用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔及萃取工艺制造技术

本申请公开了一种用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔及萃取工艺，所述萃取塔包括萃取塔筒体和布气装置；所述萃取塔筒体的内部设置有容纳连续相和分散相的容纳腔，所述连续相和所述分散相在所述容纳腔内逆流接触；所述萃取塔筒体与所述布气装置连接以使所述布气装置向所述容纳腔中通入气体。本申请通过在萃取塔的容纳腔中设置布气装置，控制所述布气装置的出气口的口径在合适的范围，利用气泡在液相中上浮的湍动作用，碰撞、剪切分散相形成尺寸合适的分散相液滴，同时，通过协同调控气体的注入流量以及出气口口径在合适的范围，用以提高传质推动力，进而强化传质效果。进而强化传质效果。进而强化传质效果。

【技术实现步骤摘要】
用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔及萃取工艺


[0001]本申请涉及萃取装置及工艺领域，尤其涉及一种用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔及萃取工艺。

技术介绍

[0002]酸浸法是目前红土镍矿湿法冶炼应用较为成熟的工艺，但在镍、钴等有价金属溶出的同时，锰、铜、锌、钙、铁、铝等杂质金属离子会同步溶入浸出液中，传统的分步沉淀工艺难以达到镍、钴与其他杂质离子精准分离的目的。萃取法是分离相似金属最常用的手段，为了实现萃取塔传质过程的强化，可以向萃取塔中引入外场能量。
[0003]相关技术中，搅拌是萃取塔能量引入最常用的手段，可以显著提高萃取塔中液液两相传质性能，但是搅拌不均匀会导致萃取塔中发生液泛。在另一相关技术中，萃取塔内设置脉冲装置，为了获得较多的萃取级数，萃取塔高度通常在10
‑
20 m左右，而为整塔提供驱动能量的脉冲装置通常安装在塔底，因而会承受巨大物理压力，时常造成脉冲装置漏液、损坏，最终导致整条生产线停车检修。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔及萃取工艺，在折流板萃取塔的基础上，将引入萃取塔的外场能量（例如搅拌、脉冲）改进为温和的气体驱动分散方式，从折流板萃取塔结构出发，在其内部设置布气装置，通过气泡上浮的湍动作用，改善分散相的分散行为，强化液
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液体系混合过程，进而强化萃取传质过程。
[0005]第一方面，本申请提供了一种用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔，包括：萃取塔筒体和布气装置；所述萃取塔筒体的内部设置有容纳连续相和分散相的容纳腔，所述连续相和所述分散相在所述容纳腔内逆流接触；所述萃取塔筒体与所述布气装置连接以使所述布气装置向所述容纳腔中通入气体。本申请通过在萃取塔的内部设置布气装置，所述布气装置用以向所述萃取塔的容纳腔通入气体，通过气泡上浮的湍动作用，碰撞、剪切分散相，使分散相能以良好状态分散于连续相中，利于改善分散相的分散行为且不易发生液泛，利于强化液
‑
液体系混合过程，进而强化萃取传质过程，传质效果好。
[0006]在其中一些实施例中，所述布气装置包括布气管道网；所述布气管道网由多个布气管道拼接组成；每一所述布气管道的端部均设置有出气部件；所述布气管道网上设置有进气管道，气体由所述进气管道流入至所述布气管道网的布气管道内并经过所述出气部件流出至所述容纳腔中。布气管道拼接成管道网且管道端部设置出气部件相较于一体成型再打孔设置出气部件的管道网，在工艺上更容易实现。
[0007]在其中一些实施例中，所述布气管道网的横截面为中心对称图形；所述中心对称图形的外轮廓向所述萃取塔筒体的内壁延伸；所述中心对称图形包括正方形、正六边形或其他正多边形中的至少一种。此时，中心对称的布气管道网结构使得布气更加均匀，利于气泡与分散相的充分接触，可以实现更好的传质效果。
[0008]在其中一些实施例中，所述进气管道设置在所述布气管道网朝向所述萃取塔筒体的底部一侧的中心位置处；所述进气管道的管径大于所述布气管道的管径。将所述进气管道设置在所述布气管道网的几何中心位置处，利于所述布气管道内气体的传输，使得气体传输更均匀，同时，控制所述进气管道的管径大于所述布气管道的管径，利于实现布气管道网的自支撑，即安装时无需其他结构件进行辅助固定。
[0009]在其中一些实施例中，所述出气部件包括连通管和出气口；所述连通管的一端与所述布气管道连接，所述连通管的另一端朝向所述萃取塔筒体的底部弯折且与所述出气口的进气端连通。
[0010]在其中一些实施例中，所述连通管的弯折角度为45
°
~90
°
之间，即所述连通管的一端与所述布气管道连接，所述连通管的另一端朝向所述萃取塔筒体的底部弯折45
°
~90
°
，此时，可有效防止由于反应、水解生成或进塔时的原生杂质沉积于进气装置上表面而造成的出气口堵塞现象，具有良好的自清洁能力。
[0011]在其中一些实施例中，所述出气口的进气端的横截面积大于其出气端的横截面积。此时，利于控制产出的气泡尺寸合适，更利于剪切分散相形成合适的分散相液滴，进而提高传质效果。
[0012]在其中一些实施例中，所述布气装置设置在所述容纳腔的底部。此时，气泡的传输路径更长，利于更好地改善分散相的状态，传质效果更好。
[0013]第二方面，本申请提供了上述萃取塔的萃取工艺，包括以下步骤：（1）将连续相通过所述萃取塔的顶部注入至所述萃取塔的容纳腔内，将分散相通过所述萃取塔的底部注入至所述萃取塔的容纳腔内，以使所述连续相和所述分散相在所述容纳腔内逆流接触；（2）开启所述萃取塔一侧的进气蠕动泵，以使气体通过所述进气管道流入至所述布气管道网的布气管道内并通过所述出气口的出气端流出至所述容纳腔中。
[0014]在其中一些实施例中，所述连续相为萃取剂P204与磺化煤油的混合溶液；所述分散相为含有Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
、Mg
2+
、Cu
2+
和Zn
2+
的硫酸盐溶液；所述气体选自空气、氮气、二氧化碳中的至少一种。
[0015]在其中一些实施例中，所述连续相的注入流量记为D
1 L/h，所述分散相的注入流量记为D
2 L/h，所述气体的注入流量记为D
3 L/h，满足：1≤D3/（D1+ D2）≤2.5；且满足所述出气口的口径为2~4mm。具体地，所述出气口的出气端的口径为2~4mm。优选地，所述出气口的口径为3~4mm。优选范围内的出气口口径更利于传质效果的提升。更优选地，所述出气口的口径为3mm。此时，传质效果最好。进一步地，满足：1.75≤D3/（D1+ D2）≤2.3，此时，配合出气口口径为3~4mm的出气口，可以控制形成的分散相液滴的平均直径在1.35~1.4mm的范围内，更利于增大传质推动力，传质单元数更高。
[0016]示例性地，所述气体的注入流量与液
‑
液两相流量之和（即连续相的注入流量和分散相的注入流量之和）的比值D3/（D1+ D2）为1、1.2、1.4、1.5、1.6、1.8、2、2.2、2.3、2.5或上述任意两个值组成的范围。
[0017]示例性地，所述出气口的出气端的口径为2mm、2.2mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.8mm、4mm或上述任意两个值组成的范围。
[0018]在其中一些实施例中，所述气体的注入流量为22~45.5 L/h，所述连续相和分散相
的注入流量之和为19.5~21 L/h。优选地，所述气体的注入流量为34~45.5 L/h。
[0019]示例性地，所述气体的注入流量为22 L/h、24L/h、26L/h、28L/h、30L/h、32L/h、34L/h、36L/h、38L/h、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于红土镍矿酸浸液中金属分离的萃取塔，其特征在于，包括：萃取塔筒体和布气装置；所述萃取塔筒体的内部设置有容纳连续相和分散相的容纳腔，所述连续相和所述分散相在所述容纳腔内逆流接触；所述萃取塔筒体与所述布气装置连接以使所述布气装置向所述容纳腔中通入气体。2.根据权利要求1所述的萃取塔，其特征在于，所述布气装置包括布气管道网；所述布气管道网由多个布气管道拼接组成；每一所述布气管道的端部均设置有出气部件；所述布气管道网上设置有进气管道，气体由所述进气管道流入至所述布气管道网的布气管道内并经过所述出气部件流出至所述容纳腔中。3.根据权利要求2所述的萃取塔，其特征在于，所述布气管道网的横截面为中心对称图形；所述中心对称图形的外轮廓向所述萃取塔筒体的内壁延伸；所述中心对称图形包括正方形、正六边形或其他正多边形中的至少一种。4.根据权利要求3所述的萃取塔，其特征在于，所述进气管道设置在所述布气管道网朝向所述萃取塔筒体的底部的一侧的中心位置处；所述进气管道的管径大于所述布气管道的管径。5.根据权利要求2所述的萃取塔，其特征在于，所述出气部件包括连通管和出气口；所述连通管的一端与所述布气管道连接，所述连通管的另一端朝向所述萃取塔筒体的底部弯折且与所述出气口的进气端连通。6.根据权利要求5所述的萃取塔，其特征在于，所述出气口的进气端的横截面积大于其出气端的横截面积。7.权利要求1~6任一项所述的用于红土镍矿酸浸液中金属分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会泉，王驰，王勇，王晨晔，邢鹏，
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：