公布日：2023.11.21
申请日：2023.10.09
分类号：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I
摘要
本发明公开了一种从含稀土废水中回收稀土的方法，涉及到有价金属回收技术领域，所述从含稀土废水中回收稀土的方法通过稀土回收设备实现，所述稀土回收设备包括反应釜，所述反应釜内腔中部固定设置有隔板，所述隔板将反应釜内腔分隔为上腔室与下腔室，所述反应釜内部设置有搅拌机构，所述搅拌机构外侧由上至下依次设置有抽吸机构、滤水收集机构和抛洒机构，所述搅拌机构内部设置有封堵触发机构。本发明可以在含稀土废水与碱性沉淀剂反应过程中对生成的稀土沉淀物进行持续收集以及转移，进而使上下腔室同步进行反应过程，有效提高了含稀土废水中稀土的回收效率，更加适用于含稀土废水中稀土的工业化回收。
权利要求书
1.一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述从含稀土废水中回收稀土的方法通过稀土回收设备实现，所述稀土回收设备包括反应釜(1)，所述反应釜(1)内腔中部固定设置有隔板(2)，所述隔板(2)将反应釜(1)内腔分隔为上腔室与下腔室，所述反应釜(1)内部设置有搅拌机构(3)，所述搅拌机构(3)外侧由上至下依次设置有抽吸机构(4)、滤水收集机构(5)和抛洒机构(6)，所述搅拌机构(3)内部设置有封堵触发机构(7)；所述搅拌机构(3)包括往复螺杆(31)、驱动电机(32)、上搅拌杆(33)、下搅拌杆(34)和工字传输通道(35)；所述往复螺杆(31)贯穿反应釜(1)与隔板(2)且通过轴承与反应釜(1)以及隔板(2)转动连接，所述驱动电机(32)固定设置于反应釜(1)顶部且与往复螺杆(31)传动连接，所述上搅拌杆(33)与下搅拌杆(34)均设置有多个，多个所述上搅拌杆(33)均匀固定设置于上搅拌杆(33)外侧中部，多个所述下搅拌杆(34)均匀固定设置于下搅拌杆(34)外侧底部，所述工字传输通道(35)开设于往复螺杆(31)内部；所述抽吸机构(4)包括密封壳体(41)、活塞板(42)、导向杆(43)、瓣膜(44)、L胸连接臂(45)和推板(46)；所述密封壳体(41)固定套接设置于往复螺杆(31)外侧且通过轴承与反应釜(1)内壁转动连接，所述活塞板(42)传动套接设置于往复螺杆(31)外侧且滑动设置于密封壳体(41)内部，所述导向杆(43)滑动贯穿反应釜(1)顶部且与活塞板(42)固定连接，所述瓣膜(44)固定嵌套设置于密封壳体(41)底部，所述L胸连接臂(45)固定设置于密封壳体(41)侧面，所述推板(46)固定设置于L胸连接臂(45)底端。
2.根据权利要求1所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述滤水收集机构(5)包括环形滤网(51)、环形收集盘(52)、导向斜槽(53)和传输管(54)。
3.根据权利要求2所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述环形滤网(51)固定套接设置于往复螺杆(31)外侧，所述环形收集盘(52)通过轴承转动套接设置于环形滤网(51)外侧且与反应釜(1)内壁固定连接，所述导向斜槽(53)开设于环形收集盘(52)顶部，所述传输管(54)固定嵌套设置于环形收集盘(52)底部且与导向斜槽(53)连通。
4.根据权利要求3所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述抛洒机构(6)包括第一工字型杆(61)、连接套管(62)和抛洒盘(63)。
5.根据权利要求4所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述第一工字型杆(61)沿竖直方向滑动嵌套设置于往复螺杆(31)内部，所述连接套管(62)固定套接设置于第一工字型杆(61)外侧，所述抛洒盘(63)滑动套接设置于往复螺杆(31)外侧且与连接套管(62)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述封堵触发机构(7)包括封堵板(71)、复位杆(72)、第二工字型杆(73)和磁体(74)。
7.根据权利要求6所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于：所述封堵板(71)沿竖直方向滑动嵌套设置于工字传输通道(35)内壁上，所述复位杆(72)固定设置于封堵板(71)外侧顶部，所述第二工字型杆(73)沿竖直方向滑动嵌套设置于往复螺杆(31)内部，所述第一工字型杆(61)和第二工字型杆(73)均与封堵板(71)固定连接，所述磁体(74)设置有两个，一个所述磁体(74)固定设置于第二工字型杆(73)顶部，另一个所述磁体(74)固定设置于往复螺杆(31)内部。
8.根据权利要求7所述的一种从含稀土废水中回收稀土的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1、将含稀土废水与碱性沉淀剂加入到上腔室中，将酸性溶液输入到下腔室中，含稀土废水与碱性沉淀剂反应持续生成稀土沉淀物，启动驱动电机(32)，驱动电机(32)启动后带动往复螺杆(31)持续旋转，往复螺杆(31)旋转时带动上搅拌杆(33)与下搅拌杆(34)分别对上腔室与下腔室中的物料进行搅拌；S2、往复螺杆(31)旋转过程中带动活塞板(42)在密封壳体(41)内部持续上升，活塞板(42)上升时在密封壳体(41)内部产生负压，负压通过工字传输通道(35)传递至上腔室内腔底部，进而对上腔室中含有稀土沉淀物的废水进行持续抽吸，废水带动稀土沉淀物通过工字传输通道(35)持续进入到密封壳体(41)内部；S3、活塞板(42)上升距离达到第一阈值时，活塞板(42)顶部与第二工字型杆(73)底部接触，后续随着活塞板(42)的继续上升，第二工字型杆(73)带动封堵板(71)与复位杆(72)同步上升，活塞板(42)上升距离达到第二阈值时，第二工字型杆(73)顶部的磁体(74)与往复螺杆(31)内部的磁体(74)相互吸附，此时封堵板(71)对工字传输通道(35)上方开口进行封堵，同时活塞板(42)运动至往复螺杆(31)外侧往复螺纹最顶端，后续随着往复螺杆(31)的继续旋转，活塞板(42)下移复位；S4、活塞板(42)下移过程中对密封壳体(41)内部的废水进行持续加压，由于工字传输通道(35)被阻挡，废水带动稀土沉淀物穿过瓣膜(44)喷射在环形滤网(51)顶部，废水穿过环形滤网(51)再次落入到上腔室中的废水中，稀土沉淀物则留存在环形滤网(51)顶部；S5、活塞板(42)下降距离达到第三阈值时，活塞板(42)底部与复位杆(72)顶部接触，后续随着往复螺杆(31)的继续旋转，活塞板(42)通过复位杆(72)对封堵板(71)进行推动，进而使封堵板(71)带动第二工字型杆(73)下移，第二工字型杆(73)下移时对其顶部的磁体(74)进行拉拽，进而使两个磁体(74)脱离，此时封堵板(71)解除对工字传输通道(35)上方开口的封堵；S6、活塞板(42)下降距离达到第四阈值时，活塞板(42)运动至往复螺杆(31)外侧往复螺纹最底端，后续随着往复螺杆(31)的继续旋转，活塞板(42)在密封壳体(41)内部再次上升，进而再次对含有稀土沉淀物的废水进行抽吸；S7、往复螺杆(31)旋转时带动密封壳体(41)与环形滤网(51)同步旋转，环形滤网(51)旋转时所产生的离心力带动其顶部的稀土沉淀物不断落在环形收集盘(52)顶部的导向斜槽(53)中，密封壳体(41)旋转时通过L胸连接臂(45)带动推板(46)在导向斜槽(53)内部持续旋转，进而使稀土沉淀物不断落入到传输管(54)内部，随后再由传输管(54)底端落入到抛洒盘(63)中被收集；S8、往复螺杆(31)旋转时带动第一工字型杆(61)同步旋转，封堵板(71)升降时带动第一工字型杆(61)同步升降，第一工字型杆(61)旋转时通过连接套管(62)带动抛洒盘(63)同步旋转，第一工字型杆(61)升降时通过连接套管(62)带动抛洒盘(63)同步升降，持续旋转升降的抛洒盘(63)对落入其内部的稀土沉淀物进行持续抛洒，使其均匀落入到下腔室内部酸性溶液中，稀土沉淀物与酸性溶液反应持续生成氟化稀土；S9、待上腔室中的含稀土废水与碱性沉淀剂反应完成后，对其进行输出过滤，获得残余稀土沉淀物，将残余稀土沉淀物加入到下腔室中继续反应，下腔室内部反应完成后，对下腔室内部的物料进行输出过滤，获得氟化稀土。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从含稀土废水中回收稀土的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种从含稀土废水中回收稀土的方法，所述从含稀土废水中回收稀土的方法通过稀土回收设备实现，所述稀土回收设备包括反应釜，所述反应釜内腔中部固定设置有隔板，所述隔板将反应釜内腔分隔为上腔室与下腔室，所述反应釜内部设置有搅拌机构，所述搅拌机构外侧由上至下依次设置有抽吸机构、滤水收集机构和抛洒机构，所述搅拌机构内部设置有封堵触发机构；
所述搅拌机构包括往复螺杆、驱动电机、上搅拌杆、下搅拌杆和工字传输通道；
所述往复螺杆贯穿反应釜与隔板且通过轴承与反应釜以及隔板转动连接，所述驱动电机固定设置于反应釜顶部且与往复螺杆传动连接，所述上搅拌杆与下搅拌杆均设置有多个，多个所述上搅拌杆均匀固定设置于上搅拌杆外侧中部，多个所述下搅拌杆均匀固定设置于下搅拌杆外侧底部，所述工字传输通道开设于往复螺杆内部；
所述抽吸机构包括密封壳体、活塞板、导向杆、瓣膜、L胸连接臂和推板；
所述密封壳体固定套接设置于往复螺杆外侧且通过轴承与反应釜内壁转动连接，所述活塞板传动套接设置于往复螺杆外侧且滑动设置于密封壳体内部，所述导向杆滑动贯穿反应釜顶部且与活塞板固定连接，所述瓣膜固定嵌套设置于密封壳体底部，所述L胸连接臂固定设置于密封壳体侧面，所述推板固定设置于L胸连接臂底端。
优选的，所述滤水收集机构包括环形滤网、环形收集盘、导向斜槽和传输管。
优选的，所述环形滤网固定套接设置于往复螺杆外侧，所述环形收集盘通过轴承转动套接设置于环形滤网外侧且与反应釜内壁固定连接，所述导向斜槽开设于环形收集盘顶部，所述传输管固定嵌套设置于环形收集盘底部且与导向斜槽连通。
优选的，所述抛洒机构包括第一工字型杆、连接套管和抛洒盘。
优选的，所述第一工字型杆沿竖直方向滑动嵌套设置于往复螺杆内部，所述连接套管固定套接设置于第一工字型杆外侧，所述抛洒盘滑动套接设置于往复螺杆外侧且与连接套管固定连接。
优选的，所述封堵触发机构包括封堵板、复位杆、第二工字型杆和磁体。
优选的，所述封堵板沿竖直方向滑动嵌套设置于工字传输通道内壁上，所述复位杆固定设置于封堵板外侧顶部，所述第二工字型杆沿竖直方向滑动嵌套设置于往复螺杆内部，所述第一工字型杆和第二工字型杆均与封堵板固定连接，所述磁体设置有两个，一个所述磁体固定设置于第二工字型杆顶部，另一个所述磁体固定设置于往复螺杆内部。
优选的，所述方法具体包括以下步骤：
S1、将含稀土废水与碱性沉淀剂加入到上腔室中，将酸性溶液输入到下腔室中，含稀土废水与碱性沉淀剂反应持续生成稀土沉淀物，启动驱动电机，驱动电机启动后带动往复螺杆持续旋转，往复螺杆旋转时带动上搅拌杆与下搅拌杆分别对上腔室与下腔室中的物料进行搅拌；
S2、往复螺杆旋转过程中带动活塞板在密封壳体内部持续上升，活塞板上升时在密封壳体内部产生负压，负压通过工字传输通道传递至上腔室内腔底部，进而对上腔室中含有稀土沉淀物的废水进行持续抽吸，废水带动稀土沉淀物通过工字传输通道持续进入到密封壳体内部；
S3、活塞板上升距离达到第一阈值时，活塞板顶部与第二工字型杆底部接触，后续随着活塞板的继续上升，第二工字型杆带动封堵板与复位杆同步上升，活塞板上升距离达到第二阈值时，第二工字型杆顶部的磁体与往复螺杆内部的磁体相互吸附，此时封堵板对工字传输通道上方开口进行封堵，同时活塞板运动至往复螺杆外侧往复螺纹最顶端，后续随着往复螺杆的继续旋转，活塞板下移复位；
S4、活塞板下移过程中对密封壳体内部的废水进行持续加压，由于工字传输通道被阻挡，废水带动稀土沉淀物穿过瓣膜喷射在环形滤网顶部，废水穿过环形滤网再次落入到上腔室中的废水中，稀土沉淀物则留存在环形滤网顶部；
S5、活塞板下降距离达到第三阈值时，活塞板底部与复位杆顶部接触，后续随着往复螺杆的继续旋转，活塞板通过复位杆对封堵板进行推动，进而使封堵板带动第二工字型杆下移，第二工字型杆下移时对其顶部的磁体进行拉拽，进而使两个磁体脱离，此时封堵板解除对工字传输通道上方开口的封堵；
S6、活塞板下降距离达到第四阈值时，活塞板运动至往复螺杆外侧往复螺纹最底端，后续随着往复螺杆的继续旋转，活塞板在密封壳体内部再次上升，进而再次对含有稀土沉淀物的废水进行抽吸；
S7、往复螺杆旋转时带动密封壳体与环形滤网同步旋转，环形滤网旋转时所产生的离心力带动其顶部的稀土沉淀物不断落在环形收集盘顶部的导向斜槽中，密封壳体旋转时通过L胸连接臂带动推板在导向斜槽内部持续旋转，进而使稀土沉淀物不断落入到传输管内部，随后再由传输管底端落入到抛洒盘中被收集；
S8、往复螺杆旋转时带动第一工字型杆同步旋转，封堵板升降时带动第一工字型杆同步升降，第一工字型杆旋转时通过连接套管带动抛洒盘同步旋转，第一工字型杆升降时通过连接套管带动抛洒盘同步升降，持续旋转升降的抛洒盘对落入其内部的稀土沉淀物进行持续抛洒，使其均匀落入到下腔室内部酸性溶液中，稀土沉淀物与酸性溶液反应持续生成氟化稀土；
S9、待上腔室中的含稀土废水与碱性沉淀剂反应完成后，对其进行输出过滤，获得残余稀土沉淀物，将残余稀土沉淀物加入到下腔室中继续反应，下腔室内部反应完成后，对下腔室内部的物料进行输出过滤，获得氟化稀土。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过设置有搅拌机构、抽吸机构、滤水收集机构、抛洒机构和封堵触发机构，以便于利用搅拌机构对抽吸机构以及封堵触发机构进行同时驱动，抽吸机构被驱动后通过搅拌机构持续抽吸含有稀土沉淀物的废水，封堵触发机构则在抽吸机构完成单次抽吸操作后实现搅拌机构的封堵，方便后续抽吸机构在搅拌机构的继续驱动下降含有稀土沉淀物的废水输入到滤水收集机构顶部，滤水收集机构对稀土沉淀物进行滤出，同时利用离心力以及抽吸机构的旋转将稀土沉淀物输入到抛洒机构内部，抛洒机构则在封堵触发机构的带动下旋转升降，进而将稀土沉淀物均匀抛洒到下腔室中，以更快的制取氟化稀土，相较于现有技术中同类型装置以及方法，本发明可以在含稀土废水与碱性沉淀剂反应过程中对生成的稀土沉淀物进行持续收集以及转移，进而使上下腔室同步进行反应过程，有效提高了含稀土废水中稀土的回收效率，更加适用于含稀土废水中稀土的工业化回收。
（发明人：王雄元;刘名清;袁茂泉;康军;罗建国）