專利名稱：一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶金萃取領(lǐng)域，具體涉及一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，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(méi)有提及混合槽和澄清槽連接及工藝條件的匹配問(wèn)題。由于稀土萃取后水相與有機(jī)相分離過(guò)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(guò)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(guò)大而導(dǎo)致的混合澄清槽總體積增大，會(huì)在生產(chǎn)過(guò)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(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，目的是通過(guò)在澄清室內(nèi)增加離心圓筒，使圓筒內(nèi)兩相經(jīng)離心作用實(shí)現(xiàn)分離，分離后兩相經(jīng)澄清室在重力作用下進(jìn)一步澄清分離，該高效澄清分離萃取槽通過(guò)離心場(chǎng)和重力場(chǎng)耦合作用強(qiáng)化兩相分離過(guò)程，使澄清槽體積縮小I倍以上，萃取時(shí)間縮短60%以上，相當(dāng)于單槽產(chǎn)能提高60%以上。本發(fā)明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽包括混合槽和澄清槽，混合槽與澄清槽之間設(shè)有擋板，還包括一個(gè)離心圓筒，其中所述的混合槽與澄清槽的體積比為I :(廣1.3)，混合槽的寬度為W1，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漿葉；澄清槽的寬度為W2,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，所述的離心圓筒在澄清槽內(nèi)，并裝配在混合槽與澄清槽之間的擋板上，其直徑D < 1/2 W2，離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉；在離心圓筒靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口，溢流口中心距槽底部的高度h為槽中液面高度H的1/Γ2/3倍，離心圓筒的頂部設(shè)有輕相出口，底部設(shè)有重相出口，其中輕相出口的半徑A ( 4/5倍的離心圓筒半徑r,重相出口的半徑r2 > 4/5倍的離心圓筒半徑r。其中，所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L1為混合槽中液面高度H的O. 0Γ0. I倍，其直徑Cl1為1/Γ1/2倍的混合槽寬度W1，攪拌轉(zhuǎn)速在10(Tl500rpm之間連續(xù)調(diào)節(jié)。所述的離心圓筒攪拌槳葉為軸向流槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L2為離心圓筒高度H1的l/2(Tl/2倍，其直徑(12為1/6 1/2倍的離心圓筒直徑D，攪拌轉(zhuǎn)速可在500 3000rpm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。采用本發(fā)明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽進(jìn)行萃取的過(guò)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)入澄清槽的離心圓筒內(nèi)，在離心圓筒內(nèi)，經(jīng)離心攪拌作用兩相分離，水相和有機(jī)相分別經(jīng)重相出口和輕相出口流至澄清槽，在澄清槽內(nèi)經(jīng)重力作用再次澄清后分離。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)明的具有離心圓筒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，澄清室設(shè)有離心圓筒及高效離心攪拌系統(tǒng)，通過(guò)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。帶強(qiáng)化澄清裝置高效澄清分離萃取槽與傳統(tǒng)的箱式萃取槽相比，澄清槽體積縮小I. 2倍以上，萃取效率提高60%以上。與不具有離心圓筒僅帶離心攪拌的澄清槽相比，本發(fā)明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽澄清槽體積縮小了 10%，萃取效率提高10%以上。


圖I是本發(fā)明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽的結(jié)構(gòu)示意 其中1 :混合槽有機(jī)相入口 ；2 :混合槽攪拌槳葉；3 :混合槽；4 :混合槽水相入口 ；5 混合槽攪拌軸；6 :離心圓筒攪拌軸；7 :離心圓筒攪拌槳葉；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 ；12 :輕相出口 ；13 :離心圓筒；14 :重相出口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具有離心圓筒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與澄清槽9之間設(shè)有擋板，還包括一個(gè)離心圓筒13，其中所述的混合槽3與澄清槽9的體積比為I :(fl. 3)，混合槽3的寬度為W1，上部設(shè)有混合槽有機(jī)相入口 1，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和混合槽攪拌漿葉2 ;澄清槽9的寬度為W2，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，所述的離心圓筒13在澄清槽9內(nèi)，并裝配在混合槽3與澄清槽9之間的擋板上，其直徑D ( 1/2 W2,離心圓筒13中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸6和離心圓筒攪拌槳葉7 ;在離心圓筒13靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口 11，溢流口 11中心距槽底部的高度h為槽中液面高度H的1/Γ2/3倍，離心圓筒13的頂部設(shè)有輕相出口 12，底部設(shè)有重相出口 14，其中重出口 14的半徑4/5倍的離心圓筒13半徑r,輕相出口 12的半徑r2 > 4/5倍的離心圓筒13半徑r。其中，所述的混合槽攪拌槳葉2垂直方向距槽底部距離L1為混合槽3中液面高度H的O. 01 O. I倍，其直徑Cl1為1/Γ /2倍的混合槽3寬度W1,攪拌轉(zhuǎn)速在10(Tl500rpm之間連續(xù)調(diào)節(jié)。所述的離心圓筒攪拌槳葉7為軸向流槳，垂直方向距離心圓筒13底部距離L2為離心圓筒13高度H1的l/2(Tl/2倍，其直徑d2為1/6 1/2倍的離心圓筒13直徑D，攪拌轉(zhuǎn)速可在500 3000rpm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。采用本發(fā)明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽進(jìn)行萃取的過(guò)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的離心圓筒13內(nèi)，在離心圓筒13內(nèi)，經(jīng)離心攪拌作用兩相分離，水相和有機(jī)相分別經(jīng)重相出口 14和輕相出口 12流至澄清槽9，在澄清槽9內(nèi)經(jīng)重力作用再次澄清后分離。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I
混合槽與澄清槽的體積比為I : 1，混合槽的寬度為200mm，澄清槽的寬度為200mm，離心圓筒在澄清槽內(nèi)，其直徑D=IOOmm,高H1=IOOmm,離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉，槽中液面高度為150_，在離心圓筒靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口，溢流口中心距槽底部的高度h為100mm，離心圓筒的頂部設(shè)有輕相出口，底部設(shè)有重相出口，其中輕 相出口的半徑rfAOmm,重相出口的半徑r2=45mm,所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L1為15mm,其直徑(I1為50mm,攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm,所述的離心圓筒攪拌槳葉選用四斜葉槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L2為50mm,其直徑d2為50mm,攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm,此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min，相夾帶O. 3%，效率提高60%以上。實(shí)施例2
混合槽與澄清槽的體積比為I :1. 25，混合槽的寬度為200mm，澄清槽的寬度為250mm，離心圓筒在澄清槽內(nèi)，其直徑0=80111111，高H1=IOOmm,離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉，槽中液面高度為160_，在離心圓筒靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口，溢流口中心距槽底部的高度h為40mm，離心圓筒的頂部設(shè)有輕相出口，底部設(shè)有重相出口，其中輕相出口的半徑rfSOmm,重相出口的半徑r2=35mm,所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L1為I. 6mm,其直徑(I1為IOOmm,攪拌轉(zhuǎn)速為IOOrpm,所述的離心圓筒攪拌槳葉選用四斜葉槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L2為8mm,其直徑d2為14mm,攪拌轉(zhuǎn)速為3000rpm,此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min，相夾帶O. 25%，效率提高60%以上。實(shí)施例3
混合槽與澄清槽的體積比為I :1. 3，混合槽的寬度為200mm，澄清槽的寬度為260mm，離心圓筒在澄清槽內(nèi)，其直徑0=80111111，高!11=100111111，離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉，槽中液面高度為160_，在離心圓筒靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口，溢流口中心距槽底部的高度h為80mm，離心圓筒的頂部設(shè)有輕相出口，底部設(shè)有重相出口，其中輕相出口的半徑rfSOmm,重相出口的半徑r2=35mm,所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L1為8mm,其直徑(I1為75mm,攪拌轉(zhuǎn)速為IOOOrpm,所述的離心圓筒攪拌槳葉選用四斜葉槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L2為4mm,其直徑d2為20mm,攪拌轉(zhuǎn)速為1500rpm,此時(shí)測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min，相夾帶O. 5%，效率提高60%以上。實(shí)施例4
混合槽與澄清槽的體積比為I :1. 3，混合槽的寬度為200mm，澄清槽的寬度為260mm，離心圓筒在澄清槽內(nèi)，其直徑0=80111111，高!11=100111111，離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉，槽中液面高度為160_，在離心圓筒靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口，溢流口中心距槽底部的高度h為80mm，離心圓筒的頂部設(shè)有輕相出口，底部設(shè)有重相出口，其中輕相出口的半徑rfSOmm,重相出口的半徑r2=35mm,所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L1為8mm,其直徑(I1為75mm,攪拌轉(zhuǎn)速為IOOOrpm,所述的離心圓筒攪拌槳葉選用四斜葉槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L2為4mm,其直徑d2為20mm,攪拌轉(zhuǎn)速為1200rpm,此時(shí) 測(cè)得的兩相澄清時(shí)間3min，相夾帶O. 55%，效率提高60%以上。
權(quán)利要求
1.一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，包括混合槽和澄清槽，混合槽與澄清槽之間設(shè)有擋板，其特征在于還包括一個(gè)離心圓筒，其中所述的混合槽與澄清槽的體積比為I:(Γ1. 3)，混合槽的寬度為W1,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漿葉；澄清槽的寬度為W2，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，所述的離心圓筒在澄清槽內(nèi)，并裝配在混合槽與澄清槽之間的擋板上，其直徑DS 1/2 W2，離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉；在離心圓筒靠近擋板一側(cè)設(shè)有溢流口，離心圓筒的頂部設(shè)有輕相出口，底部設(shè)有重相出□。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，其特征在于所述的混合槽攪拌槳葉垂直方向距槽底部距離L1為混合槽中液面高度H的O. ΟΓΟ. I倍，其直徑Cl1為1/Γ1/2倍的混合槽寬度W1，攪拌轉(zhuǎn)速在100rpnTl500rpm之間連續(xù)調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，其特征在于所述的離心圓筒攪拌槳葉為軸向流槳，垂直方向距離心圓筒底部距離L2為離心圓筒高度H1的l/2(Tl/2倍，其直徑d2為I/6 I/2倍的離心圓筒直徑D，攪拌轉(zhuǎn)速可在500 3000rpm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，其特征在于所述的溢流口中心距槽底部的高度h為槽中液面高度H的1/Γ2/3倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽，其特征在于所述的輕相出口的半徑A ( 4/5倍的離心圓筒半徑r,重相出口的半徑r2 > 4/5倍的離心圓筒半徑r。
全文摘要
本發(fā)明涉及濕法冶金萃取領(lǐng)域，具體涉及一種具有離心圓筒的澄清分離萃取槽。本發(fā)明的具有離心圓筒的澄清分離萃取槽包括混合槽和澄清槽，混合槽與澄清槽之間設(shè)有擋板，還包括一個(gè)離心圓筒，混合槽與澄清槽的體積比為1(1~1.3)，混合槽的中央設(shè)有混合槽攪拌軸和混合槽攪拌漿葉，離心圓筒裝配在混合槽與澄清槽之間的擋板上，離心圓筒中央設(shè)有離心圓筒攪拌軸和離心圓筒攪拌槳葉。本發(fā)明的具有離心圓筒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，澄清分離萃取槽澄清槽體積縮小了10%，萃取效率提高10%以上。
文檔編號(hào)C22B3/02GK102861457SQ20121036643
公開日2013年1月9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)