一种酸碱法提纯石墨冲洗装置的制作方法

1.本实用新型属于石墨提纯技术领域，具体为一种酸碱法提纯石墨冲洗装置。


背景技术：

2.在现代工业技术中，石墨提纯主要有化学法和物理法，化学法常用的是酸碱法。在酸碱法工艺中，主要包括naoh-hcl、naoh-h2so4、naoh-hcl-hno3等体系，其中naoh-hcl法最常见。
3.naoh-hcl法提纯主要利用石墨中杂质如sio2、al2o3、fe2o3、mgo、cao在高温下与naoh反应进行提纯，部分杂质生成溶于水的产物，用水浸取洗涤而被除去。另外一部分杂质不反应或生成不溶于水的氢氧化物，再用盐酸浸泡使其转变为可溶性的氯化物，用水洗涤而除去。在酸解过程中，石墨与硫酸充分混合反应后，卸到中间仓，再用湿料泵打到冲洗罐。在冲洗罐中反复冲洗，洗去酸（碱）得到高纯石墨粉料。
4.在实际工艺中，酸（碱）消耗量很大，为了保证纯度，酸（碱）的加入量要求比理论值高15%以上，致使碱熔和酸解工艺步骤后，物料中含有大量的酸（碱），为了使成品物料达到中性，需要将携带大量酸或碱的石墨粉料反反复复用水冲洗，水的消耗量很大，对于这种水洗后的酸（碱）液体无法再利用，同时还需要进行净化处理后排放。现有技术的冲洗工艺步骤是将待冲洗的物料注入冲洗罐中，在罐中进行水和石墨的接触，然后将水放出，如果没有达到冲洗效果，继续注入水，直到石墨纯度符合标准。改进的冲洗装置是将排放出去的水继续进行净化处理，循环使用。这种改进装置结构庞大，占用较大的空间，增加水净化设备，也使高纯石墨制备的成本高、废液多、用水量大。
5.由此可以看出，在酸碱法提纯技术中，多个工艺步骤需要水洗，用到大量的水，冲洗的效果直接影响石墨提纯后的纯度，同时水资源的消耗是影响成本的重要因素。为此研究一种机构紧凑、冲洗效果好，可连续出料生产的石墨冲洗装置，可以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型通过如下技术方案解决技术问题。所述的一种酸碱法提纯石墨冲洗装置，包括冲洗罐、石墨罐、中间罐、水箱、回水管、斜板、进料口、进料管、水泵、进水管、进水口、石墨水交口、混料管、喷头、人孔、框式搅拌器、出料阀、驱动装置、出料管、泡沫搅拌驱动装置、泡沫搅拌器、出料阀、渣浆泵、卸料管、排水阀、排污口、排污阀、回水围堰、搅拌轴。
7.冲洗罐为圆柱形，包括斜板池和石墨池，斜板池的直径大于石墨池，石墨池由上下两部分构成，上部分为圆柱形池，形状为圆柱形，下部分为锥形池，形状为锥形；
8.斜板设置在斜板池内，对水质进行过滤；斜板池上端连接回水管和回水围堰，经过斜板过滤后的水从回水围堰流出。在石墨池的侧壁上开设进料口和进水口，进料管与进料口相连，进水管连接在进水口上。石墨池内还设置有混料管，呈l型，在混料管上开设有石墨水交口，进料管和进水管在石墨水交口处汇集在一起，混料管的另一端设置喷头，可以将石
墨和水的混合液喷出；
9.在喷头下方设置框式搅拌器，框式搅拌器呈倒置的梯形框，位于石墨池的锥形池内；框式搅拌器连接搅拌轴，搅拌轴与驱动装置相连接；
10.该实用新型的装置设置两个中间罐，从锥形池流出的物料直接通过出料管进入中间罐；在锥形池下端两侧设置出料阀，出料阀连接出料管，出料管连接到中间罐的上部，物料直接从中间罐的上部进入。中间罐内部设置泡沫搅拌器，泡沫搅拌器上连接泡沫搅拌驱动装置，中间罐上部侧面设置排水阀，下面设置出料阀，出料阀对面设置排污口，排污口与排污阀连接；侧壁排污口上面，设置人孔；出料阀与渣浆泵相连，渣浆泵的另一端连接卸料管。
11.进水管另一端连接水泵，水泵与水箱相连。
12.该装置在工作时，水泵将水箱中的水打入进水管中，与从进料管送来的待洗石墨物料在石墨水交口相遇，一同进入混料管。需清洗的物料，从进料管与进水管混合后，从中心线方向通过喷头进入到石墨罐的锥形池中，在搅拌轴带动框式搅拌器的作用下进行清洗，清洗的过程中搅拌轴带动水料旋转，在离心力作用下物料贴壁旋转向下运动，通过控制搅拌轴转速，控制物料向下运动的速度，控制清洗效果。清洗好的物料从出料管出来，进入到中间罐，通过渣浆泵进入卸料管出料，进入下一步工序中，进行压滤机脱水、烘干、装袋，等到冲洗后的成品。
13.利用如上的冲洗装置采用如下的方法进行酸碱法石墨提纯中间物料的冲洗，可以达到很好的技术效果。具体冲洗方法如下：
14.第一步，打开水泵，将水箱中的清水注入进水管中，进水量是进料管中石墨混合物物料量的1.5-3倍，进料速率为v1；
15.第二步，将待冲洗的石墨混合物物料注入进料管中，进料速率为v2，v1》 v2；
16.第三步，启动框式搅拌器的驱动装置，框式搅拌器的转速为80-300转/分；
17.第四步，框式搅拌器搅拌20-40min后，打开一个出料阀，使石墨物料通过出料管进入石墨罐中，待一个石墨罐中物料超过石墨罐体积的一半时，打开另一个出料阀，使石墨进入到另外一个石墨罐中，交替使用；
18.第五步，启动泡沫搅拌驱动装置，泡沫搅拌器开始转动，转速为100-300转/分；
19.第六步，打开出料阀，启动渣浆泵，将冲洗后的石墨物料输送到下一步工序中。
20.在如上操作过程中，回水围堰流出的水澄清，在石墨水洗过程中，冲洗废水也进行了连续性净化；定期利用排污口、排污阀进行石墨罐排污。
21.该实用新型冲洗效果好，减小占地面积，结构紧凑，可连续出料生产。在实际应用中，表现出明显的环保、节能效果，解决了石墨酸碱提纯废水环境污染的问题，同时降低了石墨提纯成本，具有明显的环境效益、社会效益和经济效益。
附图说明
22.附图1为本实用新型石墨冲洗装置示意图。
23.图示：
24.1冲洗罐、2石墨罐、3中间罐、4水箱、5回水管、6斜板、7进料口、8进料管、9水泵、10进水管、11进水口、12石墨水交口、13混料管、14喷头、15人孔、16框式搅拌器、17出料阀、18
驱动装置、19出料管、20泡沫搅拌驱动装置、21泡沫搅拌器、22出料阀、23渣浆泵、24卸料管、25排水阀、26排污口、27排污阀、28回水围堰、29搅拌轴；
25.1-1斜板池、1-2石墨池；
26.1-2-1圆柱形池、1-2-2锥形池。
具体实施方式
27.如附图1所示，本实用新型通过如下技术方案解决技术问题。所述的一种酸碱法提纯石墨冲洗装置，包括冲洗罐1、石墨罐2、中间罐3、水箱4、回水管5、斜板6、进料口7、进料管8、水泵9、进水管10、进水口11、石墨水交口12、混料管13、喷头14、人孔15、框式搅拌器16、出料阀17、驱动装置18、出料管19、泡沫搅拌驱动装置20、泡沫搅拌器21、出料阀22、渣浆泵23、卸料管23、排水阀25、排污口26、排污阀27、回水围堰28、搅拌轴29。
28.冲洗罐1为圆柱形，包括斜板池1-1和石墨池1-2，斜板池1-1的直径大于石墨池1-2，石墨池1-2由上下两部分构成，上部分为圆柱形，即为圆柱形池1-2-1，下部分为锥形，即为锥形池1-2-2；
29.斜板6设置在斜板池1-1内，对水质进行过滤；斜板池1-1上端连接回水管5和回水围堰28，经过斜板6过滤后的水从回水围堰28流出。在石墨池1-2的侧壁上开设进料口7和进水口11，进料管8与进料口7相连，进水管10连接在进水口11上。石墨池1-2内还设置有混料管13，呈l型，在混料管13上开设有石墨水交口12，进料管8和进水管10在石墨水交口12处汇集在一起，混料管13的另一端连接喷头14，可以将石墨和水的混合液喷出；
30.在喷头14下方设置框式搅拌器16，框式搅拌器16呈倒置的梯形框，位于石墨池1-2的锥形池1-2-2内；框式搅拌器16连接搅拌轴29，搅拌轴29与驱动装置18相连接；
31.该实用新型的装置设置两个中间罐3，从锥形池1-2-2流出的物料直接通过出料管19进入中间罐3；在锥形池1-2-2下端两侧设置出料阀17，出料阀17连接出料管19，出料管19连接到中间罐3的上部，物料直接从中间罐3的上部进入。中间罐3内部设置泡沫搅拌器21，泡沫搅拌器21上连接泡沫搅拌驱动装置20，中间罐3上部侧面设置排水阀25，下面设置出料阀22，出料阀22对面设置排污口26，排污口26与排污阀27连接；侧壁排污口26上面，设置人孔15；出料阀22与渣浆泵23相连，渣浆泵23的另一端连接卸料管24。
32.进水管10另一端连接水泵9，水泵9与水箱4相连。
33.该装置在工作时，水泵9将水箱4中的清水打入进水管10中，与从进料管10送来的待洗石墨物料在石墨水交口12相遇，一同进入混料管13。需清洗的物料，在进料管8与进水管10混合后，从中心线方向通过喷头14进入到石墨罐2的锥形池1-2-2中，在搅拌轴29带动框式搅拌器16的作用下进行清洗，清洗的过程中搅拌轴29带动水料旋转，在离心力作用下物料贴壁旋转向下运动，通过控制搅拌轴29转速，控制物料向下运动的速度，控制清洗效果。清洗好的物料从出料管24出来，进入到中间罐3，通过渣浆泵23进入卸料管24出料，进入下一步工序中，进行压滤机脱水、烘干、装袋，等到冲洗后的成品。
34.利用如上的冲洗装置采用如下的方法进行酸碱法石墨提纯中间物料的冲洗，可以达到很好的技术效果。具体冲洗方法如下：
35.第一步，打开水泵9，将水箱4中的清水注入进水管10中，进水量是进料管中石墨混合物物料量的1.5-3倍，进料速率为v1；
36.第二步，将待冲洗的石墨混合物物料注入进料管8中，进料速率为v2，v1》 v2；
37.第三步，启动框式搅拌器16的驱动装置18，框式搅拌器16的转速为80-300转/分；
38.第四步，框式搅拌器16搅拌20-40min后，打开一个出料阀17，使石墨物料通过出料管19进入石墨罐2中，待一个石墨罐2中物料超过石墨罐2体积的一半时，打开另一个出料阀17，使石墨进入到另外一个石墨罐2中，交替使用；
39.第五步，启动泡沫搅拌驱动装置20，泡沫搅拌器21开始转动，转速为100-300转/分；
40.第六步，打开出料阀22，启动渣浆泵23，将冲洗后的石墨物料输送到下一步工序中。
41.在如上操作过程中，回水围堰流出的水澄清，在石墨水洗过程中，冲洗废水也进行了连续性净化。定期利用排污口、排污阀进行石墨罐排污。
42.该实用新型冲洗效果好，减小占地面积，结构紧凑，可连续出料生产。在实际应用中，表现出明显的环保、节能效果，解决了石墨酸碱提纯废水环境污染的问题，同时降低了石墨提纯成本，具有明显的环境效益、社会效益和经济效益。