可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备及其方法
阅读说明：本技术 可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备及其方法 (Movable type rare earth precipitation enrichment thickening and dewatering integrated equipment and method thereof ) 是由 朱国才 余茂林 刘少峰 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备及其方法,主要用于离子型稀土矿开采过程得到浸出液沉淀物的液固分离,具体步骤为,步骤一：将稀土沉淀料液泵入浓密器；步骤二：稀土沉淀料液在浓密器沉降分层,得到浓密液和上层清液；步骤三：上层清液流入砂滤净化器,得到净化液；步骤四：在浓密液内加入絮凝剂进入叠螺脱水机构；步骤五：浓密液经叠螺脱水机构脱水,得到稀土富集物及浊液,浊液返回浓密器,重复步骤二到步骤五。本发明可在稀土矿山开采现场实现稀土浸出液沉淀物液固连续、自动化分离,设备可移动,大幅度减少处理系统的占地面积利于开采完成后的土地修复。(The invention discloses movable type rare earth precipitation concentrate thickening and dewatering integrated equipment and a method thereof, which are mainly used for liquid-solid separation of leachate precipitates obtained in the mining process of ionic rare earth ores, and specifically comprise the following steps: pumping the rare earth precipitation feed liquid into a thickener; step two: settling and layering the rare earth precipitation feed liquid in a thickener to obtain a dense liquid and a supernatant; step three: enabling the supernatant to flow into a sand filtration purifier to obtain a purified liquid; step four: adding a flocculating agent into the concentrated solution and allowing the concentrated solution to enter a spiral shell stacking dehydration mechanism; step five: and (4) dehydrating the concentrated solution by a screw-overlapping dehydration mechanism to obtain a rare earth concentrate and a turbid solution, returning the turbid solution to the thickener, and repeating the second step to the fifth step. The invention can realize the continuous and automatic separation of liquid and solid of the rare earth leachate precipitate on the rare earth mining site, the equipment is movable, and the floor area of the treatment system is greatly reduced, thus being beneficial to the land restoration after the mining is finished.)
技术领域
本发明涉及矿产资源开发技术领域，特别是涉及一种可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备及其方法。
背景技术
离子型稀土矿传统开采主要采用硫酸铵作为浸矿剂，造成矿区环境水体氨氮及重金属严重超标，给矿区人民的生产及生活带来了危害。
为了解决离子型稀土矿开采造成的环境问题，国家正在大力推广非氨浸出新工艺，多年技术开发的成果镁盐浸矿工艺正在试运行。采用镁盐工艺关键点是镁盐的循环利用，因此镁盐浸出液采用轻烧氧化镁粉沉淀回收富集稀土，过滤得到稀土富集物，滤液返回浸出工段。目前稀土矿山采用板框过滤，由于稀土沉淀物的固含量在1％，每天需要处理数千立方的沉淀物，造成固液分离系统占地面积大，能耗高，需要的人工较多，开采完成后回收场地需要修复的面积大，成本较高。因此十分必要开发可移动高效的连续固液分离设备，达到可移动、连续自动控制用工少有利于减低运行成本，且占地面积少利于稀土矿山场地开采后的恢复。
发明内容
本发明的目的是提供可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备及其方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备，包括运输集装箱和安装于所述运输集装箱内的脱水装置，所述脱水装置包括浓密器、叠螺脱水机构和砂滤净化器，所述浓密器、叠螺脱水机构和砂滤净化器均与所述运输集装箱固定连接，所述浓密器的出水端与所述砂滤净化器的进水端连通，所述浓密器的浓密液排出端与所述叠螺脱水机构的进料端连通，所述叠螺脱水机构的浊液排出端与所述浓密器的进液端连通。
优选的，所述叠螺脱水机构包括外壳，所述外壳两侧壁之间转动连接有转轴，所述外壳外侧壁上固定安装有电机，所述电机的输出轴贯穿所述外壳与所述转轴固定连接，所述外壳顶部固定安装有进料斗，所述浓密器的浓密液排出端位于所述进料斗顶部，所述转轴外侧固定安装有螺旋叶，所述外壳远离所述电机的一端开口设置，所述外壳开口外侧设置有背压板，所述外壳上嵌设有叠螺体，所述叠螺体外侧固定有收集箱，所述收集箱上固接并连通有回流管，所述回流管与所述浓密器进液端连通。
一种稀土沉淀富集物浓密脱水方法，具体步骤如下：
步骤一：将稀土沉淀料液泵入浓密器；
步骤二：稀土沉淀料液在浓密器沉降分层，得到浓密液和上层清液；
步骤三：上层清液流入砂滤净化器，得到净化液；
步骤四：在浓密液内加入絮凝剂进入叠螺脱水机构；
步骤五：浓密液经叠螺脱水机构脱水，得到稀土富集物及浊液，浊液返回浓密器，重复步骤二到步骤五。
优选的，步骤一中，将稀土沉淀料液从浓密器中部泵入。
优选的，步骤二中得到的浓密液含固率为8-10％。
优选的，步骤三中得到的净化液可返回稀土矿山配置稀土浸出剂。
优选的，步骤四中所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
优选的，步骤四中聚丙烯酰胺的加入量为0.01-0.5％。
本发明公开了以下技术效果：
1.本发明的脱水装置安装于运输集装箱内，使本装置可以移动，需要进行作业时，只需要运输集装箱拉到指定地点，展开运输集装箱即可进行作业，移动方便，不需要拆装，节省人力物力，提高工作效率，并且只需浓密器、叠螺脱水机构和砂滤净化器三个装置即可完成稀土沉淀富集物浓密脱水，工艺简单，占地面积小。
2.本发明适合于离子型稀土矿山浸出液就地沉淀富集的液固分离，同时也适用于固含量小于1％的废水、化工及其他矿山工业的液固分离。浓密器将稀土沉淀物通过重力沉降分层，将固含量从0.2-1％提高到8-10％得到浓密液；上层清液通过砂滤净化器得到清亮液返回浸出工段；浓密液经叠螺脱水得到稀土沉淀富集物，可进一步送稀土分离厂回收利用，通过控制浓密液进入叠螺脱水机构的速度和絮凝剂的添加量，可以控制从叠螺脱水机构得到不同含水率的稀土富集物，浊液返回浓密器澄清净化，实现稀土沉淀物固液连续及自动分离。
3.本发明可在稀土矿山开采现场实现稀土浸出液沉淀物液固连续、自动化分离，设备可移动，大幅度减少处理系统的占地面积利于开采完成后的土地修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备的结构示意图；
图2为叠螺脱水机构的结构示意图；
图3为本发明的工艺流程图；
图中：1、运输集装箱；2、浓密器；3、叠螺脱水机构；31、外壳；311、收集箱；312、固定轴；313、滤动环；32、转轴；33、电机；34、进料斗；341、伺服电机；342、搅拌桨；343、分隔板；35、螺旋叶；36、背压板；37、回流管；38、液压缸。
具体实施方式
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种可移动式稀土沉淀富集物浓密脱水一体设备，包括运输集装箱1和安装于运输集装箱1内的脱水装置，脱水装置包括浓密器2、叠螺脱水机构3和砂滤净化器4，浓密器2、叠螺脱水机构3和砂滤净化器4均与运输集装箱1固定连接，浓密器2的出水端与砂滤净化器4的进水端连通，浓密器2的浓密液排出端与叠螺脱水机构3的进料端连通，叠螺脱水机构3的浊液排出端与浓密器2的进液端连通。
本发明的脱水装置安装于运输集装箱1内，使本装置可以移动，需要进行作业时，只需要运输集装箱1拉到指定地点，展开运输集装箱1即可进行作业，移动方便，不需要拆装，节省人力物力，提高工作效率，并且只需浓密器2、叠螺脱水机构3和砂滤净化器4三个装置即可完成稀土沉淀富集物浓密脱水，工艺简单，占地面积小。
工作时，将稀土沉淀料液连续泵入浓密器2，为防止上层清液的扰动，进液管插入浓密器2中部；从叠螺脱水机构3脱水得到的浊液同时进液管进入浓密器2中部，稀土沉淀料液90％以上清液直接进入砂滤净化器4；在浓密器2中连续澄清分层后，10％以下浓密液进入叠螺脱水机构3脱水。
将浓密液控制流量连续放入叠螺脱水机构3脱水，得到的固体料为稀土富集物，其含水率约40％；分离出来的浊液返回浓密器2，进行循环作业。
浓密器2上层清液连续从砂滤净化器4进水端流入，从出口端流出净化液，净化液返回矿山调配稀土浸出剂。
进一步优化方案，叠螺脱水机构3包括外壳31，外壳31两侧壁之间转动连接有转轴32，外壳31外侧壁上固定安装有电机33，电机33的输出轴贯穿外壳31与转轴32固定连接，外壳31顶部固定安装有进料斗34，浓密器2的浓密液排出端位于进料斗34顶部，转轴32外侧固定安装有螺旋叶35，外壳31远离电机33的一端开口设置，外壳31开口外侧设置有背压板36，外壳31上嵌设有叠螺体，叠螺体外侧固定有收集箱311，收集箱311上固接并连通有回流管37，回流管37与浓密器2进液端，回流管37上固定安装有砂浆泵。浓密液从进料斗34进入外壳31内部，电机33带动转轴32转动，转轴32带动螺旋叶35转动，浓密液进入螺旋叶35的叶片槽内，随入螺旋叶35旋转向外壳31开口方向移动，最终接触到背压板36，背压板36对螺旋叶35内的浓密液产生挤压作用，移动过程中螺旋叶35配合叠螺体和背压板36对浓密液进行挤压，挤出浓密液内的浊液，浊液通过叠螺体进入收集箱311，再通过回流管37回流到浓密器2内进行二次沉淀，去除大部分水分的稀土沉淀富集物则从外壳31开口与背压板36之间的排出口排出。
进一步优化方案，螺旋叶35的页片厚度从接近电机33的一端到另一端逐渐增加，使螺旋叶35的叶片槽逐渐变窄，从而对叶片槽内的浓密液造成挤压，将其中浊液挤压出去，转轴32远离电机33的一端为锥形结构，使锥形结构部分的叶片槽逐渐变浅，进一步压缩叶片槽内浓密液的体积，将其中浊液挤压出去，增强脱水效果，得到含水量较低的稀土沉淀富集物。
进一步优化方案，叠螺体包括若干固定轴312，若干固定轴312固定于收集箱311两侧壁之间，固定轴312优选为4根，4根固定轴312上穿设有若干定环313，相邻定环313之间夹设有动环，螺旋叶35位于定环313内部。螺旋叶35转动过程中，对叶片槽内的浓密液造成挤压，将其中浊液挤压出去，由于定环313和动环抵触连接，浓密液内固体物质无法从定环313和动环之间的间隙流出，而浊液则通过相邻定环313和动环之间的间隙流出，进入收集箱311内。
进一步优化方案，外壳31上固定连接有支架，支架上固定安装有液压缸38，液压缸38的输出端与背压板36固定连接，液压缸38通过活塞可控制背压板36与外壳31开口之间的距离，来控制叠螺脱水机构3的稀土沉淀富集物排出速度，背压板36与外壳31开口之间的距离近，则稀土沉淀富集物排出速度慢，同时，稀土沉淀富集物的含水量会很低，背压板36与外壳31开口之间的距离远，则稀土沉淀富集物排出速度快，同时，稀土沉淀富集物的含水量会高一些，可根据工作需要控制背压板36与外壳31开口之间的距离，获得适合浓度的稀土沉淀富集物。
进一步优化方案，进料斗34侧壁固定有伺服电机341，伺服电机341的输出轴贯穿进料斗34侧壁固定连接有搅拌桨342，伺服电机341的输出轴与进料斗34侧壁固之间安装有密封轴承，防止浓密液泄露，搅拌桨342位于进料斗34内部，进料斗34内固定有分隔板343，分隔板343底部开设有进料口，浓密液进入进料斗34时，加入絮凝剂，启动伺服电机341，启动伺服电机341带动搅拌桨342转动，对浓密液进行搅拌，使浓密液和絮凝剂混合在一起，然后从进料口进入外壳31进行脱水。
一种稀土沉淀富集物浓密脱水方法，具体步骤如下：
步骤一：将稀土沉淀料液连续泵入浓密器2，为防止上层清液的扰动，进液管插入浓密器2中部；
步骤二：稀土沉淀料液在浓密器2沉降分层，90％以上的稀土沉淀料液成为上层清液，10％以下的稀土沉淀料液成为浓密液，浓密液含固率为8-10％；
步骤三：上层清液直接进入砂滤净化器，上层清液流入砂滤净化器4得到净化液，净化液可返回稀土矿山配置稀土浸出剂；
步骤四：浓密液加入0.01-0.5％的絮凝剂聚丙烯酰胺进入叠螺脱水机构3；
步骤五：浓密液经叠螺脱水机构3脱水，得到稀土富集物及浊液，浊液返回浓密器2，重复步骤二到步骤五。
本发明适合于离子型稀土矿山浸出液就地沉淀富集的液固分离，同时也适用于固含量小于1％的废水、化工及其他矿山工业的液固分离。浓密器将稀土沉淀物通过重力沉降分层，将固含量从0.2-1％提高到8-10％得到浓密液；上层清液通过砂滤净化器得到清亮液返回浸出工段；浓密液经叠螺脱水得到稀土沉淀富集物，可进一步送稀土分离厂回收利用，通过控制浓密液进入叠螺脱水机构的速度和絮凝剂的添加量，可以控制从叠螺脱水机构得到不同含水率的稀土富集物，浊液返回浓密器澄清净化，实现稀土沉淀物固液连续及自动分离。
实施例1
从赣州某稀土矿山取含固率0.3％的稀土沉淀料液50立方米，经浓密器2浓密得到8％的浓密液，上层清液经砂滤得到净化液；浓密液以500升/小时的速度放入絮凝剂聚丙烯酰胺0.8kg/h搅拌,连续进入叠螺脱水机构3脱水，得到含水率38％的稀土富集物；浊液返回浓密器2。
实施例2
从赣州某稀土矿山取含固率0.3％的稀土沉淀料液50立方米，经浓密器2浓密得到10％的浓密液，上层清液经砂滤得到净化液；浓密液以500升/小时的速度放入絮凝剂聚丙烯酰胺1kg/h搅拌,连续进入叠螺脱水机构3脱水，得到含水率42％的稀土富集物；浊液返回浓密器2。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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