一种碳酸稀土生产系统及生产方法技术方案

本发明专利技术公开了一种碳酸稀土生产系统及生产方法，属于稀土材料领域；本申请生产系统充分利用了沉淀反应器中的上清液颗粒杂质少、本身具有一定热量的特点，经过滤器再次过滤杂质后，直接通过蒸发器进行蒸发浓缩，获得高温蒸汽和氯化铵的浓缩液；其中，氯化铵浓缩液可以通过后续结晶工艺回收氯化铵；获得的高温蒸汽通过换热器为沉淀反应器维持反应温度提供热量，冷却后的高温蒸汽最终成为可循环利用的工业废水。业废水。业废水。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸稀土生产系统及生产方法


[0001]本专利技术涉及稀土材料领域，特别涉及一种碳酸稀土生产系统及生产方法。

技术介绍

[0002]碳酸稀土作为制备稀土荧光粉、稀土抛光粉、稀土永磁材料、储氢材料和结构材料等的前驱体，是一种重要的稀土材料。现有技术中，可以将氯化稀土料液与碳酸盐沉淀剂反应获得碳酸稀土，例如采用碳酸氢铵沉淀法将各种金属的氯化物溶液制备成金属碳酸盐；该方法制备过程中会产生大量废水，废水中存在大量氨氮和氯离子无法直接排放，也无法循环利用，使得废水处理成为一大难题。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种碳酸稀土生产系统及生产方法，至少解决废水中由于存在大量氨氮和氯离子无法循环利用的问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：根据本公开的第一方面，本专利技术提供了一种碳酸稀土生产系统，该系统包括：沉淀反应器，用于氯化稀土料液与碳酸盐沉淀剂沉淀反应及陈化反应；过滤器，用于过滤所述沉淀反应器中吸出的上清液；蒸发器，用于过滤后上清液蒸发浓缩，获得高温蒸汽和浓缩液；换热器，用于利用所述蒸发器获得的高温蒸汽与所述沉淀反应器的循环加热装置换热。
[0005]在一种可能的实施方式中，该生产系统还包括：离心分离设备和废液存储池，所述离心分离设备用于离心分离沉淀反应器中浆料；所述废液存储池用于存储离心分离出的废液，通过所述过滤器将废液过滤后泵入所述蒸发器。
[0006]在一种可能的实施方式中，该生产系统还包括：冷凝设备，所述冷凝设备用于冷却换热器换热后蒸汽。
[0007]在一种可能的实施方式中，所述换热器与冷凝设备之间增设一条循环管路，并在循环管路上设置温度检测器，当排出换热器的蒸汽温度高于设定值，则返回换热器继续换热，若低于设定值则排入冷凝设备。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述循环管路上增设蒸汽缓冲罐。
[0009]在一种可能的实施方式中，所述沉淀反应器包括罐体，罐体内部设有搅拌器，罐体为夹层结构，夹层内设置加热管，罐体内设有吸液管，吸液管连接过滤器。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述过滤器包括筒体和滤芯，滤芯位于筒体中央，滤芯底部边缘形成有料液入口，料液入口与筒体上设置的料液输入管管口正对；滤芯外壁、料液入口上方设有环形隔板，环形隔板将筒体分隔为下部的过滤腔体和上部的滤液腔体，滤液腔体连通料液输出管；料液输入管连接沉淀反应器，料液输出管通过料液输送泵连接蒸发器。
[0011]在一种可能的实施方式中，该生产系统还包括清水池，所述清水池用于存储换热器换热后的冷凝水，所述清水池内设置废液存储池，废液存储池内废液与清水池内热水之
间可传递热量。
[0012]根据本公开的第二方面，本专利技术提供了一种碳酸稀土生产方法，应用上述生产系统，包括：步骤S1、将高纯氯化稀土料液加入沉淀反应器中，在搅拌条件下，加入高纯碳酸盐沉淀剂，反应进行至上清液pH稳定在6
‑
7，且上清液中的稀土金属离子至浓度低于0.03mol/L；该沉淀过程中保持体系的温度在50～80℃；步骤S2、沉淀结束后静置陈化，陈化过程保持温度50～80℃；步骤S3、陈化结束后将沉淀反应器中上清液单独吸出至蒸发器进行蒸发浓缩获得浓缩液，浓缩液通过结晶工艺回收氯化铵；沉淀反应器中剩余浆液通过浆料泵输送至离心分离设备进行离心脱水，分离出碳酸稀土和废液；步骤S4、分离出的碳酸稀土再用去离子水淋洗洗涤，最后经离心脱水获得超高纯、低杂质碳酸稀土。
[0013]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种碳酸稀土生产系统及生产方法，本申请生产系统充分利用了沉淀反应器中的上清液颗粒杂质少、本身具有一定热量的特点，经过滤器再次过滤杂质后，直接通过蒸发器进行蒸发浓缩，获得高温蒸汽和氯化铵的浓缩液；其中，氯化铵浓缩液可以通过后续结晶工艺回收氯化铵；获得的高温蒸汽通过换热器为沉淀反应器维持反应温度提供热量，冷却后的高温蒸汽最终成为可循环利用的工业废水。
附图说明
[0014]图1是本申请实施例提供的一种碳酸稀土生产系统的示意图。
[0015]图2是本申请实施例提供的第二种碳酸稀土生产系统的示意图。
[0016]图3是本申请实施例提供的一种沉淀反应器的结构示意图。
[0017]图4是本申请实施例提供的一种过滤器的结构展示图。
[0018]图5是图4中过滤器的内部结构展示图。
[0019]图6是本申请实施例提供的一种过滤器改进方案的立体结构示意图。
[0020]图7是本申请实施例提供的一种以蒸发器和换热器为核心的循环供热系统的示意图。
[0021]图8是本申请实施例提供的一种废液存储池与清水池组成成的复合池的示意图。
[0022]图9、10是本申请实施例通过高纯碳酸铵溶液作为沉淀剂制备的碳酸镧的检测报告。
[0023]图11、12是本申请实施例通过高纯碳酸铵溶液作为沉淀剂制备的碳酸铈的检测报告。
[0024]附图标记说明：沉淀反应器1，罐体101，搅拌器102，填料口103，加热管104，吸液管105；过滤器2，筒体201，滤芯202，端盖203，料液入口204，料液输入管205，环形隔板206，料液输出管207；蒸发器3，换热器4，冷凝设备5，离心分离设备6，废液存储池7，清水池8，循环管路9，蒸汽缓冲罐10。
[0025]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0028]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸稀土生产系统，其特征在于，包括：沉淀反应器（1），用于氯化稀土料液与碳酸盐沉淀剂沉淀反应及陈化反应；过滤器（2），用于过滤所述沉淀反应器（1）中吸出的上清液；蒸发器（3），用于过滤后上清液蒸发浓缩，获得高温蒸汽和浓缩液；换热器（4），用于利用所述蒸发器（3）获得的高温蒸汽与所述沉淀反应器（1）的循环加热装置换热。2.根据权利要求1所述的碳酸稀土生产系统，其特征在于，还包括：离心分离设备（6）和废液存储池（7），所述离心分离设备（6）用于离心分离沉淀反应器（1）中浆料；所述废液存储池（7）用于存储离心分离出的废液，通过所述过滤器（2）将废液过滤后泵入所述蒸发器（3）。3.根据权利要求1或2所述的碳酸稀土生产系统，其特征在于，还包括冷凝设备（5），所述冷凝设备（5）用于冷却换热器（4）换热后蒸汽。4.根据权利要求3所述的碳酸稀土生产系统，其特征在于，所述换热器（4）与冷凝设备（5）之间增设一条循环管路（9），并在循环管路（9）上设置温度检测器，当排出换热器（4）的蒸汽温度高于设定值，则返回换热器（4）继续换热，若低于设定值则排入冷凝设备（5）。5.根据权利要求4所述的碳酸稀土生产系统，其特征在于，所述循环管路（9）上增设蒸汽缓冲罐（10）。6.根据权利要求1所述的碳酸稀土生产系统，其特征在于，所述沉淀反应器（1）包括罐体（101），罐体（101）内部设有搅拌器（102），罐体（101）为夹层结构，夹层内设置加热管（104），罐体（101）内设有吸液管（105），吸液管（105）连接过滤器（2）。7.根据权利要求1所述的碳酸稀土生产系统，其特征在于，所述过滤器（2）包括筒体（201）和滤芯（202），滤芯（...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀代雨，
申请(专利权)人：包头市新源稀土高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：