[發明專利]一種萃取動力學的研究裝置

有效

• 申請號: 201410455674.0
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104211095A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 李麗娟;李慧芳;時東;李晉峰;張利誠;聶峰;姬連敏;彭小五;宋富根;曾忠民;宋雪雪
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C01D15/00
• 分類號: C01D15/00;B01D11/04
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

技術領域

本發明涉及萃取技術領域，尤其是對萃取動力學的研究裝置進行的改進。

背景技術

鋰是自然界中質量最輕、原子半徑最小的金屬，鋰及其化合物是國民經濟中最具有意義的戰略資源。目前，國內外提取鋰鹽的方法研究較多的為溶劑萃取法，上世紀七八十年代，研究者們對溶劑萃取法提鋰進行了深入的研究，并取得了一些研究進展，但是在工業化的過程中還是存在一些問題，這是因為對萃取體系的動力學研究還不是很透徹，比如相界面間的物質傳遞、萃取反應的控制模式等方面，而萃取動力學的研究恰恰能從反應機理上對萃取過程的規律進行深入的了解。

在傳統研究中，研究者們著重對萃取平衡進行研究，研究的過程中可以獲得萃取體系的一些平衡規律，并能夠確定萃合物的具體組成，但是不能確定生成萃合物的反應機理，而只有研究萃取過程的動力學才能確定萃取反應的反應機理。因此，溶劑萃取動力學的研究對于深入了解萃取機理，選擇最優萃取工藝，優化萃取條件和豐富萃取化學的內容都具有十分重要的意義。近年來，溶劑萃取動力學的研究日益受到人們的重視。

目前，對萃取動力學的研究主要有短時間相接觸法、支持液膜法、充分混合法、恒界面池法和單液滴法等，研究者們使用較多的是后三種方法。其中單液滴法又分為上升液滴法和下降液滴法，上升液滴法由于其具有儀器易于制作、操作方便等特點，備受萃取動力學研究者們的青睞。但是傳統的上升液滴法實驗裝置其萃取柱都是由三部分，柱頂、柱身和柱底。由于柱頂的單獨存在，柱頂就會有一定的容積，這樣就會導致萃取到目標產物的有機相不能及時從溢流支管溢出，大量有機相的滯留會引起后續溢出的有機相液滴和滯留有機相之間發生二次傳質。

發明內容

本發明通過改進現有上升液滴法實驗裝置，進一步完善采用上升液滴法研究萃取動力學的工作。

這種萃取動力學的研究裝置，其包括：

頂部設有溢流口的萃取柱，用于萃取原液的裝填及其萃取過程的發生；

進料柱，用于裝填萃取劑；以及

連接于所述萃取柱和所述進料柱之間的輸料管，用于將所述進料柱中的萃取劑往所述萃取柱中輸送，其特征在于，還包括一毛細管噴嘴與所述輸料管連接，所述毛細管噴嘴從所述萃取柱底部的納流口伸入至所述萃取柱中，用于所述萃取劑在所述萃取柱中控制釋放；所述輸料管上還裝設有三通調節閥，用于控制所述萃取劑在輸料管內的流動方向和速度。

其中，所述溢流口最低點略高于所述萃取原液液面。

其中，所述萃取柱還包括裝設于溢流口處的溢流支管，用于萃取發生后的萃取層的引流和收集。

其中，所述萃取柱表面還包覆有恒溫件，用于控制所述萃取原液在萃取過程中的溫度恒定。

其中，所述進料柱表面還包覆有恒溫件，用于控制所述萃取劑的溫度恒定。

其中，所述進料柱還包括裝設于所述進料柱入口處的高位槽，用于所述萃取劑的注入以及保持所述萃取劑與所述萃取原液的液位差。

其中，所述輸料管為乳膠管。

有益效果：

本發明提供的一種適用于上升液滴法實驗的萃取動力學研究裝置，通過對萃取柱與進料柱之間的連接結構進行改進，便于裝置的組裝以及不同比界面積對萃取速度影響的研究。進一步地，本發明通過溢流支管的引入，并調節萃取原液液面與溢流口之間的距離，從而縮短萃取劑在萃取柱的停留時間，這樣就大大減少了后續溢出的萃取劑液滴和停留在柱身的萃取層進行二次傳質的問題。

附圖說明

圖1為本發明的萃取動力學的研究裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明實施例作詳細說明。

本實施例的萃取動力學研究裝置適用于上升液滴法進行萃取動力學的研究，其主要包括：依次連接的萃取柱10、輸料管30和進料柱20。其中，

本實施例的萃取柱10，用于萃取原液的裝填及其萃取發生。頂部設有溢流口11所述萃取柱10表面還包覆有恒溫件，用于控制所述萃取原液在萃取過程中的溫度恒定。本實施例中的恒溫件優選采用水夾套12，利用水浴加熱保證溫度穩定。在其他實施例中，萃取柱也可以直接采用冷凝柱實現。該萃取柱10還包括裝設于溢流口11處的溢流支管13，用于萃取發生后的萃取層的引流和收集。使用時，控制所述溢流口11最低點略高于所述萃取原液液面。