专利名称：一种澄清分离萃取槽的制作方法
技术领域：
本发明属于湿法冶金萃取领域，具体涉及一种澄清分离萃取槽。
背景技术：
近几年来，混合-澄清萃取槽发展迅速，围绕提高萃取效率，国内外从改进澄清萃取槽制作材料和内部结构等方面，设计出了许多不同的混合澄清萃取槽，如在澄清萃取槽内添加挡板，变单级为多级，改变澄清室形状等，但是目前针对萃取槽强化分离方面的研究多是从改变槽结构方面入手，这些方法都无法大幅度降低萃取槽的澄清槽体积，因而很难从根本上提高萃取效率。其中赵秋月、张廷安等在文献“搅拌对箱式混合澄清槽流动性能的影响”(《东北大学学报》，2012年04期)中提出在澄清槽增加搅拌装置，但只研究了低转速下的搅拌对两相分离的影响，未考虑离心搅拌对两相分离澄清的影响，也未涉及混合槽和澄清槽的的结构尺寸特征、搅拌桨位置、离心圆筒的设置及溢流口位置对促进相分离和澄 清的影响规律，亦没有提及混合槽和澄清槽连接及工艺条件的匹配问题。由于稀土萃取后水相与有机相分离过程中仅依靠两相的密度差，因此推动力不足，导致两相分离时间过长，目前我国稀土生产企业使用的混合-澄清槽中单级的澄清槽与混合槽体积比大于2. 5 :1，由澄清室与混合槽体积比过大而导致的混合澄清槽总体积增大，会在生产过程中造成稀土存槽量大、生产效率降低等不利因素，这也成为了稀土工业中的瓶颈问题。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种澄清分离萃取槽，目的是通过在澄清槽内增加离心外力，在机械搅拌作用下促使两相流体产生离心分离，弥补传统萃取槽仅靠重力沉降的分离方式来达到强化分离，这种高效澄清分离萃取槽，澄清槽体积缩小50%以上，萃取效率提高50%以上。本发明的澄清分离萃取槽包括混合槽和澄清槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽和澄清槽中间设有挡板，混合槽与澄清槽的体积比为I :(广1. 4)，其上部设有混合槽有机相入口，下部设有混合槽水相入口，混合槽的中央设有混合槽搅拌轴和混合槽搅拌桨叶；澄清槽的上部设有澄清槽有机相出口，下部设有澄清槽水相出口，澄清槽中央设有澄清槽搅拌轴和澄清槽搅拌桨叶；在挡板上开有溢流口。其中，所述的的混合槽宽度为W1，混合槽搅拌桨叶的直径Cl1= (1/Γ1/2Μ，垂直方向距混合槽底面的距离L1是槽内液面高度H的O. 0Γ0. I倍，搅拌速度在10(Tl500rpm之间可连续调节。所述的澄清槽宽度为W2，澄清槽搅拌桨叶的直径d2= (1AT1/2)W2，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是槽内液面高度H的O. 0Γ0. I倍，其搅拌转速在30(T3000rpm范围内
自由调节。所述的溢流口中心距槽底部的距离h是槽内液面高度H的1/Γ2/3倍，澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L与澄清槽宽度W2之比为1/5 1/2。采用本发明的澄清分离萃取槽进行萃取的工艺过程是
有机相和水相分别经混合槽有机相入口和混合槽水相入口流入混合槽，在混合槽内经搅拌混合均匀，后经溢流口进入澄清槽，在澄清槽内，经离心搅拌作用两相分离，最后经澄清槽有机相出口和澄清槽水相出口分别流出澄清槽。与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是 本发明的澄清分离萃取槽采用离心力和重力耦合作用促进澄清分离，克服了传统箱式萃取槽仅靠重力进行澄清分离速度慢、效率低的缺陷，其中，混合槽采用具有高效混合功能的组合桨型，澄清室高效离心搅拌系统，通过调整搅拌工艺条件，大大强化了萃取分离效率，尤其是澄清分离效率，与传统的箱式萃取槽相比，澄清槽体积缩小50%以上，萃取效率提闻50%以上。
图I是本发明的澄清分离萃取槽的结构示意 其中，I :混合槽有机相入口 ；2 :混合槽搅拌浆叶；3 :混合槽；4 :混合槽水相入口 ；5 :混合槽搅拌轴；6 :澄清槽搅拌轴；7 :澄清槽搅拌桨叶；8 :澄清槽有机相出口 ；9 :澄清槽；10 澄清槽水相出口 ；11 :溢流口。
具体实施例方式本发明的澄清分离萃取槽结构如图I所示，包括混合槽3和澄清槽9，混合槽3和澄清槽9中间设有挡板，其特征在于混合槽3与澄清槽9的体积比为I : ( Γ1. 4)，其上部设有混合槽有机相入口 I，下部设有混合槽水相入口 4，混合槽3的中央设有混合槽搅拌轴5和混合槽搅拌桨叶2 ;澄清槽9的上部设有澄清槽有机相出口 8，下部设有澄清槽水相出口10，澄清槽中央设有澄清槽搅拌轴6和澄清槽搅拌桨叶7 ;在挡板上开有溢流口 11。其中，所述的混合槽3宽度为W1，混合槽搅拌桨叶2的直径Cl1= (Ι/Γ ΛΜ，垂直方向距混合槽底面的距离L1是槽内液面高度H的O. 0Γ0. I倍，搅拌速度在10(Tl500rpm之间可连续调节。所述的澄清槽9宽度为W2，澄清槽搅拌桨叶7的直径d2= (1/6 1/2) W2，垂直方向距澄清槽3底面的距离L2是槽内液面高度H的O. 01、. I倍，其搅拌转速在30(T3000rpm范围内自由调节。所述的溢流口 11中心距槽底部的距离h是槽内液面高度H的1/Γ2/3倍，澄清槽搅拌桨叶7距离溢流口 11的距离L与澄清槽9宽度W2之比为1/5 1/2。采用本发明的澄清分离萃取槽进行萃取的工艺过程是
有机相和水相分别经混合槽有机相入口 I和混合槽水相入口 4流入混合槽3，在混合槽3内经搅拌混合均匀，后经溢流口 11进入澄清槽9，在澄清槽9内，经离心搅拌作用两相分离，最后经澄清槽有机相出口 8和澄清槽水相出口 10分别流出澄清槽9。下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。实施例I
混合槽与澄清槽的体积比为I : 1，混合槽宽度为200mm，混合槽搅拌桨叶的直径(I1=SOmm,垂直方向距混合槽底面的距离L1是15mm,搅拌速度为500rpm,所述的澄清槽宽度为200mm，澄清槽搅拌桨叶选用四斜叶桨，直径d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是15mm，其搅拌转速为800rpm，槽内液面高度为150mm，所述的溢流口中心距槽底部的距离h为15mm，澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L为100mm，此时测得的两相澄清时间4min，相夹带O. 3%，效率提高50%以上。实施例2
混合槽与澄清槽的体积比为I : I. 25，混合槽宽度为200mm，混合槽搅拌桨叶的直径Cl1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距离L1是10mm，搅拌速度为lOOrpm，所述的澄清槽宽度为250mm，澄清槽搅拌桨叶选用四斜叶桨，直径d2=45mm，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是10mm，其搅拌转速为lOOOrpm，槽内液面高度为250mm，所述的溢流口中心距槽底部的距离h为10mm，澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L为50mm，此时测得的两相澄清时间3. 5min,相夹带0. 25%，效率提高50%以上。
实施例3
混合槽与澄清槽的体积比为I : I. 4，混合槽宽度为200mm，混合槽搅拌桨叶的直径Cl1=TOmm,垂直方向距混合槽底面的距离L1是10mm，搅拌速度为1500rpm，所述的澄清槽宽度为250mm，澄清槽搅拌桨叶选用四斜叶桨，直径d2=50mm，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是10mm，其搅拌转速为1200rpm，槽内液面高度为250mm，所述的溢流口中心距槽底部的距离h为10mm，澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L为80mm，此时测得的两相澄清时间3. 5min，相夹带0. 5%，效率提高50%以上。实施例4
混合槽与澄清槽的体积比为I : 1，混合槽宽度为400mm，混合槽搅拌桨叶的直径(I1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距离L1是3. 5mm,搅拌速度为500rpm,所述的澄清槽宽度为400mm，澄清槽搅拌桨叶选用四斜叶桨，直径d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是15mm，其搅拌转速为1800rpm，槽内液面高度为350mm，所述的溢流口中心距槽底部的距离h为3. 5mm，澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L为80mm，此时测得的两相澄清时间3min，相夹带0. 65%，效率提高50%以上。实施例5
混合槽与澄清槽的体积比为I : 1，混合槽宽度为400mm，混合槽搅拌桨叶的直径(I1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距离L1是3. 5mm,搅拌速度为1500rpm,所述的澄清槽宽度为400mm，澄清槽搅拌桨叶选用四斜叶桨，直径d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是15mm，其搅拌转速为2500rpm，槽内液面高度为350mm，所述的溢流口中心距槽底部的距离h为3. 5mm,澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L为80mm，此时测得的两相澄清时间3min，相夹带0. 55%，效率提高50%以上。实施例6
混合槽与澄清槽的体积比为I : 1，混合槽宽度为400mm，混合槽搅拌桨叶的直径(I1=IOOmm,垂直方向距混合槽底面的距离L1是3. 5mm,搅拌速度为1500rpm,所述的澄清槽宽度为400mm，澄清槽搅拌桨叶选用四斜叶桨，直径d2=100mm，垂直方向距澄清槽底面的距离L2是15mm，其搅拌转速为3000rpm，槽内液面高度为350mm，所述的溢流口中心距槽底部的距离h为3. 5mm,澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L为80mm，此时测得的两相澄清时间3min,相夹带0· 45%，效率提高50%以上。·
权利要求
1.一种澄清分离萃取槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽和澄清槽中间设有挡板，其特征在于混合槽与澄清槽的体积比为I :(fl. 4)，其上部设有混合槽有机相入口，下部设有混合槽水相入口，混合槽的中央设有混合槽搅拌轴和混合槽搅拌桨叶；澄清槽的上部设有澄清槽有机相出口，下部设有澄清槽水相出口，澄清槽中央设有澄清槽搅拌轴和澄清槽搅拌桨叶；在挡板上开有溢流口。
2.根据权利要求I所述的一种澄清分离萃取槽，其特征在于所述的混合槽宽度为W1,混合槽搅拌桨叶的直径Cl1= (VriA)W1，垂直方向距混合槽底面的距离L1是槽内液面高度H的O. ΟΓΟ. I倍，搅拌速度在10(Tl500rpm之间可连续调节。
3.根据权利要求I所述的一种澄清分离萃取槽，其特征在于所述的澄清槽宽度为W2,澄清槽搅拌桨叶的直径d2= (1/6 1/2) W2,垂直方向距澄清槽底面的距离L2是槽内液面高度H的O. ΟΓΟ. I倍，其搅拌转速在30(T3000rpm范围内自由调节。
4.根据权利要求I所述的一种澄清分离萃取槽，其特征在于所述的溢流口中心距槽底 部的距离h是槽内液面高度H的1/Γ2/3倍，澄清槽搅拌桨叶距离溢流口的距离L与澄清槽宽度W2之比为1/5 1/2。
全文摘要
本发明属于湿法冶金萃取领域，具体涉及一种澄清分离萃取槽。本发明的澄清分离萃取槽包括混合槽和澄清槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽和澄清槽中间设有挡板，其特征在于混合槽与澄清槽的体积比为1(1~1.4)，其上部设有混合槽有机相入口，下部设有混合槽水相入口，混合槽的中央设有混合槽搅拌轴和混合槽搅拌桨叶；澄清槽的上部设有澄清槽有机相出口，下部设有澄清槽水相出口，澄清槽中央设有澄清槽搅拌轴和澄清槽搅拌桨叶；在挡板上开有溢流口。本发明的澄清分离萃取槽采用离心力和重力耦合作用促进澄清分离，克服了传统箱式萃取槽仅靠重力进行澄清分离速度慢、效率低的缺陷，与传统的箱式萃取槽相比，澄清槽体积缩小50%以上，萃取效率提高50%以上。
文档编号C22B3/26GK102851493SQ201210363200
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者张廷安, 刘燕, 赵秋月, 吕国志, 豆志河, 牛丽萍, 蒋孝丽, 赫冀成 申请人:东北大学