JPH02502703A - 液‐液抽出用ミキサ・セットラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 戒−液抽出用ミキサ・セラトラ 技術分野 本発明は一般に向流抽出工程を実施する装置、特に液−液抽出用ミキサ・セラト ラに関するものである。

背景技術 本発明は、液−液抽出工程を実施するため化学工業、石油工業および冶金工業に おいて使用される。

公知の液−液抽出用ミキサ（攪拌槽）・セラトラ（分離槽）においては（−Ｈａ ｎｄｂｏｏｋ　ｏｒ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ”、　丁ｃｈＣ，Ｌｏ、　Ｍａｌｅ ｏｌｓ　Ｈ，１，Ｂａ１ｒｄ、　Ｃａｒｌ　Ｈａｎｓｏｎ編集、ＪｏｈｎＶｉｌ ｅｙ　＆　５ｏｎｓ、　Ｎｅｗ　Ｗｏｒｋ、　１９Ｊ１３．　ｐｐ、２８０）　 、各抽出室の内部が垂直仕切りによって混合区域と沈降区域とに区画される。こ れらの垂直仕切りが、混合区域から沈降区域へのあふれ流を生じるため相界面レ ベルにポートをｉえる。混合区域はケーシングに固着された回転式攪拌器と、軽 質相と重質相を送入するための手段とを備えている。

沈降区域は、軽質相と重質相を除去するためケーシングに固着された手段を備え る。

しかし、回転ユニットによって攪拌工程と搬送工程とを結合するので、相混合物 の滴サイズ３３整とその量の制御とを別個に実施する事ができず、その結果とし て効率が低下し、操作が複雑となり、床面積が大きくなる。

さらに他の公知の液−液抽出用ミキサ・セラトラ（ＳＵ、Ａ、９４０，７８９） においては、各抽出室はケーシングを有し、その内部が垂直仕切りによって混合 区域と沈降区域とに分割さ−れている。この垂直仕切りはケーシングの壁体より 低い高さを有し、ケーシングの底部に対して間隙を成し、この間隙を通して混合 区域が沈降区域と連通している。混合区域は水平仕切り列を備え、これらの仕切 りの中心孔がケーシングに固着された１口１転式攪拌手段と、軽質留分と重質留 分の送入手段とを受ける。これらの手段は、それぞれケーシングの一方の壁体の 中に備えられた管およびケーシングの他方の壁体の中に備えられたポートとして 形成されている。沈降区域は軽質留分と重質留分を排出する手段を含む。この排 出手段はケーシングの壁体の中に作られた排出せきであって、ポートの形状を有 する。重質相の除去手段は液圧シールの形状を有し、搬送手段を備える。

この先行技術の抽出装置においては、相の混合操作と搬送操作が部分的に分離さ れている。軽質相は沈降区域から隣接の抽出室に重力作用で流れるが、重質相は 搬送手段によって強制的に移動される。

通常の回転撹拌器を使用する二のｇＬ置は、７Ｍ合物の非常に均質な組成を保証 しながら分散相の効果的な滴サイズ調整を実施する事ができない。すなわち、分 散相の滴サイズとこれらの滴の量を広い範囲内で変動させる事ができない。他の 欠点は、混合区域中の混合物の滴サイズとその量を別個に調整する手段が存在し ない事にある。

一方において抽出室間の軽質相が自動的あふれ流の故に、抽出室間の液圧依存関 係が必要であり、他方において各室内部において相異なるレベルを保持する必要 があるので各室の有効容積を完全に使用する平ができない。

その゛結果、相混合物の組成の制御に望ましくない影響がある。この公知の装置 の前記構造特性の故に、作動効率の上昇または床面積の減少が得られない。

さらに隣接抽出室中に混合区域と沈降区域とをジグザグに配置する結果、装置の 管理面積が増大する。

発明の開示 従って本発明は、混合区域中の滴サイズのｙｓｖと混合物体積の制御とを別個に 実施し、これによって装置の生産性を高め、装置の床面積を縮小し、装置の管理 面積を最小限に成すように構成された液−液抽出用ミキサ・セラトラを提供する ものである。

本発明の目的は、各抽出室がケーシングを有し、二のケーシングは第１仕切りを 備え、この仕切りかケーシング内部を混合区域と沈降区域とに分割し、前記の混 合区域はその内部に軽質相と重質相の攪拌手段およびケーシングに固着された軽 質相および重質相の搬送手段を配置され、また前記沈降区域は、前記混合区域と 連通して、ケーシングに固着された排出せきの形の軽質相排出手段と、液圧シー ルおよびこれに連通した第１転送ｆ段を含む重質相排出手段とを収容するように 構成された液−液抽出用ミキサ・セラトラにおいて、前記第１仕切りかケーシン グの長手力軸線に沿って前記排出せきの上ｈ゛に配置され、前記の攪拌手段は、 ケーシングの長手方軸線に対して実質的に直角に取り付けられ少なくとも一方の 相の送入手段に接続された少なくとも１つの中空部材の形を成し、この中空部材 の壁体は複数の孔を６し、これらの孔の出口は前記第１仕切りに対向し、また前 記第１仕切りは、軽質相と重質相の送入手段と反対側に取り付Ｊすられた混合物 区域中の混合物相の高さ：Ａ節手段を備え、また前記沈降区域は、軽質相流の下 流において排出せきの後に配置されたケーシングに固着された第２搬送手段を備 える液−液抽出用ミキサ・セラトラによって達成される。

第１仕切りをケーシングの長手力軸線に沿って排出せきの上方に配置する事によ り、エマルジョンを液体柱状でなく細長い層状に成し、従って混合区域中のこの ようなエマルジョン層の高さとエマルジョン鉢植の制御を効果的に制御する事が できる。従って各層間の接触ｎ！ｉ　Ｌｌを制御する事ができ、これは一方の相 から他方の相に抽出される成分の転送工程にとって重要である。さらに可動部材 を有しない攪拌−混合部材を使用し、エマルジョンを形成するこのような混合装 置へのアクセスが容易であり、同一の装置床面積において沈降区域の容積を増大 する事ができる。

本発明の混合装置の構造の故に、中空部材の孔の流通面積と孔の数を変動させる 事により、所望直径の分散相の滴を必要量形成する事ができる。言い替えれば、 滴サイズのＢ整が可能である。数個の中空部材を使用する事により、混合区域の 任意の部分に分散相を適；送入し、分散と凝集に係わる操作を繰り返し、各相を 循環させる事ができる。

混合装置を軽質相および／または重質相送入手段に連結する事により、混合区域 中において軽質相または重質相またはその混合物の滴を形成する事ができ、すな わち種々の型のエマルジョンを製造する事ができる。

第１仕切りに混合物層の高さを調節する手段を備えた事により、エマルジョンの 体積を変動させる事ができ、従って混合手段の操作のいかんに関わらず層間の接 触時間を変動させる事ができる。

沈降区域中に第２搬送手段を備える事により、抽出室相互の液圧依存を防止し、 混合区域中に各相を別個に送入し混合する事ができる。この第２搬送手段は滴サ イズの調整工程を安定化し、各室においてまた装置全体として混合物の体積を制 御するように作動する。

搬送手段が抽出室から各相を隣接室の混合区域に搬送する際に、この抽出室から 各相を吸引するのではなく、この抽出室の沈降区域から各相を強制送出する事は 、特に高流量の溶液の抽出に際して重要である。

好ましくは本発明の液−液抽出用ミキサ・セラトラの各中空部材はケーシングの 長手刃軸線に沿って隣接中空部材から一定間隔離間され、横方向においてはケー シングの側壁に対して間隙を形成し、各隣接中空部材の間隙は長手刃軸線の両側 に配置される。

中空部材の前記の配置は、各相の混合を増進し、相間の接触時間の制御を可能と し、相の循環を保証する。

望ましくは、混合区域の混合物層の高さを３８＠する手段が、第１仕切りの横方 向に配置され垂直面において移動する事のできる第２仕切りとして形成される。

このような混合物層の高さ制御構造は、送入される混合物の中に軽質相が多量に ある場合、特に重質相の循環を強化する必要のある場合に有効である。これは第 ２仕切りを持ち上げる事によって実施される。

あるいは本発明の液−液抽出用ミキサ・セラトラにおいて、混合区域の混合物層 の高さを：Ａ節する手段が、垂直面において移動する事のできる少なくとも１つ の管として形成され、第１仕切りがケーシングの内部において前記管の周囲に固 着されている。

このような混合物層の高さ制御構造は、送入される混合物の中にｍ質相が多量に ある場合、特に軽質相の循環を強化する必要のある場合に有効である。これは前 記管を低下させまたは小径の管を使用する事によって実施される。

図面の簡単な説明 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明による液−液抽出用ミキサ・セラトラの第１実施態様の土壁を除 去した平面図、第２図は第１図■−■線に沿った断面図、第３図は第１図の第２ 仕切りの部分断面図、第４図は第１図の中空部材の部分断面図、第５図は第１図 のＶ−■断面図、 第６図は第１図のＶｌ　−■断面図、 第７図は本発明による液−液抽出用ミキサ・セラトラの第２実施態様の土壁を除 去した平面図、第８図は第７図の■−■断面図、 第９図は本発明の液−液抽出用ミキサ・セラトラの第２実施態様の平面図であっ て、中空部材が軽質相送入手段と重質相送入手段とに接続された構造を示す図、 また第１０図は第８図の管部材の部分断面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明による液−液抽出用ミキサ・セラトラは１列に配置された抽出室１を含む （第１図）。各抽出至１は側壁３．４（第１図）と、端壁５．６および上壁７（ 第３図）とを有する。ケーシング２（第２図）の内部に、その長手刃軸線に沿っ て第１仕切り８が配置され、二の仕切り８はケーシング２の内部を混合区域９と 沈降区域１０とに分割する。第１仕切り８に対して横方向に、層温合物Ｍのレベ ルを調節する手段が第２仕切り１１として配備されている。この仕切り１１は、 ケーシング２の上壁７に備えられたフタ１３を通るリンク部材（図示させず）に よって案内部材１２（第１図、第３図）の中を垂直面において移動する事ができ る。この第２仕切り１１はケーシング２の端壁６と共に、混合区域９（第２図） を沈降区域１０と連通させる通路１４を画成している。この混合区域９は中空部 材１５の形の攪拌手段を収容し、これらの中空部材はその壁体の中に孔］６（第 ４図）を備え、これらの孔の出口は第１仕切り８に対向している。これらの中空 部材１５（第１図）はケーシング２の長手刃軸線に対して直角方向に配置され、 各中空部材１５はケーシングの長手刃軸線に沿って隣接の中空部材から所定の間 隔で離間されて各相を搬送する通路を成し、また横方向においてケーシング２の 側壁３，４と間隙１８を形成する。隣接の２攪拌手段１５において、これらの間 隙１８はケーシング２の長手刃軸線の反対側に配置される。それぞれ管１９と２ ０の形の軽質相と重質相を送入する手段が側壁３と４に対して固着されている。

中空要素１５は弁２１（第２図）を通して分配管２２に接続され、この分配管２ ２は管１９に接続される（第１図）。第２仕切り１１は、管１９と２０から長手 力に反対側の点において第１仕切り８上に配置される。

沈降区域１０（第２図）は、軽質相りと重質相Ｓのエマルジヨン相Ｍを含む。ま たこの区域は、液圧シール２３（第５図）の形の重質相Ｓ排出手琢と、重質相Ｓ の下流において液圧シール２３の後に配置された第１排出手段２４とを有する。

また沈降区域１０（第２図）は、排出せき２５（第６図）の形の軽質相排出手段 と、その後に軽質相りの下流に配置された第２搬送手段２６とを有する。第１搬 送手段２４（第５図）は仕切り２７の中に配置され、第２搬送手段２６（第６図 ）は仕切り２８の中に配置され、これらの搬送手段２４と２６はケーシング２の 上壁７（第３図）に固着されている。

本発明による液−液抽出用ミキサ・セラトラは下記のように作動する。軽質相り が水頭によって管１９（第１図）と、分配管２２と、弁２とを通して、中空部材 １５の中に入る。軽質相は中空部材１５の孔１６を通してジェット状を成して、 例えば中央抽出室１の混合区域９の中に流入する。

ｉｆＬ質相質相水頭によって管２０を通して混合区域９の中に搬送される。この 重質相Ｓは間隙１８と、中空部材１５間の通路１７と、部分的に中空部材１５の ド方とを通過して攪拌される。軽質相りのジェットが重質相Ｓの流れに噴射され て混合物に１をさらに攪拌する。混合物ｈ１の流れは最後の中空部材１５を通過 した後にその攪拌が終了し、この混合物は第２仕切り１１を越えて沈降区域１０ に入る（第２図）。ここで流れは混合区域９の中の方向と逆方向になる。混合物 が沈降区域１０の中を流れる際に、純粋な軽質相りと純粋な重質相Ｓとに成層さ れる。重質相Ｓは液圧シール２３を通り、第１搬送手段２４（第５図）の入口ま で搬送され、つぎに水頭によって軽質相りの流れの上流の抽出室１の中に入る。

軽質相りは排出せき手段２５を通して第２搬送手段２６（第６図）の入口に搬送 され、水頭によって軽質相りの運動方向において下流の抽出室１の中に入る。こ のようにして各抽出室中のそれぞれ相の直線的流れと、装置全体における向流と が保証される。

混合区域９の中の混合物Ｍ相のレベルを増減する必要があれば、それぞれ第２仕 切り１１を上ドする。中空部材１５の数は得られる混合物の型によって決定され る。

分離困難な混合物の場合、中空部材の数を少数とし、これに対して分離容易な混 合物の場合、中空部材の数を多くする。軽質相りは中空部材１５から噴射される のであるから、中空部材１５の底部と第１仕切り８との間隙は最小限となす事が でき、これによって軽質相りの滴が重質相Ｓの中を上昇して物質移動を促進する 傾向を示す。

本発明の液−液抽出用ミキサ・セラトラの他の実施態様においては、重質相Ｓの 導入のために中空部材１５（第７図と第８図）が管２０に接続される。玉Ｓ；を 相Ｓが分散相である場合にこの実施態様が好ましい。

この実施態様は前記の実施態様と実質的に同様に作用する。その相違点は軽質相 りが水頭によって管１９から混合区域９に送入されるのに対して、重質相Ｓが管 ２０と、分配管２２と、弁２１とを通して中空部材］５に送入されるにある。重 質相Ｓは中空部材１５から軽質相りの流れの中に噴射され、混合物Ｍを形成する 。中空部材１５から重質相Ｓが排出されるのであるから、中空部材１５の底部と 第１仕切り８との間隙は最大限とする事ができるが、上列の孔１６を混合物Ｍの 中に浸漬しなければなら°ない。このような中空部材１５の構造により、重質相 Ｓの滴が軽質相りの相全体を通過し、物質移動を促進し、また混合物流れの所望 の程度の攪拌を生じる。

本発明の液−液抽出用ミキサ・セラトラのさらに他の実施態様においては、中空 部材１５（第９図）が分配管２２を通して軽質相り送入管１９と重質相Ｓ送入管 ２０とに接続されている。この実施態様は、分離しやすい「水中油型」層温合物 の場合に使用するに適当である。

この実施態様の特色は軽質相りと重質相Ｓの両方が結合的に中空部材１５に搬送 されるにある。混合物の形成はすでに分配管２２の中において開始され、混合物 Ｍが水頭によって孔１６を通して噴射される。二の場合、中空部材１５の底部と 第１仕切刃８との間隙の裔さは形成される混合物権の高さの半分とする事ができ る。

本発明によれば、混合物権の高さａ節手段の変形として、単数または複数の管２ ９の杉が考えられる（第８図および第１０図）。

が管２９を通して相互に連通ずる。管２９は案内部材１２ｇとねじ接合して、仕 切り８ａの中を垂直に移動する事ができる。管２９の回転はケーシング２の上壁 ７のフタによって実施される。管２９の内径は、装置の容量、所要の相間接触時 間、および混合区域中の相の循環条件に従って選定される。

産業上の利用可能性 本発明は希土類元素および非鉄金属の分離のために、また冶金において塩酸酸洗 い溶液から塩化第２鉄を抽出するために使用する事が好ましい。

Ｆ／ＩＪ　　　　　　　／７１ｉΔ 、ｓｔ　Ｉｔ　　　　　Ｆ／ｌ；、７ ＦＥ１．１１ ｓｘｔ　　Ｆ／Ｉｉｙ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各抽出室（１）がケーシング（２）を有し、このケーシング（２）は第１仕 切り（８）を備え、この仕切り（８）がケーシング（２）内部を混合区域（９） と沈降区域（１０）とに分割し、前記の混合区域（９）はその内部に軽質相Ｌと 重質相Ｓの撹拌手段およびケーシング（２）に固着された軽質相Ｌおよび重質相 Ｓ搬送手段を配置され、また前記沈降区域（１０）は、前記混合区域（９）と連 通して、ケーシング（２）に固着された排出せき（２５）の形の軽質相Ｌ排出手 段と、液圧シール（２３）およびこれに連通した第１転送手段（２４）を含む重 質相Ｓ排出手段とを収容するように構成された液一液抽出用ミキサ・セットラに おいて、前記第１仕切り（８）がケーシング（２）の長手方軸線に沿って前記排 出せき（２５）の上方に配置され、前記の撹拌手段は、ケーシング（２）の長手 方軸線に対して実質的に直角に取り付けられ少なくとも一方の相の送入手段に接 続された少なくとも１つの中空部材（１５）の形を成し、この中空部材（１５） の壁体は複数の孔（１６）を有し、これらの孔（１６）の出口は前記第１仕切り （８）に対向し、また前記第１仕切り（８）は、軽質相Ｌと重質相Ｓの送入手段 と反対側に取り付けられた混合物区域（９）中の混合物（Ｍ）相の高さ調節手段 を備え、また前記沈降区域（１０）は、軽質相Ｌ流の下流において排出せき（２ ５）の後に配置されケーシング（２）に固着された第２搬送手段（２６）を備え る事を特徴とする液一液抽出用ミキサ・セットラ。 ２．各中空部材（１５）はケーシング（２）の長手方軸線に沿って隣接中空部材 から一定間隔離間され、横方向においてケーシング（２）の側壁（３）に対して 間隙（１８）を形成し、各隣接中空部材の間隙は長手方軸線の両側に配置される 事を特徴とする請求項１に記載の液一液抽出用ミキサ・セットラ。 ３．混合区域（９）の混合物層（Ｍ）の高さを調節する手段が、第１仕切り（８ ）の横方向に配置され垂直面において移動する事のできる第２仕切り（１１）と して形成される事を特徴とする請求項１または２に記載の液一液抽出用ミキサ・ セットラ。 ４．混合区域（９）の混合物層（Ｍ）の高さを調節する手段が、垂直面において 移動する事のできる少なくとも］つの管（２９）として形成され、第１仕切り（ ８）がケーシング（２）の内部において前記管（２９）の周囲に固着されている 事を特徴とする請求項１または２に記載の液一液抽出用ミキサ・セットラ。