本發(fā)明屬于分離提純技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加熱與連續(xù)冷凍所形成的復(fù)合式結(jié)晶裝置。

背景技術(shù)：

結(jié)晶過程就是不斷地形成晶核和晶核不斷長大的過程。結(jié)晶器的類型很多，按溶液獲得過飽和狀態(tài)的方法可分蒸發(fā)結(jié)晶器和冷卻結(jié)晶器；按流動方式可分母液循環(huán)結(jié)晶器和晶漿（即母液和晶體的混合物）循環(huán)結(jié)晶器；按操作方式可分連續(xù)結(jié)晶器和間歇結(jié)晶器。

溶液過飽和度是晶體從溶液中結(jié)晶出來的推動力，過飽和度的大小直接影響晶核形成和晶體生長速度的快慢。冷凍結(jié)晶器是通過降低溫度來產(chǎn)生過飽和度，冷凍結(jié)晶過程冷凍溫度控制非常重要。傳統(tǒng)的冷凍結(jié)晶器常常采用帶攪拌器的單釜式結(jié)晶器，結(jié)晶器設(shè)夾套或內(nèi)盤管冷卻降溫，結(jié)晶器內(nèi)溫度控制在一個數(shù)值附近，攪拌裝置使晶液不斷循環(huán)，低溫溶液中產(chǎn)生的晶核不斷長大，達到需要的粒度后排出結(jié)晶器。并且，在連續(xù)的結(jié)晶過程中，結(jié)晶器內(nèi)晶體的生長速度通常不快，達不到希望的晶體粒度，需要設(shè)置單獨的老化器，使晶體在其中停留一段時間繼續(xù)生長，達到期望的粒徑后排出老化器。這種結(jié)晶裝置存在以下問題：

1) 在一個結(jié)晶器中，通常只能控制一個結(jié)晶溫度，不易有效控制結(jié)晶過飽和度，從而不能有效控制晶核的形成和晶體生長速度的快慢；

2) 釜式結(jié)晶器通過夾套或內(nèi)盤管冷卻降溫，換熱面積小、換熱量不大，不適合大規(guī)

模裝置；

3) 常常因為冷卻速度不均勻，造成產(chǎn)品晶粒大小不均勻，結(jié)晶過程形成的細晶影響后續(xù)固液分離，甚至造成系統(tǒng)堵塞；

4) 帶攪拌器的釜式結(jié)晶器通常規(guī)格較小，處理能力有限，大規(guī)模的冷凍結(jié)晶分離裝置，需要采用多個帶攪拌器的釜式結(jié)晶器并聯(lián)的方式，設(shè)備數(shù)量多，占地面積大；

5) 在連續(xù)的結(jié)晶過程中，結(jié)晶器內(nèi)晶體的生長停留時間短，達不到希望的晶體粒度，需要設(shè)置單獨的老化器，使晶液在老化器中停留一段時間，讓晶體繼續(xù)生長；

6) 由于老化器單獨設(shè)置，使結(jié)晶裝置設(shè)備數(shù)量多，占地面積大。并且，低溫結(jié)晶液從結(jié)晶器流向老化器的管線，可能出現(xiàn)流量低、繼續(xù)結(jié)晶、管線拐彎等情況，從而導(dǎo)致管線堵塞，影響裝置的連續(xù)運行。

7) 出料口設(shè)在釜式結(jié)晶器下部，析出的晶體沉降到底部后容易造成出料口堵塞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種復(fù)合式硫酸鋇結(jié)晶裝置,能綜合利用加熱蒸發(fā)提高溶液濃度和連續(xù)冷卻加速和提高結(jié)晶進程和徹底性的優(yōu)勢，長期運行穩(wěn)定，使用壽命長，而且操作方便安全、工藝能力好。

一種復(fù)合式硫酸鋇結(jié)晶裝置，伺服電機固定于地面上，所述伺服電機與水泵連接，并且驅(qū)動水泵高速旋轉(zhuǎn)，水泵的輸入端連接主體，輸出端則連接熱交換器，所述熱交換器的上端安裝了料液輸送管，經(jīng)過冷卻后的料液流入主體中，所述主體的上端通過水蒸汽管道與冷凝器連接，所述冷凝器上端安裝不凝氣體出口，下端則為出水口。前述主體的下端與水泵連通，并且在合適的時機將料液通過濃縮料液輸送管輸送至冷卻結(jié)晶罐體進行冷卻，所述冷卻結(jié)晶罐體的內(nèi)部安裝冷卻結(jié)晶組件并且與結(jié)晶器連接。所述冷卻結(jié)晶組件包括一級冷卻螺旋、隔板和二級冷卻腔體，所述一級冷卻螺旋安裝在冷卻結(jié)晶罐體的內(nèi)部的上端，在其與冷卻結(jié)晶罐體腔體之間充滿了冷卻水，所述隔板將一級冷卻螺旋和二級冷卻腔體分開。

所述一級冷卻螺旋的節(jié)距等于其管徑，以此盡可能的增大其與冷卻液體之間的接觸面積。

本發(fā)明的顯著效果在于：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)及工作原理簡單，易于實現(xiàn)，人員參與層度低，用于硫酸鋇的結(jié)晶過程，便于實現(xiàn)工廠的自動化生產(chǎn)。

2、影響硫酸鋇產(chǎn)量的因素除了礦物原料和煅燒與浸泡的質(zhì)量外，還與結(jié)晶過程息息相關(guān)，從理論上分析硫酸鋇溶液的溫度越低、溶液的濃度越大越有利于結(jié)晶,本發(fā)明先通過蒸氣對溶液加熱，使其沸騰后減少水分的含量，隨后再冷卻加速結(jié)晶過程，因此會有更徹底和高效的結(jié)晶過程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總裝示意圖，其中：1-伺服電機；2-熱交換器；3-料液輸送管；4-水蒸汽管道；5-不凝氣體出口；6-冷凝器；7-出水口；8-主體；9-濃縮料液輸送管；10-冷卻結(jié)晶罐體；11-結(jié)晶器；12-一級冷卻螺旋；13-隔板；14-二級冷卻腔體；15-水泵。

圖2是本發(fā)明的料液流動方向標識。

圖3是本發(fā)明冷卻結(jié)晶組件的示意圖。

具體實施方式

下面對照圖1—3進行說明，由于廠區(qū)工作環(huán)境比較惡劣，在裝置進行工作之前應(yīng)該檢查各部件的連接情況，關(guān)閉濃縮料液輸送管9上設(shè)置的閥門，往主體8中添加待結(jié)晶的硫酸鋇溶液，隨后啟動伺服電機1，所述伺服電機1驅(qū)動水泵15運動，觀察試運行情況，至此裝置完成準備工作。

裝置工作時，結(jié)晶的硫酸鋇溶液放置于主體8內(nèi)部，伺服電機1通過水泵15將硫酸鋇溶液運送至熱交換器2內(nèi)部與水蒸汽進行換熱，換熱升溫后再次流入主體8內(nèi)部，如此不斷循環(huán)，待硫酸鋇溶液沸騰后水蒸汽通過水蒸汽管道4流入冷凝器6中冷凝，而不能冷凝的氣體則通過不凝氣體出口5排出，硫酸鋇溶液濃度提高到指定值后溶液通過濃縮料液輸送管9進入冷卻結(jié)晶罐體10內(nèi)部的一級冷卻螺旋12進行冷卻，隨后進入二級冷卻腔體14再次冷卻，最后在結(jié)晶器11內(nèi)完成結(jié)晶過程，然后重復(fù)上述結(jié)晶過程。