一种用于稀土元素分离的萃取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于稀土元素分离的萃取装置，该萃取装置包括有电机、混合传输管、混合传输轴、进液管Ⅰ、阀门Ⅰ、进液管Ⅱ和阀门Ⅱ等；混合传输管左端固定安装有电机，电机的输出轴伸入混合传输管内并连接有混合传输轴，混合传输轴上设置有螺旋混合叶片，混合传输管左侧分别连接有进液管Ⅰ和进液管Ⅱ，进液管Ⅰ上设置有阀门Ⅰ，进液管Ⅱ上设置有阀门Ⅱ。该萃取装置结构简单、实用性强，同时作业成本低，通过该萃取装置分离稀土离子时，能在充分保证两相混合均匀的基础上，精确地控制萃取时间，从而最大限度地提升萃取效率和分离效率，进而实现不同稀土离子间的高效分离。

A Extraction Device for Separation of Rare Earth Elements

The utility model discloses an extracting device for rare earth element separation, which comprises a motor, a mixed transmission pipe, a mixed transmission shaft, an intake pipe I, a valve I, an intake pipe II and a valve II, etc. A motor is fixed at the left end of the mixed transmission pipe, and the output shaft of the motor is extended into the mixed transmission pipe and connected with the mixed transmission shaft, and a screw is arranged on the mixed transmission shaft. The left side of the mixing transmission pipe is connected with the intake pipe I and the intake pipe II respectively. The intake pipe I is equipped with a valve I and the intake pipe II is equipped with a valve II. The extraction device has simple structure, strong practicability and low operating cost. When separating rare earth ions, the extraction time can be accurately controlled on the basis of fully ensuring the homogeneous mixing of the two phases, so as to maximize the extraction efficiency and separation efficiency, and then realize the efficient separation of different rare earth ions.

【技术实现步骤摘要】
一种用于稀土元素分离的萃取装置
本技术涉及一种萃取装置，尤其涉及一种用于稀土元素分离的萃取装置。
技术介绍
稀土素有“工业维生素”的美称，现如今已成为极其重要的战略资源，稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇共17种元素，稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土元素及其氧化物的价值将越来越大。目前，不同稀土离子间的分离通常是采用萃取的方式来实现，但各种稀土离子之间的性质又都非常相近，如果仅仅通过两相简单的物理萃取，难以实现不同稀土离子间的分离，所以正常都要通过化学萃取的方式来进行分离，即通过由萃取剂和稀释剂组成的有机相萃取液，利用不同稀土离子与萃取剂在反应动力学上性质的不同，通过其在相界面介质传输和反应速度的差异，使一种稀土离子尽可能地与萃取剂发生反应，而使其他稀土离子尽可能地不发生反应。所以，在保证两相混合均匀的基础上，尽量精确地控制萃取时间是萃取分离的关键，从而使一种稀土离子尽可能地与萃取剂反应并进入有机相，使其他稀土离子尽可能地留在水相，进而实现不同稀土离子间的分离。但在现今，如何保证两相混合均匀的基础上又精确地控制萃取时间，也正是不同稀土元素间分离的难点。混合澄清槽是目前最常用的用于稀土离子萃取分离的设备，该设备的工作原理是在混合槽中通过混合桨进行强制混合，让萃取剂与各稀土离子都充分发生萃取反应，并在澄清槽进行两相分离；由于在单级混合槽内萃取剂与各稀土元素均进行了充分的萃取反应，故单级的分离效率很低，一般需要采用多级串级萃取的方式来作业。这使得现今整体作业的装置结构臃肿、操作成本高，同时由于无法准确地控制萃取时间，导致萃取效率难以得到较大的提升，综合上述原因，使得现今不同稀土元素间整体的分离效果不佳。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种用于稀土元素分离的萃取装置，该萃取装置结构简单、实用性强，同时作业成本低，通过该萃取装置分离稀土离子时，能在充分保证两相混合均匀的基础上，精确地控制萃取时间，从而最大限度地提升萃取效率和分离效率，进而实现不同稀土离子间的高效分离。(2)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了这样一种用于稀土元素分离的萃取装置，该萃取装置包括有电机、混合传输管、混合传输轴、进液管Ⅰ、阀门Ⅰ、进液管Ⅱ、阀门Ⅱ、分液箱、出液管Ⅰ和出液管Ⅱ；混合传输管左端固定安装有电机，电机的输出轴伸入混合传输管内并连接有混合传输轴，混合传输轴上设置有螺旋混合叶片，混合传输管左侧分别连接有进液管Ⅰ和进液管Ⅱ，进液管Ⅰ上设置有阀门Ⅰ，进液管Ⅱ上设置有阀门Ⅱ，混合传输管右端固定安装有分液箱，混合传输管右端与分液箱中部连通，分液箱的顶端连接有出液管Ⅰ，分液箱的底端连接有出液管Ⅱ。上述技术方案的关键构思在于：该萃取装置结构简单、操作实用性强，利用该萃取装置对稀土离子进行反应萃取分离时，结合设备本身混合传输管的长度和螺旋混合叶片的叶片密度，并通过控制电机的转速，能在充分保证水相和有机相混合均匀的基础上，精确地控制两相萃取的时间，使所需分离的稀土离子最大限度与萃取剂反应并进入有机相，使其他稀土离子尽可能地留在水相，从而最大限度地提升萃取效率和分离效率，进而实现不同稀土离子间的高效分离。同时，通过该萃取装置连续对稀土元素进行分离时，其作业成本低，非常适宜大范围推广。优选地，分液箱的横截面积由中部往上下两端分别逐渐增大。进一步的，分液箱的横截面为圆形。本技术方案的工作原理：工作前，可以根据需要，利用所需进行分离萃取的不同稀土离子与所选用萃取剂在反应动力学上性质的不同，结合其在相界面介质传输和反应速度的差异，通过理论和试验，在保证两相混合均匀的基础上，得出控制其混合萃取最适合的时间T，结合设备本身混合传输管的长度和螺旋混合叶片的叶片密度，得出在保证混合萃取的时间为T时电机的转速R，通过确定在该条件下，使需要分离的稀土离子尽可能地与萃取剂反应并进入有机相，使其他稀土离子尽可能地留在水相，进而实现不同稀土离子间的分离。工作时，打开阀门Ⅰ和阀门Ⅱ，通过进液管Ⅰ和进液管Ⅱ分别均匀地向混合传输管内通入含有待分离的不同稀土离子的水相溶液和含有萃取剂的有机相溶液，同时控制电机转动，并且控制电机转速为R，通过电机带动混合传输轴及其上的螺旋混合叶片转动，使含有待分离的不同稀土离子的水相溶液和含有萃取剂的有机相溶液充分混合均匀，并在混合传输管内向右传输，且在过程中实现对所需分离稀土离子的混合反应萃取，最后通过混合传输管右端进入分液箱中，水相和有机相的混合物在分液箱中分液，有机相浮于水相上部，并在分液箱中部实现分层，且通过出液管Ⅰ和出液管Ⅱ将有机相和水相进行分离输出，从而实现对所需分离稀土离子的反应萃取分离；在该过程中，通过结合设备本身混合传输管的长度和螺旋混合叶片的叶片密度，并且控制电机转速为R，这样可以在保证水相和有机相混合均匀的基础上，控制混合传输管内水相和有机相混合物的流速，从而精确地控制水相与有机相混合反应萃取的时间为T，使所需分离的稀土离子最大限度与萃取剂反应并进入有机相，使其他稀土离子尽可能地留在水相，进而实现对所需稀土离子的分离；同时，通过该萃取装置对不同稀土离子进行反应萃取分离时，可连续进行，即电机持续转动，通过进液管Ⅰ和进液管Ⅱ连续向混合传输管内通入含有待分离的不同稀土离子的水相溶液和含有萃取剂的有机相溶液，通过混合传输轴和螺旋混合叶片连续使水相和有机相的混合物在混合传输管中混合反应萃取，并通过分液箱使有机相和水相连续从出液管Ⅰ和出液管Ⅱ分离输出。此外，如果单次萃取实现分离的萃取率较低，还可进行多级萃取，从而最终实现高纯度高效率的萃取分离。作为一种优选地技术方案，分液箱的横截面积由中部往上下两端分别逐渐增大，这样可以增强分液箱分离有机相和水相的稳定性，同时能够减小两相流体在分液箱中的接触界面面积，从而抑制萃取反应在分液箱中的进一步进行，进而提高分离效果，并保证整体装置萃取的连续性。进一步地，分液箱的横截面为圆形，这样可以在保证有机相和水相分离稳定性的基础上，最大限度地提升萃取效率，提高装置萃取的实用性。(3)有益效果与现有技术相比，本技术的有益效果在于：该萃取装置结构简单、操作实用性强，利用该萃取装置对稀土离子进行反应萃取分离时，结合设备本身混合传输管的长度和螺旋混合叶片的叶片密度，并通过控制电机的转速，能在充分保证水相和有机相混合均匀的基础上，精确地控制两相萃取的时间，使所需分离的稀土离子最大限度与萃取剂反应并进入有机相，使其他稀土离子尽可能地留在水相，从而最大限度地提升萃取效率和分离效率，进而实现不同稀土离子间的高效分离。同时，通过该萃取装置连续对稀土元素进行分离时，其作业成本低，非常适宜大范围推广。总体而言，该萃取装置结构简单、实用性强，同时作业成本低，通过该萃取装置分离稀土离子时，能在充分保证两相混合均匀的基础上，精确地控制萃取时间，从而最大限度地提升萃取效率和分离效率，进而实现不同稀土离子间的高效分离。附图说明为了更清楚的说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于稀土元素分离的萃取装置，其特征在于，包括有电机(1)、混合传输管(2)、混合传输轴(3)、进液管Ⅰ(4)、阀门Ⅰ(5)、进液管Ⅱ(6)、阀门Ⅱ(7)、分液箱(8)、出液管Ⅰ(9)和出液管Ⅱ(10)；混合传输管(2)左端固定安装有电机(1)，电机(1)的输出轴伸入混合传输管(2)内并连接有混合传输轴(3)，混合传输轴(3)上设置有螺旋混合叶片(31)，混合传输管(2)左侧分别连接有进液管Ⅰ(4)和进液管Ⅱ(6)，进液管Ⅰ(4)上设置有阀门Ⅰ(5)，进液管Ⅱ(6)上设置有阀门Ⅱ(7)，混合传输管(2)右端固定安装有分液箱(8)，混合传输管(2)右端与分液箱(8)中部连通，分液箱(8)的顶端连接有出液管Ⅰ(9)，分液箱(8)的底端连接有出液管Ⅱ(10)。

【技术特征摘要】
1.一种用于稀土元素分离的萃取装置，其特征在于，包括有电机(1)、混合传输管(2)、混合传输轴(3)、进液管Ⅰ(4)、阀门Ⅰ(5)、进液管Ⅱ(6)、阀门Ⅱ(7)、分液箱(8)、出液管Ⅰ(9)和出液管Ⅱ(10)；混合传输管(2)左端固定安装有电机(1)，电机(1)的输出轴伸入混合传输管(2)内并连接有混合传输轴(3)，混合传输轴(3)上设置有螺旋混合叶片(31)，混合传输管(2)左侧分别连接有进液管Ⅰ(4)和进液管Ⅱ(6)，进液管Ⅰ(4)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，郭芸，逄启寿，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：新型
国别省市：江西,36