杂质去除装置的制作方法

1.本实用新型涉及湿法冶金技术领域，具体而言，涉及一种杂质去除装置。


背景技术：

2.目前，从粉煤灰中回收提取氧化铝的方法主要有三种，分别是酸法、碱法以及酸碱联合法。采用盐酸法从粉煤灰中提取氧化铝时，粉煤灰中除含有氧化铝，还含有钾、钠、铁、钙和镁等杂质，在酸浸出氧化铝的同时，粉煤灰中的钾、钠、钙和镁等碱金属杂质也会进入料浆中，最终影响氧化铝品质。
3.现有工业化装置采用树脂除铁、除钙，其他杂质采用淋洗结晶氯化铝去除。除铁树脂及系统较成熟，且投资低，但是除钙树脂为专有技术，价格较高，导致投资成本过高；钾钠等杂质采用盐酸淋洗，导致部分结晶氯化铝溶解，降低系统产能。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种杂质去除装置，以解决现有技术中制备氧化铝的过程中杂质不易去除的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种杂质去除装置，包括：反应组件，反应组件包括反应腔室，用于物料进行化学反应；过滤组件，过滤组件包括滤液腔室，滤液腔室上设置有第一入口、第一出口和第二出口，滤液腔室的第一入口与反应腔室的出口端连通，滤液腔室的第一出口与反应腔室的入口端连通；沉降组件，沉降组件包括沉降腔室和反应罐，滤液腔室的第二出口与反应罐连通，反应罐与沉降腔室连通；沉降腔室包括位于顶部的第一溢流出口和位于底部的第一沉降出口，沉降腔室的第一溢流出口与反应腔室连通，沉降腔室内的沉降物质通过第一沉降出口排出。
6.进一步地，反应腔室包括：第一水溶反应腔；第二水溶反应腔，第一水溶反应腔的排出口和第二水溶反应腔的排出口均与过滤组件连接；沉降腔室的第一溢流出口与第一水溶反应腔和第二水溶反应腔均连通。
7.进一步地，反应组件还包括：第一排出支路，与第一水溶反应腔连通，第一排出支路上设置有第一开关阀；第二排出支路，与第二水溶反应腔连通，第二排出支路上设置有第二开关阀；汇流通道，第一排出支路和第二排出支路均与汇流通道连通，汇流通道上设置有第一泵体，汇流通道与滤液腔室连通。
8.进一步地，反应组件还包括：搅拌部件，搅拌部件的位置可移动地设置在反应腔室内，通过搅拌部件对反应腔室内的物料进行搅拌。
9.进一步地，过滤组件还包括：水力旋流器，水力旋流器上设置有物料入口、第二溢流出口和第二沉降出口，反应腔室的出口端与水力旋流器的物料入口连通，水力旋流器的第二溢流出口与滤液腔室连通；过滤器，水力旋流器的第二沉降出口与过滤器连通。
10.进一步地，滤液腔室包括：溶液过滤腔，溶液过滤腔的进入口与水力旋流器的第二溢流出口连通；滤饼腔，过滤器的出口端与滤饼腔连通，滤饼腔上还设置有进液口，用于连
通过滤母液，滤饼腔的排出口与反应罐连通。
11.进一步地，溶液过滤腔包括第一流出口和第二流出口，第一流出口与反应腔室连通，第二流出口与废水处理组件连通。
12.进一步地，反应罐为多个，多个反应罐沿物料的流通方向串联设置，多个反应罐包括进料反应罐和出料反应罐，滤饼腔与进料反应罐连通，出料反应罐与沉降腔室连通。
13.进一步地，沉降组件还包括：自蒸发器，设置在出料反应罐与沉降腔室之间，自蒸发器的两端分别与出料反应罐和沉降腔室连通。
14.进一步地，反应组件还包括：提升机，用于传输物料；存储仓，与提升机对接，通过提升机将物料传输至存储仓内；称重运输机，设置在存储仓的下方，通过称重运输机对存储仓内下落的物料进行承重并运输至反应腔室内。
15.应用本实用新型的技术方案，杂质去除装置包括反应组件、过滤组件和沉降组件，反应组件包括反应腔室，用于物料进行化学反应；过滤组件包括滤液腔室，滤液腔室上设置有第一入口、第一出口和第二出口，滤液腔室的第一入口与反应腔室的出口端连通，滤液腔室的第一出口与反应腔室的入口端连通；沉降组件包括沉降腔室和反应罐，滤液腔室的第二出口与反应罐连通，反应罐与沉降腔室连通；沉降腔室包括位于顶部的第一溢流出口和位于底部的第一沉降出口，沉降腔室的第一溢流出口与反应腔室连通，沉降腔室内的沉降物质通过第一沉降出口排出。这样物料在反应腔室进行反应之后，通过过滤组件进行过滤，过滤完后的母液和滤液均进入滤液腔室内，滤液腔室内的工艺液体一部分返回反应腔室内配料，多余液体送往工艺废水处理部e处，另一部分滤饼送往沉降组件的沉降腔室内，经沉降后的滤液溢流送回至反应腔室内进行配料，底流送往成品过滤工序f处过滤洗涤，在此过程中，无定形氧化铝中的钾、钠、钙、镁等杂质离子进入液相，实现与氧化铝的分离除杂，解决了现有技术中制备氧化铝的过程中杂质不易去除的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本实用新型的杂质去除装置的实施例的结构示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：
19.1、反应组件；10、反应腔室；101、第一水溶反应腔；102、第二水溶反应腔；11、第一排出支路；12、第二排出支路；13、汇流通道；14、第一泵体；15、搅拌部件；16、提升机；17、存储仓；18、称重运输机；19、输送平台；
20.2、过滤组件；20、滤液腔室；21、水力旋流器；210、物料入口；211、第二溢流出口；212、第二沉降出口；22、过滤器；201、溶液过滤腔；202、滤饼腔；2011、第一流出口；2022、第二流出口；
21.3、沉降组件；30、沉降腔室；301、第一溢流出口；302、第一沉降出口；31、反应罐；32、进料反应罐；33、出料反应罐；34、自蒸发器。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
23.请参考图1，本实用新型提供了一种杂质去除装置，包括：反应组件1，反应组件1包括反应腔室10，用于物料进行化学反应；过滤组件2，过滤组件2包括滤液腔室20，滤液腔室20上设置有第一入口、第一出口和第二出口，滤液腔室20的第一入口与反应腔室10的出口端连通，滤液腔室20的第一出口与反应腔室10的入口端连通；沉降组件3，沉降组件3包括沉降腔室30和反应罐31，滤液腔室20的第二出口与反应罐31连通，反应罐31与沉降腔室30连通；沉降腔室30包括位于顶部的第一溢流出口301和位于底部的第一沉降出口302，沉降腔室30的第一溢流出口301与反应腔室10连通，沉降腔室30内的沉降物质通过第一沉降出口302排出。
24.根据本实用新型提供的杂质去除装置，包括反应组件1、过滤组件2和沉降组件3，反应组件1包括反应腔室10，用于物料进行化学反应；过滤组件2包括滤液腔室20，滤液腔室20上设置有第一入口、第一出口和第二出口，滤液腔室20的第一入口与反应腔室10的出口端连通，滤液腔室20的第一出口与反应腔室10的入口端连通；沉降组件3包括沉降腔室30和反应罐31，滤液腔室20的第二出口与反应罐31连通，反应罐31与沉降腔室30连通；沉降腔室30包括位于顶部的第一溢流出口301和位于底部的第一沉降出口302，沉降腔室30的第一溢流出口301与反应腔室10连通，沉降腔室30内的沉降物质通过第一沉降出口302排出。这样物料在反应腔室10进行反应之后，通过过滤组件2进行过滤，过滤完后的母液和滤液均进入滤液腔室20内，滤液腔室20内的工艺液体一部分返回反应腔室10内配料，多余液体送往工艺废水处理部e处，另一部分滤饼送往沉降组件3的沉降腔室30内，经沉降后的滤液溢流送回至反应腔室10内进行配料，底流送往成品过滤工序f处过滤洗涤，在此过程中，无定形氧化铝中的钾、钠、钙、镁等杂质离子进入液相，实现与氧化铝的分离除杂，解决了现有技术中制备氧化铝的过程中杂质不易去除的问题。
25.本技术依据的原理为，结晶氯化铝在较低温度下(350-400℃)加热进行分解，生成非晶态的氧化铝，称为无定形氧化铝。无定形氧化铝经常压水溶、高压水溶两段浸出后过滤洗涤可去除氧化铝中的钾、钠、钙和镁等杂质。其中，反应组件1中主要利用常温水与活性氧化铝进行反应，将钾离子、钠离子和一部分钙离子和一部分镁离子溶于水溶液中，过滤之后，溶液通入反应罐31内，对溶液进行高温高压处理，使钙离子和镁离子完全溶于水溶液中，以此去除氧化铝中的钾、钠、钙和镁等杂质。
26.具体地，反应腔室10包括：第一水溶反应腔101；第二水溶反应腔102，第一水溶反应腔101的排出口和第二水溶反应腔102的排出口均与过滤组件2连接；沉降腔室30的第一溢流出口301与第一水溶反应腔101和第二水溶反应腔102均连通。通过设置第一水溶反应腔101和第二水溶反应腔102，使两个水溶反应腔交替使用，在第一水溶反应腔101内的物料反应完成后，将反应后的物料通入到滤液腔室20内，当第一水溶反应腔101内的物料排空时，第二水溶反应腔102开始出料，同时第一水溶反应腔101内开始重新配料。
27.在具体实施时，反应组件1还包括：第一排出支路11，与第一水溶反应腔101连通，第一排出支路11上设置有第一开关阀；第二排出支路12，与第二水溶反应腔102连通，第二排出支路12上设置有第二开关阀；汇流通道13，第一排出支路11和第二排出支路12均与汇
流通道13连通，汇流通道13上设置有第一泵体14，汇流通道13与滤液腔室20连通。通过控制第一开关阀和第二开关阀的打开或关闭，实现第一排出支路11导通或者第二排出支路12导通，利用第一泵体14，将第一水溶反应腔101或第二水溶反应腔102内的物料抽到滤液腔室20内。
28.为了使反应腔室10内的物料与母液反应更加均匀，反应组件1还包括：搅拌部件15，搅拌部件15的位置可移动地设置在反应腔室10内，通过搅拌部件15对反应腔室10内的物料进行搅拌。优选地，搅拌部件15绕预定轴线可转动地设置，搅拌部件15包括转动轴，转动轴上设置有多个搅拌扇叶，多个搅拌扇叶沿转动轴的轴线方向间隔设置。
29.在具体实施的过程中，过滤组件2还包括：水力旋流器21，水力旋流器21上设置有物料入口210、第二溢流出口211和第二沉降出口212，反应腔室10的出口端与水力旋流器21的物料入口210连通，水力旋流器21的第二溢流出口211与滤液腔室20连通；过滤器22，水力旋流器21的第二沉降出口212与过滤器22连通。由反应腔室10内送出的料浆先通过水力旋流器21来提高固含，溢流液体排入滤液腔室20。
30.进一步地，滤液腔室20包括：溶液过滤腔201，溶液过滤腔201的进入口与水力旋流器21的第二溢流出口211连通；滤饼腔202，过滤器22的出口端与滤饼腔202连通，滤饼腔202上还设置有进液口，用于连通过滤母液，滤饼腔202的排出口与反应罐31之间通过第二泵体连通。水力旋流器21溢流液体排入溶液过滤腔201内，底流沉沙进入过滤器22进行过滤和一次洗涤，洗涤用水为成品过滤工序来强滤液c，过滤后的母液和滤液均进入溶液过滤腔201，溶液过滤腔201内的工艺液体一部分返回反应腔室10内配料，多余液体送往工艺废水处理处e。过滤器22排出的滤饼与成品过滤工序来强滤液c在滤饼腔202内以固液比1:3:5的比例混合均匀后送往沉降组件3的反应罐31内。优选地，过滤器22为平盘过滤机，过滤器排液口与真空受液罐相连，真空受液罐顶部连通气液分离器，气液分离器顶部与真空泵相连，真空受液罐底部排液口与气液分离器底部排液口并联后与溶液过滤腔201相连；溶液过滤腔201用于收集来自水力旋流器溢流、平盘过滤机排出的母液和滤液，溶液过滤腔201内的工艺液体一部分通过滤液泵送往反应腔室10，另一部分送往工艺废水处理；过滤器22产出滤饼排入滤饼腔202，滤饼腔202顶部还设有成品过滤工序来强滤液进料口，强滤液和滤饼在滤饼腔202内混合均匀后由高压水溶泵送往进料反应罐32内。
31.具体地，溶液过滤腔201包括第一流出口2011和第二流出口2022，第一流出口2011与反应腔室10连通，第二流出口2022与废水处理组件连通。
32.在本技术中，反应罐31为多个，多个反应罐31沿物料的流通方向通过压力管道串联设置，多个反应罐31包括进料反应罐32和出料反应罐33，滤饼腔202与进料反应罐32连通，出料反应罐33与沉降腔室30连通。其中，滤饼腔202与进料反应罐32连通，各个反应罐31直接通入蒸汽d将物料加热至120～140℃，各个反应罐31串联，总反应停留时间为2h。
33.其中，反应罐31为高压水溶罐，均为立式反应釜，每个反应罐31的顶部具有进料口，底部具有出料口，高压水溶罐内设有机械搅拌装置，机械搅拌装置分为多层搅拌部件，由管网传送来的蒸汽直接通入高压水溶罐内对物料进行加热，末级反应釜(出料反应罐)与自蒸发器34相连。
34.沉降组件3还包括：自蒸发器34，设置在出料反应罐33与沉降腔室30之间，自蒸发器34的两端分别与出料反应罐33和沉降腔室30连通。出料反应罐33内流出的物料至自蒸发
器34降温降压，闪蒸后的料浆进入沉降腔室30内，经沉降后溢流送回反应腔室10内配料，底流送往成品过滤工序f处过滤洗涤。
35.在具体实施的过程中，反应组件1还包括：提升机16，用于传输物料；存储仓17，与提升机16对接，通过提升机16将物料传输至存储仓17内；称重运输机18，设置在存储仓17的下方，通过称重运输机18对存储仓17内下落的物料进行承重并运输至反应腔室10内。称重运输机18的下方设置有输送平台19，输送平台19为埋刮板输送机，将定量的无定型氧化铝a输送到反应腔室10内，与成品过滤工序来母液b按固液质量比1:5的比例混合进行常压水溶反应，利用母液和氧化铝自带的温度和反应热，反应温度可达80～95℃，反应1h后物料由常压水溶泵(第一泵体14)送往水力旋流器21。
36.在本技术中，反应腔室10内的压力小于反应罐31内的压力，整个过程充分利用成品过滤工序产生的母液和滤液，且系统内部产生的废水也进行充分的循环利用，大幅降低了水耗，减少外排废水量。
37.优选的，水溶除杂系统中的釜、槽、罐等容器材质可以为哈氏合金、双相不锈钢2205、钢衬耐酸砖、钢衬四氟、钢衬碳化硅等；管道、水力旋流器、平盘过滤机等材质为双相不锈钢；泵主体材质选用钛合金或双向不锈钢。
38.现有的生产工艺中，粉煤灰盐酸浸出法生产出的结晶氯化铝，结晶氯化铝在较低温度下(350-400℃)加热进行分解，生成非晶态的氧化铝，称为无定形氧化铝。无定形氧化铝a经常压水溶、高压水溶两段浸出后过滤洗涤可去除氧化铝中的钾、钠、钙和镁等杂质。
39.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
40.根据本实用新型提供的杂质去除装置，包括反应组件1、过滤组件2和沉降组件3，反应组件1包括反应腔室10，用于物料进行化学反应；过滤组件2包括滤液腔室20，滤液腔室20上设置有第一入口、第一出口和第二出口，滤液腔室20的第一入口与反应腔室10的出口端连通，滤液腔室20的第一出口与反应腔室10的入口端连通；沉降组件3包括沉降腔室30和反应罐31，滤液腔室20的第二出口与反应罐31连通，反应罐31与沉降腔室30连通；沉降腔室30包括位于顶部的第一溢流出口301和位于底部的第一沉降出口302，沉降腔室30的第一溢流出口301与反应腔室10连通，沉降腔室30内的沉淀杂质通过第一沉降出口302排出。这样物料在反应腔室10进行反应之后，通过过滤组件2进行过滤，过滤完后的母液和滤液均进入滤液腔室20内，滤液腔室20内的工艺液体一部分返回反应腔室10内配料，多余液体送往工艺废水处理部e处，另一部分滤饼送往沉降组件3的沉降腔室30内，经沉降后的滤液溢流送回至反应腔室10内进行配料，底流送往成品过滤工序f处过滤洗涤，在此过程中，无定形氧化铝中的钾、钠、钙、镁等杂质离子进入液相，实现与氧化铝的分离除杂，解决了现有技术中制备氧化铝的过程中杂质不易去除的问题。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种杂质去除装置，其特征在于，包括：反应组件(1)，所述反应组件(1)包括反应腔室(10)，用于物料进行化学反应；过滤组件(2)，所述过滤组件(2)包括滤液腔室(20)，所述滤液腔室(20)上设置有第一入口、第一出口和第二出口，所述滤液腔室(20)的第一入口与所述反应腔室(10)的出口端连通，所述滤液腔室(20)的第一出口与所述反应腔室(10)的入口端连通；沉降组件(3)，所述沉降组件(3)包括沉降腔室(30)和反应罐(31)，所述滤液腔室(20)的第二出口与所述反应罐(31)连通，所述反应罐(31)与所述沉降腔室(30)连通；所述沉降腔室(30)包括位于顶部的第一溢流出口(301)和位于底部的第一沉降出口(302)，所述沉降腔室(30)的第一溢流出口(301)与所述反应腔室(10)连通，所述沉降腔室(30)内的沉降物质通过所述第一沉降出口(302)排出。2.根据权利要求1上所述的杂质去除装置，其特征在于，所述反应腔室(10)包括：第一水溶反应腔(101)；第二水溶反应腔(102)，所述第一水溶反应腔(101)的排出口和所述第二水溶反应腔(102)的排出口均与所述过滤组件(2)连接；所述沉降腔室(30)的第一溢流出口(301)与所述第一水溶反应腔(101)和所述第二水溶反应腔(102)均连通。3.根据权利要求2所述的杂质去除装置，其特征在于，所述反应组件(1)还包括：第一排出支路(11)，与所述第一水溶反应腔(101)连通，所述第一排出支路(11)上设置有第一开关阀；第二排出支路(12)，与所述第二水溶反应腔(102)连通，所述第二排出支路(12)上设置有第二开关阀；汇流通道(13)，所述第一排出支路(11)和所述第二排出支路(12)均与所述汇流通道(13)连通，所述汇流通道(13)上设置有第一泵体(14)，所述汇流通道(13)与所述滤液腔室(20)连通。4.根据权利要求1所述的杂质去除装置，其特征在于，所述反应组件(1)还包括：搅拌部件(15)，所述搅拌部件(15)的位置可移动地设置在所述反应腔室(10)内，通过所述搅拌部件(15)对所述反应腔室(10)内的物料进行搅拌。5.根据权利要求1所述的杂质去除装置，其特征在于，所述过滤组件(2)还包括：水力旋流器(21)，所述水力旋流器(21)上设置有物料入口(210)、第二溢流出口(211)和第二沉降出口(212)，所述反应腔室(10)的出口端与所述水力旋流器(21)的物料入口(210)连通，所述水力旋流器(21)的第二溢流出口(211)与所述滤液腔室(20)连通；过滤器(22)，所述水力旋流器(21)的第二沉降出口(212)与所述过滤器(22)连通。6.根据权利要求5所述的杂质去除装置，其特征在于，所述滤液腔室(20)包括：溶液过滤腔(201)，所述溶液过滤腔(201)的进入口与所述水力旋流器(21)的第二溢流出口(211)连通；滤饼腔(202)，所述过滤器(22)的出口端与所述滤饼腔(202)连通，所述滤饼腔(202)上还设置有进液口，用于连通过滤母液，所述滤饼腔(202)的排出口与所述反应罐(31)连通。7.根据权利要求6所述的杂质去除装置，其特征在于，所述溶液过滤腔(201)包括第一流出口(2011)和第二流出口(2022)，所述第一流出口(2011)与所述反应腔室(10)连通，所
述第二流出口(2022)与废水处理组件连通。8.根据权利要求6所述的杂质去除装置，其特征在于，所述反应罐(31)为多个，多个所述反应罐(31)沿物料的流通方向串联设置，多个所述反应罐(31)包括进料反应罐(32)和出料反应罐(33)，所述滤饼腔(202)与所述进料反应罐(32)连通，所述出料反应罐(33)与所述沉降腔室(30)连通。9.根据权利要求8所述的杂质去除装置，其特征在于，所述沉降组件(3)还包括：自蒸发器(34)，设置在所述出料反应罐(33)与所述沉降腔室(30)之间，所述自蒸发器(34)的两端分别与所述出料反应罐(33)和所述沉降腔室(30)连通。10.根据权利要求1所述的杂质去除装置，其特征在于，所述反应组件(1)还包括：提升机(16)，用于传输物料；存储仓(17)，与所述提升机(16)对接，通过所述提升机(16)将所述物料传输至所述存储仓(17)内；称重运输机(18)，设置在所述存储仓(17)的下方，通过所述称重运输机(18)对所述存储仓(17)内下落的物料进行承重并运输至所述反应腔室(10)内。

技术总结
本实用新型提供了一种杂质去除装置，包括：反应组件，反应组件包括反应腔室，用于物料进行化学反应；过滤组件，过滤组件包括滤液腔室，滤液腔室上设置有第一入口、第一出口和第二出口，滤液腔室的第一入口与反应腔室的出口端连通，滤液腔室的第一出口与反应腔室的入口端连通；沉降组件，沉降组件包括沉降腔室和反应罐，滤液腔室的第二出口与反应罐连通，反应罐与沉降腔室连通；沉降腔室包括位于顶部的第一溢流出口和位于底部的第一沉降出口，沉降腔室的第一溢流出口与反应腔室连通，沉降腔室内的沉降物质通过第一沉降出口排出。本实用新型解决了现有技术中制备氧化铝的过程中杂质不易去除的问题。易去除的问题。易去除的问题。


技术研发人员：杜善周 王瑞 孟祥田 黄涌波 吕剑铎 吕建伟 王连蒙 高桂梅 周永利
受保护的技术使用者：神华准能资源综合开发有限公司
技术研发日：2022.09.27
技术公布日：2023/7/17