[發明專利]一種太陽能自供電稀土回收裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202110098950.2
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112921180A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王高鋒;朱建喜;何宏平;徐潔;冉凌瑜;朱潤良;陳情澤;馬靈涯;魏景明
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B59/00;H02J7/35;H02S40/10;B08B3/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

1.一種太陽能自供電稀土回收裝置，包括底板(9)，其特征在于：所述底板(9)頂部的一端安裝有底倉(8)，所述底板(9)頂部的另一端安裝有水箱(10)，所述底倉(8)內部的頂端設置有安裝倉(18)，且安裝倉(18)內底部一端的一側安裝有伺服電機(14)，所述伺服電機(14)的輸出端安裝有蝸桿(24)，所述底倉(8)內部中間位置處的一端安裝有逆變器(15)，所述底倉(8)內部中間位置處的另一端安裝有水泵(17)，且水泵(17)的輸入端與水箱(10)的內底部連通，所述底倉(8)的內底部設置有蓄電池(16)，所述底倉(8)頂部的中間位置處安裝有輔助軸承(22)，且輔助軸承(22)的內側安裝有轉動管(7)，所述轉動管(7)外側的底部安裝有與蝸桿(24)相互嚙合的齒輪(23)，所述轉動管(7)的內部設置有支撐管(19)，且支撐管(19)的底端與安裝倉(18)的內底部固定連接，所述支撐管(19)的頂端安裝有圓形倉(5)，所述圓形倉(5)的底部安裝有第一軸承(3)，所述轉動管(7)外側的頂部與第一軸承(3)的內側固定連接，所述圓形倉(5)的頂部安裝有匯集倉(4)，且匯集倉(4)的外側均勻安裝有十組噴頭(13)，所述轉動管(7)外側的中間位置處螺紋設置有內螺紋環(6)，所述圓形倉(5)外側的兩端皆均勻鉸接有五組連接桿(2)，所述內螺紋環(6)的外側均勻鉸接有十組鉸接桿(1)，所述鉸接桿(1)的頂端分別與對應連接桿(2)的底部鉸接，所述連接桿(2)的兩側對稱鉸接有安裝框(20)，且相鄰的兩組安裝框(20)之間相互鉸接，所述安裝框(20)的內側安裝有太陽能板組件(21)，所述支撐管(19)的內部設置有水管(12)，且水管(12)的頂端與匯集倉(4)的內部連通，所述水管(12)的底端穿過支撐管(19)與水泵(17)的輸出端連通，所述底倉(8)一側的底部安裝有控制面板(11)，所述控制面板(11)通過導線分別與伺服電機(14)和水泵(17)電連接，所述蓄電池(16)通過導線分別與伺服電機(14)和水泵(17)電連接。

2.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：所述安裝倉(18)內部一側的兩端對稱安裝有安裝座，且安裝座相互靠近的一端對稱安裝有轉動軸承，所述蝸桿(24)兩端的內側分別與兩組轉動軸承的內側固定連接。

3.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：所述轉動管(7)外側的中間位置處設置有與內螺紋環(6)內側相互配合的螺紋，所述轉動管(7)外側的中間位置處對稱安裝有限位環，且螺紋位于兩組限位環之間。

4.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：所述底板(9)的底部均勻安裝有插桿，且插桿的表面設置有防腐層。

5.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：所述水箱(10)的頂部設置有注水口，且注水口上設置有密封蓋，所述水箱(10)靠近控制面板(11)的一側設置有觀察窗。

6.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：所述底倉(8)靠近控制面板(11)一側的頂部設置有第一倉門，所述底倉(8)遠離控制面板(11)一側額的底部設置有第二倉門，且第二倉門和第一倉門的外側皆安裝有把手。

7.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：十六組所述安裝框(20)展開后呈八邊形結構，且八邊形的一半傾斜向下，另一半傾斜向上，八邊形所在平面與圓形倉(5)頂部所在平面之間的夾角為30°。

8.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：所述安裝框(20)呈直角梯形狀結構，且安裝框(20)的內底部均勻開設有螺紋孔，且螺紋孔內設置有固定螺絲。

9.根據權利要求1所述的一種太陽能自供電稀土回收裝置，其特征在于：五組所述噴頭(13)的出口傾斜向上，另五組所述噴頭(13)的出口傾斜向下。

10.一種太陽能自供電稀土回收裝置的使用方法，方法步驟如下：

一、在天氣晴朗時，通過控制面板(11)控制伺服電機(14)順時針帶動蝸桿(24)轉動，迫使轉動管(7)轉動，內螺紋環(6)由于轉動管(7)外側螺紋的作用，逐漸在轉動管(7)的外側上升，通過鉸接桿(1)的推動，從而讓多組連接桿(2)逐漸向上轉動展開；

二、在連接桿(2)展開的過程中，折疊起來的多組安裝框(20)也跟隨逐漸展開，直到多組安裝框(20)展開后處于同一平面，然后通過多組安裝框(20)頂部的太陽能板組件(21)進行太陽能發電，利用太陽能板組件(21)將產生的電流輸送至逆變器(15)，接著逆變器(15)將產生的電充進蓄電池(16)內；

三、當太陽能板組件(21)表面附著有大量灰塵時，在所有安裝框(20)完全展開的情況下，通過控制面板(11)控制水泵(17)將水箱(10)內部的清水經過水管(12)輸送至匯集倉(4)的內部，最后經過匯集倉(4)外側的多組噴頭(13)對多組太陽能板組件(21)的表面進行沖洗；

四、在進行稀土回收操作時：

(I)測量土壤中稀土濃度、陽離子交換量和含水量；

(II)根據土壤濃度和含水量在土壤表面均勻噴灑浸取劑，浸取劑種類銨鹽(硫酸銨、氯化銨、硝酸銨)或鉀鹽(硫酸鉀、硝酸鉀、氯化鉀)或鎂鹽(硫酸鎂)；浸取劑濃度為0.01–0.1mol/L；浸取劑用量為土壤中測定的陽離子交換量的0.8-2.0倍；加入浸取劑使得土壤含水率為35％-100％；

(III)將多組正極石墨烯棒插進插入土壤，深度5-50cm，使得多組石墨烯棒圍成一個圓形或方形，接著將圓筒狀負極材料插進圓形或方形正中心位置處的土壤中，挖去圓筒內部土壤使得內部中空，然后將蓄電池(16)的正極通過導線分別與多組正極石墨烯棒的頂端連接，將蓄電池(16)的負極通過導線與圓筒的頂部連接；

(IV)定期收集陰極中心電滲液并補充相同體積的水保持土壤含水率不變，當陰極浸取液中稀土濃度降為0時，表明浸取達到終點，取出陰極和包裹陰極的濾布或濾網，用弱酸沖洗并收集洗液，從而完成稀土的初步回收。