[发明专利]一种利用固废一步合成层状氢氧化物的装置及合成方法

说明书

本发明提供了一种利用固废一步合成层状氢氧化物的装置及合成方法，装置包括材料酸解室、离子沉淀室和离子过滤室。所述材料酸解室主要包括化学反应箱、磁力搅拌控制器、排液孔和注酸孔；所述离子沉淀室主要包括溶液混合箱、溢液孔、加液孔、进气孔和顶盖，离子沉淀室与材料酸解室采用槽道‑榫头拼装和螺栓预紧连接；所述离子过滤室主要包括进液仓、滤液仓、循环仓、密封盖和真空抽滤装置，滤液仓内布置排液管，通过浮漂控制进液阀，使滤液自动从滤液仓进入循环仓，最终回流进入溶液混合箱。本发明装置及合成方法可简化使用固废为原材料制备层状氢氧化物的操作流程，降低层状氢氧化物制备成本、提高制备效率，实现一步合成固废基层状氢氧化物。

技术领域

本发明属于固体废弃物(固废)资源化利用领域，尤其是涉及一种利用固废一步合成层状氢氧化物的装置及合成方法。

背景技术

层状氢氧化物是一类具有特殊插层结构的化合物，通常由两种带有正电荷的金属阳离子层与存在其中间的平衡电荷的阴离子组成。由于层间阴离子和层与层之间的弱作用力，这一类化合物表现出对某些特殊离子、官能团的强吸附作用，其因独特的结构与性能而被广泛应用于吸附和催化领域。层状氢氧化物的合成制备通常使用纯度较高的化学制剂作为原材料，如昂贵的可溶镁盐、铝盐或氢氧化铝是被用作合成水滑石类层状氢氧化物的主要镁源和铝源。尾矿和工农业固体废渣中含有可回收利用的钙、镁、铝、铁等金属元素，是合成层状氢氧化物的天然原料，使用固废进行层状氢氧化物的合成制备不但可以降低生产成本，还可以促进固废的资源化利用。实际上，目前试验研究使用的固废合成层状氢氧化物的工艺方法已得到广泛的接受与认可，但具体操作步骤涉及繁复的处理工艺，降低了合成制备效率。基于现有合成层状氢氧化物的制备方法，简化操作工艺流程、提高合成效率，对于推广固废基层状氢氧化物的合成与利用具有重要意义。因此，针对上述问题，有必要设计一种利用固废一步合成层状氢氧化物的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种利用固废一步合成层状氢氧化物的装置及合成方法，降低层状氢氧化物生产成本，简化利用固废合成层状氢氧化物的制备工艺，实现一步合成固废基层状氢氧化物，可用于高效率、低成本合成层状氢氧化物。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用固废一步合成层状氢氧化物的装置，包括材料酸解室、离子沉淀室和离子过滤室，所述材料酸解室包括化学反应箱、底座、磁力搅拌控制器、排液孔和注酸孔；所述离子沉淀室包括溶液混合箱、溢液孔、加液孔、进气孔和顶盖，化学反应箱的上翼缘板与溶液混合箱的开孔底板采用槽道-榫头拼装，并使用螺栓预紧连接；所述离子过滤室包括底座支架、机械搅拌器、pH传感器、导气管、进液仓、滤液仓、循环仓和密封盖，导气管的一端经密封盖伸入滤液仓，另一端通过连接软管与真空抽滤装置连接，顶盖设计有机械搅拌器、pH传感器和导气管的专用孔道，顶盖与溶液混合箱的上翼缘板通过螺栓固定连接。

进一步的，所述化学反应箱为透明容器，箱体侧壁标有刻度，量程为10L，最小刻度为10mL。

进一步的，化学反应箱的长度、宽度和高度分别为35cm、35cm和15cm。

进一步的，位于化学反应箱两侧壁的排液孔和注酸孔孔径均为2.5cm，排液孔中心距离箱体底面4.5cm，注酸孔中心距离箱体底面10cm。

进一步的，化学反应箱的上翼缘板厚度为2cm，翼缘板设置有沿箱体通长的槽道，槽道截面宽度为0.5cm，深度为0.5cm。

进一步的，化学反应箱底部悬挂外置磁力搅拌控制器，磁力搅拌控制器通过卡槽固定。

进一步的，溶液混合箱的箱体侧壁标有液面高度刻度，量程为17cm，最小刻度为1mm。

进一步的，溶液混合箱的长度、宽度和高度分别为35cm、35cm和40cm。