多功能沉淀结晶槽制造技术

一种多功能沉淀结晶槽，包括沉淀或结晶槽，沉淀或结晶槽的槽体内设有导流筒，导流筒内设有搅拌器，其特征在于在导流筒与沉淀槽之间设有过滤器，过滤器与沉淀槽外的导出管连接。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种沉淀、结晶、晶浆过滤浓缩操作设备，具体地说是一种多功能沉淀结晶槽。
技术介绍
气体与液体或液体与液体之间进行化学反应时，当反应产物在液相中浓度超过了它的饱和浓度时，就会呈结晶状析出。晶体的产生是先形成极细的微晶核，然后晶核再成长为一定形状的晶体。在化学工业和湿法冶金工业上，用沉淀反应生成难溶化合物，再用过滤方法将沉淀物过滤出来，沉淀和固液分离是关键生产操作步骤。大多数沉淀反应是在机械搅拌槽中进行的，晶浆经过澄清，倾析出母液，晶体再经过过滤、洗涤、烘干得到最终产品。沉淀结晶过程中，晶体吸留含有杂质的母液是影响产品纯度的一个主要因素。对于反应速度快、沉淀溶解度小的沉淀结晶，所获得沉淀晶粒都极其微小，沉淀物含水量高，过滤、洗涤很困难，吸留在晶体上的母液不能洗尽，以致产品纯度低，不符合要求。大而均匀的晶体挟带母液，要比小而不均匀的晶体挟带的母液少，而且洗涤比较容易。为了能生产出纯度高的产品，因此希望沉淀出的晶体尽可能大而均匀，沉淀出大晶体的主要的困难是在于沉淀过程中晶核生成速率过高，使生成的晶体粒度小，细晶多。对于结晶粒度细的产品，过滤、洗涤性能差，致使产品杂质含量高、水含量高。因此，要求生产粒度大而均匀的晶体。《溶液中金属及其它有用成分的提取》冶金工业出版社，1995，介绍了二类新技术沉淀设备。一种是固体循环沉淀设备系统，主要由机械搅拌槽和浓缩机组成，用循环泵将浓缩机的底流晶浆泵回沉淀槽，从而使沉淀颗粒得以长大，改善产物的粒度分布及其过滤性能；另一种是流化床沉淀设备，该设备是一种塔式设备，结构可分为三部分，上部为扩大的澄清区，溢流出澄清的母液。中部为圆柱形反应区，设有中心循环筒和搅拌器，使晶浆循环流动，料液和沉淀剂加入到中心循环筒内进行沉淀反应，并与沉降下来的晶体混合，向上流动，促使循环的晶体长大。下部是晶浆浓缩区，沉淀出来的晶体长大到一定粒度就会沉降到浓缩区，进入到浓缩区的晶体就不能返回到反应区，使晶体继续长大。这二种设备，是采用澄清的方法将晶体与母液分离，为了减少或避免细晶溢流损失，设备中的澄清区或浓密机就相当大。由于是属于部分晶浆返回，反应区晶浆浓度不会太高，因而晶体长大有限。例如铀工业重铀酸铵的生产中，用氢氧化铵从酸性氯化钠淋洗液中沉淀重铀酸铵时，用上述的固体循环沉淀设备系统或流化床沉淀设备沉淀，所得产品质量有所提高。但产品洗涤用水量大，真空过滤产品的含水量大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多功能沉淀结晶槽，将沉淀结晶、晶浆过滤浓缩、晶体长大合并在一个设备完成，使设备体积减小，大大提高了沉淀效率，使沉淀颗粒不断长大，提高了产品的粗晶产率，改善产品过滤洗涤性能。多功能沉淀结晶槽结构上的特点是1)沉淀或结晶槽与导流筒之间设有过滤器过滤出母液，使沉淀出来的晶体全部留在沉淀槽内，相当于晶体全部返回作晶种，延长了晶体在沉淀或结晶槽内停留时间，有利于晶体长大；用过滤方法将母液抽出，比用澄清的方法分离出母液占地面积小，结构紧凑，效率高；2)沉淀或结晶槽内设置导流筒，使晶浆在导流筒内向下流动，在导流筒外晶浆分股向上流动；导流筒内设置搅拌器，搅拌更为均匀，不仅能使细晶长大，由于大颗粒晶体也进行循环流动，因此大颗粒晶体也能缓慢长大；在导流筒内产生沉淀反应时，由于高浓度晶浆存在，提供了大量晶面，有利于加快反应速度，使晶体长大；3)导流筒外设有若干垂直挡板，将沉淀或结晶槽与导流筒之间分成若干区，将沉淀剂和料液加至导流筒外，分别用两股向上流动的晶浆稀释，避免局部过浓，减少晶核的生成；将过滤器设在导流筒外，使过滤器不易堵塞，流量稳定，滤液清澈，从而可提高了过滤效率；4)依靠导出管出口与过滤管之间液位差，利用虹吸现象将母液抽出来，节省了能源。5)采用双层桨进行缓和搅拌，避免搅拌强度过大，减少晶体的破碎产生细晶。本设备可用于化学沉淀过程如重铀酸铵、四氟化铀、过氧化铀、氢氧化铁等各种化合物的沉淀。附图说明图1是多功能沉淀结晶槽的主视图。图2是多功能沉淀结晶槽的F-F剖视图。图中1-排浆阀2-沉淀或结晶槽 3-夹套4-搅拌器5-过滤器6-导流筒 7-热水出口管8-垂直档板9-盖板 10-加料口11-进水阀 12-pH电极13-导出管 14-热水进口管15-母液出口调节阀具体实施方式多功能沉淀结晶槽的主视图，如图1所示。该设备主要由沉淀或结晶槽2、导流筒6、垂直挡板8、搅拌器4和过滤器5组成。底部呈锥形的圆柱状沉淀或结晶槽2的下端设有排浆阀1、上端设有盖板9。沉淀或结晶槽2内设导流筒6，圆柱形导流筒6外设有四个垂直档板8，垂直档板8的下端为斜面、并与沉淀或结晶槽2的锥底吻合接触。导流筒6内设有搅拌器4，搅拌器4设有双层桨。搅拌器4的轴通过沉淀或结晶槽2的盖板9与驱动机构连接。导流筒6和垂直档板8将沉淀或结晶槽2大致可以分为5个区，导流筒6内及以下部分为A区，导流筒6与沉淀或结晶槽2的槽体间的环隙部分又被4个垂直挡板8分为B、C、D、E四个区。A区为沉淀反应区，E、C区为过滤区，过滤区安装过滤器5，以及测定pH的电极12，过滤器5设有一根以上的过滤管，过滤器5与沉淀或结晶槽2外的导出管13连接，导出管13的上端设有进水阀11、下端设有母液出口调节阀15，依靠导出管13出口与过滤器5之间液位差虹吸出清澈的母液；或导出管13与泵连接抽出母液。B区和D区为加料区，分别设有加料管10，加料管10通过沉淀或结晶槽2的盖板9，加料管10的入口设在沉淀或结晶槽2的盖板9上，加料管10的下端为弧形布液管，加料管10分别加入沉淀剂或料液。导流筒6内双层桨的搅拌器4，以较低的转速旋转。在桨叶的推动下，沉淀晶浆被吸入导流筒6内，再由下而上通过导流筒6与沉淀或结晶槽2槽体间的环隙，加入B区的料液和加入D区沉淀剂被循环流动晶浆稀释，从而避免了局部过浓，减少了晶核的生成。在晶浆吸入导流筒6后，晶浆中的沉淀剂与料液混合产生沉淀反应，沉淀反应在已有的沉淀颗粒表面进行，使得晶体长大，由于晶浆不断循环流动，于是可以制得到晶颗较大的沉淀结晶产品。过滤器5安装在导流筒6与沉淀或结晶槽2槽体间的环形过滤区内，通过用过滤器抽滤出母液，将细晶全部留在沉淀或结晶槽2内，避免细晶的流失，将晶浆增浓，延长了晶体在沉淀槽内的停留时间，有利于晶体的长大。多功能沉淀结晶槽的沉淀或结晶槽2内设置过滤器5，抽吸母液不用另外的泵抽吸，依靠导出管出口与过滤管之间液位差虹吸出来，节省了能源。此外，在沉淀或结晶槽2外还可以设有夹套3，夹套3上端设有热水出口管7、下端设有热水进口管14。当反应需要加热时，可以进行加热。效果实例1 用酸性氯化钠淋洗载铀树脂所得合格淋洗液作为料液，铀溶液组成如表1所示表1 铀溶液组成，g/L 用配制的150g/l氢氧化钠作为沉淀剂，用多功能沉淀结晶槽沉淀铀时，先加入水至沉淀结晶槽的导流筒上沿处，再加入适量重铀酸钠作为晶种，然后启动搅拌器使重铀酸钠沉淀均匀悬浮，并往夹套注入热水，将重铀酸钠晶浆加热到30℃。打开进水阀注入水，使导出管充满水，再关进水阀。沉淀时，通过一根加料管以一定的流量加入铀溶液，通过另一根加料管加入150g/L氢氧化钠溶液，并通过pH电极及与其相连的控制器控制氢氧化钠的加入速度，使沉淀槽内pH值自动控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林嗣荣，刘国宏，陆诗洁，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：实用新型
国别省市：