一种基于磁性石墨烯的PTA残渣中重金属提取的装置

一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置
技术领域
1.本发明涉及化工废弃物回收技术领域，具体为一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置。


背景技术：

2.pta生产过程中会产生大量包含高浓度重金属离子的废水，特别是锰和钴，一旦直接排放到自然环境中极易造成严重的环境污染，因此通常需要的对上述污水进行处理，树脂中的功能基团在pta存在下可以和钴离子和锰离子形成稳定的络合体，从而被树脂吸附而得到富集，经过下面的解析步骤可以回收再利用，而含有钴锰的废水则得到纯化，从而避免了重金属污染。
3.根据中国专利公开号为cn113441119，该专利提供一种应用于pta废水重金属离子处理的装置，包括树脂包覆层，所述树脂包覆层内插接有树脂主骨架，所述树脂包覆层与树脂主骨架固定连接，所述树脂包覆层的外壁上开凿有多个预制槽，所述预制槽的内壁上固定连接有自身相匹配的附着网，其中附着网具有保护作用，使得预制槽不易在外力用下变形损坏，所述树脂主骨架上固定连接有多个树脂分支骨架，多个所述树脂分支骨架均贯穿树脂包覆层并分别延伸至不同的预制槽处，所述预制槽的槽底板固定连接有多个固定倒钩，所述固定倒钩远离预制槽槽底板的一端弯向预制槽的槽底板并与预制槽的槽底板接触，所述固定倒钩内开凿有与自身相匹配的弹性空腔，树脂件为螯合树脂，可以针对pta废水中的钴、锰离子。可以在大量单价金属离子存在的溶液中吸附两价以上的金属离子，等量替换原本的树脂，树脂中的功能基团在pta存在下可以和钴离子和锰离子形成稳定的络合体，从而被树脂吸附而得到富集，可以回收再利用，而含有钴锰的废水则得到纯化，从而避免了重金属污染。
4.但pta生产过程中还存在残渣，残渣中包含重金属催化剂，pta残渣固含量高，粘度大，且重金属离子浓度低，该专利的处理装置不便于对其进行提取处理。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，包括箱体，所述箱体上设置有提取机构，且提取机构包括缸槽、反应缸、六个加热管、下料管、齿环、四个支腿；
9.所述缸槽开设在箱体的顶部，所述反应缸的外壁与缸槽的内壁转动连接，所述反应缸的内壁环绕开设有六个管槽，六个所述加热管分别固定安装在六个管槽的内壁，所述下料管的一端与反应缸的底部连通设置，所述下料管的另一端活动贯穿至箱体的外壁底
部，并向下延伸，所述下料管的延伸端上固定安装有阀门一，所述齿环固定套设在反应缸的外壁顶部，四个所述支腿分别固定安装在箱体外壁的底部四角。
10.优选的，所述支腿的底部设置有底座，所述底座的顶部左侧与四个支腿的底部固定连接，提取机构的数量有两个，且另一个提取机构对称设置在底座的顶部右侧。通过设置支腿用于对箱体进行稳定支撑。
11.优选的，所述底座的顶部中间固定安装有电机，所述电机的输出端通过联轴器固定连接有转杆的一端，所述转杆的另一端向上延伸并固定套设有正齿轮，所述正齿轮分别与两个齿环啮合。通过设置电机使转杆带动正齿轮啮合齿环旋转，从而带动反应缸在缸槽内壁进行旋转。
12.优选的，所述底座的顶部后侧固定安装有支板，所述支板的两侧顶部均固定安装有横杆，其横杆的数量有两个，两个所述横杆远离支板的一端分别向两个反应缸的缸口上方延伸，两个所述横杆的延伸端底部均固定安装有纵杆，且纵杆的底端向下延伸至反应缸内部，并固定安装有搅拌杆。通过设置缸内pta混合物不断的经过搅拌杆被搅拌均匀，加速混合反应。
13.优选的，所述底座的顶部依次开设有两个过滤槽，两个所述过滤槽的内壁均固定安装有烧结金属过滤器，且烧结金属过滤器的数量有两个。通过设置液体经过烧结金属过滤器排放至过滤槽内。
14.优选的，两个所述下料管的延伸端分别与两个烧结金属过滤器连通设置。通过设置反应混合物从下料管排放至对应的烧结金属过滤器中，进行固液分离。
15.优选的，所述底座的外壁右侧固定连接有排水管的一端，且排水管通过底座与右边过滤槽的内壁连通设置。通过设置排水管进行排放回收，得到提取重金属后的无污染液体。
16.优选的，所述底座的背面右侧固定安装有提升泵，所述提升泵的进接口连通设置有抽水管道一端，且抽水管道的另一端固定贯穿底座的背面，并与左边过滤槽的内壁连通设置，所述提升泵的出接口连通设置有提升管的一端，且提升管的另一端上设置有管接头。通过设置提升管上通过管接头外接一根软管，将软管的端口对准右边的反应缸内，用于工作使用。
17.(三)有益效果
18.与现有技术相比，本发明提供了一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，具备以下有益效果：
19.1、该一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，通过反应缸以及烧结金属过滤器均采用磁性石墨烯材料，具有防腐性，延缓了对pta残渣中重金属提取过程中金属腐蚀速度，使其更加坚固抗腐蚀，同时磁性石墨烯材料具有良好的导热、导电性能，通过加热管快速升温到合适的反应温度。
20.2、该一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，通过启动电机，使转杆带动正齿轮啮合齿环旋转，从而带动反应缸在缸槽内壁进行旋转，将pta残渣倒入左边反应缸内，并添加单元醇、磷酸无机酸和钛酸四丁酯催化剂，pta混合物经过搅拌杆被搅拌均匀，加热管将缸内温度提高至适宜反应温度，生成第一反应混合物，提高混合均匀性，提高催化效率。
21.3、该一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，通过提升泵，通过抽水管道将第一液体进行抽吸，第一液体通过提升管沿着软管汇入右边反应缸中，并同时添加碳酸钠进行加热反应，得到第二反应混合物，排入对应的烧结金属过滤器，进行固液分离成第二固体和第二液体，且第二固体中包含重金属催化剂的盐，没有任何废酸排出，回收无污染，经济环保。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1为本发明立体图；
24.图2为本发明箱体的结构示意图；
25.图3为本发明反应缸的内剖图；
26.图4为本发明底座的结构示意图；
27.图5为本发明支板的结构示意图；
28.图6为本发明底座的后视图。
29.图中：1、箱体；2、提取机构；201、缸槽；202、反应缸；203、加热管；204、下料管；205、齿环；206、支腿；3、底座；4、电机；5、转杆；6、正齿轮；7、支板；8、横杆；9、纵杆；10、搅拌杆；11、过滤槽；12、烧结金属过滤器；13、排水管；14、提升泵；15、抽水管道；16、提升管。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.实施例一
32.如图1-6所示，本发明提供了一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，包括箱体1，箱体1上设置有提取机构2，且提取机构2包括缸槽201、反应缸202、六个加热管203、下料管204、齿环205、四个支腿206，缸槽201开设在箱体1的顶部，反应缸202的外壁与缸槽201的内壁转动连接，反应缸202的内壁环绕开设有六个管槽，六个加热管203分别固定安装在六个管槽的内壁，下料管204的一端与反应缸202的底部连通设置，下料管204的另一端活动贯穿至箱体1的外壁底部，并向下延伸，下料管204的延伸端上固定安装有阀门一，齿环205固定套设在反应缸202的外壁顶部，四个支腿206分别固定安装在箱体1外壁的底部四角，支腿206的底部设置有底座3，底座3的顶部左侧与四个支腿206的底部固定连接，提取机构2的数量有两个，且另一个提取机构2对称设置在底座3的顶部右侧，支腿206用于对箱体1进行稳定支撑，底座3的顶部中间固定安装有电机4，电机4的输出端通过联轴器固定连接有转杆5的一端，转杆5的另一端向上延伸并固定套设有正齿轮6，正齿轮6分别与两个齿环205啮合，电机4使转杆5带动正齿轮6啮合齿环205旋转，从而带动反应缸202在缸槽201内壁进行旋转，底座3的顶部后侧固定安装有支板7，支板7的两侧顶部均固定安装有横杆8，其横杆8的数量有两个，两个横杆8远离支板7的一端分别向两个反应缸202的缸口上方延伸，两个横杆8的延伸端底部均固定安装有纵杆9，且纵杆9的底端向下延伸至反应缸202内部，并固定安装有搅拌杆10，缸内pta混合物不断的经过搅拌杆10被搅拌均匀，加速混合反应。
33.在本实施例中，通过启动电机4，使转杆5带动正齿轮6啮合齿环205旋转，从而带动反应缸202在缸槽201内壁进行旋转，将pta残渣倒入左边反应缸202内，并添加单元醇、磷酸无机酸和钛酸四丁酯催化剂，pta混合物经过搅拌杆10被搅拌均匀，加热管203将缸内温度提高至适宜反应温度，生成第一反应混合物，提高混合均匀性，提高催化效率。
34.实施例二
35.如图1、3、4、6所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，底座3的顶部依次开设有两个过滤槽11，两个过滤槽11的内壁均固定安装有烧结金属过滤器12，且烧结金属过滤器12的数量有两个，液体经过烧结金属过滤器12排放至过滤槽11内，两个下料管204的延伸端分别与两个烧结金属过滤器12连通设置，反应混合物从下料管204排放至对应的烧结金属过滤器12中，进行固液分离，底座3的外壁右侧固定连接有排水管13的一端，且排水管13通过底座3与右边过滤槽11的内壁连通设置，排水管13进行排放回收，得到提取重金属后的无污染液体。
36.在本实施例中，通过反应缸202以及烧结金属过滤器12均采用磁性石墨烯材料，具有防腐性，延缓了对pta残渣中重金属提取过程中金属腐蚀速度，使其更加坚固抗腐蚀，同时磁性石墨烯材料具有良好的导热、导电性能，通过加热管203快速升温到合适的反应温度。
37.实施例三
38.如图1、3、4、6所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，底座3的背面右侧固定安装有提升泵14，提升泵14的进接口连通设置有抽水管道15一端，且抽水管道15的另一端固定贯穿底座3的背面，并与左边过滤槽11的内壁连通设置，提升泵14的出接口连通设置有提升管16的一端，且提升管16的另一端上设置有管接头，提升管16上通过管接头外接一根软管，将软管的端口对准右边的反应缸202内，用于工作使用。
39.在本实施例中，通过提升泵14，通过抽水管道15将第一液体进行抽吸，第一液体通过提升管16沿着软管汇入右边反应缸202中，并同时添加碳酸钠进行加热反应，得到第二反应混合物，排入对应的烧结金属过滤器12，进行固液分离成第二固体和第二液体，且第二固体中包含重金属催化剂的盐，没有任何废酸排出，回收无污染，经济环保。
40.下面具体说一下该一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置的工作原理。
41.如图1-6所示，使用时，本案中的反应缸202以及烧结金属过滤器12均采用磁性石墨烯材料，具有防腐性，延缓了金属的腐蚀速度，使其更加坚固抗腐蚀，具有良好的导热、导电性能，将pta残渣倒入左边反应缸202内，并添加单元醇、磷酸无机酸和钛酸四丁酯催化剂，打开加热管203将缸内温度提高至190℃-230℃之间进行反应，同时启动电机4，使转杆5带动正齿轮6啮合齿环205旋转，从而带动反应缸202在缸槽201内壁进行旋转，旋转过程中，缸内pta混合物不断的经过搅拌杆10被搅拌均匀，从而生成第一反应混合物，打开阀门一将第一反应混合物从下料管204排放至对应的烧结金属过滤器12中，进行固液分离成第一固体和第一液体，得到的第一液体中包含重金属催化剂钴、锰离子，此时第一液体经过烧结金属过滤器12排放至左边过滤槽11内，启动提升泵14，通过抽水管道15将第一液体进行抽吸，并在提升管16上通过管接头外接一根软管，将软管的端口对准右边的反应缸202内，第一液体通过提升管16沿着软管汇入右边反应缸202中，并同时添加碳酸钠进行加热反应，通过正
齿轮6和齿环205啮合带动右边反应缸202在右边缸槽201内旋转，并经过右边的搅拌杆10进行搅拌均匀，得到第二反应混合物，此时调节右边的阀门一将第二反应混合物通过右边的下料管204排入对应的烧结金属过滤器12，进行固液分离成第二固体和第二液体，且第二固体中包含重金属催化剂的盐，而第二液体通过排水管13进行排放回收，得到提取重金属后的无污染液体。

技术特征：
1.一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)上设置有提取机构(2)，且提取机构(2)包括缸槽(201)、反应缸(202)、六个加热管(203)、下料管(204)、齿环(205)、四个支腿(206)；所述缸槽(201)开设在箱体(1)的顶部，所述反应缸(202)的外壁与缸槽(201)的内壁转动连接，所述反应缸(202)的内壁环绕开设有六个管槽，六个所述加热管(203)分别固定安装在六个管槽的内壁，所述下料管(204)的一端与反应缸(202)的底部连通设置，所述下料管(204)的另一端活动贯穿至箱体(1)的外壁底部，并向下延伸，所述下料管(204)的延伸端上固定安装有阀门一，所述齿环(205)固定套设在反应缸(202)的外壁顶部，四个所述支腿(206)分别固定安装在箱体(1)外壁的底部四角。2.根据权利要求1所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：所述支腿(206)的底部设置有底座(3)，所述底座(3)的顶部左侧与四个支腿(206)的底部固定连接，提取机构(2)的数量有两个，且另一个提取机构(2)对称设置在底座(3)的顶部右侧。3.根据权利要求2所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：所述底座(3)的顶部中间固定安装有电机(4)，所述电机(4)的输出端通过联轴器固定连接有转杆(5)的一端，所述转杆(5)的另一端向上延伸并固定套设有正齿轮(6)，所述正齿轮(6)分别与两个齿环(205)啮合。4.根据权利要求2所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：所述底座(3)的顶部后侧固定安装有支板(7)，所述支板(7)的两侧顶部均固定安装有横杆(8)，其横杆(8)的数量有两个，两个所述横杆(8)远离支板(7)的一端分别向两个反应缸(202)的缸口上方延伸，两个所述横杆(8)的延伸端底部均固定安装有纵杆(9)，且纵杆(9)的底端向下延伸至反应缸(202)内部，并固定安装有搅拌杆(10)。5.根据权利要求2所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：所述底座(3)的顶部依次开设有两个过滤槽(11)，两个所述过滤槽(11)的内壁均固定安装有烧结金属过滤器(12)，且烧结金属过滤器(12)的数量有两个。6.根据权利要求5所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：两个所述下料管(204)的延伸端分别与两个烧结金属过滤器(12)连通设置。7.根据权利要求5所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：所述底座(3)的外壁右侧固定连接有排水管(13)的一端，且排水管(13)通过底座(3)与右边过滤槽(11)的内壁连通设置。8.根据权利要求5所述的一种基于磁性石墨烯的pta残渣中重金属提取的装置，其特征在于：所述底座(3)的背面右侧固定安装有提升泵(14)，所述提升泵(14)的进接口连通设置有抽水管道(15)一端，且抽水管道(15)的另一端固定贯穿底座(3)的背面，并与左边过滤槽(11)的内壁连通设置，所述提升泵(14)的出接口连通设置有提升管(16)的一端，且提升管(16)的另一端上设置有管接头。

技术总结
本发明涉及化工废弃物回收技术领域，且公开了一种基于磁性石墨烯的PTA残渣中重金属提取的装置，包括箱体，所述箱体上设置有提取机构，且提取机构包括缸槽、反应缸、六个加热管、下料管、齿环、四个支腿，所述缸槽开设在箱体的顶部，所述反应缸的外壁与缸槽的内壁转动连接，所述反应缸的内壁环绕开设有六个管槽，六个所述加热管分别固定安装在六个管槽的内壁。反应缸以及烧结金属过滤器均采用磁性石墨烯材料，具有防腐性，延缓了对PTA残渣中重金属提取过程中金属腐蚀速度，使其更加坚固抗腐蚀，同时磁性石墨烯材料具有良好的导热、导电性能，通过加热管快速升温到合适的反应温度。通过加热管快速升温到合适的反应温度。通过加热管快速升温到合适的反应温度。


技术研发人员：林伟 胡建东 黄莹辰 梁国斌 印霞棐 李海鹏
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/12