一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备的制作方法

本技术涉及稀有金属冶炼，具体为一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备。

背景技术：

1、氧化铌是生产陶瓷电容器的基本材料，通常利用铌钽铁合金制备，铌钽铁合金的氧化铌制备通常采用多工序分步处理，焙烧、碱浸、酸浸、沉淀，需在不同设备间转移物料，其中现有酸浸环节的传统搅拌器仅产生单向层流，无法覆盖反应器全域，需过量酸补偿传质不足，酸耗量是原料质量的 5–8倍，急需解决现有酸浸设备混合效率低，固液传质不均，需反应时间长，酸耗过高的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，以解决现有酸浸设备混合效率低，固液传质不均，需反应时间长，酸耗过高的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

3、本实用新型为一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，包括四级垂直集成反应塔，自顶部至底部依次为氧化焙烧层、碱浸反应层、酸浸反应层、沉降分离层，所述四级垂直集成反应塔侧壁安装贯穿侧壁且延伸至酸浸反应层内部的酸液管，所述四级垂直集成反应塔在酸浸反应层底部安装同轴差速涡旋结构，所述同轴差速涡旋结构由第一空心圆环和第二空心圆环同心构成，所述同轴差速涡旋结构的第一空心圆环为内轴，其外周安装若干涡旋浆，空心部分安装空十字挡板，所述同轴差速涡旋结构的第二空心圆环为外轴，其顶部安装单个锚形桨叶，锚形桨叶垂直第二空心圆环顶侧，所述同轴差速涡旋结构的启动结构安装在沉降分离层顶部;所述启动结构包括：内轴空心外啮合齿轮环和外轴空心内啮合齿轮环在所述内轴空心外啮合齿轮环和外轴空心内啮合齿轮环之间安装第一启动齿轮，并安装两个从动齿轮，所述第一启动齿轮与内轴空心外啮合齿轮环和外轴空心内啮合齿轮环，所述第一启动齿轮底部同心安装第一电动机，第一启动齿轮带动内轴空心外啮合齿轮环顺时针转动，外轴逆时针转动，所述酸浸反应层底部安装螺旋导流板,所述内轴空心外啮合齿轮环与第一空心圆环同心共轴安装，第二空心圆环与外轴空心内啮合齿轮环同心共轴安装。

4、进一步地，所述四级垂直集成反应塔的内壁上连通有多个燃气喷嘴，外壁安装环形管，环形管上安装进气管，进气管、环形管、贯穿孔和燃气喷嘴相互连通，所述四级垂直集成反应塔顶部开设进料口，进料口安装进料管，所述四级垂直集成反应塔内部氧化焙烧层底部为旋转结构，并安装若干弧形导流板，所述四级垂直集成反应塔外侧安装齿轮环，并与第二启动齿轮啮合，第二启动齿轮的下端设置有第二电机，所述第二电机的输出轴与第二启动齿轮连接。

5、进一步地，所述四级垂直集成反应塔内部碱浸反应层的底部安装若干弧形导流板，所述四级垂直集成反应塔侧壁开设若干贯穿孔，贯穿孔内安装喷淋管，喷淋管延伸至四级垂直集成反应塔内部，在与喷淋管同水平的四级垂直集成反应塔外壁安装环形管，环形管上安装料液管，料液管、环形管和喷淋管相互连通。

6、进一步地，所述四级垂直集成反应塔的旋转结构在侧壁内安装滚珠，所述旋转结构接触的上下侧壁内开设滚珠环槽，在四级垂直集成反应塔外侧安装固定架。

7、进一步地，所述四级垂直集成反应塔每层之间均开设有层间贯穿孔。

8、进一步地，所述四级垂直集成反应塔的底部为漏斗型结构，所述漏斗型结构其底部设卸料口，侧面设置卸渣口，其底部外侧壁安装三根支撑腿。

9、本实用新型具有以下有益效果：

10、（1）本实用新型通过第一电动机驱动电动机输出轴带动第一启动齿轮旋转，第一启动齿轮与内轴空心外啮合齿轮环啮合，驱动第一空心圆环顺时针旋转，同步地，第一启动齿轮与外轴空心内啮合齿轮环啮合，驱动第二空心圆环逆时针旋转，又因为两齿轮环半径不同，所以实现了内外轴差速旋转，内轴旋转较快外轴旋转较慢，第一空心圆环安装的涡旋浆高速顺时针旋转，产生强剪切湍流，破碎铌钽铁合金颗粒及胶状沉淀物，第二空心圆环安装的锚形桨叶低速逆时针旋转，形成轴向层流，安装的螺旋导流板将酸液导入涡流场核心，延长反应路径，使氢氟酸扩散效率提高，解决酸浸设备混合效率低，固液传质不均，需反应时间长，酸耗过高的问题。

11、（2）本实用新型通过铌钽铁合金原料经进料管连续投入后，燃气通过环形管分流至各喷嘴，向反应层内部喷射高温火焰，使合金颗粒瞬间氧化分解，同时，第二电动机驱动齿轮环带动旋转结构以低速转动，其表面三角形截面的弧形导流板持续翻动物料形成螺旋轨迹，原料在离心抛洒中被火焰全域包裹，彻底避免静态烧结结块，之后氧化产物经导流板有序导向下层贯穿孔，该设计旋转导流使物料受热均匀，停留时间压缩，氧化收率提升。

12、当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

1.一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，包括：四级垂直集成反应塔（1），自顶部至底部依次为：氧化焙烧层（2）、碱浸反应层（3）、酸浸反应层（4）、沉降分离层（5），其特征在于：所述四级垂直集成反应塔（1）侧壁安装贯穿侧壁且延伸至酸浸反应层（4）内部的酸液管（32）；

2.根据权利要求1所述的一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，其特征在于： 所述四级垂直集成反应塔（1）的内壁上连通有多个燃气喷嘴（23），外壁安装第一环形管（24），第一环形管（24）上安装进气管（25），进气管（25）、第一环形管（24）、贯穿孔和燃气喷嘴（23）相互连通；所述燃气喷嘴（23）、第一环形管（24）、进气管（25）都位于氧化焙烧层（2）；

3.根据权利要求1所述的一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，其特征在于：所述四级垂直集成反应塔（1）内部碱浸反应层（3）的底部安装第二弧形导流板（34）；所述第二弧形导流板（34）与第一弧形导流板（29）结构相同；

4.根据权利要求2所述的一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，其特征在于：所述四级垂直集成反应塔（1）的旋转结构（28）在侧壁内安装滚珠（39）；

5.根据权利要求1所述的一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，其特征在于：所述四级垂直集成反应塔（1）每层之间均开设有层间贯穿孔（42）。

6.根据权利要求1所述的一种铌钽铁合金低酸耗制备氧化铌的设备，其特征在于：所述四级垂直集成反应塔（1）的底部为漏斗型结构；