[實用新型]一種反應及固液分離一體化裝置

無效

• 申請號: 200820158436.3
• 申請日: 2008-09-10
• 公開（公告）號: CN201260959Y
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 肖連生;黃芍英;張啟修;龔柏藩;張貴青;李青剛
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/18;B01F7/18;B01D29/01
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本實用新型涉及在反應及固液分離一體化裝置，用于離子交換樹脂或其它吸附劑、沉淀劑完成從溶液中提取、富集、分離各種離子的作業。

背景技術

離子交換從溶液中提取、富集、分離各種離子的方法是一種固液多相反應體系。

實現離子交換作業的設備大體可以分為固定床、移動床、流化床及攪拌床四大類。固定床中樹脂層高可以有很大差別，其中樹脂層高小于1m的稱為淺床；移動床的基本特點是呈密實填充狀的樹脂在環形柱內或由兩柱以上的串聯柱間進行轉移；流化床的基本特征是借助流體作用使樹脂相互脫離接觸、呈流態化狀態，樹脂顆粒在溶液中作上下運動。攪拌床是采用空氣或機械攪拌的槽式反應容器，其高徑比根據反應槽的結構有較大的變化范圍，這類設備多采用多臺串聯方式用于直接從礦漿中提取有價金屬鈾或金。無論哪一種攪拌床，均是用空氣提升的方法，將樹脂從反應槽中提升至槽的上部、依靠重力或篩分作用在槽內或槽外實現樹脂(固相)與溶液相的分離。

離子交換法是水處理的基本方法，但在治金、環保等領域中也有廣泛的用途，在鎢濕法冶煉工藝中，用離子交換樹脂從鎢酸鹽溶液中選擇性分離硫代鉬酸鹽是一種成熟有效的方法，按其實施方式有兩步單柱法：一步串柱法；密實移動床一流化床連續交換法。前兩種方法均采用固定床設備。

為了避免氧化解析硫代鉬酸鹽時，溫升過高燒壞樹脂的危險，使用固定床時必需降低樹脂床層高度，采用上行法使樹脂層呈半流化狀態，從而使柱的利用率降低。

從鎢酸鹽溶液中除鉬還可以采用沉淀法。酸化沉淀法釋放出有毒的硫化氫氣體。銅鹽沉淀法如加銅量過多，則APT產品中銅含量超標，減少加銅量除鉬又不徹底，為此在銅鹽沉淀后增加一個離子交換柱，用離子交換實現深度除鉬。但銅鹽法產生的沉淀又需專門安排一條工藝路線從中分離回收鎢、鉬、銅。

實用新型內容

實用新型是在長期從事鎢鉬分離及液固多相反應研究的基礎上，開發的，可用于離子交換、吸附、沉淀、結晶、置換等多種液固多相反應過程。并首次將其成功地應用于從鎢酸鹽溶液中分離回收鎢或鉬。

本實用新型的目的旨在提供一種反應及固液分離一體化裝置，可極大減少固液分離時，固相損失或液相體系含有價值較高的物質的損失。

本實用新型的目的實現方式之一為：所述的裝置包括上蓋、底部、筒體，攪拌漿由軸密封結構固定在上蓋的中央，攪拌漿在筒體內；所述的底部包括一凹形外殼、微孔過濾板、出液口，在凹形外殼之頂端安裝有由疏水材料制成的微孔過濾板，凹形外殼底端設有出液口；所述的上蓋上設有連接空氣壓縮機的空氣進口。

本實用新型的目的實現方式之二為：所述的裝置包括上蓋、底部、筒體，攪拌漿由軸密封結構固定在上蓋的中央，攪拌漿在筒體內；所述的底部包括一凹形外殼、微孔過濾板、出液口，在凹形外殼之頂端安裝有由疏水材料制成的微孔過濾板，凹形外殼底端設有連接有抽真空裝置或壓空管道出液口。

通過本實用新型的以上裝置，在進行諸如離子交換反應的過程中，由于巧妙地使用了疏水材料，在常壓反應過程中，溶液不能透過微孔濾板，而當反應完成，需要進行固液分離時，通過抽真空裝置或空氣壓縮機在筒體內形成壓差，使液體通過微孔過濾板，而固體被截留，從而進行高效且固相不損失的固液分離。

本實用新型裝置，使用過程或一段時間后，如果由于處理溶液污染，使微孔過濾板的疏水性降低，則可開啟空氣壓縮機通過出液口，用空氣或熱空氣反吹的方式恢復其疏水性能，嚴重時，可用清水洗凈后用少許有機溶液清洗一次即可。

以上裝置微孔過濾板與底部的凹形外殼之間留有狹小空間作為濾液的通道。

微孔過濾板通過密封圈緊密鑲嵌在裝置的凹形底部的頂端。

也可以在微孔過濾板上覆蓋有孔徑小于微孔過濾板的微孔的微濾膜。

所述的底部與筒體為可開啟連接。可快速開啟或閉合，閉合狀態下筒體變成一個平底反應器。

本實用新型使用疏水材料制造的微孔過濾板，疏水材料可以是固體高分子有機化合物，或者是用有機高分子液體進行表面改性的金屬燒結氈。其表面平均孔徑小于10μ，最好5μ。簡單情況下可在平均孔徑大于10μ的過濾板上覆蓋一層平均孔徑大于1μ的微濾膜構成。

本實用新型裝置的濾板是借助密封圈緊密鑲嵌在凹形底部外殼的頂端，與底部外殼形成一個整體，而濾板與底部外殼之間留有一狹小的空間作為濾液的通道。大型裝置的濾板下還焊有金屬支撐筋。這種帶濾板的整體底部與筒體借助具快開功能的裝置緊密連接成一個整體。