本發(fā)明涉及獨(dú)居石堿分解液冷卻結(jié)晶析出的裝置及工藝，實(shí)現(xiàn)溶液快速冷卻結(jié)晶析出磷酸鈉藝，屬于稀土礦冶煉生產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

獨(dú)居石是一種工業(yè)稀土磷酸鹽礦物，工業(yè)上一般采用燒堿分解法處理獨(dú)居石精礦。(《稀土》，第一版上冊(cè)，冶金工業(yè)出版社1978，P221-237。)

燒堿法處理獨(dú)居石過(guò)程中設(shè)備腐蝕、勞動(dòng)保護(hù)與環(huán)境保護(hù)皆較易解決，特別是伴生元素磷以磷酸三鈉的形式回收，在稀土冶煉著作中稱(chēng)這種工藝為無(wú)公害的堿法。

燒堿分解過(guò)程中，稀土與釷生成不溶于水的氫氧化物，而磷轉(zhuǎn)變成水溶性的磷酸三鈉(見(jiàn)(1)、(2)反應(yīng)方程式：

REPO₄+3NaOH＝RE(OH)₃↓+Na₃PO₄ (1)

Th₃(PO₄)₄+12NaOH＝3Th(OH)₄↓+4Na₃PO₄ (2)

同時(shí)，為保證高效分解，分解過(guò)程堿液大大過(guò)量，因此，堿液和磷酸三鈉的分離就成為不可缺少的環(huán)節(jié)。

生產(chǎn)過(guò)程主要通過(guò)分解堿液冷卻實(shí)現(xiàn)磷酸三鈉的結(jié)晶析出和分離，普遍采用反應(yīng)釜間接冷卻結(jié)晶，用降溫釜夾套或盤(pán)管通降冷水，在攪拌下降溫結(jié)晶析出磷酸鈉，進(jìn)行固液分離得到磷酸鈉晶體，而回收的堿液再蒸發(fā)濃縮返回至分解獨(dú)居石工序循環(huán)使用。這種結(jié)晶方式適用于產(chǎn)量較小的產(chǎn)品，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn) 單，缺點(diǎn)是產(chǎn)量小、能耗高、占地面積大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種獨(dú)居石堿分解液冷卻結(jié)晶析出的裝置，所述的裝置包括以下部分：儲(chǔ)槽、進(jìn)料泵、測(cè)溫儀、水汽分離裝置、噴頭、布風(fēng)板、電機(jī)罩及導(dǎo)流罩、風(fēng)機(jī)、攪拌、出料口及結(jié)晶部分。

所述的裝置進(jìn)行獨(dú)居石堿分解液冷卻結(jié)晶析出的工藝，所述的工藝步驟如下：

1)用進(jìn)料泵將儲(chǔ)槽中獨(dú)居石分解后的堿液通過(guò)裝置頂端的噴頭進(jìn)行噴霧霧化，霧化液滴在0.3mm以下；

2)風(fēng)機(jī)將空氣鼓入所述的裝置，通過(guò)布風(fēng)板與液滴快速接觸實(shí)現(xiàn)帶走熱量，在水汽分離裝置處通過(guò)降低空氣速度，實(shí)現(xiàn)氣體與液滴分離；

3)冷卻后的液滴在重力作用下經(jīng)過(guò)電機(jī)罩及導(dǎo)流罩(7)的導(dǎo)流作用進(jìn)入所述裝置的結(jié)晶部分，在攪拌的作用下均勻析出磷酸三鈉晶體，得到的磷酸三鈉晶體經(jīng)過(guò)出料口出料；

4)通過(guò)測(cè)溫儀測(cè)量結(jié)晶釜中分解液的溫度，通過(guò)對(duì)堿分解液體流量和空氣流量控制進(jìn)行溫度調(diào)整。

所述的堿分解液進(jìn)料溫度為60℃-90℃。

所述的空氣溫度為5-25℃。

所述的冷卻后進(jìn)入結(jié)晶部分中的堿分解液的溫度為15-35℃。

所述的堿分解液流量和空氣流量的比例在1:800-1:3500。

所述的風(fēng)機(jī)(8)和進(jìn)料泵采用變頻控制，控溫儀可根據(jù)結(jié)晶部分內(nèi)的冷卻后堿分解液的溫度反饋控制風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量及進(jìn)料泵流量。。

所述的電機(jī)罩及導(dǎo)流罩將攪拌的電機(jī)系統(tǒng)和堿分解液隔離，同時(shí)周邊分 布有導(dǎo)流孔道將分解堿液導(dǎo)入結(jié)晶部分。

所述的控溫儀具備測(cè)溫和根據(jù)溫度來(lái)控制機(jī)和進(jìn)料泵流量的功能。

本發(fā)明的有益效果如下：

本專(zhuān)利和傳統(tǒng)的水冷結(jié)晶方式比較，優(yōu)點(diǎn)如下：

1、采用高效噴霧冷卻方式和攪拌結(jié)晶析出過(guò)程結(jié)合，不大量使用冷卻水，液體被霧化后充分同空氣接觸，具有冷卻效率高的特點(diǎn)；

2、攪拌作用下，可保證析出的磷酸鈉晶型完整，不包裹堿液、雜質(zhì)含量低，具有易于出料的優(yōu)點(diǎn)。

3、可實(shí)現(xiàn)對(duì)約溶液3-5％水分的蒸發(fā)濃縮，利于下一步堿液的濃縮；

4、可根據(jù)冷卻溫度調(diào)節(jié)分解堿液流量和空氣流量，節(jié)能效果好。

附圖說(shuō)明

圖1示出一種獨(dú)居石堿分解液冷卻結(jié)晶析出的裝置，其包括1、儲(chǔ)槽；2、進(jìn)料泵；3、測(cè)溫儀；4、水汽分離裝置；5、噴頭；6、布風(fēng)板7；、電機(jī)罩及導(dǎo)流罩；8、風(fēng)機(jī)；9、攪拌；10、出料口；11、結(jié)晶部分。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

先將5℃空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)(8)鼓入裝置，在裝置頂端通過(guò)噴頭(5)采用高速離心噴霧方式將65℃分解堿液噴霧，霧化液滴在0.2mm以下；通過(guò)布風(fēng)板(6)與液滴快速接觸實(shí)現(xiàn)并帶走熱量，在水汽分離裝置(4)實(shí)現(xiàn)氣體與液滴分離，分解堿液液體流量和空氣流量的比例為1:4000。

冷卻后的液滴在重力作用下經(jīng)過(guò)電機(jī)罩及導(dǎo)流罩(7)的導(dǎo)流作用下進(jìn)入在結(jié)晶部分(11)，冷卻后溫度為15℃，在攪拌(9)的攪拌作用下均勻析出磷 酸三鈉晶體，經(jīng)過(guò)出料口(11)出料，操作過(guò)程中通過(guò)控溫儀(39)測(cè)量結(jié)晶釜中分解液的溫度，并對(duì)分解堿液體流量和空氣流量進(jìn)行調(diào)整。

經(jīng)過(guò)該裝置冷卻，磷酸三鈉結(jié)晶析出90％，溶液濃度提升4％。

實(shí)施例2

先將28℃空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)(8)鼓入裝置，在裝置頂端通過(guò)噴頭(5)采用高速離心噴霧方式將90℃分解堿液噴霧，霧化液滴在0.1mm以下；通過(guò)布風(fēng)板(6)與液滴快速接觸實(shí)現(xiàn)并帶走熱量，在水汽分離裝置(4)實(shí)現(xiàn)氣體與液滴分離，分解堿液液體流量和空氣流量的比例為1:2500。

冷卻后的液滴在重力作用下經(jīng)過(guò)電機(jī)罩及導(dǎo)流罩(7)的導(dǎo)流作用下進(jìn)入在結(jié)晶釜(11)，溫度為34℃，在攪拌(9)的攪拌作用下均勻析出磷酸三鈉晶體，經(jīng)過(guò)出料口(11)出料，操作過(guò)程中通過(guò)控溫儀(3)測(cè)量結(jié)晶釜中分解液的溫度，并對(duì)分解堿液體流量和空氣流量進(jìn)行調(diào)整。

經(jīng)過(guò)該裝置冷卻，磷酸三鈉結(jié)晶析出87％，溶液濃度提升3％。

實(shí)施例3

先將15℃空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)(8)鼓入裝置，在裝置頂端通過(guò)噴頭(5)采用高速離心噴霧方式將85℃分解堿液噴霧，霧化液滴在0.1mm以下；通過(guò)布風(fēng)板(6)與液滴快速接觸實(shí)現(xiàn)并帶走熱量，在水汽分離裝置(4)通過(guò)降低空氣速度，實(shí)現(xiàn)氣體與液滴分離，分解堿液液體流量和空氣流量的比例為1:1000。

冷卻后的液滴在重力作用下經(jīng)過(guò)電機(jī)罩及導(dǎo)流罩(7)的導(dǎo)流作用下進(jìn)入在結(jié)晶釜(11)，溫度為30℃，在攪拌(9)的攪拌作用下均勻析出磷酸三鈉晶體，經(jīng)過(guò)出料口(11)出料，操作過(guò)程中通過(guò)控溫儀(3)測(cè)量結(jié)晶釜中分解液的溫度，并對(duì)分解堿液體流量和空氣流量進(jìn)行調(diào)整。

經(jīng)過(guò)該裝置冷卻，磷酸三鈉結(jié)晶析出85％，溶液濃度提升3％。