
参阅图2，所述封闭架12包括扇形件121，反应槽一11内部上侧左右两侧对称以滑动配合的方式连接有扇形件121，左右两侧的扇形件121相对端面开设有相配合的齿槽，反应槽一11上侧左右对称固定安装有直角件122，直角件122相对端均固定安装有电动推杆123，电动推杆123末端与扇形件121固定连接；通过相配合的扇形件121对反应槽一11上侧进行封闭，通过齿槽使扇形件121贴合紧密，通过电动推杆123带动扇形件121在水平方向上顺利移动。
继续参阅图2，所述反应架14包括螺旋弯管141，塑料排气管13末端固定安装有螺旋弯管141，螺旋弯管141内充满氢氧化钠溶液，螺旋弯管141末端固定安装有S形弯管142，螺旋弯管141下端固定安装有收集管143，收集管143内固定安装有电动阀门二144；反应过程中产生的氟化氢气体通过塑料排气管13进入螺旋弯管141，氟化氢与氢氧化钠溶液反应，防止氟化氢气体进入空气中，污染工作环境，且影响操作人员的健康。
再次继续参阅图2，所述沉淀架一112包括圆台筒1121，反应槽一11下端固定安装有圆台筒1121，圆台筒1121下侧内端均匀固定安装有连接杆1122，连接杆1122末端共同固定安装有圆形定位板1123，圆形定位板1123与搅拌柱114转动连接，搅拌柱114下侧外端固定安装有螺带1124，圆台筒1121下端固定安装有排料管1125，排料管1125内端固定安装有电动阀门三1126，反应槽二15的结构与反应槽一11的结构相同；通过圆台筒1121对沉淀物进行收集，通过螺带1124使沉淀物顺利向下运输至排料管1125内，通过电动阀门三1126控制沉淀物的排出。
参阅图3、图5、图6与图7，所述搅拌架115包括倾斜盛料板1151，搅拌柱114外端面均匀固定安装有倾斜盛料板1151，上下相邻的倾斜盛料板1151交错排布，倾斜盛料板1151上端均匀固定安装有网格缓冲板1152，倾斜盛料板1151上端且位于外轮廓处固定安装有挡料板1153，倾斜盛料板1151下端固定安装有搅料板1154；通过倾斜盛料板1151对废料粉末进行盛放，当搅拌柱114带动倾斜盛料板1151转动时，废料粉末与盐酸溶液反应，通过网格缓冲板1152使废料粉末可缓慢的从上侧的倾斜盛料板1151上移动至相邻的下侧的倾斜盛料板1151上，通过网格缓冲板1152对废料进行分散，使其均匀分布在倾斜盛料板1151上，通过挡料板1153减缓废料粉末移动，减缓废料粉末掉落至沉淀架一112内的速度，从而使废料粉末与盐酸溶液充分反应。
参阅图2与图4，所述配合研磨筒21包括圆环板211，研磨筒21内端固定安装有圆环板211，圆环板211内端开设有圆台凹槽，圆台凹槽内端均匀转动连接有研磨柱一212，配合研磨筒21下端固定安装有环形过滤件213，环形过滤件213上均匀开设有落料通孔214，环形过滤件213与研磨架23之间转动连接；通过研磨柱一212与研磨架23相配合，对废料碎片进行研磨,通过落料通孔214使符合标准的粉末颗粒落下。
继续参阅图2与图4，所述研磨架23包括圆台件231，固定柱22上固定安装有圆台件231，圆台件231的下侧的底面直径小于圆台件231的上侧的底面直径，圆台件231上端固定安装有圆锥件232，圆锥件232下半部外环面均匀转动连接有研磨柱二233，圆锥件232下端面均匀固定安装有推料件234，圆锥件232下端均匀固定安装有吹料件235，吹料件235上均固定安装有分支管236，分支管236末端共同固定安装有主管道237，搅拌柱114下侧外部固定安装有气泵238，气泵238与主管道237固定连接；通过圆锥件232与圆台件231相配合，减缓废料碎片的下落速度，通过气泵238将气体通入主管道237，最终通过分支管236从吹料件235排出，从而将不符合标准的废料粉末向上吹动，使其再次进入圆台件231与圆环板211之间进行研磨处理。
参阅图1与图3，所述驱动架27包括电机二271，研磨筒21后端通过电机座固定安装有电机二271，电机二271输出轴通过联轴器固定安装有齿轮一272，齿轮一272前端与最左侧的破碎辊25固定连接，破碎筒24后端均匀转动连接有齿轮二273，齿轮一272与齿轮二273相啮合，相邻的齿轮二273相啮合，齿轮二273与其余的破碎辊25固定连接；通过电机二271带动齿轮一272转动，从而带动齿轮二273转动，最终带动所有的破碎辊25转动。
具体工作时，首先将铝电解氟废料通入破碎筒24内，通过破碎辊25对其进行破碎处理，然后通过研磨架23与配合研磨筒21相配合，对其进行研磨处理，使其颗粒体积符合要求，颗粒体积符合标准的废料粉末掉入封闭架12上，当掉落的量足够后，打开封闭架12，废料粉末进入反应槽一11内，并与反应槽一11内的盐酸溶液混合，此时再次关闭封闭架12，废料粉末中的氟离子与溶液中的氢离子结合，形成氟化氢气体，通过塑料排气管13将气体进行运输，最终通过反应架14对氟化氢气体进行处理，防止气体进入外界空气内，产生危害，打开电动阀门一18，反应完全的溶液通过联通管16进入反应槽二15内，与氢氧化钠溶液反应，从而形成金属沉淀，最终通过排液管19将反应溶液排出，沉淀物被收集用于制备金属。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种铝电解氟废料处理***，包括反应单元(1)与加工单元(2)，其特征在于：所述反应单元(1)上端固定安装有加工单元(2)；其中：
所述反应单元(1)包括反应槽一(11)，反应槽一(11)内部上侧以滑动配合的方式连接有封闭架(12)，反应槽一(11)左端且位于封闭架(12)下侧固定安装有倾斜的塑料排气管(13)，塑料排气管(13)末端固定安装有反应架(14)，反应槽一(11)右端固定安装有反应槽二(15)，反应槽一(11)与反应槽二(15)之间固定安装有联通管(16)，联通管(16)内部左端固定安装有过滤板(17)，联通管(16)内固定安装有电动阀门一(18)，反应槽二(15)右端固定安装有排液管(19),排液管(19)内固定安装有单向阀门(191)；
所述反应槽一(11)内部固定安装有电热丝(111)，反应槽一(11)下端固定安装有沉淀架一(112)，沉淀架一(112)下端通过电机座固定安装有电机一(113)，电机一(113)输出轴通过联轴器固定安装有搅拌柱(114)，搅拌柱(114)外端面均匀固定安装有搅拌架(115)；
所述加工单元(2)包括研磨筒(20)，反应槽一(11)上端固定安装有研磨筒(20)，研磨筒(20)内端固定安装有配合研磨筒(21)，研磨筒(20)内转动连接有固定柱(22)，固定柱(22)下端与搅拌柱(114)固定连接，固定柱(22)上固定安装有研磨架(23)，研磨筒(20)上端固定安装有破碎筒(24)，破碎筒(24)内均匀转动连接有破碎辊(25)，破碎辊(25)外端面均匀固定安装有破碎刀(26)，研磨筒(20)后端固定安装有驱动架(27)，驱动架(27)与破碎辊(25)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述封闭架(12)包括扇形件(121)，反应槽一(11)内部上侧左右两侧对称以滑动配合的方式连接有扇形件(121)，左右两侧的扇形件(121)相对端面开设有相配合的齿槽，反应槽一(11)上侧左右对称固定安装有直角件(122)，直角件(122)相对端均固定安装有电动推杆(123)，电动推杆(123)末端与扇形件(121)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述反应架(14)包括螺旋弯管(141)，塑料排气管(13)末端固定安装有螺旋弯管(141)，螺旋弯管(141)内充满氢氧化钠溶液，螺旋弯管(141)末端固定安装有S形弯管(142)，螺旋弯管(141)下端固定安装有收集管(143)，收集管(143)内固定安装有电动阀门二(144)。
4.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述沉淀架一(112)包括圆台筒(1121)，反应槽一(11)下端固定安装有圆台筒(1121)，圆台筒(1121)下侧内端均匀固定安装有连接杆(1122)，连接杆(1122)末端共同固定安装有圆形定位板(1123)，圆形定位板(1123)与搅拌柱(114)转动连接，搅拌柱(114)下侧外端固定安装有螺带(1124)，圆台筒(1121)下端固定安装有排料管(1125)，排料管(1125)内端固定安装有电动阀门三(1126)，反应槽二(15)的结构与反应槽一(11)的结构相同。
5.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述搅拌架(115)包括倾斜盛料板(1151)，搅拌柱(114)外端面均匀固定安装有倾斜盛料板(1151)，上下相邻的倾斜盛料板(1151)交错排布，倾斜盛料板(1151)上端均匀固定安装有网格缓冲板(1152)，倾斜盛料板(1151)上端且位于外轮廓处固定安装有挡料板(1153)，倾斜盛料板(1151)下端固定安装有搅料板(1154)。
6.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述配合研磨筒(21)包括圆环板(211)，研磨筒(21)内端固定安装有圆环板(211)，圆环板(211)内端开设有圆台凹槽，圆台凹槽内端均匀转动连接有研磨柱一(212)，配合研磨筒(21)下端固定安装有环形过滤件(213)，环形过滤件(213)上均匀开设有落料通孔(214)，环形过滤件(213)与研磨架(23)之间转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述研磨架(23)包括圆台件(231)，固定柱(22)上固定安装有圆台件(231)，圆台件(231)的下侧的底面直径小于圆台件(231)的上侧的底面直径，圆台件(231)上端固定安装有圆锥件(232)，圆锥件(232)下半部外环面均匀转动连接有研磨柱二(233)，圆锥件(232)下端面均匀固定安装有推料件(234)，圆锥件(232)下端均匀固定安装有吹料件(235)，吹料件(235)上均固定安装有分支管(236)，分支管(236)末端共同固定安装有主管道(237)，搅拌柱(114)下侧外部固定安装有气泵(238)，气泵(238)与主管道(237)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种铝电解氟废料处理***，其特征在于：所述驱动架(27)包括电机二(271)，研磨筒(21)后端通过电机座固定安装有电机二(271)，电机二(271)输出轴通过联轴器固定安装有齿轮一(272)，齿轮一(272)前端与最左侧的破碎辊(25)固定连接，破碎筒(24)后端均匀转动连接有齿轮二(273)，齿轮一(272)与齿轮二(273)相啮合，相邻的齿轮二(273)相啮合，齿轮二(273)与其余的破碎辊(25)固定连接。
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