一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置及方法，所述装置包括塔体，沿指向塔体底部的方向，所述塔体包括依次设置的第一分层段、第一连接段、流态化混合段、第二连接段、萃取段、第三连接段以及第二分层段；所述流态化混合段的直径D=d

【技术实现步骤摘要】
一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置及方法


[0001]本专利技术涉及萃取
，具体涉及一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置及方法。

技术介绍

[0002]胶磷矿中由于含有大量铝、铁、镁等杂质，在湿法磷酸过程中溶解释放到磷酸中，容易造成磷酸中的杂质含量过高。通过对磷矿酸解料浆进行萃取可以实现磷酸中杂质的有效脱除，但由于磷石膏中含有大量的胶质碳硅，导致磷矿酸解浆液的粘度也显著增大，进而导致料浆难以有效分散，在表面张力的作用下料浆易凝聚，降低了与萃取剂的混合效果，最终导致杂质萃取效率显著降低。
[0003]CN 1029517A公开了一种塔式湿法磷酸的生产方法和设备，其化学反应是在混合槽和萃取塔内进行，或在带预混合器的萃取塔内进行，反应料浆在塔内与来自塔底的二水物晶种相遇混合，进行水合反应，且由塔底进入的压缩空气经锥形分配器和栅形分配器，对料浆搅拌和传质换热。但该专利技术采用三步反应，工艺流程较为复杂，且萃取工艺采用混合槽与单级萃取塔，转化与萃取在同一个塔内完成，容易导致残渣混入磷石膏中。
[0004]CN 1317183A公开了一种利用中低品位磷矿生产湿法磷酸的方法，具体步骤为：第一段反应是在多级萃取槽中用过量的磷酸逆流分解磷矿，生成磷酸二氢钙溶液，经液固分离除去残渣得到萃取清液；第二段反应是在反应槽中将萃取清液和硫酸反应，生成二水硫酸钙结晶和磷酸溶液，经液固分离得到过滤级磷酸和磷石膏；过滤级磷酸大部分返回用于分解磷矿，小部分作为成品输出。该方法对磷矿的杂质含量要求较高，且工艺流程复杂、成本高，不适用于大规模生产。
[0005]CN 106185852A公开了一种利用磷矿制备净化磷酸的方法，所述方法包括步骤如下：1)磷矿反应；2)过滤；3)萃取分离；4)洗涤；5)反萃分离；6)中和。该专利技术从湿法磷酸中直接萃取金属阳离子净化湿法磷酸的方法，萃取过程中，只有稀酸中的阳离子进入有机相内，这就使得磷酸损失率大大降低，不存在低附加值的尾酸。但该萃取过程仍然采用传统的搅拌装置进行萃取，难以有效混合料浆和萃取剂，导致萃取效率偏低，难以满足生产需求。
[0006]针对现有技术的不足，亟需提供一种高效萃取磷矿酸解料浆中杂质的装置及方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置及方法，通过在萃取塔体内部设置流态化混合段，同时在萃取剂中引入微气泡形成多相流，进一步强化了磷矿酸解料浆与萃取剂的强化分散与混合，从而促进了萃取过程的进行，显著提高了磷矿酸解料浆中杂质的萃取效果。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置，所述装置包括塔体，沿指向塔体底部的方向，所述塔体包括依次设置的第一分层段、第一连接段、流态化混合
段、第二连接段、萃取段、第三连接段以及第二分层段；所述流态化混合段的直径D=d
×
Φ
0.5
×
(0.75
‑
1.25)；其中，d为所述萃取段的直径，Φ为所述萃取段中萃取板的开孔率。
[0009]本专利技术提供的装置，通过在塔体中设置流态化混合段，同时限定所述流态化混合段的直径，使得磷矿酸解料浆萃取的过程中，逆流向上流动的萃取剂与顺流向下流动的磷矿酸解料浆可以进行沸腾化混合，在流态化混合段磷矿酸解料浆与萃取剂剧烈湍动，矿浆液滴被打散为细微液滴，萃取剂与液滴的接触面积增大，传质速率加快，大幅提高了萃取速率，强化了磷矿酸解料浆和萃取剂的混合和萃取。
[0010]所述流态化混合段的直径D=d
×
Φ
0.5
×
(0.75
‑
1.25)，例如可以是d
×
Φ
0.5
×
0.75、d
×
Φ
0.5
×
1或d
×
Φ
0.5
×
1.25，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0011]所述流态化混合段的直径与含有开孔萃取板萃取段的有效截面积的当量直径有关，并取一定系数，从而得到流态化混合段的直径。
[0012]优选地，所述萃取段的直径d为50
‑
5000mm，例如可以是50mm、500mm、1000mm、3000mm或5000mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]优选地，所述萃取段中萃取板的开孔率Φ为15
‑
30%，例如可以是15%、20%、25%或30%，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0014]优选地，所述萃取板包括筛板和/或板环。
[0015]优选地，所述第一分层段、流态化混合段、萃取段以及第二分层段分别为空心圆柱体。
[0016]优选地，所述第一连接段、第二连接段以及第三连接段分别为空心圆台体。
[0017]所述第一连接段用于连接第一分层段与流态化混合段，所述第二连接段用于连接流态化混合段与萃取段，所述第三连接段用于连接萃取段与第二分层段。
[0018]优选地，所述第一分层段的顶部设置有料浆进口与萃取液出口。
[0019]优选地，所述第二分层段的底部设置有萃取剂进口与净化料浆出口。
[0020]优选地，所述流态化混合段的高度与直径之比为(10
‑
20):1，例如可以是10:1、12:1、15:1、18:1或20:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]所述流态化混合段的高度与直径之比过低，萃取剂与酸解料浆液滴没有充分的时间进行分散与充分混合；高度与直径之比过高，酸解料浆液滴再聚并长大，不利于萃取，同时萃取塔的负荷会偏低。
[0022]优选地，所述第一分层段与萃取段的直径之比为(1.3
‑
1.7):1，例如可以是1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1或1.7:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，所述第二分层段与萃取段的直径之比为(1.5
‑
2.5):1，例如可以是1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1或2.5:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]第二方面，本专利技术提供了一种应用第一方面所述的装置强化磷矿酸解料浆萃取的方法，所述方法包括如下步骤：磷矿酸解料浆与逆流向上流动的微气泡萃取剂进行混合萃取，经第一分离处理得
到萃取液与磷矿酸解料浆，经第二分离处理得到萃取剂与净化料浆。
[0025]本专利技术提供的强化磷矿酸解料浆萃取的方法，通过在萃取剂中引入微气泡形成多相流，有利于流态化混合段中磷矿酸解料浆和萃取剂的强化分散与混合，进一步促进了萃取过程的进行，显著提高了杂质萃取效果；所述磷矿酸解料浆与微气泡萃取剂混合萃取后，在第一分层段进行第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化磷矿酸解料浆萃取的装置，其特征在于，所述装置包括塔体，沿指向塔体底部的方向，所述塔体包括依次设置的第一分层段、第一连接段、流态化混合段、第二连接段、萃取段、第三连接段以及第二分层段；所述流态化混合段的直径D=d
×
Φ
0.5
×
(0.75
‑
1.25)；其中，d为所述萃取段的直径，Φ为所述萃取段中萃取板的开孔率。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述萃取段的直径d为50
‑
5000mm。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述萃取段中萃取板的开孔率Φ为15
‑
30%。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流态化混合段的高度与直径之比为(10
‑
20):1。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一分层段与萃取段的直径之比为(1.3
‑
1.7):1。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二分层段与萃取段的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱干宇，孟子衡，李会泉，杨云瑞，颜坤，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：