公布日：2023.11.21
申請日：2023.10.09
分類號：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，涉及到有價金屬回收技術(shù)領(lǐng)域，所述從含稀土廢水中回收稀土的方法通過稀土回收設(shè)備實現(xiàn)，所述稀土回收設(shè)備包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜內(nèi)腔中部固定設(shè)置有隔板，所述隔板將反應(yīng)釜內(nèi)腔分隔為上腔室與下腔室，所述反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)置有攪拌機構(gòu)，所述攪拌機構(gòu)外側(cè)由上至下依次設(shè)置有抽吸機構(gòu)、濾水收集機構(gòu)和拋灑機構(gòu)，所述攪拌機構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有封堵觸發(fā)機構(gòu)。本發(fā)明可以在含稀土廢水與堿性沉淀劑反應(yīng)過程中對生成的稀土沉淀物進行持續(xù)收集以及轉(zhuǎn)移，進而使上下腔室同步進行反應(yīng)過程，有效提高了含稀土廢水中稀土的回收效率，更加適用于含稀土廢水中稀土的工業(yè)化回收。
權(quán)利要求書
1.一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述從含稀土廢水中回收稀土的方法通過稀土回收設(shè)備實現(xiàn)，所述稀土回收設(shè)備包括反應(yīng)釜(1)，所述反應(yīng)釜(1)內(nèi)腔中部固定設(shè)置有隔板(2)，所述隔板(2)將反應(yīng)釜(1)內(nèi)腔分隔為上腔室與下腔室，所述反應(yīng)釜(1)內(nèi)部設(shè)置有攪拌機構(gòu)(3)，所述攪拌機構(gòu)(3)外側(cè)由上至下依次設(shè)置有抽吸機構(gòu)(4)、濾水收集機構(gòu)(5)和拋灑機構(gòu)(6)，所述攪拌機構(gòu)(3)內(nèi)部設(shè)置有封堵觸發(fā)機構(gòu)(7)；所述攪拌機構(gòu)(3)包括往復(fù)螺桿(31)、驅(qū)動電機(32)、上攪拌桿(33)、下攪拌桿(34)和工字傳輸通道(35)；所述往復(fù)螺桿(31)貫穿反應(yīng)釜(1)與隔板(2)且通過軸承與反應(yīng)釜(1)以及隔板(2)轉(zhuǎn)動連接，所述驅(qū)動電機(32)固定設(shè)置于反應(yīng)釜(1)頂部且與往復(fù)螺桿(31)傳動連接，所述上攪拌桿(33)與下攪拌桿(34)均設(shè)置有多個，多個所述上攪拌桿(33)均勻固定設(shè)置于上攪拌桿(33)外側(cè)中部，多個所述下攪拌桿(34)均勻固定設(shè)置于下攪拌桿(34)外側(cè)底部，所述工字傳輸通道(35)開設(shè)于往復(fù)螺桿(31)內(nèi)部；所述抽吸機構(gòu)(4)包括密封殼體(41)、活塞板(42)、導(dǎo)向桿(43)、瓣膜(44)、L胸連接臂(45)和推板(46)；所述密封殼體(41)固定套接設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)外側(cè)且通過軸承與反應(yīng)釜(1)內(nèi)壁轉(zhuǎn)動連接，所述活塞板(42)傳動套接設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)外側(cè)且滑動設(shè)置于密封殼體(41)內(nèi)部，所述導(dǎo)向桿(43)滑動貫穿反應(yīng)釜(1)頂部且與活塞板(42)固定連接，所述瓣膜(44)固定嵌套設(shè)置于密封殼體(41)底部，所述L胸連接臂(45)固定設(shè)置于密封殼體(41)側(cè)面，所述推板(46)固定設(shè)置于L胸連接臂(45)底端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述濾水收集機構(gòu)(5)包括環(huán)形濾網(wǎng)(51)、環(huán)形收集盤(52)、導(dǎo)向斜槽(53)和傳輸管(54)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述環(huán)形濾網(wǎng)(51)固定套接設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)外側(cè)，所述環(huán)形收集盤(52)通過軸承轉(zhuǎn)動套接設(shè)置于環(huán)形濾網(wǎng)(51)外側(cè)且與反應(yīng)釜(1)內(nèi)壁固定連接，所述導(dǎo)向斜槽(53)開設(shè)于環(huán)形收集盤(52)頂部，所述傳輸管(54)固定嵌套設(shè)置于環(huán)形收集盤(52)底部且與導(dǎo)向斜槽(53)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述拋灑機構(gòu)(6)包括第一工字型桿(61)、連接套管(62)和拋灑盤(63)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述第一工字型桿(61)沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)內(nèi)部，所述連接套管(62)固定套接設(shè)置于第一工字型桿(61)外側(cè)，所述拋灑盤(63)滑動套接設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)外側(cè)且與連接套管(62)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述封堵觸發(fā)機構(gòu)(7)包括封堵板(71)、復(fù)位桿(72)、第二工字型桿(73)和磁體(74)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于：所述封堵板(71)沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于工字傳輸通道(35)內(nèi)壁上，所述復(fù)位桿(72)固定設(shè)置于封堵板(71)外側(cè)頂部，所述第二工字型桿(73)沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)內(nèi)部，所述第一工字型桿(61)和第二工字型桿(73)均與封堵板(71)固定連接，所述磁體(74)設(shè)置有兩個，一個所述磁體(74)固定設(shè)置于第二工字型桿(73)頂部，另一個所述磁體(74)固定設(shè)置于往復(fù)螺桿(31)內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：S1、將含稀土廢水與堿性沉淀劑加入到上腔室中，將酸性溶液輸入到下腔室中，含稀土廢水與堿性沉淀劑反應(yīng)持續(xù)生成稀土沉淀物，啟動驅(qū)動電機(32)，驅(qū)動電機(32)啟動后帶動往復(fù)螺桿(31)持續(xù)旋轉(zhuǎn)，往復(fù)螺桿(31)旋轉(zhuǎn)時帶動上攪拌桿(33)與下攪拌桿(34)分別對上腔室與下腔室中的物料進行攪拌；S2、往復(fù)螺桿(31)旋轉(zhuǎn)過程中帶動活塞板(42)在密封殼體(41)內(nèi)部持續(xù)上升，活塞板(42)上升時在密封殼體(41)內(nèi)部產(chǎn)生負壓，負壓通過工字傳輸通道(35)傳遞至上腔室內(nèi)腔底部，進而對上腔室中含有稀土沉淀物的廢水進行持續(xù)抽吸，廢水帶動稀土沉淀物通過工字傳輸通道(35)持續(xù)進入到密封殼體(41)內(nèi)部；S3、活塞板(42)上升距離達到第一閾值時，活塞板(42)頂部與第二工字型桿(73)底部接觸，后續(xù)隨著活塞板(42)的繼續(xù)上升，第二工字型桿(73)帶動封堵板(71)與復(fù)位桿(72)同步上升，活塞板(42)上升距離達到第二閾值時，第二工字型桿(73)頂部的磁體(74)與往復(fù)螺桿(31)內(nèi)部的磁體(74)相互吸附，此時封堵板(71)對工字傳輸通道(35)上方開口進行封堵，同時活塞板(42)運動至往復(fù)螺桿(31)外側(cè)往復(fù)螺紋最頂端，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿(31)的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞板(42)下移復(fù)位；S4、活塞板(42)下移過程中對密封殼體(41)內(nèi)部的廢水進行持續(xù)加壓，由于工字傳輸通道(35)被阻擋，廢水帶動稀土沉淀物穿過瓣膜(44)噴射在環(huán)形濾網(wǎng)(51)頂部，廢水穿過環(huán)形濾網(wǎng)(51)再次落入到上腔室中的廢水中，稀土沉淀物則留存在環(huán)形濾網(wǎng)(51)頂部；S5、活塞板(42)下降距離達到第三閾值時，活塞板(42)底部與復(fù)位桿(72)頂部接觸，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿(31)的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞板(42)通過復(fù)位桿(72)對封堵板(71)進行推動，進而使封堵板(71)帶動第二工字型桿(73)下移，第二工字型桿(73)下移時對其頂部的磁體(74)進行拉拽，進而使兩個磁體(74)脫離，此時封堵板(71)解除對工字傳輸通道(35)上方開口的封堵；S6、活塞板(42)下降距離達到第四閾值時，活塞板(42)運動至往復(fù)螺桿(31)外側(cè)往復(fù)螺紋最底端，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿(31)的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞板(42)在密封殼體(41)內(nèi)部再次上升，進而再次對含有稀土沉淀物的廢水進行抽吸；S7、往復(fù)螺桿(31)旋轉(zhuǎn)時帶動密封殼體(41)與環(huán)形濾網(wǎng)(51)同步旋轉(zhuǎn)，環(huán)形濾網(wǎng)(51)旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力帶動其頂部的稀土沉淀物不斷落在環(huán)形收集盤(52)頂部的導(dǎo)向斜槽(53)中，密封殼體(41)旋轉(zhuǎn)時通過L胸連接臂(45)帶動推板(46)在導(dǎo)向斜槽(53)內(nèi)部持續(xù)旋轉(zhuǎn)，進而使稀土沉淀物不斷落入到傳輸管(54)內(nèi)部，隨后再由傳輸管(54)底端落入到拋灑盤(63)中被收集；S8、往復(fù)螺桿(31)旋轉(zhuǎn)時帶動第一工字型桿(61)同步旋轉(zhuǎn)，封堵板(71)升降時帶動第一工字型桿(61)同步升降，第一工字型桿(61)旋轉(zhuǎn)時通過連接套管(62)帶動拋灑盤(63)同步旋轉(zhuǎn)，第一工字型桿(61)升降時通過連接套管(62)帶動拋灑盤(63)同步升降，持續(xù)旋轉(zhuǎn)升降的拋灑盤(63)對落入其內(nèi)部的稀土沉淀物進行持續(xù)拋灑，使其均勻落入到下腔室內(nèi)部酸性溶液中，稀土沉淀物與酸性溶液反應(yīng)持續(xù)生成氟化稀土；S9、待上腔室中的含稀土廢水與堿性沉淀劑反應(yīng)完成后，對其進行輸出過濾，獲得殘余稀土沉淀物，將殘余稀土沉淀物加入到下腔室中繼續(xù)反應(yīng)，下腔室內(nèi)部反應(yīng)完成后，對下腔室內(nèi)部的物料進行輸出過濾，獲得氟化稀土。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種從含稀土廢水中回收稀土的方法，所述從含稀土廢水中回收稀土的方法通過稀土回收設(shè)備實現(xiàn)，所述稀土回收設(shè)備包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜內(nèi)腔中部固定設(shè)置有隔板，所述隔板將反應(yīng)釜內(nèi)腔分隔為上腔室與下腔室，所述反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)置有攪拌機構(gòu)，所述攪拌機構(gòu)外側(cè)由上至下依次設(shè)置有抽吸機構(gòu)、濾水收集機構(gòu)和拋灑機構(gòu)，所述攪拌機構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有封堵觸發(fā)機構(gòu)；
所述攪拌機構(gòu)包括往復(fù)螺桿、驅(qū)動電機、上攪拌桿、下攪拌桿和工字傳輸通道；
所述往復(fù)螺桿貫穿反應(yīng)釜與隔板且通過軸承與反應(yīng)釜以及隔板轉(zhuǎn)動連接，所述驅(qū)動電機固定設(shè)置于反應(yīng)釜頂部且與往復(fù)螺桿傳動連接，所述上攪拌桿與下攪拌桿均設(shè)置有多個，多個所述上攪拌桿均勻固定設(shè)置于上攪拌桿外側(cè)中部，多個所述下攪拌桿均勻固定設(shè)置于下攪拌桿外側(cè)底部，所述工字傳輸通道開設(shè)于往復(fù)螺桿內(nèi)部；
所述抽吸機構(gòu)包括密封殼體、活塞板、導(dǎo)向桿、瓣膜、L胸連接臂和推板；
所述密封殼體固定套接設(shè)置于往復(fù)螺桿外側(cè)且通過軸承與反應(yīng)釜內(nèi)壁轉(zhuǎn)動連接，所述活塞板傳動套接設(shè)置于往復(fù)螺桿外側(cè)且滑動設(shè)置于密封殼體內(nèi)部，所述導(dǎo)向桿滑動貫穿反應(yīng)釜頂部且與活塞板固定連接，所述瓣膜固定嵌套設(shè)置于密封殼體底部，所述L胸連接臂固定設(shè)置于密封殼體側(cè)面，所述推板固定設(shè)置于L胸連接臂底端。
優(yōu)選的，所述濾水收集機構(gòu)包括環(huán)形濾網(wǎng)、環(huán)形收集盤、導(dǎo)向斜槽和傳輸管。
優(yōu)選的，所述環(huán)形濾網(wǎng)固定套接設(shè)置于往復(fù)螺桿外側(cè)，所述環(huán)形收集盤通過軸承轉(zhuǎn)動套接設(shè)置于環(huán)形濾網(wǎng)外側(cè)且與反應(yīng)釜內(nèi)壁固定連接，所述導(dǎo)向斜槽開設(shè)于環(huán)形收集盤頂部，所述傳輸管固定嵌套設(shè)置于環(huán)形收集盤底部且與導(dǎo)向斜槽連通。
優(yōu)選的，所述拋灑機構(gòu)包括第一工字型桿、連接套管和拋灑盤。
優(yōu)選的，所述第一工字型桿沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于往復(fù)螺桿內(nèi)部，所述連接套管固定套接設(shè)置于第一工字型桿外側(cè)，所述拋灑盤滑動套接設(shè)置于往復(fù)螺桿外側(cè)且與連接套管固定連接。
優(yōu)選的，所述封堵觸發(fā)機構(gòu)包括封堵板、復(fù)位桿、第二工字型桿和磁體。
優(yōu)選的，所述封堵板沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于工字傳輸通道內(nèi)壁上，所述復(fù)位桿固定設(shè)置于封堵板外側(cè)頂部，所述第二工字型桿沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于往復(fù)螺桿內(nèi)部，所述第一工字型桿和第二工字型桿均與封堵板固定連接，所述磁體設(shè)置有兩個，一個所述磁體固定設(shè)置于第二工字型桿頂部，另一個所述磁體固定設(shè)置于往復(fù)螺桿內(nèi)部。
優(yōu)選的，所述方法具體包括以下步驟：
S1、將含稀土廢水與堿性沉淀劑加入到上腔室中，將酸性溶液輸入到下腔室中，含稀土廢水與堿性沉淀劑反應(yīng)持續(xù)生成稀土沉淀物，啟動驅(qū)動電機，驅(qū)動電機啟動后帶動往復(fù)螺桿持續(xù)旋轉(zhuǎn)，往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)時帶動上攪拌桿與下攪拌桿分別對上腔室與下腔室中的物料進行攪拌；
S2、往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)過程中帶動活塞板在密封殼體內(nèi)部持續(xù)上升，活塞板上升時在密封殼體內(nèi)部產(chǎn)生負壓，負壓通過工字傳輸通道傳遞至上腔室內(nèi)腔底部，進而對上腔室中含有稀土沉淀物的廢水進行持續(xù)抽吸，廢水帶動稀土沉淀物通過工字傳輸通道持續(xù)進入到密封殼體內(nèi)部；
S3、活塞板上升距離達到第一閾值時，活塞板頂部與第二工字型桿底部接觸，后續(xù)隨著活塞板的繼續(xù)上升，第二工字型桿帶動封堵板與復(fù)位桿同步上升，活塞板上升距離達到第二閾值時，第二工字型桿頂部的磁體與往復(fù)螺桿內(nèi)部的磁體相互吸附，此時封堵板對工字傳輸通道上方開口進行封堵，同時活塞板運動至往復(fù)螺桿外側(cè)往復(fù)螺紋最頂端，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞板下移復(fù)位；
S4、活塞板下移過程中對密封殼體內(nèi)部的廢水進行持續(xù)加壓，由于工字傳輸通道被阻擋，廢水帶動稀土沉淀物穿過瓣膜噴射在環(huán)形濾網(wǎng)頂部，廢水穿過環(huán)形濾網(wǎng)再次落入到上腔室中的廢水中，稀土沉淀物則留存在環(huán)形濾網(wǎng)頂部；
S5、活塞板下降距離達到第三閾值時，活塞板底部與復(fù)位桿頂部接觸，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞板通過復(fù)位桿對封堵板進行推動，進而使封堵板帶動第二工字型桿下移，第二工字型桿下移時對其頂部的磁體進行拉拽，進而使兩個磁體脫離，此時封堵板解除對工字傳輸通道上方開口的封堵；
S6、活塞板下降距離達到第四閾值時，活塞板運動至往復(fù)螺桿外側(cè)往復(fù)螺紋最底端，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞板在密封殼體內(nèi)部再次上升，進而再次對含有稀土沉淀物的廢水進行抽吸；
S7、往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)時帶動密封殼體與環(huán)形濾網(wǎng)同步旋轉(zhuǎn)，環(huán)形濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力帶動其頂部的稀土沉淀物不斷落在環(huán)形收集盤頂部的導(dǎo)向斜槽中，密封殼體旋轉(zhuǎn)時通過L胸連接臂帶動推板在導(dǎo)向斜槽內(nèi)部持續(xù)旋轉(zhuǎn)，進而使稀土沉淀物不斷落入到傳輸管內(nèi)部，隨后再由傳輸管底端落入到拋灑盤中被收集；
S8、往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)時帶動第一工字型桿同步旋轉(zhuǎn)，封堵板升降時帶動第一工字型桿同步升降，第一工字型桿旋轉(zhuǎn)時通過連接套管帶動拋灑盤同步旋轉(zhuǎn)，第一工字型桿升降時通過連接套管帶動拋灑盤同步升降，持續(xù)旋轉(zhuǎn)升降的拋灑盤對落入其內(nèi)部的稀土沉淀物進行持續(xù)拋灑，使其均勻落入到下腔室內(nèi)部酸性溶液中，稀土沉淀物與酸性溶液反應(yīng)持續(xù)生成氟化稀土；
S9、待上腔室中的含稀土廢水與堿性沉淀劑反應(yīng)完成后，對其進行輸出過濾，獲得殘余稀土沉淀物，將殘余稀土沉淀物加入到下腔室中繼續(xù)反應(yīng)，下腔室內(nèi)部反應(yīng)完成后，對下腔室內(nèi)部的物料進行輸出過濾，獲得氟化稀土。
本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：
本發(fā)明通過設(shè)置有攪拌機構(gòu)、抽吸機構(gòu)、濾水收集機構(gòu)、拋灑機構(gòu)和封堵觸發(fā)機構(gòu)，以便于利用攪拌機構(gòu)對抽吸機構(gòu)以及封堵觸發(fā)機構(gòu)進行同時驅(qū)動，抽吸機構(gòu)被驅(qū)動后通過攪拌機構(gòu)持續(xù)抽吸含有稀土沉淀物的廢水，封堵觸發(fā)機構(gòu)則在抽吸機構(gòu)完成單次抽吸操作后實現(xiàn)攪拌機構(gòu)的封堵，方便后續(xù)抽吸機構(gòu)在攪拌機構(gòu)的繼續(xù)驅(qū)動下降含有稀土沉淀物的廢水輸入到濾水收集機構(gòu)頂部，濾水收集機構(gòu)對稀土沉淀物進行濾出，同時利用離心力以及抽吸機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)將稀土沉淀物輸入到拋灑機構(gòu)內(nèi)部，拋灑機構(gòu)則在封堵觸發(fā)機構(gòu)的帶動下旋轉(zhuǎn)升降，進而將稀土沉淀物均勻拋灑到下腔室中，以更快的制取氟化稀土，相較于現(xiàn)有技術(shù)中同類型裝置以及方法，本發(fā)明可以在含稀土廢水與堿性沉淀劑反應(yīng)過程中對生成的稀土沉淀物進行持續(xù)收集以及轉(zhuǎn)移，進而使上下腔室同步進行反應(yīng)過程，有效提高了含稀土廢水中稀土的回收效率，更加適用于含稀土廢水中稀土的工業(yè)化回收。
（發(fā)明人：王雄元;劉名清;袁茂泉;康軍;羅建國）
