反应效率可控的快速萃取分相装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种反应效率可控的快速萃取分相装置，包括预混合器、可控界面反应器、油水分相设备，预混合器、可控界面反应器、油水分相设备依次用管道连接；预混合器连接水相溶液入口路径和有机相溶液入口路径；从可控界面反应器中流出的混合溶液的流速为1～4m/s；油水分相设备通过管道分别连接有机相缓冲槽和水相缓冲槽。本发明专利技术还公开了一种反应效率可控的快速萃取分相方法。本发明专利技术能够通过可控界面反应器调节萃取反应效率，通过油水分相设备使两相迅速分相，且两相油水夹带较少。

【技术实现步骤摘要】
反应效率可控的快速萃取分相装置及方法
本专利技术涉及一种萃取分离技术，具体说，涉及一种反应效率可控的快速萃取分相装置及方法。
技术介绍
目前工业上常采用萃取的方法分离各种金属元素，最常用分离设备是箱式混合澄清萃取槽。这种设备虽然结构简单、处理能力大，但萃取反应效率不高，对分离系数不大的两种元素进行分离往往需要几十级甚至上百级，萃取剂和料液压槽量大，占用厂房面积大。近年来人们一直没有间断对新型萃取设备的研究，如中国公开号CN205205200U公开了一种全界面高效萃取分离镍钴的装置，该装置具有萃取反应效率高，萃取效果稳定，设备占地面积和压槽量小等优点。但是该装置的反应效率不可控，在一些需要精确控制的萃取或洗涤过程中会出现过度反应的情况，而且该装置仍然使用澄清槽进行油水两相分离，分相速度慢，油水夹带相对较高。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种反应效率可控的快速萃取分相装置及方法，能够通过可控界面反应器调节萃取反应效率，通过油水分相设备使两相迅速分相，且两相油水夹带较少。技术方案如下：一种反应效率可控的快速萃取分相装置，包括预混合器、可控界面反应器、油水分相设备，预混合器、可控界面反应器、油水分相设备依次用管道连接；预混合器连接水相溶液入口路径和有机相溶液入口路径；从可控界面反应器中流出的混合溶液的流速为1～4m/s；油水分相设备通过管道分别连接有机相缓冲槽和水相缓冲槽。进一步：可控界面反应器包括永磁变频电机、多级叶轮，永磁变频电机用于控制多级叶轮的转速，转速调节范围500～3500r/min，多级叶轮的级数为2～5级，通过调节多级叶轮的级数和转数来调节反应效率。进一步：油水分相设备设置有油水分相设备切向入口、有机相溶液出口、水相溶液出口；可控界面反应器的出口连接油水分相设备切向入口，有机相溶液出口通过管道连接机相缓冲槽，水相溶液出口通过管道连接水相缓冲槽。进一步：油水分相设备为利用离心力将密度不同的两相液体分离的设备，具有一定流动速度的两相混合液体通过油水分相设备切向入口进入油水分相设备，两相混合液体在油水分相设备中高速旋转，两相液体分离；在离心力的作用下，水相从水相溶液出口流出，顺着管道流入水相缓冲槽；有机相从有机相溶液出口流出，顺着管道流入有机相缓冲槽。一种反应效率可控的快速萃取分相方法，包括：将要进行萃取反应的水相和有机相分别沿着水相溶液入口路径和有机相溶液入口路径进入快速萃取分相装置的预混合器进行初步的混合；混合后的两相溶液进入可控界面反应器发生萃取反应；从可控界面反应器流出的混合液体进入油水分相装置，利用油水分相设备的离心力将密度不同的萃取反应后的两相液体分离，水相流入水相缓冲槽，有机相流入有机相缓冲槽。优选的：将快速萃取分相装置进行串联，串联级数不少于2级，然后分别完成皂化、萃取、分离、反萃各工序。优选的：各工序单级反应时间为10～40秒，单级分相时间为30～120秒，单级有机相缓冲槽的滞留时间为60～240秒，单级水相缓冲槽的滞留时间为60～240秒。与现有技术相比，本专利技术技术效果包括：本专利技术可以通过调节可控界面反应器内叶轮转数和级数来控制反应效率；通过油水分相设备可以加快分相速度，减少油水夹带；相比于传统的萃取装置和方法，本专利技术具有反应效率高且可控，分相快速的优势。1、本专利技术通过可控界面反应器调节萃取反应效率，叶轮转速越快，叶轮级数越多，反应效率越高。2、本专利技术既可以通过提高萃取反应效率来减少反应级数，也可以降低反应效率使萃取反应精确进行到预设程度。3、本专利技术适用于不同的萃取条件和萃取体系，可以满足不同萃取方式对萃取反应效率的要求。4、本专利技术通过使用油水分相设备，使油水两相迅速分相，分相时间短且油水夹带较少。5、萃取剂和料液压槽量小，降低企业一次性投资。附图说明图1是本专利技术中反应效率可控的快速萃取分相装置的结构示意图。具体实施方式下面参考示例实施方式对本专利技术技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。如图1所示，是本专利技术中反应效率可控的快速萃取分相装置的结构示意图。反应效率可控的快速萃取分相装置的结构包括：预混合器1、可控界面反应器2、油水分相设备3，预混合器1、可控界面反应器2、油水分相设备3依次用管道连接。预混合器1连接水相溶液入口路径11、有机相溶液入口路径12。可控界面反应器2包括：永磁变频电机21、多级叶轮22，多级叶轮21的转速由永磁变频电机21控制，转速调节范围500～3500r/min，多级叶轮22的级数为2～5级。从可控界面反应器2中流出的混合溶液具有一定的流动速度，流速为1～4m/s。多级叶轮22通过管道连接油水分相设备切向入口31。油水分相设备3为利用离心力将密度不同的两相液体快速分离的设备，可以是油水旋流分离器或离心式油水分离器中的一种。油水分相设备3设置有油水分相设备切向入口31、有机相溶液出口32、水相溶液出口33。有机相溶液出口32通过管道连接有机相缓冲槽4，水相溶液出口33通过管道连接水相缓冲槽5。反应效率可控的快速萃取分相方法，具体包括如下步骤：步骤1：将要进行萃取反应的水相和有机相分别沿着水相溶液入口路径11、有机相溶液入口路径12进入预混合器1进行初步的混合；步骤2：混合后的两相溶液进入可控界面反应器2发生萃取反应；通过调节多级叶轮22的级数和转数来调节反应效率。调节叶轮级数可以调节反应效率，多级叶轮22级数为2～5级，多级叶轮22的级数越多，反应效率越高；多级叶轮22转速越快，反应效率越高。当不需要较高萃取反应效率时，可以降低多级叶轮22的转速，使萃取反应精确进行到预设程度。步骤3：利用离心力将密度不同的萃取反应后的两相液体快速分离，水相流入水相缓冲槽5，有机相流入有机相缓冲槽4。具有一定流动速度的两相混合液体通过油水分相设备切向入口31进入油水分相设备3，两相混合液体在油水分相设备3发生高速旋转，两相液体快速分离；由于油水两相的密度不同，在离心力的作用下，较重的水相从水相溶液出口33流出，顺着管道流入水相缓冲槽5；较轻的有机相从有机相溶液出口32流出，顺着管道流入有机相缓冲槽4。将快速萃取分相装置进行串联，串联级数不少于2级，然后每级分别完成混合、萃取、分离、反萃各工序。各工序单级反应时间为10～40秒，单级分相时间为30～120秒，单级有机相缓冲槽4的滞留时间为60～240秒，单级水相缓冲槽5的滞留时间为60～240秒。实施例1：使用本专利技术进行混合氯化稀土钕钐分组，步骤如下：(1)将氨水皂化后的P507-煤油萃取剂与稀土氯化镧料液用本专利技术装置串联2级进行逆流稀土皂化反应，得到稀土皂化有机溶液和废水，其中可控界面反应器2的多级叶轮22使用4级，转速为3000r/min；(2)将稀土皂化有机溶液与混合氯化稀土料液用本专利技术装置串联5级进行逆流萃取，得到萃取后的萃取相和混合稀土镧铈镨钕料液；其中可控界面反应器2的多级叶轮22使用5级，转速为3500r/min；(3)将6mol/L的盐酸对步骤(2)中萃取后的萃取相用本专利技术装置串联15级进行逆流洗涤和反萃，得到混合稀土钐铕钆料液和空白有机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应效率可控的快速萃取分相装置，其特征在于：包括预混合器、可控界面反应器、油水分相设备，预混合器、可控界面反应器、油水分相设备依次用管道连接；预混合器连接水相溶液入口路径和有机相溶液入口路径；从可控界面反应器中流出的混合溶液的流速为1～4m/s；油水分相设备通过管道分别连接有机相缓冲槽和水相缓冲槽。

【技术特征摘要】
1.一种反应效率可控的快速萃取分相装置，其特征在于：包括预混合器、可控界面反应器、油水分相设备，预混合器、可控界面反应器、油水分相设备依次用管道连接；预混合器连接水相溶液入口路径和有机相溶液入口路径；从可控界面反应器中流出的混合溶液的流速为1～4m/s；油水分相设备通过管道分别连接有机相缓冲槽和水相缓冲槽。2.如权利要求1所述反应效率可控的快速萃取分相装置，其特征在于：可控界面反应器包括永磁变频电机、多级叶轮，永磁变频电机用于控制多级叶轮的转速，转速调节范围500～3500r/min，多级叶轮的级数为2～5级，通过调节多级叶轮的级数和转数来调节反应效率。3.如权利要求1所述反应效率可控的快速萃取分相装置，其特征在于：油水分相设备设置有油水分相设备切向入口、有机相溶液出口、水相溶液出口；可控界面反应器的出口连接油水分相设备切向入口，有机相溶液出口通过管道连接机相缓冲槽，水相溶液出口通过管道连接水相缓冲槽。4.如权利要求3所述反应效率可控的快速萃取分相装置，其特征在于：油水分相设备为利用离心力将密度不同的两相液体分离的设备，具有一定流动速度的两相...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，王哲，周恩民，侯睿恩，张丽，申孟林，洪晓东，郝肖丽，高婷，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15