[發明專利]一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽

有效

• 申請號: 201210366433.X
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102861457A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 張廷安;劉燕;趙秋月;呂國志;豆志河;牛麗萍;蔣孝麗;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02;B01D17/025;B01D17/038;C22B3/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

技術領域

????本發明涉及濕法冶金萃取領域，具體涉及一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽。

背景技術

近幾年來，混合-澄清萃取槽發展迅速，圍繞提高萃取效率，國內外從改進澄清萃取槽制作材料和內部結構等方面，設計出了許多不同的混合澄清萃取槽，如在澄清萃取槽內添加擋板，變單級為多級，改變澄清室形狀等，但是目前針對萃取槽強化分離方面的研究多是從改變槽結構方面入手，這些方法都無法大幅度降低萃取槽的澄清槽體積，因而很難從根本上提高萃取效率。其中趙秋月、張廷安等在文獻“攪拌對箱式混合澄清槽流動性能的影響”（《東北大學學報》，2012年04期）中提出在澄清槽增加攪拌裝置，但只研究了低轉速下的攪拌對兩相分離的影響，未考慮離心攪拌對兩相分離澄清的影響，也未涉及混合槽和澄清槽的的結構尺寸特征、攪拌槳位置、離心圓筒的設置及溢流口位置對促進相分離和澄清的影響規律，亦沒有提及混合槽和澄清槽連接及工藝條件的匹配問題。

????由于稀土萃取后水相與有機相分離過程中僅依靠兩相的密度差，因此推動力不足，導致兩相分離時間過長，目前我國稀土生產企業使用的混合-澄清槽中單級的澄清槽與混合槽體積比大于2.5：1，由澄清室與混合槽體積比過大而導致的混合澄清槽總體積增大，會在生產過程中造成稀土存槽量大、生產效率降低等不利因素，這也成為了稀土工業中的瓶頸問題。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，目的是通過在澄清室內增加離心圓筒，使圓筒內兩相經離心作用實現分離，分離后兩相經澄清室在重力作用下進一步澄清分離，該高效澄清分離萃取槽通過離心場和重力場耦合作用強化兩相分離過程，使澄清槽體積縮小1倍以上，萃取時間縮短60%以上，相當于單槽產能提高60%以上。

本發明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽包括混合槽和澄清槽，混合槽與澄清槽之間設有擋板，還包括一個離心圓筒，其中所述的混合槽與澄清槽的體積比為1：（1~1.3），混合槽的寬度為W₁，上部設有混合槽有機相入口，下部設有混合槽水相入口，混合槽的中央設有混合槽攪拌軸和混合槽攪拌漿葉；澄清槽的寬度為W₂，上部設有澄清槽有機相出口，下部設有澄清槽水相出口，所述的離心圓筒在澄清槽內，并裝配在混合槽與澄清槽之間的擋板上，其直徑D≤1/2?W₂，離心圓筒中央設有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉；在離心圓筒靠近擋板一側設有溢流口，溢流口中心距槽底部的高度h為槽中液面高度H的1/4~2/3倍，離心圓筒的頂部設有輕相出口，底部設有重相出口，其中輕相出口的半徑r₁≤4/5倍的離心圓筒半徑r，重相出口的半徑r₂＞4/5倍的離心圓筒半徑r。

其中，所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L₁為混合槽中液面高度H的0.01~0.1倍，其直徑d₁為1/4~1/2倍的混合槽寬度W₁，攪拌轉速在100~1500rpm之間連續調節。

所述的離心圓筒攪拌槳葉為軸向流槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L₂為離心圓筒高度H₁的1/20~1/2倍，其直徑d₂為1/6~1/2倍的離心圓筒直徑D，攪拌轉速可在500～3000rpm范圍內連續調節。

采用本發明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽進行萃取的過程是：有機相和水相分別經混合槽有機相入口和混合槽水相入口，流入混合槽，在混合槽內經攪拌混合均勻，后經溢流口進入澄清槽的離心圓筒內，在離心圓筒內，經離心攪拌作用兩相分離，水相和有機相分別經重相出口和輕相出口流至澄清槽，在澄清槽內經重力作用再次澄清后分離。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：

本發明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽采用離心力和重力耦合作用促進澄清分離，克服了傳統箱式萃取槽僅靠重力進行澄清分離速度慢、效率低的缺陷，其中，混合槽采用具有高效混合功能的組合槳型，澄清室設有離心圓筒及高效離心攪拌系統，通過調整攪拌工藝條件，大大強化了萃取分離效率，尤其是澄清分離效率。帶強化澄清裝置高效澄清分離萃取槽與傳統的箱式萃取槽相比，澄清槽體積縮小1.2倍以上，萃取效率提高60%以上。與不具有離心圓筒僅帶離心攪拌的澄清槽相比，本發明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽澄清槽體積縮小了10%，萃取效率提高10%以上。

附圖說明