一种氟钽酸钾自动化制备系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种氟钽酸钾自动化制备系统，包括合成结晶罐、钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐、蒸气缓冲罐、冷冻水储罐、冷却水储罐、离心机、可编程逻辑控制器。有益效果是：在生产过程中，实现了从钽液进制备罐加热到冷却结晶完成的全自动化过程控制，不需要人工直接参与操作，各工艺操作连续自动化完成，劳动生产率大幅提高；各种储罐、设备都通过自动化装置有机结合起来，相互协调自动化工作，避免配置独立的设备，操作环境大大提高，人工出料轻松、简单，人员配置数量大幅减少。人员配置数量大幅减少。人员配置数量大幅减少。

【技术实现步骤摘要】
一种氟钽酸钾自动化制备系统及方法


[0001]本专利技术涉及氟钽酸钾制备领域，尤其涉及一种氟钽酸钾自动化制备系统及方法。

技术介绍

[0002]在钽铌冶金中，传统的氟钽酸钾生产工艺，一般都是将钽铌矿石通过HF
‑
H2SO4溶解，在HF
‑
H2SO4一仲辛醇或甲基异丁基酮(MIBK)体系中萃取分离后得到钽液，然后将钽液在加热槽中加热、加HF酸、加KCl后的结晶溶液，转入到结晶容器，先自然冷却，再强制冷却，即完成整个氟钽酸钾结晶过程。最后将结晶母液抽出，再将氟钽酸钾转到洗涤抽滤槽，进行洗涤、抽滤后烘干、包装。
[0003]在氟钽酸钾制备过程中，主要有分步完成的加热、冷却结晶、出料、洗涤过滤、烘干、包装工序，主要存在以下问题：(1)在加热工序，需要用蒸汽给钽液加热，抽取桶装氢氟酸到高位槽再放进加热槽，拆开氯化钾包装倒入塑料桶溶解后再倒入加热槽；(2)在冷却结晶工序，将合成的氟钽酸钾溶液转移到多个小结晶容器中进行自然冷却、强制冷却结晶；(3)在出料工序，需要先用真空泵(或采用倒流)将结晶母液抽走，然后用勺将桶中的氟钽酸钾一桶一桶地舀到过滤器，并进行洗涤抽干，再舀到桶中送去烘干、包装；(4)该生产工艺流程基本上都是人工操作，操作现场非常容易带入杂质，比如，在拆KCl包装袋过程中，KCl易被外包装袋的杂质污染；在出料过程中，易被自来水或结晶桶外壁的污垢污染等，造成产品质量的不稳定或影响产品质量纯度；(5)该工艺生产过程中，劳动强度大、耗人力、人员配备较多，生产设备多、占地面积大，造成人力管理难度大，资源浪费大，生产成本高。
[0004]为了降低生产成本，提高效益，在传统氟钽酸钾生产工艺的基础上，提出适当的工艺和设备改造，降低劳动强度，提高劳动效率，降低操作环境对产品质量和人体健康的影响，来满足当前存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种氟钽酸钾自动化制备系统，同时提供一种使用氟碳酸钾自动化制备系统的氟碳酸钾自动化制备方法。
[0006]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种氟钽酸钾自动化制备系统，包括合成结晶罐、钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐、蒸气缓冲罐、冷冻水储罐、冷却水储罐、离心机、可编程逻辑控制器，
[0008]所述合成结晶罐的顶部设有钽液入口、纯水入口、氢氟酸入口、氯化钾溶液入口和蒸气入口，所述钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐分别通过原料输送管与钽液入口、纯水入口、氢氟酸入口、氯化钾溶液入口连通，每根所述原料输送管上自入口端向出口端依次安装有输送泵、流量计和气动阀，所述蒸气缓冲罐的出口通过安装有蒸气调节阀的蒸气输送管与蒸气入口连通；
[0009]所述合成结晶罐底部的出料口与离心机顶部的进料口通过安装有气动阀的输料管连通，所述离心机的顶部还安装有喷淋管，所述喷淋管与纯水储罐通过安装有输送泵和
气动阀的原料输送管连通，所述合成结晶罐中安装有第一搅拌器和温度计；
[0010]所述合成结晶罐外部设有夹套，所述夹套的下部设有冷却水入口和冷冻水入口，所述夹套的上部设有冷却水出口和冷冻水出口，所述冷冻水储罐的出入口分别通过安装有气动阀的冷冻水输送管与冷冻水入口、冷冻水出口连通，所述冷却水储罐的出入口分别通过安装有气动阀的冷却水输送管与冷却水入口、冷却水出口连通；
[0011]所述可编程逻辑控制器的信息接收端分别用导线与流量计、温度计连接，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端分别用导线与输送泵、气动阀、蒸气调节阀、离心机、第一搅拌器的控制信号接收端连接。
[0012]其中，所述钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐中各自安装有一个液位计，所述可编程逻辑控制器的信息接收端分别用导线与各个液位计连接。
[0013]其中，每根原料输送管上还安装有单向阀，并且单向阀位于输送泵与流量计之间。
[0014]其中，所述氯化钾溶液制备罐中安装有第二搅拌器，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端用导线与第二搅拌器的控制信号接收端连接。
[0015]一种氟钽酸钾自动化制备方法，使用上述的氟钽酸钾自动化制备系统，包括以下步骤：
[0016]步骤1、将钽液储罐中的钽液泵送至合成结晶罐，钽液泵送量为1000L；
[0017]步骤2、启动第一搅拌器，同时将纯水储罐中的纯水泵送至合成结晶罐中，第一搅拌器的电机频率为20Hz，纯水泵送量为200L；
[0018]步骤3、向合成结晶罐中通入蒸气直至合成结晶罐中的液体温度到达80℃时停止，蒸气通入速度在蒸气调节阀的调节下以使合成结晶罐中的液体每分钟升高2℃，同时使第一搅拌器以20Hz的电机频率进行搅拌；
[0019]步骤4、将氢氟酸储罐中的氢氟酸泵送至合成结晶罐中，氢氟酸的泵送量为40L，同时使第一搅拌器以20Hz的电机频率进行搅拌；
[0020]步骤5、将氯化钾溶液制备罐中的氯化钾溶液泵送至合成结晶罐中，氯化钾溶液的泵送量为110L；
[0021]步骤6、再次向合成结晶罐中通入蒸气直至合成结晶罐中的液体温度到达85℃时停止，蒸气通入速度在蒸气调节阀的调节下以使合成结晶罐中的液体每分钟升高2℃，同时使第一搅拌器以20Hz的电机频率进行搅拌；
[0022]步骤7、使第一搅拌器以20Hz的电机频率进行搅拌，直至合成结晶罐中的液体温度到达50℃；
[0023]步骤8、向夹套中泵送冷却水直至合成结晶罐中的液体温度到达35℃时停止，同时使第一搅拌器以20Hz的电机频率进行搅拌；
[0024]步骤9、向夹套中泵送冷冻水直至合成结晶罐中的液体温度到达10℃时停止，同时使第一搅拌器以15Hz的电机频率进行搅拌；
[0025]步骤10、将合成结晶罐中的氟钽酸钾晶体和其结晶母液全部放入离心机中，首先使离心机以高速模式运转2分钟，接着使离心机以中速模式运转10分钟，同时向喷淋管泵送纯水对离心机中的氟钽酸钾晶体喷淋10分钟，然后再次使离心机以高速模式运转2分钟；
[0026]步骤11、打开离心机的机盖，用叉车将离心机中装有氟钽酸钾的滤袋吊出送至烘干机烘干后进行包装。
[0027]本专利技术的有益效果是：在生产过程中，实现了从钽液进制备罐加热到冷却结晶完成的全自动化过程控制，不需要人工直接参与操作，各工艺操作连续自动化完成，劳动生产率大幅提高；各种储罐、设备都通过自动化装置有机结合起来，相互协调自动化工作，避免配置独立的设备，操作环境大大提高，人工出料轻松、简单，人员配置数量大幅减少；配置的合成冷却槽表面积大，槽材料厚度适中，更利于氟钽酸钾晶体结晶成型和热量冷却传递，产品呈细针状，粒度粗细均匀，粉状物大大减少，确保产品质量和提高产品直收率，生产成本大幅降低，大幅提高企业的竞争能力。
附图说明
[0028]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟钽酸钾自动化制备系统，其特征在于：包括合成结晶罐、钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐、蒸气缓冲罐、冷冻水储罐、冷却水储罐、离心机、可编程逻辑控制器，所述合成结晶罐的顶部设有钽液入口、纯水入口、氢氟酸入口、氯化钾溶液入口和蒸气入口，所述钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐分别通过原料输送管与钽液入口、纯水入口、氢氟酸入口、氯化钾溶液入口连通，每根所述原料输送管上自入口端向出口端依次安装有输送泵、流量计和气动阀，所述蒸气缓冲罐的出口通过安装有蒸气调节阀的蒸气输送管与蒸气入口连通；所述合成结晶罐底部的出料口与离心机顶部的进料口通过安装有气动阀的输料管连通，所述离心机的顶部还安装有喷淋管，所述喷淋管与纯水储罐通过安装有输送泵和气动阀的原料输送管连通，所述合成结晶罐中安装有第一搅拌器和温度计；所述合成结晶罐外部设有夹套，所述夹套的下部设有冷却水入口和冷冻水入口，所述夹套的上部设有冷却水出口和冷冻水出口，所述冷冻水储罐的出入口分别通过安装有气动阀的冷冻水输送管与冷冻水入口、冷冻水出口连通，所述冷却水储罐的出入口分别通过安装有气动阀的冷却水输送管与冷却水入口、冷却水出口连通；所述可编程逻辑控制器的信息接收端分别用导线与流量计、温度计连接，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端分别用导线与输送泵、气动阀、蒸气调节阀、离心机、第一搅拌器的控制信号接收端连接。2.根据权利要求1所述的氟钽酸钾自动化制备系统，其特征在于：所述钽液储罐、纯水储罐、氢氟酸储罐、氯化钾溶液制备罐中各自安装有一个液位计，所述可编程逻辑控制器的信息接收端分别用导线与各个液位计连接。3.根据权利要求1所述的氟钽酸钾自动化制备系统，其特征在于：每根所述原料输送管上还安装有单向阀，并且所述单向阀位于输送泵与流量计之间。4.根据权利要求1所述的氟钽酸钾自动化制备系统，其特征在于：所述合成结晶罐包括碳素钢外层和聚乙烯塑料内衬，所述聚乙烯塑料内衬位于碳素钢外层的内侧，所述聚乙烯塑料内衬的厚度为12mm。5.根据权利要求1所述的氟钽酸钾自动化制备系统，其特征在于：所述合成结晶罐的顶部设有观察口和抽风口。6.根据权利要求1所述的氟钽酸钾自动化制备系统，其特征在于：所述蒸气缓冲罐的入口通过输气管连接有蒸汽发生器，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端用导线与蒸汽发生器的控制信号接收端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明智，周丽，刘自喜，
申请(专利权)人：广东广晟稀有金属光电新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：