[發(fā)明專利]在兩種分離的溶液中產(chǎn)生控制流的方法和設備

無效

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• 申請日: 1997-04-29
• 公開（公告）號: CN1082382C
• 公開（公告）日: 2002-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 布魯爾·內曼;洛諾·莉利亞;斯提格·E·霍爾托爾姆;尤哈尼·呂拉;拉伊莫·庫西斯托;彼德里·泰帕萊;提莫·薩倫帕
• 申請（專利權）人: 奧托昆普技術公司
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04;B01D17/028;C22B3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 何騰云

本發(fā)明涉及一種控制液體-液體萃取中溶液流動進入一空間中的方法，在該空間處理兩個相互混合的溶液以及同時因重力作用分離成兩層。本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該方法的沉降槽，沉降槽的深度和流動隔板結構要設計成有機溶液的流動速度可明顯地調節(jié)成高于水溶液的流動速度、且多相可被分離成純相而不夾雜其它上升到干擾高度的溶液。

借助于本發(fā)明的方法和設備，相互可分離的溶液被制成在分離環(huán)境中的橫向和縱向兩者方向上以均勻速度處理，分離環(huán)境的基本要求是溶液被從分離罐前端到其最后端在塞流方式下處理。本發(fā)明的另一個目的是加速溶液的分離和改進分離的最后程度，也就是減少兩溶液在其它溶液中的夾雜。本發(fā)明的方法和設備的特征是使溶液保持徑直向前流動，從而在分離罐前端，布置了幾個具有方向變化的窄流動位置。本發(fā)明的方法和設備特別適用于非常大型的銅萃取廠。在銅萃取中，在所用的萃取溶液例如是將羧胺分解成煤油時，已證明有機溶液的線性流動速度須不超過45-60mm/s速度。在其它場合，當在一個簡單的沉降槽中使用傳統(tǒng)的分離方法時，夾雜量，也就是存留在萃取溶液中的水滴量，開始逐漸成長到干擾程度，甚至約到1000ppm。通過增加有機溶液的層量，線性速度可僅僅減少到一個限定程度，因為在層量增加時，相應地需要更多昂貴的有機試劑的緣故。通常該問題的解決是使用有機溶液為250-350mm厚層，并且通過增加可分離溶液的流動區(qū)域的寬度，萃取溶液的線性速度得以減少。現(xiàn)今所使用的沉降槽的寬度可與其長度一樣大，甚至更大。當溶液流動總量約為2000m³/h時，沉降槽寬度約為25m，其面積約600-800m²。

芬蘭專利申請935393介紹了一種可改進萃取廠內泵和混合系統(tǒng)的方法和設備，從而前述最大流動甚至可增加到2.5倍。除了泵進和混合，所述的方法和設備還涉及到將混合器中的分散體流導入沉降槽中，涉及到調節(jié)位于沉降槽前端布置的門和樁欄的形狀，以及涉及到沉降槽最后端有機溶液的離析。

按照通行觀念，萃取溶液和水溶液之間不同的線性速度必須很小，以避免因邊界表面紊流所導致的溶液的再混合和避免導致夾雜量增加。作為該問題的一個解決方法是使用了低離析罐，在此，水溶液層基本上不比萃取溶液層厚。例如在傳統(tǒng)的銅萃取中，所使用的水溶液層厚度為400-450mm，而相應萃取溶液層的厚度為250-350mm，從而，萃取和水溶液層厚度比，特別是在沉降槽排放端處為1∶1.5，最高為1∶1.7。當銅萃取進行時，導致萃取混合器中溶液供給的流量比為1∶1，這導致萃取溶液的線性速度設置在高于溶液的線性速度40-80％，通常為50-70％的程度上。

本方法和設備的目的是特別消除大型萃取廠存在的一些缺陷，而與上述專利申請所述的改進無關。這樣已得到了可實現(xiàn)該目的的方法和設備，甚至上述分離流的線性速度調節(jié)并不阻礙大型萃取廠的發(fā)展。通過增強萃取溶液和分散體層朝向分離罐前端，將寬流動區(qū)域結構與保持在萃取溶液中的結構相結合，萃取溶液的流動速度可得以減少，特別是在分離區(qū)域的前端更是如此，這從最后離析的觀點來看是重要的。實驗已證明，當采用本發(fā)明的方法和設備時，邊界紊流未測出，即使在萃取溶液的流速提升至高于相應的水溶液的流速500％時也是如此。。按照本發(fā)明，把屬于萃取步驟的分離部分，即沉降槽制得較深，則萃取溶液和水溶液的層厚比，特別是在分離部分的排放端的層厚比甚至可約為1∶4，但是至少為1∶2.0。當在水溶液的層厚基本上大于傳統(tǒng)方法中所用的水溶液層厚的條件下工作時，已證明可獲得好的結果，而無邊界紊流的有害作用，這是因為在分離部分深于傳統(tǒng)沉降槽情況下，分離層可允許遠伸至分離部分排放端的緣故。本發(fā)明另一特征是分離部分即沉降槽具有樁欄以在沉降槽整個橫向表面上獲得均勻一致的分布。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于分離液體-液體萃取的混合部分中形成的分散體，以在分離部分控制溶液流動和產(chǎn)生單純的溶液的方法，其特征在于，有機溶液相的流速明顯地調節(jié)成高于水溶液相的流速，在為了防止溶液相的速度不同引起的邊界紊流時，在兩分離溶液之間存在的水滴分散層調節(jié)到遠伸至分離部分的排放端；為了沉淀溶液相，在分離部分的前端至少布置三個部位，在這三個部位分散體和已經(jīng)沉淀的溶液流經(jīng)在一限定的橫向形成的樁欄，在第一限定的橫向表面將流動旋轉輸入在分離部分縱向的分離部分中時，在形成于一個限定的橫向表面的流向方向上，下一個樁欄允許沉淀的水溶液相自由地流入分離部分的底部。