一种利用铜包铁废水生产七水硫酸亚铁的生产线的制作方法

本方案属于水处理药剂生产领域，具体涉及一种利用铜包铁废水生产七水硫酸亚铁的生产线。

背景技术：

1、硫酸亚铁在水处理药剂生产领域是很常见，而生产七水硫酸亚铁的生产线一般都是由调温工作桶、硫酸亚铁结晶装置、离心机和成品储存装置几种常见装置组合而成，现有技术中申请号为“ cn201610364930.4 ”的一种利用硫酸铜废液制备硫酸亚铁晶体的工艺方法及其装置，包括将硫酸铜废液用泵抽至反应釜内，在搅拌条件下加入还原铁，充分反应后析出海绵铜，并产生硫酸亚铁液；通过板框压滤机进行固液分离，得到海绵铜产品和硫酸亚铁溶液；然后再将产生的硫酸亚铁溶液进行蒸馏浓缩达到一定浓度，使其冷却结晶，最后进行离心得到硫酸亚铁晶体。本发明的工艺方法实现了全部资源化的无害化处理及利用，节约资源，保护环境；且制得硫酸亚铁晶体的可直接用于水质净化和工业废水处理，同时具有杀菌作用，具有良好的市场效益。

2、但是上述方案在过程中仍然存在较为明显的缺陷：1、结晶过程中，冷冻效率较低，析出晶体的时间长，不利于工业化生产；2、结晶时晶体粘连设备久致板结，不好脱落，也不利于后期设备维护；3、硫酸亚铁结晶含水量仍较高，生产的硫酸亚铁晶体质量不高，不利于后期工业加工的问题；4、还原铁大小不均匀，还原铁和硫酸铜废液反应不充分，5、还原铁和硫酸铜废液反应后高温情况下蒸发液体多，没有处理，铜和铁离子蒸发浪费。

技术实现思路

1、本方案提供一种利用铜包铁废水生产七水硫酸亚铁的生产线，以解决结晶过程中，冷冻效率较低，析出晶体的时间长，不利于工业化生产的问题。

2、为了达到上述目的，本方案提供一种利用铜包铁废水生产七水硫酸亚铁的生产线，包括破碎筛选一体装置、调温工作桶、硫酸亚铁结晶装置、离心机和成品储存装置，所述破碎筛选一体装置通过管道连通调温工作桶，所述调温工作桶通过管道连通硫酸亚铁结晶装置，所述硫酸亚铁结晶装置通过管道连通离心机，所述离心机通过管道连通成品储存装置，所述离心机通过管道直接连通调温工作桶，所述硫酸亚铁结晶装置包括结晶罐、分离机、驱动机构和回收机构，所述结晶罐包括原液进液口管、冷冻剂进液口管、冷冻剂出液管和出液管，所述出液管与所述分离机连通，所述分离机与所述回收机构连通，所述回收机构与所述原液进液口管连通，还包括环形管和清洁机构，所述环形管的一端通过旋转接头与所述冷冻剂进液口连通，所述环形管的另一端通过旋转接头与所述冷冻剂出液管连通，所述环形管设置在驱动机构上，且所述环形管转动设置在结晶罐内，所述清洗机构包括连接杆、阶梯杆和环形洗刷球，所述阶梯杆是中空的，阶梯杆滑动连接在连接杆上，所述环形洗刷球固定连接在所述阶梯杆上，所述环形洗刷球滑动连接在所述环形管上。

3、本方案的原理在于：将等待破碎的铁质物品通过进料口进入破碎仓，破碎仓内齿辊工作，收集细小的破碎后的半成品就是还原铁，接着进入调温工作桶，硫酸铜废液和还原铁由进料口进入调温工作桶进行反应，开启搅拌电机和加热器，搅拌器在转动的同时发热，让反应溶液温度逐渐达到80℃，在温度升高的过程中，不断有蒸汽散发，当蒸汽上升到调温工作桶上部，碰到扇形制冷箱，蒸汽变成液体，随蒸汽导流槽留下，回到反应溶液中，接着进入硫酸亚铁结晶罐中，先将待结晶的硫酸亚铁溶液加入到硫酸亚铁结晶罐中，再向环形管中加入冷冻剂，当冷冻剂进入环形管，环形管转动，硫酸亚铁在骤冷的环境下开始结晶，当环形管转动，环形洗刷球就在环形管上沿旋转方向移动，环形管转动2-3周，反方向转动，环形洗刷球就会在环形管上反方向移动，继续循环，在环形洗刷球不断移动的过程中结晶粘连在环形管管壁上的物质可以被刷掉，从而解决设备中结晶板结不好脱落的问题，结晶完成即可回收硫酸亚铁晶体，接着进入离心机离心，产生的硫酸铜废液会进入调温工作桶，同时也产出成品，进入成品储存装置。

4、本方案有益效果在于：在调温工作桶中硫酸铜废液和还原铁在反应后经过高温加热，产生蒸汽，蒸汽内含有铜离子和铁离子，在蒸汽处理单元工作下，蒸汽会变成液体经过导流槽回流导调温工作桶的反应溶液中，阻止了浪费，增加了硫酸亚铁原液的产生，在硫酸亚铁结晶装置中，其环形管可以被驱动机构带转动，除了冷却还达到搅拌的作用，清洗机构和环形管滑动连接，利用环形管旋转，产生相对移动，从而清洗环形管，解决了晶体板结不好脱落的问题。

5、进一步，所述环形管外还设置有一层外管，两管之间设置有气体，所述外管上均匀设有孔，孔上设置有弹性材料，所述外管是一体成型管。

6、本方案的原理在于：当冷冻剂进入环形管，实际上是进入到第一层管中，空气预冷压强变小，表面弹性材料由于第一层管和第二层管中间的压强变化而产生形变，压强变小则向内凹陷，环形管表面就产生凹圆点，释放冷冻剂之后，温度回升环形管内压强变正常，凹圆点也恢复平整。

7、本方案的有益效果在于：利用空气预冷压强减小的原理，制造出冷冻剂进去环形管可产生很多凹圆点的方式，让结晶附着面更多，导冷的面积更多，解决了冷冻效率低的问题，温度回升后凹圆点恢复平整可帮助结晶脱落。

8、进一步，所述驱动机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮和电磁阀组，所述电机连接主动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合，所述从动齿轮与环形管同轴连接，且从动齿轮设置在环形管进口处，所述电磁阀组固定连接环形管上，且分别设置在环形管进口处和环形管的出口处。

9、本方案有益效果在于：可转动电磁阀保证环形管在转动的同时环形管内冷冻剂保持在第一层管内不流动。驱动机构带动环形管按中心轴转动。

10、进一步，所述清洗机构还包括t形杆，所述t形杆成组固定连接所述结晶罐内壁，所述t形杆滑动连接在连接杆上。

11、本方案有益效果在于：环形管转动，带动阶梯杆上下移动，当环形管外表面晶体附着过多时，t形杆会产生垂直于结晶罐内壁的相对运动，此时t形杆作用是限位滑轨。

12、进一步，所述硫酸亚铁结晶装置的分离机包括分离机主箱体和分离过滤箱，所述分离箱主体设置有限位块和出料口挡板，所述限位块设置在分离机主箱体内壁上，所述出料口挡板转动连接分离机主箱体。

13、本方案有益效果在于：转动结束，打开电磁阀，晶体液由出液管排入分离机中，分离机内设的分离过滤箱在会接住晶体液，此时会保留晶体在过滤箱上，过滤出液体滴落至分离机主箱体底部，这样使结晶含水量降低，晶体质量得到提高，为回收不完全结晶液做好准备。

14、进一步，还包括破碎筛选一体装置，所述破碎筛选一体装置包括进料单元、出料单元和破碎仓，所述进料单元连通破碎仓，所述破碎仓连通出料单元，所述破碎仓包括一级破碎辊组和二级破碎辊组，所述一级破碎辊组转动连接在破碎仓内，所述二级破碎辊组转动连接在破碎仓内，所述破碎仓还包括软接触冷却机构，所述软接触冷却机构设置在破碎仓壁上，所述一级破碎辊组间歇接触所述软接触冷却机构，所述软接触冷却机构包括弹性接触片、工质、活塞和连杆，所述弹性接触片与破碎仓内壁封闭连接形成工质箱，所述工质设置在工质箱内，所述活塞滑动设置在工质箱内，所述活塞固定连接连杆一端，所述连杆另一端固定连接筛选滤网。

15、本方案的原理在于:待破碎品通过进料口进入破碎仓，破碎仓内齿辊工作，热量增加，软接触冷却机构设置在破碎仓内壁，齿辊旋转，第一齿辊与弹性接触片摩擦滑动接触，也就是第一齿辊的破碎齿接触弹性接触片，从而达到给齿辊核心部位降温的目，当第一齿辊物理降温的同时，工质箱中工质受到热量的作用和挤压的物理作用，工质膨胀同时产生压力推动活塞向下，活塞带动连杆向下运动，连杆带动筛选滤网抖动，破碎后的料细小的部分通过筛网后待取出，稍微大一点的料在筛网上直接出料。

16、本方案有益效果在于：帮助冷却，在齿辊不断工作的过程中不断接触弹性接触片，使得齿辊物理，解决了齿辊工作时核心部位过热的问题，同时利用热量和推动力让筛选滤网抖动，辅助筛选同时也解决了筛选堵塞的问题。

17、进一步，所述破碎筛选一体装置还包括筛选滤网和弹簧，所述筛选滤网的一端固定连接连杆，另一端固定连接弹簧一端，弹簧另一端固定连接在出料口处。

18、本方案有益效果在于：筛选滤网一端是连接的连杆，连杆连接活塞，活塞上下运动带动筛选滤网运动，所述弹簧可以起到连接固定筛选滤网的作用，同时可以未筛选滤网运动增加左右方向的运动自由度，使抖动更加充分，防止过滤孔堵塞。

19、进一步，所述一级破碎辊组的破碎齿间距大于所述二级破碎辊组的破碎齿间距，所述一级破碎辊组在所述二级破碎辊组上方且投影垂直。

20、本方案有益效果在于：齿辊分级设置，有较大的物体经过一级破碎辊组破碎后进入二级齿辊，进入二级齿辊的物体大小均匀，解决了进料不均匀的问题，保护了齿辊，投影垂直设置也是利于二级进料位置限定。

21、进一步，所述破碎筛选一体装置还包括次级冷却机构，所述次级冷却机构包括冷却主管和工质，所述工质设置在弧形导流盲孔内，所述弧形导流盲孔设置在所述二级破碎辊组内部。所述冷却主管部分设置在二级破碎辊组各自的转动轴中心内，所述转动轴是空心转动轴，所述冷却主管与转动轴是同轴滑动连接。所述冷却主管在设置于转动轴中心内的部分上，并且在配合弧形导流盲孔处设有导向孔。所述导向孔设置有两组，一组是流出导向孔和另一组是流入导向孔，所述流出导向孔设置在冷却主管管道圆形横截面下半部，所述流入导向孔设置在冷却主管管道圆形横截面上半部。

22、本方案有益效果在于：弧形导管设置在齿辊内部，不影响齿辊的破碎工作，同时弧形导管的设置保证了工质可以顺利由内部到达齿辊破碎齿根部，完成核心部位的精准冷却，转动轴是空心转动轴，冷却主管与转动轴是同轴滑动连接，这种设置可以保证转动轴正常转动，冷却主管保持不动，确保二级破碎辊组正常转动且内部有固定的冷却主管，工质由冷却主管流向二级破碎辊组的弧形导流盲孔内，在齿辊工作发热时，工质散热降温，工质受热在弧形导流盲孔和冷却主管内产生物理升华，吸热再降温，如此循环冷却管中工质流入弧形导流盲孔中，冷却主管上同一横切面只在选定位置设置2个导向孔，则工质只会流向设置有导向孔的方向，且设置有导向孔的冷却主管在齿辊的轴中心不转动，齿辊中的弧形导流盲孔转动当导流盲孔对准下半部导向孔，则工质流入其中，当弧形导向盲孔继续转动到对准上半部导向孔时工质流出，精准冷却的同时保证工质的可持续流通，利于循环可持续冷却。

23、进一步，还包括调温工作桶，所述调温工作桶包括反应桶、搅拌加热单元、进出料单元和蒸汽处理单元，所述搅拌加热单元包括搅拌电机、加热器和搅拌器，所述搅拌器设置在所述反应桶内，所述进出料单元设置在反应桶上，所述蒸汽凝聚板在反应桶上方内壁，所述蒸汽处理单元包括扇形制冷箱和蒸汽导流槽，所述扇形制冷箱和蒸汽导流槽均匀分布且程中心对称。

24、本方案原理在于：硫酸铜废液和还原铁由进料口进入调温工作桶进行反应，开启搅拌电机和加热器，搅拌器在转动的同时发热，让反应溶液温度逐渐达到80℃，在温度升高的过程中，不断有蒸汽散发，当蒸汽上升到调温工作桶上部，碰到扇形制冷箱，蒸汽变成液体，随蒸汽导流槽留下，回到反应溶液中。

25、本方案有益效果在于：硫酸铜废液和还原铁在反应后经过高温加热，产生蒸汽，蒸汽内含有铜离子和铁离子，在蒸汽处理单元工作下，蒸汽会变成液体经过导流槽回流导调温工作桶的反应溶液中，阻止了浪费，增加了硫酸亚铁原液的产生。