本发明公开了一种矿物中稀土元素提取装置，涉及生产设备，解决了当前细土元素在提取过程中存在过程繁琐以及提纯率不高的问题，其技术方案要点是：包括混合筒和安装在混合筒上端的进料斗，混合筒内部上端固定安装有研磨轮，且混合筒下表面中心位置固定安装有U型出液管，混合筒一侧设置有循环水箱，且混合筒通过U型出液管与循环水箱连通，循环水箱一侧设置有离心抽水泵，且循环水箱上固定安装有与离心抽水泵输入端连通的抽水管,研磨轮内部设置有研磨盘，且研磨轮的下表面中心位置固定安装有水上旋仓；达到简化稀土元素提取效率的效果，并在提取过程中利用磁场的变化对稀土元素进行筛选，具有较高的纯度，操作简单直接。
1.一种矿物中稀土元素提取装置，包括混合筒（1）和安装在混合筒（1）上端的进料斗（12），其特征在于，所述混合筒（1）内部上端固定安装有研磨轮（13），且所述混合筒（1）下表面中心位置固定安装有U型出液管（2），所述混合筒（1）一侧设置有循环水箱（5），且所述混合筒（1）通过U型出液管（2）与循环水箱（5）连通，所述循环水箱（5）一侧设置有离心抽水泵（6），且所述循环水箱（5）上固定安装有与离心抽水泵（6）输入端连通的抽水管（7）；
所述研磨轮（13）内部设置有研磨盘（15），且所述研磨轮（13）的下表面中心位置固定安装有水上旋仓（16），所述水上旋仓（16）的下端与U型出液管（2）之间连通；
所述进料斗（12）上固定安装有固定环架（10），所述固定环架（10）的中间位置固定安装有伺服电机（9），所述伺服电机（9）的输出端固定安装有中心活动杆（17），所述中心活动杆（17）与研磨轮（13）之间转动连接，且所述中心活动杆（17）与研磨盘（15）之间固定连接；
所述中心活动杆（17）位于水上旋仓（16）内部的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有涡轮扇片（18），且所述水上旋仓（16）在涡轮扇片（18）产生向圆心点方向的离心力；
所述循环水箱（5）中用于盛放矿物提取液、稀土元素提取物和矿物清洗液等的母液组合物。
2.根据权利要求1所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述水上旋仓（16）的圆周外壁上固定安装有下渣倒斗（14），所述下渣倒斗（14）下端延伸至混合筒（1）的内壁底端，且所述下渣倒斗（14）和水上旋仓（16）的圆周外壁均开设有透水口。
3.根据权利要求2所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述下渣倒斗（14）呈圆台状，所述混合筒（1）内壁底端呈倒圆台状，所述水上旋仓（16）底端的透水口与混合筒（1）的内壁底端之间呈相切状。
4.根据权利要求1所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述混合筒（1）下端的圆周外壁上固定安装有出渣端（4），所述出渣端（4）上固定安装有电磁阀体（3）。
5.根据权利要求4所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述出渣端（4）的初始端与下渣倒斗（14）的下端呈相切状。
6.根据权利要求1所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述循环水箱（5）靠近混合筒（1）一端的圆周外壁下端固定安装有存料仓（23），所述存料仓（23）的圆周外壁上固定安装有绝缘套壁（22），且所述存料仓（23）和绝缘套壁（22）的中间位置固定安装有电磁线圈（21）。
7.根据权利要求6所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述电磁线圈（21）产生的电磁场强度呈梯度分布，且所述电磁线圈（21）产生的电磁场强度与混合筒（1）中的原料之间匹配。
8.根据权利要求1所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述循环水箱（5）靠近离心抽水泵（6）的一端圆周外壁上固定安装有隔热套壁（19），所述隔热套壁（19）与循环水箱（5）的中间位置固定安装有电热管（20），所述电热管（20）用于蒸发循环水箱（5）中的水分。
9.根据权利要求1所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，所述离心抽水泵（6）的输出端固定安装有循环水管（8），所述循环水管（8）的末端固定安装有环形水管（11），所述环形水管（11）位于进料斗（12）的内壁，且所述环形水管（11）上呈均匀分布固定安装有雾化喷嘴。
10.根据权利要求1所述的一种矿物中稀土元素提取装置，其特征在于，在所述伺服电机（10）的工作状态下带动研磨盘（15）和多个涡轮扇片（18）旋转，所述研磨盘（15）旋转的过程中，所述进料斗（12）内投放的矿物原料被充分铰碎，充分铰碎后的原料落入所述研磨轮（13）的下侧；
多个所述涡轮扇片（18）旋转的过程中，所述混合筒（1）内部的原料和添加的清洗液混合物沿着水上旋仓（16）旋转，铰碎后原料和分离出的稀土元素向所述水上旋仓（16）中心位置处移动；
所述水上旋仓（16）和下渣倒斗（14）上所设的透水口，使得铰碎后的原料不会进入到水上旋仓（16）和下渣倒斗（14）的内部，而是停留在所述下渣倒斗（14）的外部，稀土元素与清洗液混合成母液，母液沿着所述透水口进入到水上旋仓（16），所述水上旋仓（16）下端与U型出液管（2）之间连通，所述母液沿着U型出液管（2）进入到循环水箱（5）。
一种矿物中稀土元素提取装置
技术领域
[0001] 本发明涉及生产设备技术领域，尤其涉及一种矿物中稀土元素提取装置。
背景技术
[0002] 稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素，然而稀土是历史遗留下来的名称。稀土是从18世
纪末开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如，将氧化铝称为“陶
土”，氧化钙称为“碱土”，稀土一般是以氧化物状态分离出来的，当时比较稀少，因而得名为稀土(Rare Earth，简称RE或R)；
[0003] 提取稀土的主要工艺过程为：表土剥离→开挖含矿山体、搬运矿石→浸矿池→将按一定比例(浓度要求)配置的电解质溶液作为"洗提剂"或"浸矿剂"，加入浸矿池，溶液对
池中含"离子相"稀土矿石进行"渗滤洗提"或"淋洗"→溶液中活泼离子与稀土离子交换；
[0004] 此类提取方式中，过程较为繁琐，特别是在提纯过程中，首先对矿石进行破碎分离，然后根据不同种类的稀土元素添加对于的溶解液，但是此类方式中提纯率不高，因此，
为解决此类问题，我们提出一种矿物中稀土元素提取装置。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种矿物中稀土元素提取装置，达到简化稀土元素提取效率的效果，并在提取过程中利用磁场的变化对稀土元素进行筛选，具有较高的纯度，操作简单
直接。
[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括混合筒和安装在混合筒上端的进料斗，所述混合筒内部上端固定安装有研磨轮，且所述混合筒下表面中心位
置固定安装有U型出液管，所述混合筒一侧设置有循环水箱，且所述混合筒通过U型出液管
与循环水箱连通，所述循环水箱一侧设置有离心抽水泵，且所述循环水箱上固定安装有与
离心抽水泵输入端连通的抽水管；
[0007] 所述研磨轮内部设置有研磨盘，且所述研磨轮的下表面中心位置固定安装有水上旋仓，所述水上旋仓的下端与U型出液管之间连通；
[0008] 所述进料斗上固定安装有固定环架，所述固定环架的中间位置固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定安装有中心活动杆，所述中心活动杆与研磨轮之间转动连
接，且所述中心活动杆与研磨盘之间固定连接；
[0009] 所述中心活动杆位于水上旋仓内部的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有涡轮扇片，且所述水上旋仓在涡轮扇片产生向圆心点方向的离心力；
[0010] 所述循环水箱中用于盛放矿物提取液、稀土元素提取物和矿物清洗液等的母液组合物。
[0011] 通过采用上述技术方案，整体装置中在将矿物提取过程中的破碎、分离提取两个过程中整合在同一个装置中，简化提取步骤，缩短提取周期，并利用离心力对矿物原理进行
筛选，由涡轮扇片提供的离心力的作用下，使内部的矿物碎渣和提取液沿涡轮扇片的中心
轴线旋转，矿物碎渣在下渣倒斗和水上旋仓的阻隔下，矿物碎渣不会进入到水上旋仓的内
部，只有包含稀土元素的母液进入到水上旋仓中，从而实现了稀土元素和矿物碎渣分离的
作用，可以快速分离过矿物中的稀土元素。
[0012] 本发明进一步设置为：所述水上旋仓的圆周外壁上固定安装有下渣倒斗，所述下渣倒斗下端延伸至混合筒的内壁底端，且所述下渣倒斗和水上旋仓的圆周外壁均开设有透
水口。
[0013] 通过采用上述技术方案，矿物碎渣中的稀土元素经提取液从矿物中提取出来，属于不溶性的颗粒状，且与矿物碎渣之间的颗粒大小相差较大，矿物碎渣和稀土元素均可以
沿着母液进行旋转，但是矿物碎渣在下渣倒斗的作用下，被阻隔在外部，从而通过下渣倒斗
和水上旋仓实现分离矿物碎渣与稀土元素，便于快速分离稀土元素。
[0014] 本发明进一步设置为：所述下渣倒斗呈圆台状，所述混合筒内壁底端呈倒圆台状，所述水上旋仓底端的透水口与混合筒的内壁底端之间呈相切状。
[0015] 通过采用上述技术方案，因为下渣倒斗呈圆台状，所以矿物碎渣可以沿着下渣倒斗的外壁快速积累在下端，便于后期收集。
[0016] 本发明进一步设置为：所述混合筒下端的圆周外壁上固定安装有出渣端，所述出渣端上固定安装有电磁阀体。
[0017] 通过采用上述技术方案，在分离提取过程到达一定时间后，可以通过电磁阀体连通出渣端，便于收集矿物碎渣。
[0018] 本发明进一步设置为：所述出渣端的初始端与下渣倒斗的下端呈相切状。
[0019] 通过采用上述技术方案，因为出渣端的初始端与下渣倒斗的下端呈相切状，所以矿物碎渣可以快速沿着出渣端的内壁落下，不会出现积累在出渣端的初始端，影响收集作
业。
[0020] 本发明进一步设置为：所述循环水箱靠近混合筒一端的圆周外壁下端固定安装有存料仓，所述存料仓的圆周外壁上固定安装有绝缘套壁，且所述存料仓和绝缘套壁的中间
位置固定安装有电磁线圈。
[0021] 通过采用上述技术方案，母液中掺杂着大量的稀土元素，而稀土元素属于不溶性杂质，母液在循环水箱的作用下进行流动，再在电磁场和重力的共同作用下，加速母液中的
稀土元素的沉积，使稀土元素逐渐沉积在存料仓中，存料仓中用来存放提取后的稀土元素，
便于后期收集。
[0022] 本发明进一步设置为：所述电磁线圈产生的电磁场强度呈梯度分布，且所述电磁线圈产生的电磁场强度与混合筒中的原料之间匹配。
[0023] 通过采用上述技术方案，根据不同种类对电磁场的反应，来设置电磁线圈所发出最大的电磁场强度，利用电磁场强度，可以快速筛选过母液中的稀土元素。
[0024] 本发明进一步设置为：所述循环水箱靠近离心抽水泵的一端圆周外壁上固定安装有隔热套壁，所述隔热套壁与循环水箱的中间位置固定安装有电热管，所述电热管用于蒸
发循环水箱中的水分。
[0025] 通过采用上述技术方案，在分离提取到达一定时间后，通过电热管，可以蒸发母液中的水分，降低母液中的含水量，收集过程中所得到的母液中的稀土元素含量纯度较高。
[0026] 本发明进一步设置为：所述离心抽水泵的输出端固定安装有循环水管，所述循环水管的末端固定安装有环形水管，所述环形水管位于进料斗的内壁，且所述环形水管上呈
均匀分布固定安装有雾化喷嘴。
[0027] 通过采用上述技术方案，正常提取分离过程中，循环水箱中用于盛放清洗液，清洗液在作为清洗矿物的同时，也在离心抽水泵的作用下，使母液可以沿着环形水管和循环水
管进行循环使用。
[0028] 综上所述，本发明具有以下有益效果：
[0029] 1、该装置针对稀土元素提取过程中的提纯步骤，将提纯过程中多个部分糅合为同一个设备中，从而可以简化提纯步骤，缩短提纯周期；
[0030] 2、在提纯过程中，利用不同稀土元素对电磁场的反应，从而可以快速沉淀稀土元素，所以同一个设备中可以针对稀土元素的提纯；
[0031] 3、在提纯过程之前的对矿物破碎分离的过程中，利用离心力的原理，使矿物中的稀土元素充分且完全的分离，矿物利用率较高，也便于后期的矿渣收集和母液收集；
[0032] 4、提纯过程中，可以进行母液循环，便于矿洗，在充分分离之后，可以通过电热管的加热效果，对母液进行水分烘干，降低提纯后的稀土元素中的含水量。
附图说明
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附
图获得其他的附图。
[0034] 图1为本发明提出的一种矿物中稀土元素提取装置的结构示意图；
[0035] 图2为本发明提出的一种矿物中稀土元素提取装置的混合筒部件的剖切图；
[0036] 图3为本发明提出的一种矿物中稀土元素提取装置的图2的拆分图；
[0037] 图4为本发明提出的一种矿物中稀土元素提取装置的图3的正视图；
[0038] 图5为本发明提出的一种矿物中稀土元素提取装置的水上旋仓部件的结构示意图；
[0039] 图6为本发明提出的一种矿物中稀土元素提取装置的循环水箱部件的结构示意图。
[0040] 图中：1、混合筒；2、U型出液管；3、电磁阀体；4、出渣端；5、循环水箱；6、离心抽水泵；7、抽水管；8、循环水管；9、伺服电机；10、固定环架；11、环形水管；12、进料斗；13、研磨轮；14、下渣倒斗；15、研磨盘；16、水上旋仓；17、中心活动杆；18、涡轮扇片；19、隔热套壁；20、电热管；21、电磁线圈；22、绝缘套壁；23、存料仓。
具体实施方式
[0041] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1‑6及实施例一、实施例二，对本发明进行进一步详细说明。
[0042] 需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0043] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
[0044] 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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0045] 实施例：一种矿物中稀土元素提取装置，包括混合筒1和安装在混合筒1上端的进料斗12，混合筒1内部上端固定安装有研磨轮13，且混合筒1下表面中心位置固定安装有U型
出液管2，混合筒1一侧设置有循环水箱5，且混合筒1通过U型出液管2与循环水箱5连通，循
环水箱5一侧设置有离心抽水泵6，且循环水箱5上固定安装有与离心抽水泵6输入端连通的
抽水管7；
[0046] 研磨轮13内部设置有研磨盘15，且研磨轮13的下表面中心位置固定安装有水上旋仓16，水上旋仓16的下端与U型出液管2之间连通；
[0047] 进料斗12上固定安装有固定环架10，固定环架10的中间位置固定安装有伺服电机9，伺服电机9的输出端固定安装有中心活动杆17，中心活动杆17与研磨轮13之间转动连接，
且中心活动杆17与研磨盘15之间固定连接；
[0048] 中心活动杆17位于水上旋仓16内部的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有涡轮扇片18，且水上旋仓16在涡轮扇片18产生向圆心点方向的离心力；
[0049] 循环水箱5中用于盛放矿物提取液、稀土元素提取物和矿物清洗液等的母液组合物。
[0050] 实施例一
[0051] 基本如图2、图3和图5所示，水上旋仓16的圆周外壁上固定安装有下渣倒斗14，下渣倒斗14下端延伸至混合筒1的内壁底端，且下渣倒斗14和水上旋仓16的圆周外壁均开设
有透水口，下渣倒斗14呈圆台状，混合筒1内壁底端呈倒圆台状，水上旋仓16底端的透水口
与混合筒1的内壁底端之间呈相切状，混合筒1下端的圆周外壁上固定安装有出渣端4，出渣
端4上固定安装有电磁阀体3，出渣端4的初始端与下渣倒斗14的下端呈相切状，循环水箱5
靠近混合筒1一端的圆周外壁下端固定安装有存料仓23，存料仓23的圆周外壁上固定安装
有绝缘套壁22，且存料仓23和绝缘套壁22的中间位置固定安装有电磁线圈21电磁线圈21产
生的电磁场强度呈梯度分布，且电磁线圈21产生的电磁场强度与混合筒1中的原料之间匹
配。
[0052] 工作原理：将破碎后的矿物原料投放到进料斗12中，并启动伺服电机9，在伺服电机9的作用下，分别带动研磨盘15和多个涡轮扇片18旋转，在研磨盘15旋转的过程中，将投
放的矿物原料进行充分铰碎，使充分铰碎后的原料落入研磨轮13的下侧；
[0053] 而在多个涡轮扇片18旋转的过程中，使混合筒1内部的原料和添加的清洗液混合物沿着水上旋仓16旋转，从而产生向内侧的离心力，在重力和离心力的共同作用下，使铰碎
后原料和分离出的稀土元素向水上旋仓16中心位置处移动；
[0054] 因为水上旋仓16和下渣倒斗14上均开设有透水口，所以铰碎后的原料不会进入到水上旋仓16和下渣倒斗14的内部，而是停留在下渣倒斗14的外部，稀土元素与清洗液混合
成母液，母液沿着透水口进入到水上旋仓16，因为水上旋仓16下端与U型出液管2之间连通，
所以母液沿着U型出液管2进入到循环水箱5中；
[0055] 此外废渣矿物在下渣倒斗14和离心力的作用下，因为废渣矿物的重力较大，所以在离心力和重力的持续作用下，废渣逐渐堆积在混合筒1的下端；
[0056] 在矿物没有完全分离的时候，母液在进入到循环水箱5的过程中，启动电磁线圈21，使电磁线圈21产生与所提纯稀土元素匹配的电磁场强度，例如元素Ce，电磁线圈21产生
数值为256的离子磁矩波尔磁子，母液在循环水箱5内部流动并充斥在存料仓23中，并在磁
场作用下，母液中的稀土元素会逐渐积累在存料仓23中，并不会沿着循环水管8排出，剩余
的母液依旧存留在循环水箱5中；
[0057] 实施例二
[0058] 基本如图6所示，循环水箱5靠近离心抽水泵6的一端圆周外壁上固定安装有隔热套壁19，隔热套壁19与循环水箱5的中间位置固定安装有电热管20，电热管20用于蒸发循环
水箱5中的水分，离心抽水泵6的输出端固定安装有循环水管8，循环水管8的末端固定安装
有环形水管11，环形水管11位于进料斗12的内壁，且环形水管11上呈均匀分布固定安装有
雾化喷嘴。
[0059] 工作原理：与实施例一不同的是，该装置中分为两种工作模式，第一个模式下为矿物没有完全分离提纯，此中模式下电热管20不启动，离心抽水泵6启动，与实施例一相似的
是稀土元素在电磁场的作用下，逐渐沉积在存料仓23,中，而剩余的母液依旧在循环水箱5
和离心抽水泵5的作用下，进行循环流动，如下运行：离心抽水泵6将剩余的母液抽出，并沿
着循环水管8和环形水管11流动，最后通过雾化喷嘴喷出，作为循环使用下的清洗液；
[0060] 第二个模式下为矿物完全分离后，与上述情况不同的是，待混合筒1内部的母液完全流入到循环水箱5中后，开启电磁阀体3，通过出渣端4排出矿物废渣；
[0061] 并且此状态下离心抽水泵6不启动，电热管20启动，对循环水箱5内部进行辅助升温，蒸发循环水箱5内部的母液其中的水分，降低母液的含水量，在符合一定条件下，关闭电热管20，通过存料仓23取出提纯后的稀土元素。
[0062] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本
发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
