專利名稱：一種澄清分離萃取槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕法冶金萃取領(lǐng)域，具體涉及一種澄清分離萃取槽。
背景技術(shù)：
近幾年來，混合-澄清萃取槽發(fā)展迅速，圍繞提高萃取效率，國(guó)內(nèi)外從改進(jìn)澄清萃取槽制作材料和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面，設(shè)計(jì)出了許多不同的混合澄清萃取槽，如在澄清萃取槽內(nèi)添加擋板，變單級(jí)為多級(jí)，改變澄清室形狀等，但是目前針對(duì)萃取槽強(qiáng)化分離方面的研究多是從改變槽結(jié)構(gòu)方面入手，這些方法都無(wú)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(xiàn)“攪拌對(duì)箱式混合澄清槽流動(dòng)性能的影響”(《東北大學(xué)學(xué)報(bào)》，2012年04期)中提出在澄清槽增加攪拌裝置，但只研究了低轉(zhuǎn)速下的攪拌對(duì)兩相分離的影響，未考慮離心攪拌對(duì)兩相分離澄清的影響，也未涉及混合槽和澄清槽的的結(jié)構(gòu)尺寸特征、攪拌槳位置、離心圓筒的設(shè)置及溢流口位置對(duì)促進(jìn)相分離和澄 清的影響規(guī)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(jī)相分離過程中僅依靠?jī)上嗟拿芏炔?，因此推?dòng)力不足，導(dǎo)致兩相分離時(shí)間過長(zhǎng)，目前我國(guó)稀土生產(chǎn)企業(yè)使用的混合-澄清槽中單級(jí)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(dǎo)致的混合澄清槽總體積增大，會(huì)在生產(chǎn)過程中造成稀土存槽量大、生產(chǎn)效率降低等不利因素，這也成為了稀土工業(yè)中的瓶頸問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種澄清分離萃取槽，目的是通過在澄清槽內(nèi)增加離心外力，在機(jī)械攪拌作用下促使兩相流體產(chǎn)生離心分離，彌補(bǔ)傳統(tǒng)萃取槽僅靠重力沉降的分離方式來達(dá)到強(qiáng)化分離，這種高效澄清分離萃取槽，澄清槽體積縮小50%以上，萃取效率提高50%以上。本發(fā)明的澄清分離萃取槽包括混合槽和澄清槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽和澄清槽中間設(shè)有擋板，混合槽與澄清槽的體積比為I :(廣1. 4)，其上部設(shè)有混合槽有機(jī)相入口，下部設(shè)有混合槽水相入口，混合槽的中央設(shè)有混合槽攪拌軸和混合槽攪拌槳葉；澄清槽的上部設(shè)有澄清槽有機(jī)相出口，下部設(shè)有澄清槽水相出口，澄清槽中央設(shè)有澄清槽攪拌軸和澄清槽攪拌槳葉；在擋板上開有溢流口。其中，所述的的混合槽寬度為W1，混合槽攪拌槳葉的直徑Cl1= (1/Γ1/2Μ，垂直方向距混合槽底面的距離L1是槽內(nèi)液面高度H的O. 0Γ0. I倍，攪拌速度在10(Tl500rpm之間可連續(xù)調(diào)節(jié)。所述的澄清槽寬度為W2，澄清槽攪拌槳葉的直徑d2= (1AT1/2)W2，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是槽內(nèi)液面高度H的O. 0Γ0. I倍，其攪拌轉(zhuǎn)速在30(T3000rpm范圍內(nèi)
自由調(diào)節(jié)。所述的溢流口中心距槽底部的距離h是槽內(nèi)液面高度H的1/Γ2/3倍，澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L與澄清槽寬度W2之比為1/5 1/2。采用本發(fā)明的澄清分離萃取槽進(jìn)行萃取的工藝過程是
有機(jī)相和水相分別經(jīng)混合槽有機(jī)相入口和混合槽水相入口流入混合槽，在混合槽內(nèi)經(jīng)攪拌混合均勻，后經(jīng)溢流口進(jìn)入澄清槽，在澄清槽內(nèi)，經(jīng)離心攪拌作用兩相分離，最后經(jīng)澄清槽有機(jī)相出口和澄清槽水相出口分別流出澄清槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是 本發(fā)明的澄清分離萃取槽采用離心力和重力耦合作用促進(jìn)澄清分離，克服了傳統(tǒng)箱式萃取槽僅靠重力進(jìn)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，澄清室高效離心攪拌系統(tǒng)，通過調(diào)整攪拌工藝條件，大大強(qiáng)化了萃取分離效率，尤其是澄清分離效率，與傳統(tǒng)的箱式萃取槽相比，澄清槽體積縮小50%以上，萃取效率提聞50%以上。


圖I是本發(fā)明的澄清分離萃取槽的結(jié)構(gòu)示意 其中，I :混合槽有機(jī)相入口 ；2 :混合槽攪拌漿葉；3 :混合槽；4 :混合槽水相入口 ；5 :混合槽攪拌軸；6 :澄清槽攪拌軸；7 :澄清槽攪拌槳葉；8 :澄清槽有機(jī)相出口 ；9 :澄清槽；10 澄清槽水相出口 ；11 :溢流口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的澄清分離萃取槽結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括混合槽3和澄清槽9，混合槽3和澄清槽9中間設(shè)有擋板，其特征在于混合槽3與澄清槽9的體積比為I : ( Γ1. 4)，其上部設(shè)有混合槽有機(jī)相入口 I，下部設(shè)有混合槽水相入口 4，混合槽3的中央設(shè)有混合槽攪拌軸5和混合槽攪拌槳葉2 ;澄清槽9的上部設(shè)有澄清槽有機(jī)相出口 8，下部設(shè)有澄清槽水相出口10，澄清槽中央設(shè)有澄清槽攪拌軸6和澄清槽攪拌槳葉7 ;在擋板上開有溢流口 11。其中，所述的混合槽3寬度為W1，混合槽攪拌槳葉2的直徑Cl1= (Ι/Γ ΛΜ，垂直方向距混合槽底面的距離L1是槽內(nèi)液面高度H的O. 0Γ0. I倍，攪拌速度在10(Tl500rpm之間可連續(xù)調(diào)節(jié)。所述的澄清槽9寬度為W2，澄清槽攪拌槳葉7的直徑d2= (1/6 1/2) W2，垂直方向距澄清槽3底面的距離L2是槽內(nèi)液面高度H的O. 01、. I倍，其攪拌轉(zhuǎn)速在30(T3000rpm范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)。所述的溢流口 11中心距槽底部的距離h是槽內(nèi)液面高度H的1/Γ2/3倍，澄清槽攪拌槳葉7距離溢流口 11的距離L與澄清槽9寬度W2之比為1/5 1/2。采用本發(fā)明的澄清分離萃取槽進(jìn)行萃取的工藝過程是
有機(jī)相和水相分別經(jīng)混合槽有機(jī)相入口 I和混合槽水相入口 4流入混合槽3，在混合槽3內(nèi)經(jīng)攪拌混合均勻，后經(jīng)溢流口 11進(jìn)入澄清槽9，在澄清槽9內(nèi)，經(jīng)離心攪拌作用兩相分離，最后經(jīng)澄清槽有機(jī)相出口 8和澄清槽水相出口 10分別流出澄清槽9。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
混合槽與澄清槽的體積比為I : 1，混合槽寬度為200mm，混合槽攪拌槳葉的直徑(I1=SOmm,垂直方向距混合槽底面的距離L1是15mm,攪拌速度為500rpm,所述的澄清槽寬度為200mm，澄清槽攪拌槳葉選用四斜葉槳，直徑d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是15mm，其攪拌轉(zhuǎn)速為800rpm，槽內(nèi)液面高度為150mm，所述的溢流口中心距槽底部的距離h為15mm，澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L為100mm，此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間4min，相夾帶O. 3%，效率提高50%以上。實(shí)施例2
混合槽與澄清槽的體積比為I : I. 25，混合槽寬度為200mm，混合槽攪拌槳葉的直徑Cl1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距離L1是10mm，攪拌速度為lOOrpm，所述的澄清槽寬度為250mm，澄清槽攪拌槳葉選用四斜葉槳，直徑d2=45mm，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是10mm，其攪拌轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，槽內(nèi)液面高度為250mm，所述的溢流口中心距槽底部的距離h為10mm，澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L為50mm，此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3. 5min,相夾帶0. 25%，效率提高50%以上。
實(shí)施例3
混合槽與澄清槽的體積比為I : I. 4，混合槽寬度為200mm，混合槽攪拌槳葉的直徑Cl1=TOmm,垂直方向距混合槽底面的距離L1是10mm，攪拌速度為1500rpm，所述的澄清槽寬度為250mm，澄清槽攪拌槳葉選用四斜葉槳，直徑d2=50mm，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是10mm，其攪拌轉(zhuǎn)速為1200rpm，槽內(nèi)液面高度為250mm，所述的溢流口中心距槽底部的距離h為10mm，澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L為80mm，此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3. 5min，相夾帶0. 5%，效率提高50%以上。實(shí)施例4
混合槽與澄清槽的體積比為I : 1，混合槽寬度為400mm，混合槽攪拌槳葉的直徑(I1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距離L1是3. 5mm,攪拌速度為500rpm,所述的澄清槽寬度為400mm，澄清槽攪拌槳葉選用四斜葉槳，直徑d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是15mm，其攪拌轉(zhuǎn)速為1800rpm，槽內(nèi)液面高度為350mm，所述的溢流口中心距槽底部的距離h為3. 5mm，澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L為80mm，此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min，相夾帶0. 65%，效率提高50%以上。實(shí)施例5
混合槽與澄清槽的體積比為I : 1，混合槽寬度為400mm，混合槽攪拌槳葉的直徑(I1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距離L1是3. 5mm,攪拌速度為1500rpm,所述的澄清槽寬度為400mm，澄清槽攪拌槳葉選用四斜葉槳，直徑d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是15mm，其攪拌轉(zhuǎn)速為2500rpm，槽內(nèi)液面高度為350mm，所述的溢流口中心距槽底部的距離h為3. 5mm,澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L為80mm，此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min，相夾帶0. 55%，效率提高50%以上。實(shí)施例6
混合槽與澄清槽的體積比為I : 1，混合槽寬度為400mm，混合槽攪拌槳葉的直徑(I1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距離L1是3. 5mm,攪拌速度為1500rpm,所述的澄清槽寬度為400mm，澄清槽攪拌槳葉選用四斜葉槳，直徑d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距離L2是15mm，其攪拌轉(zhuǎn)速為3000rpm，槽內(nèi)液面高度為350mm，所述的溢流口中心距槽底部的距離h為3. 5mm,澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L為80mm，此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min,相夾帶0· 45%，效率提高50%以上。·
權(quán)利要求
1.一種澄清分離萃取槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽和澄清槽中間設(shè)有擋板，其特征在于混合槽與澄清槽的體積比為I :(fl. 4)，其上部設(shè)有混合槽有機(jī)相入口，下部設(shè)有混合槽水相入口，混合槽的中央設(shè)有混合槽攪拌軸和混合槽攪拌槳葉；澄清槽的上部設(shè)有澄清槽有機(jī)相出口，下部設(shè)有澄清槽水相出口，澄清槽中央設(shè)有澄清槽攪拌軸和澄清槽攪拌槳葉；在擋板上開有溢流口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種澄清分離萃取槽，其特征在于所述的混合槽寬度為W1,混合槽攪拌槳葉的直徑Cl1= (VriA)W1，垂直方向距混合槽底面的距離L1是槽內(nèi)液面高度H的O. ΟΓΟ. I倍，攪拌速度在10(Tl500rpm之間可連續(xù)調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種澄清分離萃取槽，其特征在于所述的澄清槽寬度為W2,澄清槽攪拌槳葉的直徑d2= (1/6 1/2) W2,垂直方向距澄清槽底面的距離L2是槽內(nèi)液面高度H的O. ΟΓΟ. I倍，其攪拌轉(zhuǎn)速在30(T3000rpm范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種澄清分離萃取槽，其特征在于所述的溢流口中心距槽底 部的距離h是槽內(nèi)液面高度H的1/Γ2/3倍，澄清槽攪拌槳葉距離溢流口的距離L與澄清槽寬度W2之比為1/5 1/2。
全文摘要
本發(fā)明屬于濕法冶金萃取領(lǐng)域，具體涉及一種澄清分離萃取槽。本發(fā)明的澄清分離萃取槽包括混合槽和澄清槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽和澄清槽中間設(shè)有擋板，其特征在于混合槽與澄清槽的體積比為1(1~1.4)，其上部設(shè)有混合槽有機(jī)相入口，下部設(shè)有混合槽水相入口，混合槽的中央設(shè)有混合槽攪拌軸和混合槽攪拌槳葉；澄清槽的上部設(shè)有澄清槽有機(jī)相出口，下部設(shè)有澄清槽水相出口，澄清槽中央設(shè)有澄清槽攪拌軸和澄清槽攪拌槳葉；在擋板上開有溢流口。本發(fā)明的澄清分離萃取槽采用離心力和重力耦合作用促進(jìn)澄清分離，克服了傳統(tǒng)箱式萃取槽僅靠重力進(jìn)行澄清分離速度慢、效率低的缺陷，與傳統(tǒng)的箱式萃取槽相比，澄清槽體積縮小50%以上，萃取效率提高50%以上。
文檔編號(hào)C22B3/26GK102851493SQ201210363200
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者張廷安, 劉燕, 趙秋月, 呂國(guó)志, 豆志河, 牛麗萍, 蔣孝麗, 赫冀成 申請(qǐng)人:東北大學(xué)