本發(fā)明涉及納米級二硫化鉬的生產(chǎn)制備領(lǐng)域,特別涉及一種納米級二硫化鉬的生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
納米二硫化鉬以其特殊的結(jié)構(gòu)而具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì),廣泛應(yīng)用于石油加氫脫硫、非水鋰電池、高彈性新材料及其涂層和光電化學(xué)電池等領(lǐng)域。目前,納米二硫化鉬的制備方法有很多,但大多數(shù)制備方法只能局限于實驗室,能達(dá)到工業(yè)級規(guī)模化生產(chǎn)的方法卻相對很少,大多采用化學(xué)合成法、熱分解法和氧化法等,熱分解法一般是通過熱解MoS3來得到目標(biāo)產(chǎn)品,該方法的制備過程、設(shè)備及操作簡單,對生產(chǎn)人員專業(yè)水平要求不高,適應(yīng)性較強,但是由于該方法在制備時溫度控制很重要,溫度低可能會得到非晶態(tài)MoS2,溫度較高晶體則容易生長,同時產(chǎn)生的單質(zhì)硫?qū)υO(shè)備腐蝕較嚴(yán)重,產(chǎn)率往往得不到保障;氧化法是利用MoCl3自身氧化反應(yīng)制備出MoS2,氧化法制得的納米MoS2純度很高,產(chǎn)物粒徑可達(dá)0.01-0.03μm,但是由于制備過程中使用的羰基鉬毒性強,同時還會產(chǎn)生CO氣體,對環(huán)境和人的影響較大,因而制約了其發(fā)展;化學(xué)合成法一般又叫液相沉淀法,即利用液相化學(xué)反應(yīng)合成納米MoS2,反應(yīng)過程簡單,操作方便,產(chǎn)率高,成本低,是應(yīng)用最廣泛的方法。
在現(xiàn)有利用液相沉淀法生產(chǎn)納米MoS2中,廢氣和廢液產(chǎn)生量較大,原料和反應(yīng)物消耗嚴(yán)重,由于二硫化鉬價格市場的長期持續(xù)低迷,在高消耗量的同時,由于投資成本問題,企業(yè)往往將未達(dá)標(biāo)的廢氣和廢物直接對外排放,這些問題都導(dǎo)致二硫化鉬生產(chǎn)企業(yè)屬于高污染企業(yè)。另外,現(xiàn)有的二硫化鉬生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)率往往較低,產(chǎn)品里面往往還會含有有機(jī)溶劑(現(xiàn)有技術(shù)采用吡啶、肼等有機(jī)物作為溶劑),生產(chǎn)規(guī)模較小,不能實現(xiàn)大批量連續(xù)生產(chǎn),其在反應(yīng)沉淀工藝中,往往周期較長,效率較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題,提供一種納米級二硫化鉬的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法,通過優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)工藝,提高納米二硫化鉬的產(chǎn)率和產(chǎn)量,并同時解決環(huán)境污染和產(chǎn)品品質(zhì)低的問題。
本實用新型采用的技術(shù)方案如下:一種納米級二硫化鉬的生產(chǎn)系統(tǒng),它包括:
反應(yīng)沉淀池,包括設(shè)于反應(yīng)沉淀池上部的廢氣回收裝置,設(shè)于反應(yīng)沉淀池下部的清液口和漿料出口,反應(yīng)沉淀池用于反應(yīng)和沉淀中間產(chǎn)物;
廢氣回收裝置,包括密封法蘭,設(shè)于密封法蘭頂部的氣泵,設(shè)于氣泵輸出端的三級堿液吸收塔,三級堿液吸收塔的吸收液輸出端與蒸發(fā)器的輸入端連接,蒸發(fā)器的物料輸出端與設(shè)于密封法蘭上的反應(yīng)料進(jìn)口連接,反應(yīng)料進(jìn)口連通反應(yīng)沉淀池;
加壓過濾機(jī),加壓過濾機(jī)的入料口與渣漿泵A連接,加壓過濾機(jī)的濾渣口與清洗裝置連接,加壓過濾機(jī)的濾液出口與板框過濾機(jī)連接;
板框過濾機(jī),板框過濾機(jī)的入料口與渣漿泵B連接,板框過濾機(jī)的濾渣口與清洗裝置連接,板框過濾機(jī)的濾液出口與膜分離裝置連接,膜分離裝置的濾液出口與反應(yīng)料進(jìn)口連接;
渣漿泵A的輸入端連接漿料出口,用于將漿料輸送至加壓過濾機(jī)內(nèi),渣漿泵B的輸入端連接清液口,用于將清液輸送至板框過濾機(jī)內(nèi)。
進(jìn)一步,清洗裝置的物料出口與真空干燥機(jī)連接,真空干燥機(jī)的物料出口與計量器連接,計量器內(nèi)的物料通過輸送裝置輸送至破碎機(jī)內(nèi),破碎機(jī)的出口與粉體破碎機(jī)連接,粉體破碎機(jī)的出口與收塵器連接,收塵器的粉末出口與氣固反應(yīng)器連接,氣固反應(yīng)器的廢氣出口與除塵器連接,氣固反應(yīng)器的粉體出口與收集裝置連接,除塵器的粉末出口與收集裝置連接,除塵器的廢氣排出口與廢氣回收裝置連接。
進(jìn)一步,反應(yīng)沉淀池包括反應(yīng)池和濃縮池,反應(yīng)池下底部至少一處內(nèi)凹形成內(nèi)凹部,內(nèi)凹部處裝有驅(qū)動溶液斜向流動的永磁感應(yīng)裝置,濃縮池的底部設(shè)有漿料出口,反應(yīng)池和濃縮池通過隔離板隔離,隔離板底部設(shè)有活動板,反應(yīng)池通過活動板與濃縮池連通,漿料出口與渣漿泵連接,渣漿泵的輸出口與板框過濾機(jī)連接。
本實用新型還包括一種納米級二硫化鉬生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)方法,它包括以下步驟:
步驟1、清洗反應(yīng)沉淀池,將設(shè)計量的去離子水通過反應(yīng)沉淀池的原料進(jìn)口加入反應(yīng)池中,然后將固體原料鉬酸銨和原料硫化鈉按S:Mo摩爾比為4-5:1通過原料進(jìn)口加入反應(yīng)池中,啟動永磁感應(yīng)裝置,待固體完全混合溶解后,加入配比量的分散劑進(jìn)行分散,然后啟動氣泵;
步驟2、步驟1完成后,等待反應(yīng)池充分?jǐn)嚢璺磻?yīng),然后向反應(yīng)池內(nèi)添加配比量的HCl溶液進(jìn)行中和反應(yīng),等待反應(yīng)池充分?jǐn)嚢璺磻?yīng),得到渾濁液,待溶液的渾濁度不再發(fā)生明顯變化時,關(guān)閉永磁感應(yīng)裝置,使反應(yīng)池內(nèi)的渾濁液靜置沉淀分層;
步驟3、待步驟2中的渾濁液出現(xiàn)明顯分層時,打開漿料通道,渾濁液下部高濃度溶液涌入濃縮池內(nèi),待高濃度溶液全部融入濃縮池后,關(guān)閉漿料通道,高濃度溶液在濃縮池內(nèi)繼續(xù)靜置沉淀分層,此時,若反應(yīng)池內(nèi)需要繼續(xù)用于原料混合反應(yīng)時,則繼續(xù)向反應(yīng)池添加反應(yīng)原料并再次啟動永磁感應(yīng)裝置,若不需要繼續(xù)反應(yīng),則開啟清液出口A,反應(yīng)池內(nèi)的溶液流入上清液池內(nèi);
步驟4、待步驟3的濃縮池內(nèi)的高濃度溶液出現(xiàn)明顯分層時,開啟漿料出口,使?jié)饪s池內(nèi)底部形成的漿料通過渣漿泵A泵入加壓過濾機(jī)內(nèi)進(jìn)行過濾,待濃縮池內(nèi)底部的漿料全部流出后,開啟清液出口B,濃縮池內(nèi)剩余溶液流入上清液池內(nèi);
步驟5、開啟上清液池底部的清液口,上清液池內(nèi)的溶液通過渣漿泵B泵入板框過濾機(jī)中進(jìn)行過濾;
步驟6、加壓過濾機(jī)接收來料后對來料進(jìn)行過濾,過濾時加入去離子水進(jìn)行淡化過濾,得到的濾渣通過濾渣口排入清洗裝置中進(jìn)行清洗,濾液則通過濾液出口排入板框過濾機(jī)中進(jìn)行再次過濾;
步驟7、板框過濾機(jī)接收來料后對來料進(jìn)行過濾,得到的濾渣通過濾渣口排入清洗裝置中進(jìn)行清洗,濾液則通過濾液出口排入膜分離裝置中進(jìn)行膜分離淡化處理,膜分離裝置將來料淡化處理后,通過反應(yīng)料進(jìn)口排入反應(yīng)池內(nèi)實現(xiàn)廢水循環(huán)利用;
步驟8、清洗裝置接收來料后對來料進(jìn)行清洗處理,然后將清洗后的來料排入真空干燥機(jī)內(nèi),真空干燥機(jī)對來料進(jìn)行真空干燥處理,干燥溫度為80-90℃,干燥完成后,得到塊狀物料,將塊狀物料送至計量器進(jìn)行稱重,計算收率,檢驗原料反應(yīng)是否進(jìn)行徹底,若收率較低,則調(diào)整S:Mo的摩爾比和HCl溶液的配比量,直至收率接近或大于理論收率為止;
步驟9、步驟8完成后,將干燥后的物料送至破碎機(jī)中進(jìn)行細(xì)碎,使塊狀物料破碎為顆粒狀物料,然后將得到的顆粒狀物料輸送至粉體破碎機(jī)中進(jìn)行粉碎,粉體破碎機(jī)將物料分碎為平均粒徑為0.6-0.8μm的粉末,然后通過收塵器收集;
步驟10、收塵器將收集的粉末排入氣固反應(yīng)器中,排空氣固反應(yīng)器內(nèi)的空氣,在真空環(huán)境下,于500-900℃通入氮氣和氫氣體積比為4:3的混合氣體進(jìn)行氣固反應(yīng),反應(yīng)時嚴(yán)格控制氣體中的氧含量低于0.001mL/m3,待完全反應(yīng)后,除塵器將收集的粉末和氣固反應(yīng)器內(nèi)的粉末排入收集裝置內(nèi),即得到納米二硫化鉬產(chǎn)品,廢氣則通過除塵器的廢氣排出口排入廢氣回收裝置內(nèi);
步驟11、廢氣回收裝置接收來自除塵器和氣泵的廢氣,并將廢氣送入三級堿液吸收塔內(nèi)進(jìn)行堿液吸收,待吸收完全后,堿液通過吸收液輸出端排入蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,剩余氣體經(jīng)檢測合格后直接對外排放;
步驟12、蒸發(fā)器接收堿液并進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,待濃縮的堿液濃度合格后,堿液通過反應(yīng)料進(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)池內(nèi),實現(xiàn)廢物循環(huán)利用。
進(jìn)一步,在步驟10中,升溫順序為,先升溫氣固反應(yīng)器至500-550℃,然后通入混合氣體,檢測氣固反應(yīng)器內(nèi)的氣壓,待氣固反應(yīng)器內(nèi)氣壓發(fā)生明顯變化時,升溫氣固反應(yīng)器至800℃,繼續(xù)觀察氣壓變化,待氣壓出現(xiàn)明顯下降時,升溫氣固反應(yīng)器至900℃,待氣壓穩(wěn)定后,降低氣固反應(yīng)器溫度至800℃保溫,然后緩冷至室溫。
綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本實用新型的有益效果是:
1、本實用新型采用加壓過濾機(jī)和板框過濾機(jī)共同配合過濾,同時最大化地發(fā)揮出了各自的優(yōu)點(加壓過濾機(jī)更適合粗過濾,板框過濾機(jī)更適合精過濾),不僅提高了過濾處理量,還提高了中間產(chǎn)物MoS3的收率,使MoS3沉淀盡可能被過濾出來,減少了物料的浪費,減小了MoS3對后續(xù)的膜分離裝置的影響;
2、本實用新型的納米級二硫化鉬生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)了廢液循環(huán)利用,大幅減少了溶劑的消耗,節(jié)約了相當(dāng)部分的生產(chǎn)成本,與投入的膜分離裝置相抵,收益效果非常明顯,可行性高;
3、廢氣回收裝置的設(shè)置實現(xiàn)了廢氣再利用,將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的H2S氣體回收生成Na2S原料,一方面解決了環(huán)境污染問題,另一方面實現(xiàn)S的循環(huán)使用,降低了原料的消耗,提高了收率和產(chǎn)率,膜分離裝置分理出的氯化銨濃溶液可以作為化工原料,整個生產(chǎn)系統(tǒng)幾乎不對外排出有毒廢液和有毒廢氣,實現(xiàn)了綠色生產(chǎn),持續(xù)性地發(fā)展?jié)摿Υ螅?/p>
4、本實用新型的納米級二硫化鉬生產(chǎn)系統(tǒng)基于現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)改進(jìn)得到,投入成本相對較現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的投入成本高,但在長期生產(chǎn)中,本實用新型的生產(chǎn)系統(tǒng)收益比高于現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng),產(chǎn)量和規(guī)模都較高,得到納米級二硫化鉬產(chǎn)品經(jīng)檢驗,純度可達(dá)97%,粒度可達(dá)0.6μm,由于整個生產(chǎn)過程中,未采用有機(jī)物作為溶劑,因此,其有機(jī)物含量最少可達(dá)0.01%,水分含量最少可達(dá)0.04%,產(chǎn)品品質(zhì)高。
附圖說明
圖1是本實用新型的一種納米級二硫化鉬的生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本實用新型的反應(yīng)沉淀池和廢氣回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本實用新型的永磁感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本實用新型的反應(yīng)沉淀池結(jié)構(gòu)的另一種情況。
圖中標(biāo)記:1為反應(yīng)沉淀池,101為反應(yīng)池,1011為原料進(jìn)口,1012為清液出口A,1013為內(nèi)凹部,1014為永磁感應(yīng)裝置,10141為機(jī)架,10142為殼體,10143為主軸,10144為磁軛,10145為永磁體,102為濃縮池,1021清液出口B,103為上清液池,1031為清液口,1032為漿料通道,1033為漿料出口,104為隔離板,1041為活動板,2為清洗裝置,3為真空干燥機(jī),4為破碎機(jī),5為粉體破碎機(jī),6為氣固反應(yīng)器,7為廢氣回收裝置,701為密封法蘭,7011為反應(yīng)料進(jìn)口,702為氣泵,703為三級堿液吸收塔,704為蒸發(fā)器,8為渣漿泵A,9為渣漿泵B,10為加壓過濾機(jī),11為板框過濾機(jī),12為膜分離裝置,13為計量器,14為收塵器,15為除塵器,16為收集裝置。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖,對本實用新型作詳細(xì)的說明。
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
實施例一
如圖1至圖3所示,一種納米級二硫化鉬的生產(chǎn)系統(tǒng),它包括反應(yīng)沉淀池1、清洗裝置2、真空干燥機(jī)3、破碎機(jī)4、粉體破碎機(jī)5和氣固反應(yīng)器6。
反應(yīng)沉淀池1,包括反應(yīng)池101,濃縮池102,設(shè)于反應(yīng)池101和濃縮池102之間的上清液池103,設(shè)于反應(yīng)池101上部的廢氣回收裝置7,反應(yīng)沉淀池1用于反應(yīng)和沉淀中間產(chǎn)物,如圖2所示,反應(yīng)池101、上清液池103和濃縮池102依次排布,它們之間通過隔離板104相互隔離,反應(yīng)池101的上部一側(cè)設(shè)有原料進(jìn)口1011,用于原料的進(jìn)入反應(yīng)池101內(nèi),另一側(cè)設(shè)有清液出口A1012,清液出口A1012的位置可以根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,清液出口A1012用于排除反應(yīng)池101內(nèi)的清液,同時當(dāng)反應(yīng)池101內(nèi)的溶液超過規(guī)定容量時,超出量可通過清液出口A1012溢流進(jìn)上清液池103內(nèi),以消除反應(yīng)池101內(nèi)溶液超量的影響,保障安全生產(chǎn)。
如圖2所示,反應(yīng)池101的下底部至少一處內(nèi)凹形成內(nèi)凹部1013,內(nèi)凹部1013的截面呈弧形,內(nèi)凹部1013處裝有驅(qū)動溶液斜向流動的永磁感應(yīng)裝置1014,優(yōu)選內(nèi)凹部1013對稱設(shè)置兩處,分別設(shè)置在反應(yīng)池101兩對角處,同時內(nèi)凹部1013處安裝永磁感應(yīng)裝置1014,通過兩端角的永磁感應(yīng)裝置1014的斜向驅(qū)動,溶液在反應(yīng)池內(nèi)形成斜向?qū)α?,進(jìn)而使攪拌效果更好,反應(yīng)池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得更徹底。
在圖3中,永磁感應(yīng)裝置1014包括機(jī)架10141及非磁殼體10142,殼體10142內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有主軸10143,主軸10143通過電動機(jī)帶動,主軸10143上設(shè)有磁軛10144,磁軛10144上裝有間隔設(shè)置的永磁體10145,相鄰的兩永磁體10145極性相反設(shè)置,啟動電動機(jī)后,主軸10143旋轉(zhuǎn)帶動磁軛10144及永磁體10145轉(zhuǎn)動,磁場在轉(zhuǎn)動過程中將會作用于反應(yīng)池101內(nèi)的溶液并產(chǎn)生連續(xù)不斷的感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流,感應(yīng)電流和磁場作用產(chǎn)生電磁推力,由于永磁體10145做旋轉(zhuǎn)運動,因而其電磁推力為切向推力使反應(yīng)池101底部的溶液傾斜上升并到達(dá)溶液頂部,進(jìn)而使溶液不斷翻動,不斷翻動的溶液使原料鉬酸銨、原料硫化鈉、分散劑和HCl溶液分散均勻,利于反應(yīng)的進(jìn)行,大幅降低了副反應(yīng)的產(chǎn)生。
上清液池103底部設(shè)有清液口1031和漿料通道1032,濃縮池102上部朝上清液池103的一側(cè)設(shè)有清液出口B1021,反應(yīng)池101通過漿料通道1032與濃縮池102連通,漿料通道1032的下部設(shè)有漿料出口1033,漿料通道1032通過可滑動的活動板1041或者開關(guān)閥來控制反應(yīng)池101內(nèi)的溶液進(jìn)入濃縮池102,可使反應(yīng)池101內(nèi)沉淀出的高濃度溶液轉(zhuǎn)移至濃縮池102內(nèi)繼續(xù)沉淀,這樣設(shè)置的目的在于,一是可以降低沉淀時間,減小溶劑的影響,縮短得到所需漿料的時間,二是可以繼續(xù)通過反應(yīng)池來生產(chǎn)更多的MoS3,即由于一次性反應(yīng)得到的MoS3沉淀較少,可通過轉(zhuǎn)移沉淀的方式使沉淀在繼續(xù)沉降的同時,反應(yīng)池101可繼續(xù)用來生產(chǎn)MoS3沉淀,減少溶劑等物料的添加量,提高反應(yīng)池101的處理能力,大幅縮短了反應(yīng)沉淀時間。當(dāng)需要對沉淀好的漿料進(jìn)行過濾時,只需關(guān)閉活動板1041或者開關(guān)閥,打開漿料出口1033即可。在濃縮池102中,沉淀好的漿料通過漿料通道1032轉(zhuǎn)移出反應(yīng)沉淀池1,剩余清液則通過清液出口B1021流入上清液池中,同理,清液出口B1021的作用與清液出口A1012的作用一樣,都是用于排出清液和防止超容量。
廢氣回收裝置7,包括設(shè)于反應(yīng)沉淀池1上部的密封法蘭701,密封法蘭701用于密封反應(yīng)沉淀池1,防止產(chǎn)生的H2S氣體對外排出,密封法蘭701的頂部設(shè)有氣泵702,氣泵702用于輸送反應(yīng)沉淀池1內(nèi)產(chǎn)生的H2S氣體,并將H2S氣體輸送至三級堿液吸收塔703,反應(yīng)池101的正上部的密封法蘭701上設(shè)有反應(yīng)料進(jìn)口7011,用于反應(yīng)料進(jìn)入反應(yīng)池101內(nèi),三級堿液吸收塔703的吸收液輸出端與蒸發(fā)器704的輸入端連接,蒸發(fā)器704的物料輸出端與設(shè)于密封法蘭701上的反應(yīng)料進(jìn)口7011連接,三級堿液吸收塔703對廢氣進(jìn)行回收處理后,剩余氣體經(jīng)檢測合格后方可對外直接排放,即達(dá)到國家規(guī)定H2S氣體最高濃度低于150mg/m3時,方可對外直接排放,否則還需要繼續(xù)循環(huán)處理;蒸發(fā)器704用于濃縮生成的Na2S溶液,濃縮后的Na2S溶液可直接用于制備MoS3,實現(xiàn)了廢液回收利用循環(huán),進(jìn)而降低了消耗成本。
渣漿泵A8的輸入端連接漿料出口1033,用于將漿料輸送至加壓過濾機(jī)10內(nèi),渣漿泵B9的輸入端連接清液口1031,用于將清液輸送至板框過濾機(jī)11內(nèi)。通過加壓過濾機(jī)10與板框過濾機(jī)11共同過濾作用,MoS3沉淀的收率達(dá)到最高,減少了MoS3沉淀的流失。
加壓過濾機(jī)10,加壓過濾機(jī)10的入料口與渣漿泵A8連接,加壓過濾機(jī)10的濾渣口與清洗裝置2連接,加壓過濾機(jī)10的濾液出口與板框過濾機(jī)11連接;
板框過濾機(jī)11,板框過濾機(jī)11的入料口與渣漿泵B9連接,板框過濾機(jī)11的濾渣口與清洗裝置2連接,板框過濾機(jī)11的濾液出口與膜分離裝置12連接,膜分離裝置12的濾液出口與反應(yīng)料進(jìn)口7011連接。
膜分離裝置12用于分離氯化銨,使濾液中的氯化銨含量減少,以淡化濾液,使濾液可以作為回收溶劑繼續(xù)進(jìn)入反應(yīng)池中使用,以實現(xiàn)溶劑循環(huán)使用,而現(xiàn)有生產(chǎn)工藝是直接將溶劑對外排放,高濃度氯化銨的溶劑還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,因此,溶劑的回收不僅節(jié)省了成本,還減少了對環(huán)境的污染,膜分離裝置12可以為膜分離淡化器。
清洗裝置2用于對過濾后的MoS3沉淀進(jìn)行清洗,優(yōu)選采用超聲波清洗設(shè)備。清洗裝置2的物料出口與真空干燥機(jī)3連接,真空干燥機(jī)3的物料出口與計量器連接,真空干燥機(jī)3將MoS3沉淀真空干燥后,通過計量器13計算MoS3的收率,通過得到的收率數(shù)據(jù)分析原料反應(yīng)是否進(jìn)行徹底,若收率較低,則調(diào)整S:Mo的摩爾比和HCl溶液的配比量,直至收率接近或大于理論收率為止。
計量器13內(nèi)的物料通過輸送裝置輸送至破碎機(jī)4內(nèi),破碎機(jī)4的出口與粉體破碎機(jī)5連接,粉體破碎機(jī)5的出口與收塵器14連接,收塵器14的粉末出口與氣固反應(yīng)器6連接,氣固反應(yīng)器6的廢氣出口與除塵器15連接,氣固反應(yīng)器6的粉體出口與收集裝置16連接,除塵器15的粉末出口與收集裝置16連接,除塵器15的廢氣排出口與廢氣回收裝置7連接。
破碎機(jī)4對塊狀MoS3進(jìn)行顆?;詫K狀MoS3進(jìn)行預(yù)處理,然后將顆?;蟮腗oS3放入粉體破碎機(jī)5中制成粉末,粉末狀MoS3被均勻地鋪在氣固反應(yīng)器6內(nèi),更具體地,氣固反應(yīng)器6為固定床氣固反應(yīng)器,粉末狀后的MoS3有利于與H2發(fā)生充分接觸和反應(yīng),大大縮短了反應(yīng)時間,降低了能耗。收塵器14用于收集粉末MoS3,除塵器15用于回收被氣體帶走的部分粉末MoS2,更進(jìn)一步說,除塵器15的廢氣排出口與廢氣回收裝置7的三級堿液吸收塔703連接,以回收氣體中產(chǎn)生的H2S氣體,此時,三級堿液吸收塔703對外排放的氣體中,其組成是N2和H2,還有少量的未被吸收的H2S氣體和少量空氣,為使廢氣排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定三級堿液吸收塔703排放的廢氣中H2S氣體含量必須低于150mg/m3。
上述實施例中,納米級二硫化鉬的生產(chǎn)方法包括以下步驟:
步驟1、清洗反應(yīng)沉淀池1,將設(shè)計量的去離子水通過反應(yīng)沉淀池1的原料進(jìn)口1011加入反應(yīng)池101中,然后將固體原料鉬酸銨和原料硫化鈉按S:Mo摩爾比為4-5:1通過原料進(jìn)口1011加入反應(yīng)池101中,啟動永磁感應(yīng)裝置1014,待固體完全混合溶解后,加入配比量的分散劑進(jìn)行分散,然后啟動氣泵702,其中,分散劑可以是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的聚二乙醇水溶液,加入量為固體原料鉬酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6-7%,反應(yīng)池內(nèi)的溫度控制在30-35℃;
步驟2、步驟1完成后,等待反應(yīng)池充分?jǐn)嚢璺磻?yīng),然后向反應(yīng)池101內(nèi)添加配比量的HCl溶液進(jìn)行中和反應(yīng),其中,HCl溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%-40%,等待反應(yīng)池101充分?jǐn)嚢璺磻?yīng),得到渾濁液,待溶液的渾濁度不再發(fā)生明顯變化時,關(guān)閉永磁感應(yīng)裝置1014,使反應(yīng)池101內(nèi)的渾濁液靜置沉淀分層;
步驟3、待步驟2中的渾濁液出現(xiàn)明顯分層時,打開漿料通道1032,渾濁液下部高濃度溶液涌入濃縮池102內(nèi),待高濃度溶液全部融入濃縮池102后,關(guān)閉漿料通道1032,高濃度溶液在濃縮池102內(nèi)繼續(xù)靜置沉淀分層,此時,若反應(yīng)池101內(nèi)需要繼續(xù)用于原料混合反應(yīng)時,則繼續(xù)向反應(yīng)池101添加反應(yīng)原料并再次啟動永磁感應(yīng)裝置1014,若不需要繼續(xù)反應(yīng),則開啟清液出口A1012,反應(yīng)池101內(nèi)的溶液流入上清液池103內(nèi);
步驟4、待步驟3的濃縮池102內(nèi)的高濃度溶液出現(xiàn)明顯分層時,開啟漿料出口1033,使?jié)饪s池102內(nèi)底部形成的漿料通過渣漿泵A8泵入加壓過濾機(jī)10內(nèi)進(jìn)行過濾,待濃縮池102內(nèi)底部的漿料全部流出后,開啟清液出口B9,濃縮池102內(nèi)剩余溶液流入上清液池103內(nèi);
步驟5、開啟上清液池103底部的清液口1031,上清液池103內(nèi)的溶液通過渣漿泵B9泵入板框過濾機(jī)11中進(jìn)行過濾;
步驟6、加壓過濾機(jī)10接收來料后對來料進(jìn)行過濾,過濾時加入去離子水進(jìn)行淡化過濾,得到的濾渣通過濾渣口排入清洗裝置2中進(jìn)行清洗,濾液則通過濾液出口排入板框過濾機(jī)11中進(jìn)行再次過濾;
步驟7、板框過濾機(jī)11接收來料后對來料進(jìn)行過濾,得到的濾渣通過濾渣口排入清洗裝置2中進(jìn)行清洗,濾液則通過濾液出口排入膜分離裝置12中進(jìn)行膜分離淡化處理,膜分離裝置12將來料淡化處理后,通過反應(yīng)料進(jìn)口排入反應(yīng)池101內(nèi)實現(xiàn)廢水循環(huán)利用;
步驟8、清洗裝置2接收來料后對來料進(jìn)行清洗處理,然后將清洗后的來料排入真空干燥機(jī)3內(nèi),真空干燥機(jī)3對來料進(jìn)行真空干燥處理,干燥溫度為80-90℃,干燥完成后,得到塊狀物料,將塊狀物料送至計量器進(jìn)行稱重,計算收率,檢驗原料反應(yīng)是否進(jìn)行徹底,若收率低于90%,則調(diào)整S:Mo的摩爾比和HCl溶液的配比量,直至收率接近或超過理論收率為止;
步驟9、步驟8完成后,將干燥后的物料送至破碎機(jī)4中進(jìn)行細(xì)碎,使塊狀物料破碎為顆粒狀物料,然后將得到的顆粒狀物料輸送至粉體破碎機(jī)5中進(jìn)行粉碎,粉體破碎機(jī)5將物料粉碎為平均粒徑為0.6-0.8μm的粉末,然后通過收塵器14收集;
步驟10、收塵器14將收集的粉末排入氣固反應(yīng)器6中,排空氣固反應(yīng)器6內(nèi)的空氣,在真空環(huán)境下,于500-900℃通入氮氣和氫氣體積比為4:3的混合氣體進(jìn)行氣固反應(yīng),反應(yīng)時嚴(yán)格控制氣體中的氧含量低于0.001mL/m3,待完全反應(yīng)后,除塵器15將收集的粉末和氣固反應(yīng)器6內(nèi)的粉末排入收集裝置16內(nèi),即得到納米二硫化鉬產(chǎn)品,廢氣則通過除塵器15的廢氣排出口排入廢氣回收裝置7內(nèi);
步驟11、廢氣回收裝置7接收來自除塵器15和氣泵702的廢氣,并將廢氣送入三級堿液吸收塔703內(nèi)進(jìn)行堿液吸收,待吸收完全后,堿液通過吸收液輸出端排入蒸發(fā)器704內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,剩余氣體經(jīng)檢測合格后直接對外排放;
步驟12、蒸發(fā)器704接收堿液并進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,待濃縮的堿液濃度合格后,堿液通過反應(yīng)料進(jìn)口7011進(jìn)入反應(yīng)池101內(nèi),實現(xiàn)廢物循環(huán)利用。
在步驟10中,升溫順序為,先升溫氣固反應(yīng)器6至500-550℃,然后通入混合氣體,檢測氣固反應(yīng)器6內(nèi)的氣壓,待氣固反應(yīng)器6內(nèi)氣壓發(fā)生明顯變化時,升溫氣固反應(yīng)器6至800℃,繼續(xù)觀察氣壓變化,待氣壓出現(xiàn)明顯下降時,升溫氣固反應(yīng)器6至900℃,待氣壓穩(wěn)定后,降低氣固反應(yīng)器6溫度至800℃保溫,然后緩冷至室溫,其中,在通入混合氣體時,混合氣體的進(jìn)氣量保持70-90ml/min。
實施例二
實施例二與實施例一相同,其不同之處在于,反應(yīng)沉淀池1的結(jié)構(gòu)不同,如圖4所示,反應(yīng)沉淀池1包括反應(yīng)池101和濃縮池102,反應(yīng)池101下底部至少一處內(nèi)凹形成內(nèi)凹部1013,內(nèi)凹部1013處裝有驅(qū)動溶液斜向流動的永磁感應(yīng)裝置1014,濃縮池102的底部設(shè)有漿料出口1033,反應(yīng)池101和濃縮池102通過隔離板104隔離,隔離板104底部設(shè)有可滑動的活動板1041或者開關(guān)閥,反應(yīng)池101通過活動板1041或者開關(guān)閥與濃縮池102連通,漿料出1033口與渣漿泵B9連接,渣漿泵B9的輸出口與板框過濾機(jī)11連接,即省去了加壓過濾機(jī)10和渣漿泵A8,其過濾效果也能與實施例一相同,但比較耗時,板框過濾機(jī)11的使用壽命較實施例一中的板框過濾機(jī)11短。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。