一种独居石碱液双效蒸发浓缩装置和方法与流程

1.本发明属于独居石冶炼技术领域，具体涉及一种独居石碱液双效蒸发浓缩装置和方法。


背景技术：

2.独居石精矿液碱分解后，分解反应完全的浆料加独居石精矿重量一倍体积的热水进行稀释，搅拌0.5h后关闭搅拌，陈化8h～12h，维持物料温度大于80℃，虹吸上清液，再加入底浆料量一倍体积浆料重量的热水对底浆料进行多次逆流洗涤，洗涤后的浆体进行固液分离，固液分离得到的滤饼为碱饼，用于盐酸优溶制备氯化稀土产品，浆体一次洗水与陈化液合并用于制备磷酸三钠产品。现有技术中上述热水为企业采购的热电厂供应的热水。
3.现有技术中对独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液中磷酸三钠的结晶析出和分离，普遍采用反应釜间接冷却结晶，用降温釜夹套或盘管通降冷水，在搅拌下降温结晶析出磷酸三钠，进行固液分离得到磷酸三钠晶体，而回收的碱液再蒸发浓缩返回至分解独居石工序循环使用。
4.所以现有技术中为了析出磷酸三钠和对碱液蒸发浓缩为两个工序，并且对独居石液碱分解罐中的浆料进行稀释或洗涤采用的热水由热电厂采购，工序多，成本高。


技术实现要素：

5.本发明针对的技术问题，提供了一种独居石碱液双效蒸发浓缩装置和方法。
6.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种独居石碱液双效蒸发浓缩装置，包括蒸发浓缩釜、储罐和蒸汽冷凝水回收装置；所述储罐存储有独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液；所述蒸发浓缩釜包括内层、外层、加热层和盖板；所述加热层处于内层和外层之间；所述蒸发浓缩釜内安装有烧碱浓度计；所述蒸发浓缩釜的内层通过进料管路与储罐连通，所述蒸发浓缩釜下端开设有出料口；所述蒸发浓缩釜的盖板上开设有蒸汽排出口，所述蒸发浓缩釜下部开设有浓缩碱液排出口；所述蒸汽冷凝水回收装置开设有进气口和排水口，所述蒸发浓缩釜的蒸汽排出口和蒸汽冷凝水回收装置的进气口通过气体管路连通。
7.作为优选，所述浓缩碱液排出口外安装有水泵一，所述浓缩碱液排出口与水泵一的进水端连通。
8.作为优选，所述进料管路上安装有水泵二。
9.作为优选，独居石碱液双效蒸发浓缩装置还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌电机安装在蒸发浓缩釜盖板上方，所述搅拌轴与搅拌电机驱动连接且能够对蒸发浓缩釜内的混合溶液进行搅拌。
10.作为优选，所述蒸发浓缩釜的下部为倒锥形。
11.作为优选，所述加热层内安装有电加热管或者安装有燃气加热器；所述外层包括外板和隔热保温层。
12.作为优选，所述蒸汽冷凝水回收装置内安装有丝网除雾器和金属冷凝片，且所述丝网除雾器处于金属冷凝片上方。
13.作为优选，所述蒸发浓缩釜内还安装有液位计。
14.一种独居石碱液双效蒸发浓缩方法，利用所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置对独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液进行蒸发浓缩，包括以下步骤：步骤一储罐中存储的独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液经过进料管路进入蒸发浓缩釜，并且蒸发浓缩釜中混合溶液的液面达到设定的上限；步骤二蒸发浓缩釜的加热层工作，将蒸发浓缩釜内的混合溶液加热，加热过程中混合溶液中的水不断转变为水蒸气，水蒸气自蒸汽排出口排出蒸发浓缩釜，然后经气体管路进入蒸汽冷凝水回收装置，水蒸气在蒸汽冷凝水回收装置内又转变为热水并自排水口排出；步骤三随着蒸发浓缩釜混合溶液中溶剂水的不断减少，首先形成磷酸三钠的过饱和溶液，磷酸三钠晶体析出，此过程中混合溶液中烧碱的浓度不断提高，直到蒸发浓缩釜中烧碱浓度达到设定值，加热层停止工作；步骤四将蒸发浓缩釜剩余的浓缩后的烧碱溶液通过浓缩碱液排出口排出；然后打开出料口对磷酸三钠晶体进行出料操作；步骤五蒸汽冷凝水回收装置排水口排出的热水加入到独居石液碱分解罐中对其中的浆料进行稀释或洗涤；同时蒸汽冷凝水回收装置排水口排出的热水与浓缩后的烧碱溶液混合配制工艺烧碱溶液。
15.作为优选，步骤三中直到蒸发浓缩釜中烧碱浓度达到饱和，加热层停止工作。
16.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：相比现有技术，利用本发明独居石碱液双效蒸发浓缩装置，(1)将磷酸三钠的析出和碱液蒸发浓缩整合为一个工序，减少了工序环节；(2)对独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液进行蒸发浓缩中产生的水蒸气经蒸汽冷凝水回收装置回收利用；蒸汽冷凝水回收装置排水口排出的热水加入到独居石液碱分解罐中对其中的浆料进行稀释或洗涤；同时蒸汽冷凝水回收装置排水口排出的热水与浓缩后的烧碱溶液混合配制工艺烧碱溶液；大大减少了采购热水量，节约了水资源；(3)独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液中烧碱少、磷酸三钠多，而烧碱在水中的溶解度远大于磷酸三钠，所以独居石碱液双效蒸发浓缩方法中加热层停止工作时，蒸发浓缩釜中的溶剂水已经很少，相比于现有技术对磷酸三钠的回收更彻底；(4)独居石碱液双效蒸发浓缩后得到热水、磷酸三钠晶体和浓缩碱液，没有废弃物，节能减排。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：图1为独居石碱液双效蒸发浓缩装置示意图。
18.附图标记说明：
1—蒸发浓缩釜，2—储罐，3—蒸汽排出口，4—水泵二，5—水泵一，6—出料口，7—蒸汽冷凝水回收装置。
具体实施方式
19.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
20.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
21.实施例1下面结合附图1对本发明作进一步的描述，如附图1所示的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，包括蒸发浓缩釜1、储罐2和蒸汽冷凝水回收装置7。
22.储罐2存储有独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液。蒸发浓缩釜1包括内层、外层、加热层和盖板。加热层处于内层和外层之间。蒸发浓缩釜1内安装有烧碱浓度计。
23.如图1所示，蒸发浓缩釜1的内层通过进料管路与储罐2连通，蒸发浓缩釜1下端开设有出料口6。蒸发浓缩釜1的盖板上开设有蒸汽排出口3，蒸发浓缩釜1下部开设有浓缩碱液排出口。
24.如图1所示，蒸汽冷凝水回收装置7开设有进气口和排水口，蒸发浓缩釜1的蒸汽排出口3和蒸汽冷凝水回收装置7的进气口通过气体管路连通。
25.如图1所示，浓缩碱液排出口外安装有水泵一5，浓缩碱液排出口与水泵一5的进水端连通。
26.如图1所示，进料管路上安装有水泵二4。
27.如图1所示，独居石碱液双效蒸发浓缩装置还包括搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，搅拌电机安装在蒸发浓缩釜1盖板上方，搅拌轴与搅拌电机驱动连接且能够对蒸发浓缩釜1内的混合溶液进行搅拌。
28.如图1所示，蒸发浓缩釜1的下部为倒锥形。
29.加热层内安装有电加热管。外层包括外板和隔热保温层。
30.蒸汽冷凝水回收装置7内安装有丝网除雾器和金属冷凝片，且丝网除雾器处于金属冷凝片上方。
31.蒸发浓缩釜1内还安装有液位计。
32.实施例2本实施例与实施例1的区别是：加热层内安装有燃气加热器。
33.一种独居石碱液双效蒸发浓缩方法，利用上述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置对独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液进行蒸发浓缩，包括以下步骤：步骤一储罐2中存储的独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液经过进料管路进入蒸发浓缩釜1，并且蒸发浓缩釜1中混合溶液的液面达到设定的上限；步骤二蒸发浓缩釜1的加热层工作，将蒸发浓缩釜1内的混合溶液加热，加热过程中混合溶液中的水不断转变为水蒸气(最终加热至沸腾)，水蒸气自蒸汽排出口3排出蒸发
浓缩釜1，然后经气体管路进入蒸汽冷凝水回收装置7，水蒸气在蒸汽冷凝水回收装置7内又转变为热水(温度90-100℃)并自排水口排出；步骤三随着蒸发浓缩釜1混合溶液中溶剂水的不断减少，首先形成磷酸三钠的过饱和溶液，磷酸三钠晶体析出(100℃时磷酸三钠在水中的溶解度为77g，而烧碱的溶解度为347g)，此过程中混合溶液中烧碱的浓度不断提高，直到蒸发浓缩釜1中烧碱浓度达到设定值，加热层停止工作；独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液中烧碱少、磷酸三钠多，而烧碱在水中的溶解度远大于磷酸三钠，所以独居石碱液双效蒸发浓缩中加热层停止工作时，蒸发浓缩釜中的溶剂水已经很少(形成烧碱饱和溶液所需水量非常少)，水中溶解的磷酸三钠当然也很少，相比于现有技术对磷酸三钠的回收更彻底；步骤四将蒸发浓缩釜1剩余的浓缩后的烧碱溶液通过浓缩碱液排出口排出；然后打开出料口6对磷酸三钠晶体进行出料操作；步骤五蒸汽冷凝水回收装置7排水口排出的热水加入到独居石液碱分解罐中对其中的浆料进行稀释或洗涤；同时蒸汽冷凝水回收装置7排水口排出的热水与浓缩后的烧碱溶液混合配制工艺烧碱溶液(工艺烧碱溶液浓度例如50%)。
34.步骤三中直到蒸发浓缩釜1中烧碱浓度达到饱和(烧碱浓度77.63%)，加热层停止工作。
35.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，包括蒸发浓缩釜(1)、储罐(2)和蒸汽冷凝水回收装置(7)；所述储罐(2)存储有独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液；所述蒸发浓缩釜(1)包括内层、外层、加热层和盖板；所述加热层处于内层和外层之间；所述蒸发浓缩釜(1)内安装有烧碱浓度计；所述蒸发浓缩釜(1)的内层通过进料管路与储罐(2)连通，所述蒸发浓缩釜(1)下端开设有出料口(6)；所述蒸发浓缩釜(1)的盖板上开设有蒸汽排出口(3)，所述蒸发浓缩釜(1)下部开设有浓缩碱液排出口；所述蒸汽冷凝水回收装置(7)开设有进气口和排水口，所述蒸发浓缩釜(1)的蒸汽排出口(3)和蒸汽冷凝水回收装置(7)的进气口通过气体管路连通。2.根据权利要求1所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，所述浓缩碱液排出口外安装有水泵一(5)，所述浓缩碱液排出口与水泵一(5)的进水端连通。3.根据权利要求1所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，所述进料管路上安装有水泵二(4)。4.根据权利要求1所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，独居石碱液双效蒸发浓缩装置还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌电机安装在蒸发浓缩釜(1)盖板上方，所述搅拌轴与搅拌电机驱动连接且能够对蒸发浓缩釜(1)内的混合溶液进行搅拌。5.根据权利要求1所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，所述蒸发浓缩釜(1)的下部为倒锥形。6.根据权利要求1所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，所述加热层内安装有电加热管或者安装有燃气加热器；所述外层包括外板和隔热保温层。7.根据权利要求1所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，所述蒸汽冷凝水回收装置(7)内安装有丝网除雾器和金属冷凝片，且所述丝网除雾器处于金属冷凝片上方。8.根据权利要求5所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置，其特征在于，所述蒸发浓缩釜(1)内还安装有液位计。9.一种独居石碱液双效蒸发浓缩方法，其特征在于，利用权利要求8所述的独居石碱液双效蒸发浓缩装置对独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液进行蒸发浓缩，包括以下步骤：步骤一储罐(2)中存储的独居石液碱分解反应后的烧碱和磷酸三钠的混合溶液经过进料管路进入蒸发浓缩釜(1)，并且蒸发浓缩釜(1)中混合溶液的液面达到设定的上限；步骤二蒸发浓缩釜(1)的加热层工作，将蒸发浓缩釜(1)内的混合溶液加热，加热过程中混合溶液中的水不断转变为水蒸气，水蒸气自蒸汽排出口(3)排出蒸发浓缩釜(1)，然后经气体管路进入蒸汽冷凝水回收装置(7)，水蒸气在蒸汽冷凝水回收装置(7)内又转变为热水并自排水口排出；步骤三随着蒸发浓缩釜(1)混合溶液中溶剂水的不断减少，首先形成磷酸三钠的过饱和溶液，磷酸三钠晶体析出，此过程中混合溶液中烧碱的浓度不断提高，直到蒸发浓缩釜(1)中烧碱浓度达到设定值，加热层停止工作；步骤四将蒸发浓缩釜(1)剩余的浓缩后的烧碱溶液通过浓缩碱液排出口排出；然后打
开出料口(6)对磷酸三钠晶体进行出料操作；步骤五蒸汽冷凝水回收装置(7)排水口排出的热水加入到独居石液碱分解罐中对其中的浆料进行稀释或洗涤；同时蒸汽冷凝水回收装置(7)排水口排出的热水与浓缩后的烧碱溶液混合配制工艺烧碱溶液。10.根据权利要求9所述的独居石碱液双效蒸发浓缩方法，其特征在于，步骤三中直到蒸发浓缩釜(1)中烧碱浓度达到饱和，加热层停止工作。

技术总结
本发明属于独居石冶炼技术领域，具体涉及一种独居石碱液双效蒸发浓缩装置和方法，独居石碱液双效蒸发浓缩装置包括蒸发浓缩釜、储罐和蒸汽冷凝水回收装置；所述蒸发浓缩釜包括内层、外层、加热层和盖板；所述加热层处于内层和外层之间；所述蒸发浓缩釜内安装有烧碱浓度计；相比于现有技术，利用本发明的独居石碱液双效蒸发浓缩装置(1)将磷酸三钠的析出和碱液蒸发浓缩整合为一个工序，减少了工序环节；(2)大大减少了采购热水量，节约了水资源；(3)对磷酸三钠的回收更彻底；(4)独居石碱液双效蒸发浓缩后得到热水、磷酸三钠晶体和浓缩碱液，没有废弃物，节能减排。节能减排。节能减排。


技术研发人员：郑景丰 梁华陆 赵陈桂
受保护的技术使用者：山东域潇有色新材料有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/7/21