CN114712892A - 一种旋流分离萃取槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种旋流分离萃取槽，属一种高效分离萃取装置，由以下几个部分组成：混合室、旋流分离装置及澄清室。其中有机相与水相分别由混合室的顶部及底部进入萃取槽的混合室，在机械搅拌作用下完成混合萃取过程，混合液由混合室顶部的溢流口流出进入旋流分离装置，经过旋流作用实现强化分离并进入澄清室，在澄清室内实现完全分离，分离后的水相和有机相分别进入前一级和下一级的混合萃取室，完成逆流萃取过程。本发明通过在传统箱式萃取槽基础上添加旋流分离装置，实现了高效分离效果，澄清室与混合室的体积比由传统萃取槽的3:1降至1~1.5:1，大幅度降低了因澄清速率慢而导致的萃取过程分离效果差、有价组元存槽量大等问题，实现了高效萃取过程。

Description

一种旋流分离萃取槽

技术领域

本发明公开一种旋流分离萃取槽，具体涉及一种高效分离萃取装置。

背景技术

萃取分离技术利用被萃取元素在两相间的溶解度不同而实现分离的除杂方法，广泛应用于湿法冶金、化工、石油等行业。根据其原理已发明出结构简单、便于操作的混合澄清萃取槽，成为国内外应用最广泛的萃取分离设备。原料液和萃取剂首先经过各自的进料口进入混合室中，通过搅拌器的作用使之充分接触混合，随后通过溢流挡板进入澄清室内，最终根据两相密度不同使之实现分离。

然而在现有的萃取过程中，普遍存在澄清速率不高，分相效果不明显，水相和有机相在分离后相互夹杂的现象，不仅造成有机相的损失，还有可能会对后续操作带来不良影响。为了确保萃取过程中有着较高的澄清速率且两相之间有着较好的分离效果，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。如杨博提出的“一种萃取澄清器，申请号：CN201120499593.2”在混合相进入澄清室的入口处设置了阻流板加强两相分离，以此提高有机相和水相萃取分离的效率，另在澄清室内设置多个分散相斜板将其分隔为多个高低不等且依次上下排列的澄清间，通过增加澄清室的面积来达到提高澄清效率的目的，但是其萃取分离过程中需要耗费大量的澄清时间，在生产效率上仍有待提高。另有张增军所提出的“一种能够提高萃取质量的高效萃取槽，申请号：CN202022065773.1”，其为了进一步提高澄清效果，解决萃取槽过滤性较差的问题，在原有的体系上增加一个澄清室且在两个澄清室之间连接过滤头，使经过第一澄清室内的溶液通过简单的过滤后进入到第二澄清室，另在第二澄清室内设置过滤箱，使第二澄清室内的水可以经过多级过滤，以此来提高澄清效果，最终澄清过的水再由出水管排出。该方法虽然通过外加机械辅助大大增加了澄清效率，但由于萃取槽原本就占地面积较大，其在原有的基础上再次增加一个澄清室，致使其灵活性再次下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋流分离萃取槽，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种旋流分离萃取槽，相较于传统的箱式混合澄清槽，其特征在于，包括混合室、旋流分离装置及澄清室。所述混合室顶部开设有有机相进料口，底部开设有水相进料口，所述混合室中央设有搅拌轴和搅拌桨叶片。所述澄清室上部设有澄清室溢流堰和有机相出口，下部开设有水相出口。所述旋流分离装置在所述澄清室内部，装配在所述混合室一侧的隔板上，并通过混合室溢流口与所述混合室连通，所述旋流分离装置顶部为轻相出口，底部为重相出口，内部有旋流分离溢流口。

优选的，混合液首先在所述混合室经机械搅拌完成初级混合萃取，随后由所述混合室顶部的所述混合室溢流口流入旋流分离装置，经旋流分离强化后，不仅达到强化分离的目的，提高分离效果，同时澄清速率也大幅提高，澄清后的水相中含有机相低于0.8%，有机相中夹杂的水量低于1%。除此之外，该发明还可以大大降低所述澄清室与所述混合室的体积比，由传统萃取槽的3:1降至1~1.5:1。具体由以下方案实行：

优选的，有机相和水相分别由所述混合室的所述有机相进料口及所述水相进料口进入萃取槽的所述混合室，在所述混合室内设置有所述搅拌轴和所述搅拌桨叶片，有机相和水相在机械搅拌作用下完成萃取过程，萃取后的混合液由所述混合室顶部的所述混合室溢流口流出；

优选的，混合液从所述混合室溢流口流入所述旋流分离装置，在旋流作用下，混合液中的有机相和水相进一步完成强化分离，随后进入澄清室；

优选的，经过旋流分离后的混合液在所述澄清室内实现完全分离，分离后的上部有机相进入下一级萃取混合室，底部的水相进入前一级萃取的混合室，从而完成逆流萃取过程。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明以传统的箱式混合澄清萃取槽为原型，通过增加旋流分离装置，克服传统模式下仅靠混合液的重力在澄清槽中澄清速度慢，效率低的缺陷。水相和有机相在混合室经机械搅拌完成混合萃取后，经顶部溢流流出进入旋流分离装置，实现强化分离，萃取澄清效率大幅提高，同时提高了整个萃取过程的效率，尤其提升有机相和水相的分离效果；

经旋流分离后的混合液在澄清室内实现完全分离，分离后有机相中含水量低于1%，水相中含有机相低于0.8%；

经过该工艺优化后，澄清槽的体积大幅降低，澄清室与混合室体积比由传统萃取槽的3:1可降至1~1.5:1。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种旋流分离萃取槽的A-A剖视图；

图2为本发明一种旋流分离萃取槽的俯视图；

其中，1为水相进料口，2为混合室，3为搅拌桨叶片，4为搅拌轴，5为有机相进料口，6为混合室溢流口，7为旋流分离装置，8为旋流分离溢流口，9为轻相出口，10为澄清室，11为澄清室溢流堰，12为有机相出口，13为重相出口，14为水相出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-2，本发明公开了一种旋流分离萃取槽，包括混合室2、旋流分离装置7及澄清室10。所述混合室2顶部开设有有机相进料口5，底部开设有水相进料口1，所述混合室2中央设有搅拌轴4和搅拌桨叶片3。所述澄清室10上部设有澄清室溢流堰11和有机相出口12，下部开设有水相出口14。所述旋流分离装置7在所述澄清室10内部，装配在所述混合室2一侧的隔板上，并通过混合室溢流口6与所述混合室2连通，所述旋流分离装置7顶部为轻相出口9，底部为重相出口13，内部有旋流分离溢流口8。

采用本发明“一种旋流分离萃取槽”在进行的萃取过程时，有机相和水相分别由混合室2的有机相进料口5及水相进料口1进入萃取槽的混合室2，在混合室2内设有搅拌轴4和搅拌桨叶片3，在机械搅拌作用下完成混合萃取过程，混合液由混合室2顶部的混合室溢流口6流出，随后进入旋流分离装置7，在旋流作用下实现强化分离，轻相和重相分别从轻相出口9及重相出口13并进入澄清室，经过旋流分离的混合液在澄清室10内实现完全分离，分离后上部的有机相进入下一级萃取混合室，底部的水相进入前一级萃取混合室，完成逆流萃取过程。

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

配制体积分数为40%的P204及60%的260#溶剂油为萃取有机相，粉煤灰硫酸浸液为水相，将其分别从混合室的顶部及底部通入萃取槽混合室内，混合室与澄清室体积比为1:1，混合室宽度为150mm，澄清室宽度为150mm，混合室内设有机械搅拌装置，且其顶部设有溢流口，有机相和水相在混合室经转速为200rpm机械搅拌10min后，由混合室顶部溢流口通入旋流分离器。

萃取后的有机相及水相在旋流搅拌下完成强化分离，随后通入澄清室在澄清室内完成最后的分离，此时测得水相和有机相澄清时间为2min，有机相中含水量为0.6%，水相中夹杂的有机相为0.55%，效率提高50%以上。澄清室顶部设有有机相出口，底部设有水相出口，澄清后的有机相经顶部的有机相出口可进入下一级的混合室，水相可经澄清室底部的水相出口进入上一级的混合室，进一步完成逆流萃取过程。

实施例2

配制体积分数为40%的P204及60%的260#溶剂油为萃取有机相，粉煤灰硫酸浸液为水相，将其分别从混合室的顶部及底部通入萃取槽混合室内，混合室与澄清室体积比为1:1.2，混合室宽度为150mm，澄清室宽度为180mm，混合室内设有机械搅拌装置，且其顶部设有溢流口，有机相和水相在混合室经转速为200rpm机械搅拌10min后，由混合室顶部溢流口通入旋流分离器。

萃取后的有机相及水相在旋流搅拌下完成强化分离，随后通入澄清室在澄清室内完成最后的分离，此时测得水相和有机相澄清时间为2min，有机相中含水量为0.75%，水相中夹杂的有机相为0.63%，效率提高50%以上。澄清室顶部设有有机相出口，底部设有水相出口，澄清后的有机相经顶部的有机相出口可进入下一级的混合室，水相可经澄清室底部的水相出口进入上一级的混合室，进一步完成逆流萃取过程。

实施例3

配制体积分数为40%的P204及60%的260#溶剂油为萃取有机相，粉煤灰硫酸浸液为水相，将其分别从混合室的顶部及底部通入萃取槽混合室内，混合室与澄清室体积比为1:1.4，混合室宽度为150mm，澄清室宽度为210mm，混合室内设有机械搅拌装置，且其顶部设有溢流口，有机相和水相在混合室经转速为200rpm机械搅拌10min后，由混合室顶部溢流口通入旋流分离器。

萃取后的有机相及水相在旋流搅拌下完成强化分离，随后通入澄清室在澄清室内完成最后的分离，此时测得水相和有机相澄清时间为2min，有机相中含水量为0.8%，水相中夹杂的有机相为0.69%，效率提高50%以上。澄清室顶部设有有机相出口，底部设有水相出口，澄清后的有机相经顶部的有机相出口可进入下一级的混合室，水相可经澄清室底部的水相出口进入上一级的混合室，进一步完成逆流萃取过程。

实施例4

配制体积分数为40%的P204及60%的260#溶剂油为萃取有机相，粉煤灰硫酸浸液为水相，将其分别从混合室的顶部及底部通入萃取槽混合室内，混合室与澄清室体积比为1:1.5，混合室宽度为150mm，澄清室宽度为225mm，混合室内设有机械搅拌装置，且其顶部设有溢流口，有机相和水相在混合室经转速为200rpm机械搅拌10min后，由混合室顶部溢流口通入旋流分离器。

萃取后的有机相及水相在旋流搅拌下完成强化分离，随后通入澄清室在澄清室内完成最后的分离，此时测得水相和有机相澄清时间为2min，有机相中含水量为0.92%，水相中夹杂的有机相为0.75%，效率提高50%以上。澄清室顶部设有有机相出口，底部设有水相出口，澄清后的有机相经顶部的有机相出口可进入下一级的混合室，水相可经澄清室底部的水相出口进入上一级的混合室，进一步完成逆流萃取过程。

实施例5

配制体积分数为40%的P204及60%的260#溶剂油为萃取有机相，粉煤灰硫酸浸液为水相，将其分别从混合室的顶部及底部通入萃取槽混合室内，混合室与澄清室体积比为1:1.5，混合室宽度为150mm，澄清室宽度为225mm，混合室内设有机械搅拌装置，且其顶部设有溢流口，有机相和水相在混合室经转速为200rpm机械搅拌10min后，由混合室顶部溢流口通入旋流分离器。

萃取后的有机相及水相在旋流搅拌下完成强化分离，随后通入澄清室在澄清室内完成最后的分离，此时测得水相和有机相澄清时间为2min，有机相中含水量为0.95%，水相中夹杂的有机相为0.7%，效率提高50%以上。澄清室顶部设有有机相出口，底部设有水相出口，澄清后的有机相经顶部的有机相出口可进入下一级的混合室，水相可经澄清室底部的水相出口进入上一级的混合室，进一步完成逆流萃取过程。

述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种旋流分离萃取槽，其特征在于：包括混合室（2）、旋流分离装置（7）及澄清室（10），所述混合室（2）顶部开设有有机相进料口（5），底部开设有水相进料口（1），所述混合室（2）中央设有搅拌轴（4）和搅拌桨叶片（3），所述澄清室（10）上部设有澄清室溢流堰（11）和有机相出口（12），下部开设有水相出口（14），所述旋流分离装置（7）在所述澄清室（10）内部，装配在所述混合室（2）一侧的隔板上，并通过混合室溢流口（6）与所述混合室（2）连通，所述旋流分离装置（7）顶部为轻相出口（9），底部为重相出口（13），内部有旋流分离溢流口（8）。

2.根据权利要求1所述的旋流分离萃取槽，其特征在于：有机相与水相分别由所述混合室（2）的有机相进料口（5）及水相进料口（1）进入萃取槽的所述混合室（2），在所述搅拌轴（4）和搅拌桨叶片（3）的机械搅拌作用下完成混合萃取过程，混合液由所述混合室（2）顶部的所述混合室溢流口（6）流出；混合液从所述混合室溢流口（6）进入旋流分离装置（7），经过旋流作用实现强化分离并进入所述澄清室（10）；经过旋流分离的混合液在所述澄清室（10）内实现完全分离，分离后上部的有机相进入下一级萃取混合室，底部的水相进入前一级萃取的混合室，完成逆流萃取过程。

3.根据权利要求1所述的旋流分离萃取槽，其特征在于：经旋流分离强化，澄清速率大幅提高，所述澄清室（10）与所述混合室（2）的体积比由传统萃取槽的3:1降至1~1.5:1，澄清后，有机相中含水量低于1%，水相中含有机相低于0.8%。

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