一種洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的種洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置和方法。洗滌裝置由帶攪拌的洗滌桶和磁鐵組成，該裝置用于中和沉淀法制備的帶有磁性的超細粒子，如γ-Fe2O3、Fe3O4、Co3O4等。將待洗滌的帶有磁性的超細粒子轉(zhuǎn)入帶有攪拌的洗滌桶中，加入洗滌水攪拌均勻，然后停止攪拌，帶有磁性的超細粒子在洗滌桶底部的磁鐵的作用下加速沉降，沉降一段時間后分離上層清液后重新加水洗滌，直到洗滌水中的雜質(zhì)含量合格。本發(fā)明裝置和方法對帶有磁性的超細粒子的進行洗滌，可以減少洗滌水的用量，節(jié)省洗滌時間，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及的是一種用于洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在固體催化劑生產(chǎn)中，沉淀法是采用的最多的一種方法。該方法通過酸、堿、鹽之間進行的沉淀反應來生成沉淀，再經(jīng)過洗滌、固液分離、干燥等工序獲得純化的固體粒子，來用作制備催化劑的前驅(qū)體。為了獲得比表面積更高、活性更好的催化劑，常常需要控制沉淀反應條件以生成超細沉淀。一些催化劑的制備過程中生成的沉淀粒子小到幾個納米，如此細小的粒子在洗滌水中自然沉降的速度非常慢，通過傳統(tǒng)的自然沉降洗滌方法很難將沉淀洗滌干凈；采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾、帶式過濾、膜分離等設(shè)備進行沉淀的洗滌，過濾介質(zhì)很容易被細小的沉淀所堵塞，洗滌效率低下。
[0003]一氧化碳高溫變換催化劑是目前使用最廣、用量最大的一種化肥催化劑，以鐵-鉻系為主體。在變換催化劑的生產(chǎn)中，中和反應生成的沉淀物含有大量多余的離子，有些離子可能會影響到催化劑的性能，需要通過洗滌去除。早期的一氧化碳高溫變換催化劑制備中采用碳酸鹽為沉淀劑，得到的沉淀粒子較大，洗滌容易。后來，為了改進高變催化劑的性能出現(xiàn)了以苛性堿或氨水為沉淀劑的制備方法，得到的沉淀粒子細小，而且通常呈膠狀，采用傳統(tǒng)的洗滌方法洗滌困難，洗滌周期長，洗滌效果差，大大增加了催化劑的生產(chǎn)成本，而且會影響催化劑的性能。采用膜洗滌的方法，不需要沉降，縮短了洗滌時間，同時也減少了洗滌水的用量，但是膜的使用周期短，需要再生，增加了部分成本，設(shè)備制造結(jié)構(gòu)復雜，需要一定維護費用，總的來說催化劑的生產(chǎn)成本降低不大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置和方法，通過加速水可磁化或帶磁性物質(zhì)粒子的沉降速度，減少洗滌水的用量，縮短洗滌的時間，從而降低催化劑的生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置，包括洗滌桶，洗滌桶上設(shè)有攪拌裝置，其特征是在洗滌桶的外部設(shè)有強磁場的磁鐵。
[0006]本發(fā)明洗滌裝置中使用的磁鐵，可以是永久性磁鐵，也可以是電磁鐵，根據(jù)洗滌的要求選擇合適的磁鐵，產(chǎn)生足夠的磁場，使磁性或可被磁化固體顆粒在強磁場的作用下，迅速的沉降。
[0007]本發(fā)明優(yōu)選地，磁鐵置于洗滌桶的下方。
[0008]本發(fā)明洗滌裝置中的洗滌桶，根據(jù)實際情況和洗滌量的要求設(shè)計其大小，在選擇洗滌桶的材質(zhì)時，要考慮到洗滌時所用溶液的溫度(洗滌時的溫度一般在室溫至100°c之間)，洗滌水的酸堿度對的材質(zhì)的要求，同時要求洗滌桶不能具有磁性或在磁場的作用下，洗滌桶不能被磁化，必要時要對洗滌桶進行防磁處理，以滿足洗滌的要求。洗滌桶的大小和材質(zhì)不影響磁場的強度，不改變磁力線的方向。
[0009]洗滌桶上裝有的攪拌裝置，在設(shè)計與選擇時要考慮到攪拌功率的大小，洗滌水的溫度，洗滌水的酸堿度對材質(zhì)的要求，攪拌裝置不能具有磁性或在磁場的作用下不能被磁化，必要時要對攪拌裝置進行防磁處理。
[0010]本發(fā)明洗滌裝置還包括該領(lǐng)域所熟知的物料管道，水蒸汽加入口，洗滌水加入口，洗滌水排放口，物料出口等。
[0011]本發(fā)明洗滌帶有磁性的超細粒子的方法，其特征在于將被洗物和洗滌水的混合液加入洗滌桶中，對混合溶液加熱，啟動攪拌裝置開始攪拌，使沉淀與洗滌水充分混合均勻，達到洗滌時所需的溫度后停止加熱，停止攪拌，在磁場的強作用下，洗滌水中的沉淀物迅速沉降。
[0012]本發(fā)明一種典型的方法是:將被洗物通過物料管道3加到洗滌裝置中的洗滌桶中，通過洗滌水加入管道將洗滌水加入到洗滌桶中，打開蒸汽管道閥門對混合溶液加熱，啟動攪拌裝置開始攪拌，使沉淀與洗滌水充分混合均勻，達到洗滌時所需的溫度后關(guān)閉蒸汽閥門停止加熱，停止攪拌，在磁場的強作用下，洗滌水中的沉淀物迅速沉降，l(T20min分鐘后結(jié)束水洗，上層洗滌水通過洗滌水排放管道排出，然后通過洗滌水加入管道再次加入同樣量的洗滌水繼續(xù)洗滌，重復上面的步驟對沉淀進行洗滌，反復洗滌4飛次后，沉淀物即可達到變換催化劑工業(yè)生產(chǎn)的要求，通過物料出口將物料排出。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.采用本發(fā)明制造的洗滌裝置，洗滌效果好，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備少，操作簡單，維修費用低。
[0014]2.固體顆粒沉降速度快，時間短，縮短了洗滌時間。
[0015]3.在磁場的作用下顆粒沉降較為完全，節(jié)約了洗滌水的用量。
[0016]4.降低了催化劑的生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖是本發(fā)明實施例洗滌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-洗滌桶，2-洗滌桶支座，3-物料進口，4-攪拌電機，5-洗滌水進口，6_蒸汽管道，7-洗滌水排放口，8-物料出口，9-攪拌器，10-磁鐵。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明加以詳細的描述。
[0020]實施例的洗滌裝置如附圖1所示，主要包括洗滌桶1，洗滌桶I上設(shè)有攪拌電機4和攪拌器9，洗滌桶I的下方設(shè)有強磁場的磁鐵10。洗滌裝置還包括洗滌桶支座2，物料進口 3，洗滌水進口 5，蒸汽管道6，洗滌水排放口 7，物料出口 8等。
[0021]實施例1:
本實施例用于以硝酸鹽為原料，氨水為沉淀劑制備一氧化碳高溫變換催化劑過程中生成的磁性沉淀粒子的洗滌:
取含有100kg Fe2O3的Fe2+的硝酸鹽溶液(或Fe3+的硝酸鹽溶液，或Fe2+與Fe3+的硝酸鹽混合溶液)，加入12kg CrO3攪拌下配制成Fe2+、Fe3+、Cr3+的混合溶液,用氨水進行快速中和沉淀反應，得到含有磁性的細小沉淀。將磁性沉淀漿料通過物料管道3移到洗滌裝置的洗滌桶I中，啟動攪拌裝置4開始攪拌，開啟加水閥通過加水管道5加入6m3去離子水，打開蒸汽閥門加熱漿料至60°C，然后停止加熱、停止攪拌，在磁場的強作用下，水溶液中的沉淀物迅速沉降，0.5h后沉降結(jié)束，上層水溶液通過排水管道7排出，然后通過加水管道5再次加入同樣量的去離子水繼續(xù)洗滌，重復上面的步驟對沉淀進行洗滌，反復洗滌4飛次后，沉淀物中所含離子即可達到變換催化劑工業(yè)生產(chǎn)的要求，通過出料口 8將物料排出進入下一工序。
[0022]實施例2:
本實施例用于沉淀法制備的超細氧化鐵黑(四氧化三鐵，具有磁性)的洗滌。
[0023]將沉淀法制備的200kg超細氧化鐵黑漿料通過物料管道3轉(zhuǎn)移到洗滌桶I中，通過加水管道5將6m3的去離子水加到洗滌桶中，打開蒸汽閥門對混合溶液加熱，啟動攪拌裝置4開始攪拌，使沉淀與去離子水充分混合均勻，溫度升至50°C后關(guān)閉蒸汽閥門停止加熱，然后停止攪拌。在磁場的強作用下，水溶液中的氧化鐵黑迅速沉降，數(shù)分鐘后沉降結(jié)束，上層水溶液通過排水管道7排出，然后通過加水管道6再次加入同樣量的去離子水繼續(xù)洗滌，重復上面的步驟對沉淀進行洗滌，反復洗滌4飛次后，沉淀物即可達到變換催化劑工業(yè)生產(chǎn)的要求，通過出料口 8將物料排出進入下一工序。
【權(quán)利要求】
1.一種洗滌帶有磁性的超細粒子的裝置，包括洗滌桶，洗滌桶上設(shè)有攪拌裝置，其特征是在洗滌桶的外部設(shè)有強磁場的磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述磁鐵是永磁鐵或電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于磁鐵置于洗滌桶的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置洗滌帶有磁性的超細粒子的方法，其特征在于將被洗物和洗滌水的混合液加入洗滌桶中，對混合溶液加熱，攪拌，使沉淀與洗滌水充分混合均勻，達到洗滌時所需的溫度后停止加熱，停止攪拌，在磁場的強作用下，洗滌水中的沉淀物迅速沉降。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置洗滌帶有磁性的超細粒子的方法，其特征在于將被洗物通過物料管道加到洗滌裝置中的洗滌桶中，通過洗滌水加入管道將的洗滌水加入到洗滌桶中，打開蒸汽管道閥門對混合溶液加熱，啟動攪拌裝置開始攪拌，使沉淀與洗滌水充分混合均勻，達到洗滌時所需的溫度后關(guān)閉蒸汽閥門停止加熱，停止攪拌，在磁場的強作用下，洗滌水中的沉淀物迅速沉降，1lOmin后，結(jié)束水洗，上層洗滌水通過洗滌水排放管道排出，然后通過洗滌水加入管道再次加入同樣量的洗滌水繼續(xù)洗滌，重復上面的步驟對沉淀進行洗滌，反復洗滌4飛次后，沉淀物即可達到所需要求，通過物料出口將物料排出。
【文檔編號】B01J37/06GK104437671SQ201310439547
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】魏士新, 蔡進, 張 杰, 陳長新, 蔡成偉, 吳學其 申請人:中國石油化工股份有限公司, 南化集團研究院