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CN1188197C - 溶剂萃取法中缩小工步大小的方法和所用的萃取单元 - Google Patents

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Abstract

一种用来缩小溶剂法中工步大小的方法，通过缩小萃取工步中间池的大小来实现。本发明还涉及溶剂萃取法所用的萃取池。

Description

溶剂萃取法中缩小工步大小的方法和所用的萃取单元
本发明的方法可用来缩小溶剂萃取法中工步的大小，这是通过萃取工步中间池大小的缩小来实现的。本发明还着眼于溶剂萃取法所用萃取单元。
液-液溶剂萃取通常被用为湿法冶金生产金属的一部分。溶剂萃取法通常具有好几个阶段或工步，例如预萃取、萃取、再萃取等。每一个萃取工步含有好几个萃取单元，其中每一个池一般都有一个泵单元用来将萃取的液相从一个池转移到另一个池；一个或数个混合单元即混合器；和一个在混合器后面的沉淀单元即沉淀池，使在混合器内悬浮的液体由于重力而沉淀在自己的相内。泵也可与混合器结合，使混合器也有泵的功能。在溶剂萃取法发生的反应中，一种或多种金属会从一个相(一般为水相)移动到另一(有机)相，因此能用再萃取分离出来。萃取单元的功能是提供良好的条件供萃取反应进展，最后使液体互相分离。
溶剂萃取法的设计根据所要萃取的金属会有很大的变化。铜的萃取通常比较简单，因为它只有不多的萃取和再萃取工步，但在另一方面，铜萃取单元的大小随着时间有巨大的增长，以致将其自身的限制强加在萃取上。但其他金属的萃取过程就工步的数量而言要比铜复杂得多，虽然其他金属的萃取能力只是一个铜萃取厂的生产量的零数。
在目前使用的溶剂萃取单元中，上面提到的这些构件差不多都有，包括一台泵、一个或数个混合器、一个可选用的预沉淀池和主沉淀池。各种相被混合在一起从一个池泵压到另一个池，用来将金属离子从一个相转移到另一个相所需的混合和反应的时间都在混合器中度过，纯粹的相则在沉淀池中互相分离。这些方法例如曾在美国专利5,185,081和5,662,871中说明过。在萃取的工步内，所有萃取单元都相似，即在所有池中，相的分离能力都是最佳的。
美国专利4,391,711曾说明一种溶剂萃取装置。该装置具有一个室，在该室中央各种悬浮相接受混合器的处理而在环绕混合器的空间内形成一个分散带，在该带之上是从该带分离出来的较轻的相，而在该带之下是从该带分离出来的较重的相。在该装置中实际上根本没有传统的沉淀池单元。在萃取工步内和在萃取法的不同工步内的萃取单元都是相似的。
一种可以减少溶剂萃取法阶段大小的新方法曾被开发出来，其中如前所述，特别是铜以外的其他金属的溶剂萃取，有许多萃取工步，并且在工步内有许多相似的池。这里的指导原则是重要的、是要有良好的分离相的能力，特别是在萃取工步的第一池和末一池中，但在工步内允许有较大数量的残余点滴，这样萃取工步的大小就可由于工步内池的大小的减少而减少。这一点可以通过减少工步内池的沉淀单元而用较稠密的溶液替代来做到，其时在萃取工步中间至少有一个池、最好所有池的横剖面面积至多为该工步内第一个和末一个沉淀池单元的横剖面面积之半。
本发明提供了一种缩小溶剂萃取法工步大小的方法，其特征在于：萃取工步的第一个和末一个萃取单元都配备沉淀池单元，所述沉淀池单元位于所述混合器单元的后面，在萃取工步中间的萃取单元配备有沉淀池单元，该沉淀池单元中设置泵单元和混合器单元，该混合器单元包括至少一个混合器，其中，来自泵单元的悬浮液通过导管通向混合器单元，离开最后的混合器的悬浮液通过排出口供应到沉淀池空间，在该处悬浮液先围绕混合器单元向前流动，然后围绕泵单元流动，并在分离的各相流到排放斜槽之前，经过至少一个设置在混合器单元和沉淀池壁之间的桩栅，中间萃取单元沉淀池单元的横剖面面积最多为萃取工步第一个或末一个萃取单元的沉淀池单元横剖面面积之半。
在该开发的方法中，萃取工步的大小被缩小，这在实际上意味着该装置比传统的装置更适宜在较小的空间内使用。另外，投资可节省，对溶剂萃取化学品的需要也可减少。另一个值得一提的好处是与过程有关的资金也可减少。
按照本发明的溶剂萃取工步和该工步内所用的萃取单元将结合附图较详细地说明，其中
图1示出按照本发明的溶剂萃取单元从顶上看的情况，
图2示出按照本发明的溶剂萃取工步装置从顶上看的情况。
图1示出按照本发明的溶剂萃取单元1，该池具有一个基本上为长方形的沉淀池2，其中设有一个泵单元3及在本例中为两个混合器4和5。自然也可以只有一个或多于两个混合器。如果只有一个混合器，那么沉淀池可差不多成为正方形。如前所述，混合器单元也可用作泵单元。在那种情况下分开的泵就可不要。要被混合的液体被导引到(图上未示出)泵单元3，该泵单元可以是现有技术的某些装置例如在美国专利5,622,871中说明的DOP溢流泵。这些悬浮液从泵单元出来通过导管6被导引到第一混合器4再从那里出来通过导管7来到混合器5。
混合器设有推进器8，其旋转速率可被选择得使悬浮液不会乳化。这种混合设备例如在美国专利5,185,081中曾有说明。各相的悬浮液经过良好的混合从最后一个混合器通过排放出口9被导引到环绕混合器和泵单元的沉淀池空间内，其中悬浮液在从最后一个混合器首先流向泵单元时应通过至少一个、最好通过数个桩栅10、11和12。
在本例中第一桩栅被设在两个混合器的壁之间，第二桩栅设在第一混合器的壁和沉淀池之间，而第三桩栅设在第一混合器和溢流泵之间。桩栅当然也能定位在其他地方，例如在混合器5和沉淀池2的壁之间。桩栅能促进各相的沉淀。各相通过排放斜槽被移走，其中在流通方向上首先出现的是较轻相萃取液的斜槽13，在它后面是水溶液斜槽14。溶液从斜槽移走并用已知方法输送到下一个溶剂萃取单元内。
图2示出一个溶剂萃取工步，该工步在传统上具有七个同等大的池，但按照本发明，虽然也是七个池，中间五个池的大小已被缩小，而在第一个和末一个池15和16内各配备一个泵单元17及混合器18和19，加上一个在混合器外侧的常规大小的混合器20。在工步中间的池为在图1中示出的池。这里没有示出从一个池到另一个池的液体转移管，因为它们本身早为人知。
上述方法适宜用于例如钴的萃取，但它也能用于需要复杂的溶剂萃取阶段的其他金属的溶剂萃取。

Claims (9)

1.一种缩小溶剂萃取法工步大小的方法，该方法是通过一组萃取单元来实现的，其特征在于：萃取工步的第一个和末一个萃取单元都配备沉淀池，所述沉淀池位于混合器的后面；在萃取工步的中间萃取单元(1)配备有沉淀池(2)，该沉淀池(2)内设置有一个泵(3)和至少一个混合器(4，5)，其中来自泵的悬浮液通过导管(6)通向混合器(4)，如果存在两个或两个以上的混合器，这些混合器间也通过导管连接(7)，从而使悬浮液能由泵顺次通过混合器(4，5)，离开最后的混合器(5)的悬浮液通过排出口(9)供应到沉淀池(2)，由混合器排出的悬浮液首先围绕混合器(4，5)向前流动，然后围绕泵(3)流动，并在流到排放斜槽(13，14)之前，经过至少一个设置在混合器壁和沉淀池壁之间的桩栅(10，11，12)，中间萃取单元(1)的沉淀池(2)的横剖面面积最多为萃取工步第一个或末一个萃取单元的沉淀池横剖面面积之半。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：中间萃取单元沉淀池的形状为长方形。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：中间萃取单元沉淀池的形状为正方形。
4.如上面权利要求1中所述的方法，其特征在于：用具有泵功能的混合器代替所述的泵。
5.一种溶剂萃取单元，由一个泵(3)、至少一个混合器(4，5)、一个沉淀池(2)和至少一个桩栅(10，11，12)构成，其特征在于：溶剂萃取单元(1)的泵(3)和混合器(4，5)设置在沉淀池(2)内，泵(3)和混合器(4、5)之间通过导管(6，7)依次连通，最后的混合器(5)设置有排出口(9)，并且至少一个桩栅(10，11，12)支承在混合器(4，5)壁和沉淀池(2)壁之间。
6.如权利要求5所述的溶剂萃取单元，其特征在于：萃取单元沉淀池(2)的外廓为长方形。
7.如权利要求5所述的溶剂萃取单元，其特征在于：萃取单元沉淀池(2)的外廓为正方形。
8.如权利要求5所述的溶剂萃取单元，其特征在于：溶剂萃取单元(1)的沉淀池(2)内设置有桩栅(10，11，12)，其支撑在混合器(4，5)壁、泵(3)壁和沉淀池(2)壁中的二者之间。
9.如权利要求5所述的溶剂萃取单元，其特征在于：用具有泵功能的混合器代替所述的泵。
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