[发明专利]分离部中重溶液再循环入混合单元的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在将两种未混合溶液首先混合然后将溶液分离的工艺过程中在溶液分离部和混合单元之间使液-液萃取中的较重溶液进行再循环的方法。本发明还涉及一种利用其实现较重溶液循环的集液管。借助本发明的方法和设备，还可从宽阔的分离部均匀地收集水溶液，因此不会干扰流入分离部的萃取液的进程。本发明的另一目的是借助可控循环强化分离部纵向方向上的底流并从而使这一部分区域的垂直流均匀化。

背景技术

当使金属互相分离时，所采用的方法之一是液-液萃取，此时较重溶液一般是水溶液，而较轻溶液是有机溶液，例如煤油，其中溶解有某种适当的萃取剂。在像铜萃取装置这类大型萃取装置中，液流控制尤其重要，甚至会达到足以证明其为该装置的尺寸大小的限制因素的程度。

溶液从单一萃取步骤的分离部返回同一萃取步骤的混合单元的内部再循环是很普通的，因为再循环可改善混合槽中液-液接触工艺过程的一部分。在混合槽中两种溶液的数量需要相同，以便得到所要求的溶液接触、液滴大小和接触面积。所要求的溶液接触指明哪种溶液以液滴形式存在，哪种溶液为连续溶液。溶液的相互数量也会影响分散系的标定粘度。当由外部供给混合槽的溶液有一种不够用时，就由分离部取得上述溶液进入循环。这一情况牵涉到比如铜萃取的所有溶液接触步骤，尤其是洗涤步骤和铜再萃取步骤。比如在萃取溶液洗涤中，当外部基本溶液供给量仅仅大约为10-20 m³/h时，萃取溶液流量可为1,000-2,000m³/h，即在此情况下内部再循环的水溶液需要量也几乎与该供给量相等。

根据通常的实践，内部溶液循环由位于分离部排出端的溢流槽取得，经过净化的溶液作为溢流收集于该槽中。特别是当再循环量很大而外部溶液供应很小时很难改变溶液循环量。尤其是难于使装置加速运转。无法使用比在集液槽中作为溢流所收集到的溶液更多的溶液。比如，在增加水溶液的循环容积时，溢流槽中的水加速运转，但所要求的循环流量只能随着外部溶液供应送入更多的水而逐渐得到。这是由于水供应增加会增加混合单元中的水溶液的份额，因而会相应地取代有机溶液。于是流入混合单元的水溶液不会再进入分离部的循环过程，而水溶液的供应要停止一个很长时间。这在要求洗涤带有难于对付的杂质的萃取液的工艺条件下会造成严重问题，比如在铜萃取中此类杂质包括氯化物、锰和铁。

发明内容

上述缺点在本发明中通过在分离部中，即在沉降槽中，设置至少一个集液管而得到消除，该集液管延伸于分离部的整个宽度上。所要求的较重溶液，即水溶液，的主要部分直接由分离部本身流入此集液管，只有一小部分来自排出端，而需要再循环的水溶液流入混合单元。于是混合单元中所需要的水溶液数量就可以得到供应而不论外部供给量多少或分离部排出端中的水溶液不足。在垂直方向上，集液管最好是位于分离部的水溶液区域内，即位于沉降槽的底部。集液管的上表面可以位于较轻溶液，即有机溶液，的底表面上，或者位于分离部的底部。水溶液通过装设在集液管上的吸液管吸入到集液管中。本发明的主要新颖点在于需要循环进入混合单元的较重溶液的主要部分是由最后一个桩栅和分离部中容纳的较轻溶液的排出端之间的长度上取得的。

附图简介

下面参考附图对本发明进行更为详细的描述，附图中

图1是属于萃取步骤的混合部和分离部的顶视图；

图2示出沉降槽管道构造的剖视图；

图3是根据本发明的管道的局部剖视图；而

图4是沉降槽的侧视图。

实施例

在图1的情况下，萃取步骤的混合单元1的构成包括一个泵单元2和两个混合器3和4，并且由后级混合器沿流向有混合可控的两相分散系通过孔口5排入分离部，即进入沉降槽6。沉降槽的前端最好设置几个桩栅7和8，而在沉降槽的末端9既装设有一个有机相溢流槽10，该溢流槽10设置有图中未示出的循环管，还装设有一个水相水容器11，该容器带有循环管12。在此沉降槽中，沿着其整个宽度上延伸设置一个集液管13，该集液管与水溶液循环管12连接。当在沉降槽的纵向方向上观察时，集液管位于最后一个桩栅8和有机相溢流槽10之间。集液管13嵌装于管壳14之中。循环管的数目可为一个或几个；在后一种情况下可避免循环管结构的尺寸过大。

由图2可见，集液管13主要是由置于水溶液层之内的管件组成，其上设置有吸液管15，吸液管向着斜下方，两端开口。除了可以如上所述将集液管支持于水溶液层内部外，也可以将其埋装在沉降槽的底部结构中，在这种情况下吸入水溶液的管子向着斜上方。于是吸液管的取向永远是从集液管13向着待收集的水溶液16。