一种铝灰加压湿法氧化浸出的实验装置的制作方法

1.本实用新型属于湿法冶金领域，具体指的是用于铝灰加压湿法氧化浸出的实验装置。


背景技术：

2.铝灰是电解铝和再生铝生产过程中产生的一种浮渣，主要来源于熔炼过程中熔体表面的不熔夹杂物、添加剂及与添加剂反应生成的物质，主要含有金属铝、氧化铝、氮化铝等、还有少量的氯化物及氟化物。由于氮化铝易水解产生氨气，为避免氨气的溢出，需开发一种高效、安全的能阻止氨气溢出的装置。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种铝灰加压湿法氧化浸出的实验装置，包括co2气瓶1、进气管2、气阀ⅰ3、单向阀ⅱ4、单向阀ⅰ5、搅拌电机6、压力计7、气阀ⅱ8、排气管10、尾气吸收装置11、保温层12、加热棒13、反应釜14、反应容器16、热电偶17、釜盖18、循环冷却水管19、搅拌桨20；反应釜14顶部设置釜盖18，反应釜14外设置循环冷却水管19，循环冷却水管19 外设置保温层12，循环冷却水管19与保温层12之间设置加热棒13，反应釜14内设置反应容器16，反应容器16内设置搅拌桨20，搅拌桨20与搅拌电机6连接，釜盖18上设置进气管2、压力计7、排气管10、热电偶17，进气管2另一端与co2气瓶1连接，且进气管2上设置气阀ⅰ3、单向阀ⅰ5，排气管10另一端与尾气吸收装置11连接，且排气管10上设置单向阀ⅱ4、气阀ⅱ8。
4.所述进气管2的数量为一根以上。
5.所述排气管10的数量为一根以上。
6.所述进气管2位于反应容器16内的一端连接半圆锥形结构，半圆锥形结构底部与进气管 2连接，顶部锥顶角角度为30
°
～60
°
，半圆锥形结构底面设置多个孔。
7.所述反应釜14与反应容器16之间设置缓冲装置15，所述缓冲装置15为橡胶块或木块，橡胶块为耐高温橡胶块，耐高温橡胶块包括偏氟乙烯全氟丙烯共聚物橡胶块等。
8.所述排气管10上还设置氨气检测仪9。
9.所述尾气吸收装置11为装有水或硝酸、硫酸、盐酸等的一种或多种任意比例混合或碱液的容器。
10.所述反应容器16上部外壁设置挂钩，用于放入和取出反应容器16。
11.所述装置还包括控制器、报警器，控制器与氨气检测仪9、报警器、压力计7、热电偶17、加热棒13、搅拌电机6、循环冷却水管19控制阀连接，控制器为常规市购plc控制器，能够实现接收、反馈、存储数据即可。
12.本实用新型的有益效果：
13.本实用新型一种铝灰加压湿法氧化浸出的实验装置，实验时，铝灰反应后释放的氨气经排气管在尾气吸收装置中吸收；然后关闭单向阀ⅱ，打开单向阀ⅰ，铝灰经加压浸出可实现氧化铝的回收，并同时实现无害化处理。本实用新型对于铝灰的处理可在一个设备
中完成，中途无需更换设备，能极大的提高实验的效率，降低实验成本。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例1实验装置的结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例1进气管半圆锥形结构的结构示意图；
16.图中：1
‑
co2气瓶；2
‑
进气管；3
‑
气阀ⅰ；4
‑
单向阀ⅱ；5
‑
单向阀ⅰ；6
‑
搅拌电机；7
‑
压力计；8
‑ꢀ
气阀ⅱ；9
‑
氨气检测仪；10
‑
排气管；11
‑
尾气吸收装置；12
‑
保温层；13
‑
加热棒；14
‑
反应釜；15
‑ꢀ
缓冲装置；16
‑
反应容器；17
‑
热电偶；18
‑
釜盖；19
‑
循环冷却水管；20
‑
搅拌桨；21
‑
腔体。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
18.实施例1
19.一种铝灰加压湿法氧化浸出的实验装置，如图1所示，包括co2气瓶1、进气管2、气阀ⅰ3、单向阀ⅱ4、单向阀ⅰ5、搅拌电机6、压力计7、气阀ⅱ8、氨气检测仪9、排气管10、尾气吸收装置11、保温层12、加热棒13、反应釜14、缓冲装置15、反应容器16、热电偶17、釜盖18、循环冷却水管19、搅拌桨20、腔体21；
20.反应釜14顶部设置釜盖18，反应釜14外设置循环冷却水管19，循环冷却水管19螺旋缠绕在反应釜14外面，循环冷却水管19外设置保温层12，循环冷却水管19与保温层12之间设置加热棒13，反应釜14内设置反应容器16，反应釜14与反应容器16之间的腔体21内设置缓冲装置15，缓冲装置15为偏氟乙烯全氟丙烯共聚物耐高温橡胶块或木块，一方面用于固定反应容器16，防止其倾斜，另一方面可以减小反应容器16的振动；反应容器16内设置搅拌桨20，搅拌桨20与搅拌电机6连接，釜盖18上设置两根进气管2、压力计7、两根排气管 10、热电偶17，进气管2另一端与co2气瓶1连接，且进气管2上设置气阀ⅰ3、单向阀ⅰ5，如图2所示，进气管2位于反应容器16内的一端连接半圆锥形结构，半圆锥形结构底部与进气管2连接，顶部锥顶角角度为30
°
～60
°
，半圆锥形结构底面设置多个孔用于排气，排气管10 另一端与尾气吸收装置11连接，且排气管10上设置单向阀ⅱ4、气阀ⅱ8、氨气检测仪9。
21.反应釜14釜体为316l制成，反应釜14内反应容器16为聚四氟乙烯制成，尾气吸收装置11为装有水的容器，用于吸收反应气；循环冷却水管19为钢管，防止加热爆裂，反应容器 16上部外壁设置挂钩，用于放入和取出反应容器16。
22.本实施例的实验装置在使用时，先将釜盖18打开，将铝灰和浸出液水(液固比5:1)放入聚四氟乙烯的反应容器16中，打开气阀ⅱ8，将尾气吸收装置11中装上水，开启搅拌电机6，搅拌桨20进行搅拌反应，反应产生氨气，待氨气检测仪9显示无氨气产生或气体流量很小后，关闭气阀ⅱ8；继续搅拌且打开加热棒13，反应釜14被加热，釜内气体压缩，通过压力计7检测反应釜14内压力情况，打开气阀ⅰ3，co2通过进气管2进入反应容器16内进行反应，当压力过大时，需要减少二氧化碳气体的加入，并打开气阀ⅱ8进行排气(此时可以将尾气吸收装置11中装上碱液，或者设置两个尾气吸收装置11分别装入水和碱液，前期打开水的气阀，后期打开碱液气阀)，热电偶17检测温度过高了，则需要调整加热棒13的功率，减少加热，反应完成后，关闭加热棒13，关闭搅拌电机6，打开循环冷却水进入循环冷却水管19，待
冷却后，热电偶17显示反应釜14内温度降至室温且压力计7显示压力为常压后，打开釜盖18，若压力不是常压，则可以通过气阀ⅱ8进行放气调节，通过可移动的固定支架取出搅拌桨20及进气管2，用钩子勾住反应容器16上的挂钩后取出反应容器16内的反应后物料。
23.实施例2
24.一种铝灰加压湿法氧化浸出的实验装置，在实施例1的基础上还包括控制器、报警器，控制器与氨气检测仪9、报警器、压力计7、热电偶17、加热棒13、搅拌电机6、循环冷却水管 19控制阀连接，尾气吸收装置11是装有浓度为1mol/l硫酸的容器。
25.本实施例的实验装置在使用时，先将釜盖18打开，将铝灰和浸出液1mol/l的氢氧化钠溶液(液固比5:1)放入聚四氟乙烯的反应容器16中，打开气阀ⅱ8，将尾气吸收装置11中装有浓度为1mol/l硫酸，开启搅拌电机6，搅拌桨20进行搅拌反应，反应产生氨气，待氨气检测仪9显示无氨气产生或气体流量很小后，控制器接收到信号后，控制器控制报警器黄灯闪烁并鸣笛三声，关闭气阀ⅱ8；继续搅拌且打开加热棒13，反应釜14被加热，釜内气体压缩，通过压力计7检测反应釜14内压力情况，打开气阀ⅰ3，co2通过进气管2进入反应容器16内进行反应，控制器实时接收到压力计7反馈信息，当压力过大时，需要减少二氧化碳气体的加入，并打开气阀ⅱ8进行排气(此时可以将尾气吸收装置11中装上碱液，或者设置两个尾气吸收装置11分别装入酸液和碱液，前期打开酸液的气阀，后期打开碱液气阀)，热电偶17检测温度过高了，则需要调整加热棒13的功率，减少加热，压力过大或者温度过高，控制器的控制报警器红灯闪烁并鸣笛三声，通知实验人员进行查看，实验结束后，控制器关闭搅拌电机6，开启循环冷却水管19控制阀进行冷却，当热电偶17反馈温度达到室温，压力计7反馈压力为常压时，控制器控制报警器绿灯闪烁并鸣笛三声，打开釜盖18，若压力不是常压，则可以通过气阀ⅱ8进行放气调节，通过可移动的固定支架取出搅拌桨20及进气管2，用钩子勾住反应容器16上的挂钩后取出反应容器16内的反应后物料。