專利名稱：液－液提取方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使分散體反向的方法，分散體在液-液提取的混合部分形成，在分離部分濃縮，在分離部分后端形成分離的溶液，按兩股分開的流朝分離部分輸入端流回。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)所述反向流的提取設(shè)備。
背景技術(shù)：
本發(fā)明方法和設(shè)備與金屬回收中使用的提取工藝特別相關(guān)。提取實(shí)現(xiàn)諸如銅、鈾、鈷、鎳、鋅和鉬等屬于這類的貴重金屬的回收。在所有這些提取工藝中，將含有貴重金屬的水溶液與有機(jī)溶液在提取的混合部分接觸，從而形成彼此不溶解的兩種溶液的分散體。分散體中的溶液在提取的分離部分彼此分離成兩個(gè)連續(xù)的層，在分離層之間具有一直減小的分散帶。在混合階段，水溶液中的至少一種貴重金屬轉(zhuǎn)換成有機(jī)相，由此通過分離回收貴重金屬。提取是在一套設(shè)備中進(jìn)行的，其中混合和沉降部分的排列是一個(gè)位于另一個(gè)頂部上(柱狀)或水平地多少處于相同高度。幾乎總是在涉及大規(guī)模提取稀溶液的情況下，例如提取銅，設(shè)備基本處于水平位置。當(dāng)在下面提到提取時(shí)，基本是指位于相同高度的設(shè)備。
金屬的回收常常需要很多混合-分離單元或混合器和沉降器，它們通常按逆流原理彼此連接。提取步驟的數(shù)量很大程度根據(jù)工藝而改變，可以是2到20。例如，在提取銅時(shí)，通常有4-6步。由此，這些單元幾乎總是與下游單元成180度的角度放置，使溶液管道短。這已經(jīng)是理想的，盡管這種布置還具有其自身缺點(diǎn)，如操作平臺(tái)難以儀表化、電氣化和構(gòu)建。
最近，為使所有提取步驟面向相同方向，提出了一些解決方案。對其的描述，例如，參見會(huì)議文章“Alta 1996 Copper HydrometallurgyForum”，Oct.14-15，1996，Brisbane，AustrliaHopkins，W.“ReverseFlow Mexer Settlers”and“Randol at Vancouver‘96”，ConferenceProceedings，November 12-15，1996，Vancouver，British Columbia，p.301-306。在后一篇文獻(xiàn)中，在第302頁左下位置有一張圖，給出了四個(gè)不同分離部分的原理圖。第一部分是傳統(tǒng)的模型，分散體在此處從一端輸送到分離部分，分離的溶液從另一端取出。下一部分是公知的Krebs模型，在美國專利4844801中也有說明，其特征是將分散體沿沉降器上方的流槽輸送到離混合器最遠(yuǎn)的沉降器末端。分散體在此處被引導(dǎo)到實(shí)際沉降器空間，朝混合器流去。第三是Falconbridge模型，其中用部分隔板將沉降器分開，分散體流入遠(yuǎn)離混合部分的第一半并且朝混合部分流回第二半。根據(jù)標(biāo)題，溶液在沉降器內(nèi)的存留時(shí)間取決于溶液是在沉降器的內(nèi)邊緣還是在外邊緣。第四部分是Bateman模型，也在美國專利5558780中進(jìn)行了說明，分散體沿沉降器側(cè)面的窄通道流動(dòng)到沉降器的最遠(yuǎn)端，并從實(shí)際沉降器空間的此處朝提取混合部分流回。后二者表示公知的倒流型沉降器。
在Falconbridge模型中，沿沉降器內(nèi)邊緣流動(dòng)的分散體不會(huì)像沿外邊緣流動(dòng)的分散體一樣有時(shí)間很好地分離成其自身的相。此原理圖未詳細(xì)表示流動(dòng)在實(shí)際情況下如何逆轉(zhuǎn)的。美國專利5558780中所述的沉降器有其自身的問題，在沉降器中形成均勻返回流。結(jié)果，沉降器的分離能力不足，分離溶液的殘余液滴卷吸高。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明開發(fā)了一種方法，其中在金屬提取工藝的混合部分形成的分散體輸送到分離部分，分離部分按與側(cè)壁相同的方向用隔壁基本分隔成三個(gè)部分。分散體和由此分離的相首先作為向外流從分離部分的中心部分流到后端，流入分離部分的所有溶液在此外反向，成為朝分離部分前端的兩個(gè)返回流。返回流發(fā)生在向外流的一側(cè)。向外流的溶液被調(diào)節(jié)成分散體占優(yōu)的，即，分散體通過位于分離部分后端的反向件在分離部分的向外流側(cè)保持為濃厚的一層，因?yàn)闈夂穹稚в兄谛纬删€溶液相。另外，反向件將分離溶液分成支流，容易使溶液流反向成為返回流。為了保持濃厚的分散帶，向外流場的橫截面優(yōu)選地也朝向分離部分后端尺寸減小，返回流場的橫截面朝向分離部分前端尺寸也減小。已經(jīng)流過反向件的分散體和分離的溶液，流過返回流場前端的籬柵，由此溶液的方向最終朝分離部分的前端反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還涉及一種沉降器設(shè)備，基本矩形的沉降器包括前端、后端以及側(cè)壁和底。沉降器的寬度基本大于其長度。沉降器由隔壁分成三部分，隔壁優(yōu)選地延伸到沉降器總長度的85-95％的距離。通過隔壁在沉降器中形成三個(gè)流場，任一側(cè)的向外流場和返回流場。沉降器隔壁基本沿側(cè)壁方向位于側(cè)壁之間，但然而，優(yōu)選的方式是向外流場的橫截面朝沉降器后端減小，返回流場的橫截面朝沉降器前端減小。至少一個(gè)反向件位于向外流場緊靠沉降器后端附近處，并由一個(gè)隔壁延伸到另一個(gè)隔壁的零件形成。反向件的功能是調(diào)節(jié)分散帶的厚度，實(shí)現(xiàn)控制在沉降器后部的不同相的返回。在返回流場一側(cè)，在后端與隔壁之間具有籬柵，使朝向沉降器前端的沉降器流澄清。裝有兩個(gè)返回流場的沉降器特別適合于提取應(yīng)用，在這種應(yīng)用中溶液流大。
本發(fā)明的本質(zhì)特征在權(quán)利要求中非常清楚。
從分離空間前端到后端的分散體和分離相的流動(dòng)稱為向外流，從分離空間后端朝前端返回的所有這些相的流動(dòng)稱為返回流。同樣地，出現(xiàn)向外流的沉降器區(qū)域稱為向外流場，相應(yīng)兩側(cè)區(qū)域稱為返回流場。
來自液-液提取混合部分的分散體以所需方式輸送到向外流場內(nèi)的分離部分的前端。很明顯，目的是使流動(dòng)分散在整個(gè)向外流場橫截面上。為了進(jìn)一步達(dá)到這一點(diǎn)，可以使籬柵或其它適合的零件。至少一些屬于混合部分的設(shè)備，例如混合器，可以是一個(gè)或兩個(gè)，或者可能是三個(gè)，可以在向外流場前端放置在沉降器前面或沉降器內(nèi)。例如，美國專利5185081披露一種結(jié)構(gòu)，其中混合器位于沉降器內(nèi)。為了防止從最后混合器排出的分散體直接朝向外流場的后部流動(dòng)，優(yōu)選地是將分散體的流動(dòng)方向首先朝向外流場前端的側(cè)角反轉(zhuǎn)，并且僅從此處將流動(dòng)朝后端反轉(zhuǎn)。朝后端的分散體方向在使用籬柵時(shí)保持最好，從而適合于成一定輪廓。從上方看稍微成Z字形的籬柵已經(jīng)表明是最適合的解決方案。用于分離相的收集通道可以進(jìn)一步放在向外流場的后端，這將使已經(jīng)在向外流場分離的溶液在相同提取步驟循環(huán)到混合部分泵罐。當(dāng)然，向外流場根據(jù)循環(huán)需要也可以裝有僅僅一種溶液收集通道。此通道，例如，可以是美國專利6083400中披露的類型，或者適合于此目的的其它設(shè)備。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，調(diào)節(jié)向外流動(dòng)，使其是分散體占優(yōu)的，即，分散體保持為相之間的厚度帶。為了達(dá)到這一目的，至少一個(gè)反向件置于向外流場的后端，調(diào)節(jié)分散體層厚度以及分散進(jìn)程。使從分散體中分離出的相相對自由流動(dòng)，但為達(dá)此目的，未分離的分散體由置于向外流場后部的至少一個(gè)反向件控制。
反向件延伸得與分離向外流場的側(cè)壁一樣遠(yuǎn)，即，從隔壁的一端到另一端。根據(jù)本發(fā)明的布置包括位于沉降器向后流場后端(分離部分)的至少一個(gè)反向件。反向件包括至少兩個(gè)板狀零件或者反向器板，放置在不同高度并基本垂直于沉降器的縱軸(在溶液流動(dòng)方向)。在反向器板之間形成的區(qū)域中分散體沿反向通道的流動(dòng)方向總是垂直的，因?yàn)榉稚Ⅲw是在每個(gè)反向器板上方或下面流到反向通道。改變基本垂直的流動(dòng)方向促進(jìn)分散體在分散體上面和下面分離成純?nèi)芤簩印７聪蚣梢晕挥诓煌崛‰A段，例如在實(shí)際提取中以及在任何洗滌和剝離分離部分。
本發(fā)明方法和設(shè)備的特征在于，通過在向外流場后端設(shè)置反向件伸到此區(qū)域上方，可以防止分散體流直接向前流動(dòng)。優(yōu)選地，反向件包括至少兩個(gè)板狀部分，位于與向外流相抵。為了使分散體流過反向件，在第一階段必須將其壓向反向件的第一板狀部分，在其下面流入反向件板狀部分之間形成的反向通道。從反向通道，分散體表面升高，從而流過反向件第二板狀部分。在一個(gè)反向件中有至少兩個(gè)板狀部分，但所述部分的數(shù)量也可以改變。與第二板狀部分，或溢出板，以及其后的每個(gè)其它部分相比，反向件的第一板狀部分，或底流板，以及隨后每個(gè)第二部分基本處于分離部分的較高位置。
屬于反向件的第一板狀部分，底流板，位于分離部分內(nèi)的一定高度上，在該高度上其上邊緣從分散帶上方延伸到有機(jī)溶液相。當(dāng)分離的溶液和在它們之間的分散帶從分離區(qū)的輸入端流向后端，分離帶被壓向第一反向器板。分散體將積累到一定數(shù)量，以至于由于比分離的有機(jī)溶液重，它從底流板下面透過，通過反向器板之間的提升通道并由此處到達(dá)分離區(qū)的后端，在分離區(qū)后端分散體和分離相返回到返回流場。沉降器越大，所需流動(dòng)越大。濃稠分散體達(dá)到改進(jìn)的溶液分離程度，換言之，水溶液和有機(jī)溶液中的每種溶液的卷吸量減小。
第一反向器板，底流板，基本是實(shí)心的，但底流板在其上和下部分具有垂直槽或開槽區(qū)。板的上邊緣是完整的，開槽區(qū)正從其下面開始。板的上邊緣以及開槽區(qū)延伸到有機(jī)溶液中。板上部的開槽區(qū)高度為反向器板總高度的5-25％，以及分離空間后面總?cè)芤焊叨鹊?-10％。有機(jī)溶液通過開槽區(qū)進(jìn)入沉降器后部分成幾個(gè)支流，實(shí)際中是10-100個(gè)。將溶液分成支流，有助于其在朝返回流場從后面平穩(wěn)返回。
底流板的下邊緣是完整的，但緊在其上面有垂直槽。開槽區(qū)的高度為板總高度的10-40％。底流板的下邊緣延伸到分離部分的底部。實(shí)際上，底流板的下邊緣處于從底部開始等價(jià)于分離部分(沉降器)溶液總高度(溶液深度)的15-30％。在底流板前面阻擋的分散體經(jīng)過下部的開槽區(qū)流入反向器板之間的提升器或反向通道。開槽區(qū)的下部分也有助于將底部流動(dòng)的水溶液至少部分分成子流，促進(jìn)后部內(nèi)的水溶液的平穩(wěn)反向。子流的數(shù)量實(shí)際上與有機(jī)溶液相同。
反向件的第二反向器板，溢流板，是與第一板相同類型，即，基本實(shí)心。溢流板的上邊緣具有開槽區(qū)，像上面聯(lián)系底流板的上邊緣進(jìn)行說明。在這種情況下，開槽的目的也是為了促進(jìn)分散體在分離部分后面內(nèi)的均勻分布。溢流板的下邊緣明顯低于底流板的下邊緣，但在這種方式中，對分離的水溶液仍殘留未被阻擋的流動(dòng)空間。實(shí)際上，溢流板的下邊緣處于距離底的距離為分離部分總?cè)芤焊叨?-10％。溢流板的上邊緣置于有機(jī)溶液表面以下。實(shí)際上，第二反向器板的上邊緣置于溶液表面以下，處于距離分離部分溶液高度的20-40％。底流板與溢流板之間的距離是指定的，從而在板之間反向通道內(nèi)的分散體提升速度在0.05-0.3m/s。實(shí)際上，這意味著板之間的距離約0.5-2m，當(dāng)分散體輸入分離部分超過1000m3/h。如果反向件包括幾個(gè)反向器板，開槽區(qū)置于相應(yīng)板的上邊緣和下邊緣。
在溢流板上部的前面放置流動(dòng)阻擋板是可行的，阻擋板是實(shí)心板制成，沿溢流板的方向。阻擋板放置在溢流板的開槽區(qū)內(nèi)。阻擋板的高度可以變化。阻擋板設(shè)置在緊靠溢流板的附近，通過調(diào)節(jié)它們的垂直位置可以覆蓋所需部分的溢流板開槽區(qū)。當(dāng)阻擋板覆蓋整個(gè)開槽區(qū)時(shí)，分散帶的表面升高到溢流板和阻擋板的上邊緣高度。當(dāng)阻擋板的上邊緣降低時(shí)，分散帶的厚度減小，有機(jī)相層的厚度增大。實(shí)際上，溢流板阻擋板包括幾個(gè)部分，每個(gè)部分能單獨(dú)調(diào)節(jié)。因此，可以平衡整個(gè)向外流場的側(cè)向流動(dòng)。通過升高或降低整個(gè)溢流板可以達(dá)到相同功能，但實(shí)際上，至少在大型提取設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)比較困難。
在大多數(shù)提取用途中，有機(jī)溶液層與水溶液層不一樣厚。使用本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以通過將反向件板定位在偏離垂直，使板朝向外流動(dòng)傾斜，使分離部分后面空間內(nèi)的有機(jī)相增多。這意味著板的放置與垂直成10-30°角度，從而其下邊緣比上邊緣更靠近分離部分后端。傾斜反向器板的目的是得到分散帶在垂直方向的位置，高度對應(yīng)于返回流場中有機(jī)和水相的最終界面。這進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)返回流場中的最終相分離。
已經(jīng)通過反向件流入沉降器后面的分離相以及在它們之間流動(dòng)的分散帶，通過引導(dǎo)它們經(jīng)過特殊結(jié)構(gòu)的籬柵，在后面空間朝沉降器前端返回?；h柵將縱向返回流朝沉降器前端反向?；h柵的一端支撐在隔壁的末端，另一端在側(cè)壁上，或者在背壁附近，或者在由背壁和側(cè)壁形成的角上。
位于返回流場前面的籬柵是由通常的籬柵制成的，導(dǎo)板位于其垂直槽后面。相對于溶液流動(dòng)方向，導(dǎo)板放在籬柵垂直槽的后面，即它們在沉降器前面。導(dǎo)板在垂直槽后面反向，從而溶液流動(dòng)通道在分離空間的側(cè)壁處變窄，在隔壁附近變寬。這種溶液沿沉降器長度將溶液流動(dòng)反向。這些給出籬柵的方案，原則上在美國專利6132615中披露。在此專利中，籬柵的結(jié)構(gòu)基本是垂直定位的，但本發(fā)明的此實(shí)施例的特征是，以結(jié)構(gòu)與垂直方向形成一個(gè)對應(yīng)于向外流場反向板的角度。在這種情況下，這意味著籬柵的板，其上邊緣朝沉降器前端傾斜?；h柵向下朝沉降器底部延伸。
在后反向件和籬柵之間的區(qū)域，后部空間，其尺寸為使分離相和分散體在此處的流動(dòng)速度為0.15-0.3m/s左右。在緊靠后部空間前面，實(shí)現(xiàn)溶液流動(dòng)方向的受控反向，是通過位于向外流場末端的反向件以及緊在返回流場前面的籬柵實(shí)現(xiàn)。反向件和籬柵的傾斜也使流動(dòng)反向容易。其它分離-改進(jìn)件也可以位于返回流場。
在返回流場前端，從分散體中分離的純?nèi)芤簭某两灯髦腥〕觯袡C(jī)溶液作為溢流進(jìn)入有機(jī)溶液網(wǎng)前箱，水溶液進(jìn)入其自己的網(wǎng)前箱。網(wǎng)前箱位于實(shí)際沉降器外部，在返回流場前面。當(dāng)混合部分的混合器位于向外流場前面的相應(yīng)位置時(shí)，這形成一個(gè)節(jié)省空間的方案。當(dāng)所有提取步驟可以按相同方向放置時(shí)，管線可以縮短。


下面參考附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的設(shè)備。其中，圖1表示從上方看到的本發(fā)明提取步驟的布置；圖2A是反向部分反向器板原理圖的側(cè)視圖；圖2B是從后端看到的反向部分反向器板的原理圖；圖3A是從側(cè)面看到的反向部分的反向器板的另一個(gè)原理圖；圖3B是從后端看到的反向部分的反向器板的另一個(gè)原理圖；以及圖4是從上方看到的提取階段的另一個(gè)布置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1的提取步驟包括混合部分1和分離部分或沉降器2。在這種情況下，混合部分包括泵罐3和混合器4和5。水溶液和有機(jī)溶液首先輸送到泵罐，并由此外輸送到第一和第二混合器。很明顯，泵罐和混合器的數(shù)量可以根據(jù)輸送溶液的數(shù)量而改變。泵罐優(yōu)選地，例如，參見美國專利5662871。
沉降器2包括前端6、后端7、側(cè)壁8和9以及原則上包括與側(cè)壁方向相同的隔壁10和11。但是，隔壁的放置，優(yōu)選地，使形成流場的橫截面積在流動(dòng)方向變小。隔壁與沉降器的縱軸可以形成5-15°的角度。向外流場的變小角度優(yōu)選的是15-25°。由最后混合器流出的溶液分散體流到沉降器向外流場12(圖中未詳細(xì)表示)的前端6。向外流場裝有籬柵或其它適合的零件13和14，用于控制溶液流動(dòng)。在向外流場的后端具有反向件16，它包括至少兩個(gè)反向器板、底流板17和溢流板18。在沉降器后面，背面19包括在反向件16和籬柵22和23之間留下的空間，籬柵22和23位于返回流場20和21前端。除了前端的籬柵22和23，返回流場也可以裝有控制流動(dòng)所需的其它零件。
返回流場的橫截面積也可以沿著朝向前端的流動(dòng)方向變小。返回流場的橫截面可以相同，或者它們也可以彼此不同。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在沉降器中形成三個(gè)單獨(dú)流場，沉降器的寬度與長度之比為2-5左右。
沉降器中的分離溶液的網(wǎng)前箱，優(yōu)選地置于前端6前面，在返回流場20和21一側(cè)。因此，有機(jī)溶液從僅僅一個(gè)邊緣或兩個(gè)邊緣通過一個(gè)或幾個(gè)排放單元25由有機(jī)溶液網(wǎng)前箱24溢出而得到回收。按相同方式，水溶液根據(jù)需要從一個(gè)或幾個(gè)排放單元27從每個(gè)流場的水溶液網(wǎng)前箱26得到回收。排放單元的精確位置確定是由分離溶液所需輸送的位置決定的。網(wǎng)前箱也可以適當(dāng)彼此連接。
圖2A和2B原則上顯示處于向后流場后面的反向件。附圖表示底流板17和溢流板18位于后端7附近。底流板的上邊緣裝有開槽區(qū)28，延伸到有機(jī)相29的分離層內(nèi)。開槽區(qū)將有機(jī)溶液分配，使其成為幾個(gè)支流流入沉降器后部。底流板阻擋分散體30在分離溶液之間流動(dòng)，并且使分散體通過底流板下邊緣的開槽區(qū)31進(jìn)入反向通道32，并由此通過溢流板上部的開槽區(qū)33進(jìn)入沉降器后部。底流板下邊緣是未破壞的，并伸入分離的水溶液34，但在底部35上方。水溶液至少部分通過開槽區(qū)下部流動(dòng)，從而使其分成幾個(gè)支流，這有助于在沉降器后部的溶液流動(dòng)方向進(jìn)行反轉(zhuǎn)。有機(jī)溶液相的表面36同樣是沉降器的溶液高度。
圖3A和3B表示反向件的另一個(gè)實(shí)施例，其中在溢流板18上部的開槽區(qū)33前面放置一塊實(shí)心阻擋板37。阻擋板是一塊利用其支撐結(jié)構(gòu)38沿溢流板方向可以升降的板。圖3B中溢流板的開槽區(qū)33的高度遠(yuǎn)大于圖2B所示溢流板開槽區(qū)的高度，但這里可以利用阻擋板調(diào)節(jié)分散體的厚度，同時(shí)也可以調(diào)節(jié)有機(jī)相的厚度。在圖示的情況下，阻擋板所處的位置使開槽區(qū)下部被阻擋板覆蓋。實(shí)際上，這意味著分散帶可以在阻擋板上邊緣的高度處排放到沉降器后面，從而有機(jī)相層可以變得，例如，比圖2所示情況厚。當(dāng)阻擋板處于其上部位置時(shí)，它甚至可以完全覆蓋開槽區(qū)，并且分散帶變厚，有機(jī)相層變薄。
當(dāng)然，很明顯，阻擋板的安裝，可以按照與上述不同的其它方式工作，但重要的是，分散帶的厚度以及同樣的有機(jī)相的厚度可以通過閉合部分溢流板的開槽區(qū)而得到調(diào)節(jié)。如上所述，優(yōu)選的是由幾個(gè)單獨(dú)的部分制成阻擋板，從而可以局部調(diào)節(jié)層厚度。
根據(jù)圖1所示的本發(fā)明提取階段混合部分的實(shí)施例，位于沉降器部分前面，在網(wǎng)前箱之間。圖4所示實(shí)施例特別適合于大的溶液流。在這種情況下，混合部分1裝有兩個(gè)泵罐3，它們位于返回流場20和21后面的網(wǎng)前箱之間。實(shí)際的混合器位于沉降器2的向外流場12內(nèi)。有機(jī)溶液和水溶液從任一個(gè)泵罐或從兩個(gè)泵罐輸送到第一混合器4?；旌系娜芤和ㄟ^通道39沿切線從第一混合器輸送到第二混合器5。混合好的分散體從最后混合器5流到沉降器空間，在此處引導(dǎo)分散體流首先朝前端6排出。為了使分散體流在混合器之間不會(huì)直接朝向向外流場后部流動(dòng)，混合器的外軌道在后側(cè)彼此連接，隔壁40延伸到沉降器底部。分散體流的方向從沉降器的前角6朝后端7轉(zhuǎn)動(dòng)。向外流場的前端優(yōu)選地裝有幾個(gè)籬柵13、14和15。第一籬柵15可以是傳統(tǒng)的直籬柵，并且分成兩個(gè)部分，從而第一部分從混合器4延伸到較近的隔壁10，籬柵的第二部分從混合器5延伸到另一隔壁11。隨后的籬柵13和14，從上面看，優(yōu)選地形成稍微的Z字形。至少有一個(gè)Z字形籬柵?；h柵的功能是引導(dǎo)不同的相和分散體直接朝沉降器后面流去。
在向外流場后端提取步驟內(nèi)部流動(dòng)如何實(shí)現(xiàn)也已經(jīng)進(jìn)行了說明。分離相的收集通道位于反向件16之前的向外流場中，由此一些分離的溶液可以再次循環(huán)。附圖表示水溶液通道41和有機(jī)溶液通道42。按照附圖，通道穿過向外流場的整個(gè)截面延伸。來自水溶液通道的管線43和來自有機(jī)溶液通道的管線44通向相同提取步驟泵罐。分散體和分離的溶液流到反向件并由此處向前流動(dòng)，是按照與圖1相同的方式進(jìn)行的。
本發(fā)明的方法和設(shè)備包括混合部分和逆流分離部分，可以以低成本的溶液提取步驟經(jīng)濟(jì)地和可操作地處理很大的溶液流。使用本發(fā)明的方法和設(shè)備，首先可以控制分散帶的厚度，從而得到純的溶液。其次，通過沉降器后部的調(diào)節(jié)和反向件可以達(dá)到向外流場受控反向到返回流場。
權(quán)利要求
1.一種在金屬回收過程中在液-液提取工藝的分離部分，將提取步驟的混合部分內(nèi)形成的水溶液和有機(jī)溶液的分散體，控制分離成它們自身的相的方法，其特征在于將輸入到分離部分的分散體引導(dǎo)到所述分離部分的向外流場內(nèi)，所述向外流場是利用分離部分內(nèi)的隔壁形成的，并且在所述向外流場中使已經(jīng)從分散體中分離的相基本沿分離部分的縱軸流動(dòng)，但保留在分離相中部內(nèi)的分散體由置于向外流場后部從分離部分的一個(gè)隔壁延伸到另一個(gè)隔壁的反向件阻攔，經(jīng)過反向件之后，分散體和分離溶液相的方向在分離部分后部反轉(zhuǎn)成基本相反方向，在位于向外流場兩側(cè)的返回流場中朝分離部分的輸入端流回，分離的溶液在分離部分輸入端從分離部分流出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于分散體和分離溶液的流動(dòng)方向借助籬柵在沉降器的后端、在返回流場的前端基本反向，與沉降器的縱軸平行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于流場的橫截面沿流動(dòng)方向持續(xù)變小。
4.如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于隔壁的長度是沉降器長度的85-95％。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于反向件包括至少兩個(gè)板狀部分，并且分散體的方向在它們之間的反向通道中轉(zhuǎn)變成基本垂直的方向。
6.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于反向件的第一板狀部分，即底流板，的上邊緣延伸入有機(jī)溶液中，并且有機(jī)溶液流過所述板狀部分上部的開槽區(qū)成為幾個(gè)支流進(jìn)入分離部分的后部空間內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述支流的數(shù)量是10-100。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于由反向件的第一板狀部分阻攔的分散體流，從第一板狀部分下面流入反向通道中。
9.如權(quán)利要求1-8中的任一個(gè)所述的方法，其特征在于已經(jīng)流到反向件的分散體從所述反向件的最后板狀部分上方流入反向件后面的后部空間內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少部分混合部分位于分離部分內(nèi)，來自混合部分最后混合器的分散體被首先朝向外流場的前端引導(dǎo)，接著由籬柵朝向外流場的后部反向。
11.如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在向外流場中分離的至少一種溶液在相同提取步驟中重新循環(huán)到混合部分。
12.如權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于被回收的金屬是金屬銅、鈾、鈷、鎳、鋅或鉬中的一種。
13.一種在金屬回收過程中，在液-液提取沉降器(2)中將混合部分(1)中形成的水溶液和有機(jī)溶液的分散體控制分離成它們自身的相的設(shè)備，該設(shè)備包括輸入端(6)、后端(7)、側(cè)壁(8，9)、底部(35)以及分離溶液的網(wǎng)前箱(24，26)，其特征在于沉降器具有基本平行于沉降器側(cè)壁的兩個(gè)隔壁(10，11)，將沉降器分成兩個(gè)部分，其中所述隔壁將沉降器分成向外流場(12)以及其兩側(cè)的返回流場(20，21)，并且具有反向件(16)，所述反向件與沉降器的縱軸成十字交叉并且位于隔壁(10，11)的末端，所述反向件包括至少兩個(gè)位于不同高度的反向器板(17，18)。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于在沉降器的后部，籬柵(22，23)位于返回流場(20，21)前端，其一端固定在隔壁(10，11)末端，另一端固定在側(cè)壁(8，9)后面或者固定在側(cè)壁(8，9)與后端(7)的角上。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于導(dǎo)板位于在籬柵的槽后面，使流動(dòng)反向。
16.如權(quán)利要求13-15中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于隔壁(10，11)的長度是沉降器長度的85-95％。
17.如權(quán)利要求13-16中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于隔壁(10，11)與沉降器的縱軸形成5-15°的角度，由隔壁形成的流場(12，20，21)的橫截面在流動(dòng)方向逐漸減小。
18.如權(quán)利要求13-17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于向外流場(12)的錐形角度優(yōu)選的是約15-25°。
19.如權(quán)利要求13-18中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于反向件的第一反向器板，即底流板(17)，比第二反向器板，即溢流板(18)，的位置高。
20.如權(quán)利要求13-19中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于第一反向器板(17)的上邊緣位于沉降器有機(jī)溶液內(nèi)。
21.如權(quán)利要求13-20中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于第一反向器板(17)的下邊緣離沉降器(34)底部的距離是沉降器溶液高度的15-30％。
22.如權(quán)利要求13-21中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于反向器板(17，18)基本是實(shí)心的。
23.如權(quán)利要求13-22中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在第一反向器板(17)的上邊緣形成有開槽區(qū)(28)，其長度為所述反向器板高度的5-25％。
24.如權(quán)利要求13-23中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在第一反向器板(17)的下邊緣形成有開槽區(qū)(31)，其長度為所述反向器板高度的5-15％。
25.如權(quán)利要求13-18或22中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在第二反向器板，即溢流板(18)，的上邊緣形成有開槽區(qū)(33)，其長度為所述反向器板高度的5-15％。
26.如權(quán)利要求13-18、22或25中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于第二反向器板(18)的下邊緣離沉降器底部的距離為所述沉降器溶液高度的3-10％。
27.如權(quán)利要求13-18、22或25-26中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在第二反向器板(18)的上邊緣置于溶液表面以下，距離為所述沉降器溶液高度的20-40％。
28.如權(quán)利要求13-27中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于反向件的反向器板(17，18)以與垂直方向成10-30°的角度放置在沉降器中。
29.如權(quán)利要求13-28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于反向器板(17，18)的上邊緣朝沉降器的輸入端(6)傾斜。
30.如權(quán)利要求13-29中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在反向件的第二反向器板(18)的開槽區(qū)(33)上部的前面具有一塊實(shí)心阻擋板(37)，所述阻擋板的方向與所述反向器板相同，并且利用其支撐件(38)可以改變阻擋板的垂直位置。
31.如權(quán)利要求13-30所述的設(shè)備，其特征在于沉降器的網(wǎng)前箱(24，26)位于在沉降器的輸入端(6)處的返回流場(20，21)前面。
32.如權(quán)利要求13-31中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于混合部分(1)位于沉降器向外流場(12)前面。
33.如權(quán)利要求13-31中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于混合部分(1)至少部分位于向外流場(12)內(nèi)部。
34.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于混合部分(1)的混合器(4，5)位于向外流場(12)內(nèi)。
35.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征在于向外流場(12)具有兩個(gè)部分的籬柵(15)，其第一部分從第一混合器(4)延伸到附近的隔壁(10)，第二部分從第二混合器(5)延伸到離其最近的隔壁(11)。
36.如權(quán)利要求13-35中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于向外流場(12)具有至少一個(gè)籬柵(13，14)，當(dāng)從上面看時(shí)該籬柵形成稍微的Z字形。
37.如權(quán)利要求13-36所述的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于向外流場(12)具有至少一個(gè)分離溶液收集通道(41，42)，位置靠近后端。
38.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其特征在于向外流場(12)具有至少一個(gè)收集通道(41，42)，并且管線(43，43)與它/它們連接，將分離的溶液引導(dǎo)到相同提取步驟的泵罐(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使分散體反向的方法，分散體在液－液提取的混合部分形成，在分離部分濃縮，在分離部分后端形成分離的溶液，按兩股分開的流朝分離部分輸入端流回。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)所述反向流的提取設(shè)備。
文檔編號(hào)C22B34/00GK1777461SQ200480010653
公開日2006年5月24日 申請日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者B·尼曼, E·?？寺? S-E·胡爾托爾姆, P·佩卡拉, J·呂拉, L·利亞, R·庫西斯托 申請人:奧托昆普技術(shù)公司