專利名稱：從大的溶液流量中提取金屬的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與液-液溶液劑萃取中從大的溶液流量中提煉金屬的方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置有關(guān)。通過(guò)使用本發(fā)明的方法和裝置，就能選擇在散粒懸浮液(簡(jiǎn)稱懸浮液)中，哪個(gè)相保持連續(xù)，而哪個(gè)相存在液滴，防止了有機(jī)相的充氣，為了防止乳化，以低的周向速度進(jìn)一步泵壓這些相。本發(fā)明的另一目的是在其整個(gè)橫向面積上達(dá)到一從攪拌器部件排出到沉積槽部件的懸浮液呈均勻分布，本發(fā)明的方法和裝置特別適于大的煉銅廠。
在處理大溶液流量的液-液溶劑的萃取(提取)過(guò)程中，特別難的是在控制狀態(tài)下傳送在流程不同的級(jí)之間的溶液，尤其是溶液中包含一些較輕的有機(jī)萃取劑諸如煤油溶液則更是困難，而煤油溶液難于穿透到一包容較重懸浮液的攪拌器空間，這種困難隨著所用設(shè)備的增大而一起增加，根據(jù)目前的技術(shù)，溶液進(jìn)入設(shè)備底部的攪拌器區(qū)并從頂部排起。當(dāng)設(shè)備的尺寸增大時(shí)，靜壓也增大，為了形成所需的溶液流量就需更強(qiáng)大的外功率。煤油溶液的比重約為0.8克/厘米3而含水溶液的比重則取決于在附近的流程和級(jí)，其值為1.02至1.20克/厘米3，當(dāng)這些溶液混合成一懸浮時(shí)則一種溶液在另一種溶液中顯示出液滴，在上述溶液之間的混合比在此混合步驟中為1，從而獲得比重在0.93至1.02克/厘米3范圍內(nèi)的一懸浮液。在此情況下，由于煤油溶液充當(dāng)萃取溶液，攪拌器裝置內(nèi)靜反壓增大，其量為輸入點(diǎn)攪拌器裝置表面下移1米則增加100～190毫米水柱壓力。因?yàn)榧庸ぜ夹g(shù)的原因，維持混合比讀數(shù)接近1.0是有利的，如果混合比低則由混合步驟引起的靜壓則增加，如果混合比大于1，則靜壓減小。
在處理大容量輸入溶液的萃取廠，諸如各攪拌器-沉積槽加工線的容量為500米3/小時(shí)至1500米3/小時(shí)，目前應(yīng)用所謂“低型面技術(shù)”，為了避免深層結(jié)構(gòu)，典型的這種技術(shù)為攪拌器空間分成三部分。然而即使在這種情況下，當(dāng)在處理諸如1000米3/小時(shí)溶液時(shí)，這時(shí)像萃取銅的典型容積，需要有攪拌器達(dá)到3米高的空間。根據(jù)此技術(shù)，第一個(gè)攪拌器裝置制成一泵式攪拌器，二種溶液從下部進(jìn)入而從頂部排出且輸?shù)较乱粋€(gè)攪拌器中。第二和第三個(gè)攪拌器就沒(méi)有泵壓任務(wù)，它們只用作為純攪拌反應(yīng)器。由于就在底部入口上方徑向渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的吸入效應(yīng)，泵式攪拌器的溶液通過(guò)底部輸入。在泵式攪拌器的底部設(shè)有一個(gè)水溶液和萃取溶液都首先進(jìn)入的收集空間，這意味著萃取溶液也必須在引起靜反壓為300至500毫米水柱的點(diǎn)上吸入，這就導(dǎo)致所述的徑向渦輪必須比攪拌本身所需的更高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的不利形勢(shì)。這樣為了確信萃取溶液進(jìn)入攪拌器，渦輪的周向速度必須提高到5米/秒的至6米/秒的范圍。在渦輪周向速度為5.5米/秒時(shí)，就能產(chǎn)生一相當(dāng)于超過(guò)上述渦輪約700毫米水柱的壓差。
在泵式攪拌器中，想要防止過(guò)度混合，特別是位于靠近渦輪的那些層面，而可通過(guò)擴(kuò)大相對(duì)于攪拌器本身的渦輪直徑，雖然從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，該混合比提高到最高可能的讀數(shù)(實(shí)際上約0.65)，總會(huì)存留-面積，即渦輪本身轉(zhuǎn)動(dòng)而激烈攪拌的相同面積，此處攪拌是在5千瓦/米3至15千瓦/米3的范圍內(nèi)，這種攪拌不可避免地會(huì)形成直徑小于0.1毫米的小液滴，這就是說(shuō)部分液滴是如此小以至在沉積槽裝置內(nèi)無(wú)足夠時(shí)間由重力來(lái)分開(kāi)，由于渦輪的非衰減的攪動(dòng)在整個(gè)攪拌器空間內(nèi)，都是有效的，這就使形勢(shì)變得更復(fù)雜。在兩個(gè)串連接續(xù)的攪拌器的攪拌條件下并沒(méi)有在根本上區(qū)別于第一攪拌器的條件，根據(jù)目前的技術(shù)，當(dāng)?shù)氐臄嚢杵饕部捎迷谶@些場(chǎng)合，它們屬于葉片式攪拌器，因?yàn)檫@些攪拌器不必起到任何泵壓作用，攪動(dòng)動(dòng)力可比第一攪拌器稍低一些，即攪動(dòng)在2-7千瓦/米3的范圍內(nèi)，即使按這種攪拌作用的范圍，仍會(huì)形成對(duì)分離來(lái)說(shuō)太小的液滴。
根據(jù)目前所用的技術(shù)，在大的萃取裝置中懸浮液流直接和水平地自未級(jí)攪拌器流出，排出口一般深達(dá)溶液的分離裝置，即沉積槽裝置。這樣，溶液流的深度約為0.6米至1米而其寬度同于或略窄于未級(jí)攪拌器空間的寬度即約3.5米左右。通過(guò)采用一大的流量孔，水平的流速想要保持在約0.2米/秒，該液流與一次分流器的前部相撞，該分流器前部有一個(gè)在分開(kāi)區(qū)整個(gè)寬度上垂直設(shè)置的柵器且設(shè)有例如10至20厘米的垂直槽。為了分離技術(shù)的原因，現(xiàn)在的趨勢(shì)是趨於用寬的分離結(jié)構(gòu)，其寬度約為20至30米。沉積槽的截面常呈正方形，在此情況下，懸浮液的入口在一側(cè)頂部是一個(gè)單一孔。結(jié)果，采自攪拌器的懸浮液直接流向沉積槽裝置并且產(chǎn)生由攪拌器引起的紊流運(yùn)動(dòng)，這種紊流運(yùn)動(dòng)擾亂了整個(gè)分離寬度上懸浮液的均勻分布。
如上所述，增加流動(dòng)阻力的不同的柵籬結(jié)構(gòu)可用于沉積槽空間寬度上從未級(jí)攪拌器排出口流出的懸浮液的一次分布。當(dāng)沉積槽的尺寸增大，上述柵籬的使用也變得更不方便，把流量均勻地分布在整個(gè)橫向面積的寬度上就更難，結(jié)果中間的流量并不比二側(cè)的流量更強(qiáng)，想要避免此種擾亂液滴分離的現(xiàn)象，可通過(guò)關(guān)閉直接位于懸浮液入口的那些孔，但是該有害的現(xiàn)象并未完全消失，在封閉槽的后面，液面形成一個(gè)重新使環(huán)流流向它的凹口，這些環(huán)流碰撞且轉(zhuǎn)而向著沉積槽空間的中心線方向流動(dòng)，這樣在中心線外重新形成一比兩側(cè)更強(qiáng)的流量，雖然其面積比上述的面積稍有限制。
當(dāng)處理大的溶液流量時(shí)，懸浮液類型的控制也比較小容積的流量更難，所謂懸浮液的類型，我們是指那種液體在另外的液體的連續(xù)溶液中呈現(xiàn)液滴，然而重要的是控制懸浮液的類型，因?yàn)檫@是由于輸入溶液中存在的固體顆粒影響而限定在萃取時(shí)產(chǎn)生多少雜質(zhì)的一種方法，當(dāng)選呈液滴狀的水溶液呈現(xiàn)在萃取溶液中時(shí)，也就是當(dāng)有機(jī)溶液呈連續(xù)相時(shí)則形成的雜質(zhì)就一般較少，從而走到下一流程階段水溶液中的有機(jī)相比例減小，例如通過(guò)開(kāi)始僅泵壓萃取溶液使有機(jī)相呈連續(xù)，隨后開(kāi)始攪拌，特別在最后一個(gè)攪拌器內(nèi)，萃取溶液的比例增大，在此把萃取溶液泵壓，這樣使有機(jī)相溶液連續(xù)更容易。在常規(guī)技術(shù)中，已證明這是僅有的方法，但是即使此方法也很難，尤其當(dāng)萃取溶液的粘度是低的情況更是如此，談到粘度，當(dāng)煤油溶液中萃取劑的含量低時(shí)則其粘度也是低的，例如在銅的萃取中所使用的萃取劑是一種優(yōu)選的銅萃取劑。
空氣隨溶液的輸入進(jìn)入攪拌器是一個(gè)擾亂因素而引起沉積槽內(nèi)的額外運(yùn)動(dòng);由于緩慢持續(xù)的氧化，也可能使萃取溶液改變。
最壞的是，空氣會(huì)危害整個(gè)萃取過(guò)程的功能，然而正常情況下，空氣與一般頂開(kāi)的攪拌器內(nèi)的懸浮液混合。渦輪和葉片式攪拌器在表面上創(chuàng)造這樣一個(gè)強(qiáng)有力的運(yùn)動(dòng)，這樣一定量的空氣不可避免地進(jìn)入流程，在沉積槽裝置后端的萃取溶液和含水溶液的溢流也是空氣吸入到溶液的其它位置。
本發(fā)明的目的是消除某些上述缺陷，特別是與處理大容量溶液相關(guān)連的那些缺陷，所以本發(fā)明與控制在液-液溶劑萃取的攪拌器裝置中存在懸浮液類型的方法和裝置有關(guān)。通過(guò)應(yīng)用低的泵壓對(duì)萃取過(guò)程的各階段和步驟之間的溶液有控制的傳送以及對(duì)沉積槽整個(gè)橫向表面的懸浮液進(jìn)行均勻的分布。發(fā)明的另一目的是防止空氣進(jìn)入流程，這些本發(fā)明的新特點(diǎn)從下述的權(quán)利要求書(shū)中可顯而易見(jiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，液-液溶劑萃取的攪拌階段最好至少由三個(gè)單獨(dú)步驟組成，其第一個(gè)步驟用作-懸浮液泵壓裝置，即一個(gè)所謂溢流泵而其余則為攪拌器步驟本身即攪拌器。借助一封在頂面和側(cè)面的泵輪溶液的泵壓發(fā)生在低于5米/秒的低周速，一般在3.5米/秒至4.5米/秒的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)減慢到足以保持所含溶液在溢流泵內(nèi)呈懸浮液狀的水平。為了減小反壓以及把渦輪的圓周速度削減到一所要水平，輸入泵裝置的溶液直接引到渦輪下方。
由于其箱式結(jié)構(gòu)，溢流泵的渦輪按裝平面靠近表面，離表面的距離為0.5至1倍的渦輪直徑。因此懸浮液的溢流泵(DOP)可建得低，這樣溶液深度甚至可達(dá)溢流泵直徑之一半，這就減小了有機(jī)相的靜反壓而能在低園周速度下(如上所述)運(yùn)轉(zhuǎn)溢流泵的渦輪。溢流泵位于這樣的高度，即渦輪排出的懸浮液從溢流泵底部的開(kāi)孔水平地流向下一級(jí)攪拌器的頂部。
從懸浮液的泵壓步驟，懸浮液進(jìn)一步引入到第一攪拌步驟，到第一攪拌器的頂部，這種輸送流量方式降低了流阻，特別當(dāng)懸浮液的進(jìn)入發(fā)生在攪拌器的攪拌方向。二個(gè)和/或全部攪拌器設(shè)置有例如美國(guó)專利5，185，081所述的螺旋式攪動(dòng)裝置，該攪拌器的頂部用一水平板來(lái)關(guān)閉，該水平板位于稍低于沉積槽內(nèi)有機(jī)溶液的溢流界限，這種安置使空氣不能進(jìn)入攪拌器而混合，尤其因?yàn)樵跀嚢杵鲀?nèi)有一稍大的靜壓。從第一攪拌器的中部或底部，該懸浮液再引入到另一攪拌器，通過(guò)一水平通道或管道引到其中部或底部。
從最后的攪拌步驟即從第二攪拌器，懸浮液通過(guò)一單獨(dú)的垂直井引入到沉積槽部分，從這一攪拌器，懸浮液在靠近其底部相對(duì)于攪拌器的攪拌方向呈切向引入到一垂直井，該垂直井有與攪拌器相同的高度，其寬度大約為攪拌器直徑的一半，懸浮液以一可控制的方式升到沉積槽的液面且作為一向上方向的流動(dòng)從垂直井循環(huán)到沉積槽裝置，并不像在常規(guī)技術(shù)中那樣的一沉積槽深的水平入口流。
為了把懸浮液均勻地分布到沉積槽的整個(gè)寬度，由于該垂直井上述井利用在沉積槽第一端液面的上升，尤其當(dāng)懸浮液流向呈豐園柱形安置的調(diào)節(jié)門，在一個(gè)方向向著懸浮液流構(gòu)成調(diào)節(jié)門及側(cè)面指向沉積槽裝置前角的柵籬中，形成了在調(diào)節(jié)門區(qū)域內(nèi)，在流動(dòng)方向指向前的垂直槽，該垂直槽最好比位于側(cè)面的槽要窄些，所以垂直槽的寬度是位于側(cè)面槽寬度的1/5至1/3，每米內(nèi)的槽數(shù)目最好為3至7個(gè)。進(jìn)口流指向上方的目的是借助重力減慢懸浮液進(jìn)入沉積槽的進(jìn)速，同時(shí)，由於液面的動(dòng)力上升幫助側(cè)面方向的均勻分布，而且減小朝向調(diào)節(jié)門的壓力。
借助本發(fā)明裝置，有機(jī)相正常下是連續(xù)的，但是為了也能使懸浮液中含水相變成一連續(xù)相，可以使用位于攪拌器和垂直井頂部之間帶有閥門的所謂起動(dòng)管。對(duì)此一個(gè)最根本的先決條件是設(shè)置在攪拌器之間，攪拌器的中部或底部，和位于末級(jí)攪拌器之后的垂直井的一中間管。當(dāng)供應(yīng)中斷情況下，起動(dòng)管閥門打開(kāi)，由于重力，含水相流入攪拌器的底部，而且當(dāng)流程重新開(kāi)始時(shí)，含水相從同一萃取步驟的沉積槽輸?shù)揭缌鞅?，所以含水相也能做到連續(xù)。
本發(fā)明的另一基本特點(diǎn)是一用于有機(jī)相的位于沉積槽的后端的排出井從排出井的底部，回流通道引到下一流程步驟以及引到同一裝置的溢流泵，二個(gè)管路系統(tǒng)基本呈水平按裝。也設(shè)置相應(yīng)的管路用于含水溶液。
參照附圖再進(jìn)一步敘述本發(fā)明

圖1說(shuō)明從側(cè)面看的包含有溢流泵攪拌器的攪拌步驟;
圖2說(shuō)明從頂部看的攪拌步驟;
圖3說(shuō)明溢流泵的垂直側(cè)視圖;
圖4說(shuō)明從頂部看的攪拌器一沉積槽裝置;
圖5是位于沉積槽后端的排出井的側(cè)視圖;
圖6說(shuō)明從頂部看的二個(gè)相連的萃取步驟如圖1和圖2所見(jiàn)，含水溶液1和有機(jī)相2直接引入到渦輪4之下的溢流泵3，二者借助渦輪4攪拌且通過(guò)切向裝的連結(jié)導(dǎo)管5流到第一攪拌器6，該連結(jié)導(dǎo)管5位于把攪拌過(guò)的溶液引到攪拌器攪拌空間頂部的高度，此攪拌器6最好設(shè)置有一螺旋攪動(dòng)裝置(圖中未示出)且蓋有一防止空氣進(jìn)入流程的水平板7。從第一攪拌器6，懸浮液從攪拌器6的中部或底部，沿著通道8流到下一個(gè)攪拌器9的中部或底部，通道8是一加蓋的管道。為了防止空氣混入到流程及第一攪拌器中，攪拌器9設(shè)有一水平板10而且該攪拌器也設(shè)有一螺旋攪動(dòng)裝置(圖中未示出)。攪拌器的水平板稍低，例如比沉積槽中萃取溶液的溢流邊緣低50毫米至200毫米。
攪拌器都相當(dāng)高，其直徑或?qū)挾炔畈欢嘞袼鼈兊膶挾韧瑯哟笮?。從第二攪拌?，在此情況下也就是最后的攪拌器，懸浮液在攪拌器底部排出到位于相對(duì)于懸浮液轉(zhuǎn)動(dòng)方向的切向的垂直井11，在垂直井11內(nèi)，懸浮液提高到沉積槽底面和表面之間的高度且流入到沉積槽12。
當(dāng)在流程中發(fā)生中斷或慢下來(lái)，包含在溢流泵和垂直井的含水相沉到攪拌器的底部，攪拌器的輕的有機(jī)相分別流入溢流泵或多多少少仍然留在攪拌器內(nèi)。這取決于位于各攪拌器和垂直井之間起動(dòng)管13和15上的閥門14和16如何保持打開(kāi)。水通過(guò)導(dǎo)管5流出溢流泵并且通過(guò)那里的同一導(dǎo)管進(jìn)入有機(jī)相，這意味著溢流泵內(nèi)充滿有機(jī)相，這樣在此相供應(yīng)中斷之后，起動(dòng)攪拌來(lái)保持有機(jī)相連續(xù)，當(dāng)再起動(dòng)輸送后，有機(jī)相仍舊引入到溢流泵一段時(shí)間，才能確信有機(jī)相已維持連續(xù)。
但是如果想要像連續(xù)相一樣有含水相，這可借助起動(dòng)管的布置就能獲取，為此目的，在第一攪拌器6和垂直井11之間，在攪拌器頂部，裝一個(gè)帶有閥門14的起動(dòng)管13且一個(gè)帶有閥門16的相似起動(dòng)管15裝在第二攪拌器9和垂直井之間。當(dāng)供應(yīng)中斷或慢下來(lái)時(shí)，閥門就打開(kāi)，結(jié)果較重的含水相從沉積槽通過(guò)垂直井流入攪拌器，含水相就把較輕的有機(jī)相通過(guò)起動(dòng)管，穿過(guò)攪拌器頂部推到垂直井的頂部，由于位于底部的連結(jié)攪拌器導(dǎo)管，故對(duì)第一攪拌器也能做到。為了確信含水相保持連續(xù)，當(dāng)輸送重新起動(dòng)時(shí)，仍舊能把某些含水相從同一萃取步驟的沉積槽引到溢流泵。
更具體地如圖3所示，繞其軸線17轉(zhuǎn)動(dòng)的泵渦輪4位于溢流泵3內(nèi)，在其側(cè)面，渦輪借助一向上開(kāi)孔的倒錐形側(cè)壁殼18以及在頂部借助一阻氣板19裝在殼內(nèi)，這樣在殼之間，仍然留有一環(huán)形開(kāi)孔20，此開(kāi)孔20位于沉積槽12的有機(jī)相收集槽的溢流邊緣上方的高度。當(dāng)開(kāi)孔底部位于一合適高度(例如小于100毫米)，但高于沉積槽的有機(jī)相收集槽的溢流邊緣，從流體動(dòng)力學(xué)來(lái)說(shuō)該萃取裝置是獨(dú)立的。相互攪拌混合的相從溢流泵3內(nèi)通過(guò)環(huán)形開(kāi)孔20向外排出到各個(gè)方向，而且這足以保持溢流泵懸浮液的含量。
阻氣板19位于軸線17的外側(cè)，基本上處于水平位置且該阻氣板能在其外緣部分地向上彎曲。在板的外緣上設(shè)置有帶傾角導(dǎo)液板21，該導(dǎo)流板與水平板空氣罩的形狀相符并且向下引出到空氣罩外面，最好把內(nèi)導(dǎo)流板22放在阻氣板之下。在溢流泵的外周設(shè)置常規(guī)的導(dǎo)流板23，最好內(nèi)導(dǎo)流板數(shù)小于帶傾角導(dǎo)流板數(shù)，內(nèi)導(dǎo)流板數(shù)和帶傾角導(dǎo)流板數(shù)最好分別為譬如4和8，這種結(jié)構(gòu)使空氣不能進(jìn)入渦輪殼體，且引導(dǎo)排出的懸浮液流呈大約水平方向。
裝在殼體結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)流板與其余的殼體結(jié)構(gòu)一起，即使殼體外的壓力超過(guò)同于泵內(nèi)壓力的殼體內(nèi)壓力，這就防止因流體動(dòng)力學(xué)的原因吸入空氣。導(dǎo)流板的表面積最好這樣測(cè)量，使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳到溢流泵，從而殼體內(nèi)的剪切速度仍保持較低，借助導(dǎo)流板，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減慢到混合相仍能保持呈懸浮液的水平。在渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)空間懸浮液的延遲時(shí)間只有3秒至20秒，最好僅為5秒故該上述時(shí)間不足于達(dá)到平衡的液滴大小，也就是液滴尺寸仍然是較大。
由于殼體結(jié)構(gòu)，渦輪裝置的安裝高度靠近液面，在液面之下距離為0.5～1倍渦輪直徑?，F(xiàn)在溢流泵能造得低，結(jié)果溶液的深度甚至可小于溢流泵直徑的一半，這就大大地減小了切向送進(jìn)有機(jī)相的靜壓，而不能使渦輪在低周速下運(yùn)轉(zhuǎn)，如上所述。作用于溢流泵的泵壓仍保持在總壓700毫米水柱之下，一般，在300～500毫米水柱之間如圖4所示，懸浮液流過(guò)位于末級(jí)攪拌器之后的進(jìn)口井11且通過(guò)其入口24，流向沉積槽12的第一端，為了使從垂直井11排出的懸浮液盡可能均勻地分布在沉積槽的整個(gè)橫向面上，在沉積槽的中部，在沉積槽的第一端設(shè)置了大致垂直的柵籬，該柵籬有一呈半園柱形的調(diào)節(jié)門25，此柵籬向著懸浮液入口24打開(kāi)而在沉積槽橫向面上延伸的門側(cè)邊26和27則指向沉積槽的前傾角。調(diào)節(jié)門25設(shè)有沿沉積槽長(zhǎng)度方向上的槽，這些槽寬小于側(cè)邊26和27所設(shè)縫寬，這樣在半園柱面上，槽寬約為位于側(cè)面縫寬的1/5至1/3，側(cè)面的縫寬是在15毫米至25毫米的范圍，其數(shù)目為每米3個(gè)至7個(gè)。
因?yàn)檎{(diào)節(jié)門側(cè)面指向前傾角，這就使輸進(jìn)沉積槽的懸浮液流向沉積槽的邊緣展開(kāi)，所以在柵籬之后，懸浮液繼續(xù)在沉積槽長(zhǎng)度方向流動(dòng)，且沿著其整個(gè)寬度。
沉積相在沉積槽的后端，大體上為水平的管路28和29排出，既可排到下一個(gè)攪拌器-沉積槽步驟，也可再排到流程中，這取決于萃取步驟。當(dāng)在再起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為了保持所需的懸浮液狀，溶液也從沉積槽的后端沿著管路30引到同一步驟的溢流泵。當(dāng)管路32中閥門31打開(kāi)且循環(huán)管路33中的閥門34關(guān)閉時(shí)，有機(jī)相通過(guò)管路30再循環(huán)到溢流泵3，如果我們分別關(guān)閉閥門31和打開(kāi)管路33中的閥門34，這也就打開(kāi)了通向含水相的管路，含水相能輸?shù)酵徊襟E的循環(huán)。有機(jī)相的再循環(huán)保證該相在溢流泵和攪拌器內(nèi)呈連續(xù)的懸浮液狀，而含水相再循環(huán)保證含水相呈連續(xù)相。借助內(nèi)部再循環(huán)，在泵和攪拌器自身內(nèi)溶液接觸也會(huì)改善。
圖5是設(shè)在沉積槽12后端的有機(jī)溶液排出井35的更詳細(xì)說(shuō)明。借助排出井，有機(jī)溶液以可調(diào)節(jié)方式排出而流入到與位于同一步驟或下一個(gè)萃取步驟的溢流泵入口管2同一水平的輸送通路28，在此情況下，有機(jī)相水平流入溢流泵3。含水相也通過(guò)其輸送通路36引向且水平地流到下一個(gè)流程級(jí)。
從上述說(shuō)明書(shū)中顯而易見(jiàn)，所述這些由于攪動(dòng)或較強(qiáng)循環(huán)引起有機(jī)相充氣的地方都要加蓋以杜絕這種現(xiàn)象。在相似情況下，排出井35也要完全加蓋。
圖6表明兩個(gè)萃取步驟如何相互匹配在一起。有機(jī)相38從第二萃取步驟Ⅱ的沉積槽39的后端引到第一萃取步驟Ⅰ的溢流泵37內(nèi)，而含水溶液40則從礦石提煉。從第一級(jí)沉積槽41的后端，含水溶液42引到第二萃取步驟的溢流泵43內(nèi)，而有機(jī)相44則送去沖洗或直接送去再萃取。有機(jī)相45例如從一貯存容器引出到第二步驟的溢流泵43而第二步驟的含水溶液46則再引出到礦石提煉。附圖中也說(shuō)明了該步驟的內(nèi)循環(huán)47和48，該內(nèi)循環(huán)可以是有機(jī)相循環(huán)或含水相循環(huán)，這取決于選哪個(gè)相呈連續(xù)。
權(quán)利要求
1.一種在液-液溶劑萃取中提取金屬的方法，其中引到攪拌器步驟的相首先受到一泵壓處理然后再受一多級(jí)攪拌處理，隨后引到一沉積槽裝置，液流指向沉積槽的長(zhǎng)度方向，其特征在于在萃取步驟的攪拌階段時(shí)，多種相引入到加蓋的低架設(shè)泵裝置在低周速下呈懸浮狀并且作為一基本上呈水平流，在泵裝置的底部排出到攪拌器步驟第一級(jí)的頂部，良好混合的懸浮液從最后一級(jí)攪拌器裝置的底部排出，在此情況，在垂直井的懸浮液流相對(duì)于流動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)且呈切向上升直到位于沉積槽裝置的表面和底面之間的液位且通過(guò)其入口流入沉積槽裝置，作為一個(gè)均勻上升液流，由于具有半園柱形柵籬的影響以及由于指向液流，該均勻液流遍布到沉積槽整個(gè)橫向表面并再指向沉積槽的前緣；為了防止充氣，故全部級(jí)的攪拌器裝置以及所有有機(jī)相的傳送流都發(fā)生在封閉的空間內(nèi)；為了維持所需的相在懸浮液中呈連續(xù)，萃取步驟設(shè)有回流通道，該回流通道從沉積槽后端的排出井延伸到同一步驟的泵裝置以及設(shè)有調(diào)節(jié)最后級(jí)輸送流量的管道，上述管道從攪拌器的頂部延伸到垂直井的頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于為了減小反壓和減小所用泵裝置的周速。引到泵壓步驟的相直接引到泵裝置的下方。
3.一用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1方法的裝置，其中在各萃取步驟中，相的攪拌器裝置由泵和攪拌器件組成，而沉積槽設(shè)有一流動(dòng)定向的柵籬，其特征在于萃取步驟的溢流泵(3)的底部就在渦輪(4)的下方，且有引入含水相(1)和有機(jī)相(2)的導(dǎo)管而溢流泵(3)設(shè)有一由殼結(jié)構(gòu)(18，19)封裝的渦輪(4)，通過(guò)一懸浮液導(dǎo)管(5)中介，溢流泵的底部連到第一攪拌器(6)的頂部;第一攪拌器(6)和其它攪拌器(9)設(shè)有水平板當(dāng)作蓋板(7、10)，通過(guò)一靠近底部的連結(jié)通道(9)使它們相互連通;垂直井(11)從最后攪拌器(9)的底部向上升起且相對(duì)于攪拌器的攪拌槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向呈切向布置，開(kāi)辟一位于沉積槽(12)底部和液面之間的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于為了防止充氣，借助一包繞渦輪向上升的倒錐形側(cè)壁殼體(18)以及借助一從渦輪軸線(17)指向外的阻氣板(19)，位于靠近表面的溢流泵的渦輪(4)是封裝在里面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于溢流泵(3)的渦輪(4)裝在一離液面為0.5至1倍渦輪直徑的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于溢流泵渦輪(4)的阻氣板(19)從外部設(shè)置，在板的頂上帶有與板的形狀相符的呈傾角的導(dǎo)流板(21)以及位于板下方的內(nèi)導(dǎo)流板(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于由溢流泵渦輪(4)的側(cè)壁殼(18)形成的溢流門的位置比沉積槽(12)的有機(jī)相收集槽的溢流邊緣更高些。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于攪拌器(6，9)設(shè)有其位置比有機(jī)相收集槽的溢流邊緣更低的水平板(7，10)
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于攪拌器(6，9)的頂部，為了控制其懸浮液狀，通過(guò)起動(dòng)管(13，15)和它們的閥門(14，16)為中介與垂直井(11)相連。
10.一用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1方法的裝置，其中各萃取步驟，相攪拌器裝置由泵和攪拌器件組成和沉積槽設(shè)有一流動(dòng)定向的柵籬，其特征在于萃取步驟的沉積槽(12)設(shè)有一由半園柱形調(diào)節(jié)門(25)以及指向沉積槽前傾角的側(cè)面(26，27)組成的柵籬。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于半園柱形的調(diào)節(jié)門(25)向著垂直井(11)打開(kāi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)門(25)的側(cè)面在沉積槽的長(zhǎng)度方向設(shè)有槽縫，該槽縫的寬度為15毫米至25毫米，槽縫數(shù)為每米內(nèi)有3～7個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10和12所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)門(25)在沉積槽的長(zhǎng)度方向設(shè)有槽縫，上述調(diào)節(jié)門的槽縫寬度為位于柵籬側(cè)面的槽縫寬度的1/5至1/3。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于沉積槽(12)的后端設(shè)有一用于有機(jī)相的加蓋排出井(35)，以及接續(xù)的連接通道(28)的位置基本上在一橫向水平上。
全文摘要
本發(fā)明與在液—液溶劑萃取中從大溶液流量中提取金屬的方法有關(guān)，并與實(shí)現(xiàn)該方法的裝置有關(guān)，通過(guò)使用本發(fā)明的方法和裝置，就能選擇在懸浮液級(jí)中哪個(gè)相保持連續(xù)而其它相仍然保持液滴狀以防有機(jī)相的充氣，為了防止乳化，進(jìn)一步在低周速下泵壓各個(gè)相。本發(fā)明另一目的的是把沉積槽排出的懸浮液遍布到沉積槽整個(gè)橫向面上，本發(fā)明的方法和裝置特別適合大的煉銅廠。
文檔編號(hào)B01D11/04GK1110992SQ9411902
公開(kāi)日1995年11月1日 申請(qǐng)日期1994年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月2日
發(fā)明者布勞·尼曼, 瓦爾托·馬基塔羅, 勞諾·里加, 斯提克E·胡爾托姆, 提莫·薩蘭帕 申請(qǐng)人:奧托孔普工程承包商公司