金属萃取剂的中试萃取系统的制作方法

本发明属于通过使用有机化合物的液—液萃取领域，具体涉及一种金属萃取剂的中试萃取系统。

背景技术：

金属萃取剂主要在有色金属湿法冶金行业应用广泛，比如铜、锌、钴镍、镉、金银、铂系金属、稀土等行业。萃取剂的作用主要有：分离主金属与杂质金属离子、富集主金属离子的浓度、提纯金属离子、改变阴离子的种类等。

在金属萃取剂生产过程中，通常要测试金属萃取剂的性能和萃取效果，目前通常在容器中加入金属萃取剂和待萃取处理水相，通过搅拌进行萃取，搅拌后静置使有机相和水相分层，然后检测水相中的金属离子，从而测试金属萃取剂的萃取效果。上述萃取过程的步骤繁琐，而且通常是小试处理。

专利公开号为CN102027144A的专利文件中，公开了一种用于减少液液萃取过程中有机溶液量的系统，该系统由萃取、洗涤和反萃取阶段组成，每个阶段包含有至少一个包括混合单元和沉降单元的步骤，其特征在于，该系统的阶段的一个步骤的沉降单元被设计和构造成作为有机溶液储存槽和有机溶液溢流槽，有机溶液溢流槽作为泵送槽。该系统虽然能方便萃取后有机相和水相的分层，但该系统需要将水溶液和有机溶液混合后再通过进给单元送入沉降，整个系统操作还是比较复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种金属萃取剂的中试萃取系统，采用该中试萃取系统操作简单，而且能更加系统化的对浸出液中的金属离子进行中试萃取。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

金属萃取剂的中试萃取系统，包括架体和至少一个中试萃取单元，所述中试萃取单元包括安装在架体上的萃取槽本体、有机相贮槽、浸出液贮槽和搅拌装置；所述萃取槽本体内设有溢流隔板和水相隔板，溢流隔板和水相隔板将萃取槽本体分为混合室、分层室和水相溢流室，所述溢流隔板的上端高度低于萃取槽本体的上端高度，所述水相隔板与萃取槽本体底部之间设有水相通过的间隙，所述分层室内设有底阀和高度可调的有机相溢流堰，所述底阀通过排液管排出，所述有机相溢流堰底部通过导流管排出，所述水相溢流室内设有高度可调的水相溢流堰，所述水相溢流堰底部也通过导流管排出，所述排液管、导流管上均设有阀门；所述搅拌装置伸入混合室内，所述有机相贮槽、浸出液贮槽分别通过进液管道连通至混合室内，所述进液管道上设有料液泵。

本方案的原理：使用本发明的中试萃取系统时，先在有机相贮槽内装入金属萃取剂，在浸出液贮槽中装入待萃取处理的浸出液，然后将浸出液和金属萃取剂加入中试萃取单元的混合室内，启动搅拌装置搅拌进行萃取，同时混合溶液从溢流隔板的上端连续溢出并进入分层室内，混合溶液在分层室内分层，有机相在上层，水相在下层，经过萃取，金属离子被有机相萃取，上层的有机相从有机相溢流堰溢出，并从其底部的导流管流出储存；水相则通过水相隔板与萃取槽本体底部之间的间隙进入水相溢流室中，然后水相从水相溢流堰的上端溢出，并从其底部的导流管流出储存，这样就实现了一次萃取过程。

本方案具有如下优点：

1、本方案中，有机相贮槽中的金属萃取剂，浸出液贮槽中的浸出液被加入萃取槽本体的混合室内，在混合室内搅拌萃取，然后溢出并在分层室内分层，其中有机相从有机相溢流堰溢出，水相进入水相溢流室中，并从水相溢流堰中溢出，本方案的中试萃取系统能完成整个萃取过程，操作简单，更具有并系统化。

2、本方案可以采用多个中试萃取单元，其中部分中试萃取单元作为萃取操作，部分中试萃取单元作为反萃取操作，还有部分作为洗涤操作，从而构成完整的萃取-洗涤-反萃取系统。从而实现整个萃取操作流程。

优化方案1，对基础方案的进一步优化，所述分层室靠近混合室一侧设有至少一块均流板。通过设置均流板，第一能缓冲混合室内溢出的混合液，第二能使混合液在分层室内分布更均匀。

优化方案2，对基础方案的进一步优化，所述搅拌装置包括搅拌电机、用于控制搅拌电机转速的调速器和与搅拌电机输出轴连接的搅拌杆，所述搅拌杆伸入混合室内。上述搅拌装置便于调节搅拌杆搅拌的转速，从而实现调节搅拌过程中的萃取效果。

优化方案3，对基础方案的进一步优化，所述有机相贮槽、浸出液贮槽位于萃取槽本体下方。在萃取槽本体中萃取处理后的有机相、水相分别经过导流管流出，按上述方式布置时，溢出的有机相、水相能依靠重力流出并收集在有机相贮槽、浸出液贮槽中，操作方便。

优化方案4，对基础方案的进一步优化，所述有机相溢流堰和水相溢流堰的下端均与萃取槽本体底部螺纹连接。有机相溢流堰和水相溢流堰采用上述连接方式时，针对不同的萃取过程，分层室内或者水相溢流室内的液面高度不一样，通过调节有机相溢流堰和水相溢流堰的高度，从而满足不同的中试萃取试验。

优化方案5，对基础方案的进一步优化，所述萃取槽本体上设有能盖合萃取槽本体的盖体。通过设置盖体能有效减少萃取过程中有机物挥发。

优化方案6，对基础方案、优化方案1-5任一项的进一步优化,包括三个中试萃取单元，三个中试萃取单元分别作为对水相的萃取，对有机相的洗涤以及对有机相的反萃取。上述设置就能够实现萃取-反萃取-洗涤的整个过程，整个装置的系统性好。

优化方案7，对基础方案、优化方案1-5任一项的进一步优化,包括五个中试萃取单元，其中一个中试萃取单元作为对有机相的洗涤，其余四个中试萃取单元中，两个中试萃取单元作为对水相的萃取，另外两个中试萃取单元作为对有机相的反萃取。上述方案中，包括两组萃取-反萃取，一组洗涤，采用上述萃取系统的效率高，能够实现萃取-洗涤-反萃取-的整个过程，整个装置的系统性好。

附图说明

图1是本发明金属萃取剂的中试萃取系统实施例的结构示意图；

图2是本发明金属萃取剂的中试萃取系统实施例2的结构示意图;

图3是本发明金属萃取剂的中试萃取系统各实施例中萃取槽本体部分的结构示意图；

图4是本发明金属萃取剂的中试萃取系统各实施例中萃取槽本体部分的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：架体10、萃取槽本体20、混合室21、分层室22、水相溢流室23、溢流隔板24、均流板25、底阀26、有机相溢流堰27、水相隔板28、水相溢流堰29、有机相贮槽30、浸出液贮槽40、调速器51、搅拌电机52、搅拌杆53、料液泵60。

实施例1：

如图1所示，本实施例公开了一种金属萃取剂的中试萃取系统，包括多层的架体10和三个中试萃取单元，本实施例中架体10为四层，三个中试萃取单元分别作为对水相的萃取，对有机相的洗涤以及对有机相的反萃取。中试萃取单元包括安装在架体10上的萃取槽本体20、有机相贮槽30、浸出液贮槽40和搅拌装置，其中有机相贮槽30、浸出液贮槽40放置在架体10的最下层，架体10的第二层安装有料液泵60，萃取槽本体20放置在架体10的第三层，搅拌装置安装在架体10的第四层上；如图2和图3所示，萃取槽本体20内固定连接有溢流隔板24和水相隔板28，溢流隔板24和水相隔板28将萃取槽本体20分为混合室21、分层室22和水相溢流室23，溢流隔板24的上端高度低于萃取槽本体20的上端高度，水相隔板28与萃取槽本体20底部之间设有水相通过的间隙，本实施例中间隙的高度为1cm，分层室22内设有底阀26和与萃取槽本体20底部螺纹连接的有机相溢流堰27，底阀26通过排液管排出，有机相溢流堰27底部通过导流管排出，水相溢流室23内设有与萃取槽本体20底部螺纹连接的水相溢流堰29，水相溢流堰29底部也通过导流管排出，排液管、导流管上均设有阀门；搅拌装置伸入混合室21内，有机相贮槽30、浸出液贮槽40分别通过进液管道和料液泵60连通至混合室21内。

本方案的三个中试萃取单元的底阀26均通过排液管连通至一根排污总管中，当需要清洗萃取槽本体20时，打开底阀26和排液管上的阀门，冲洗萃取槽本体20，清洗的污水经排液管排出至排污总管中，非常方便清洗。

如图1所示，本方案中从左向右第一个中试萃取单元是作为萃取操作的，第二个中试萃取单元是作为洗涤操作的，第三个中试萃取单元是作为反萃操作的。

本实施例中的搅拌装置包括搅拌电机52、用于控制搅拌电机52转速的调速器51和与搅拌电机52输出轴连接的搅拌杆53，搅拌杆53伸入混合室21内。上述搅拌装置便于调节搅拌杆53搅拌的转速，从而实现调节搅拌过程中的萃取效果。

本方案中，有机相贮槽30、浸出液贮槽40位于萃取槽本体20下方。在萃取槽本体20中萃取处理后的有机相、水相分别经过导流管流出，按上述方式布置时，溢出的有机相、水相能依靠重力流出并收集在有机相贮槽30、浸出液贮槽40中，操作方便。

本实施例中，萃取槽本体20上设有能盖合萃取槽本体20的盖体。通过设置盖体能有效减少萃取过程中有机物挥发。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例包括五个中试萃取单元，其中从左向右，第一个中试萃取单元作为对有机相的洗涤，其余四个中试萃取单元中，第二和第三个中试萃取单元作为对水相的萃取，另外两个中试萃取单元作为对有机相的反萃取。上述方案中，包括两组萃取-反萃取，一组洗涤，采用上述萃取系统的效率高，能够实现萃取-反萃取-洗涤的整个过程，整个装置的系统性好。

具体工作流程：

下面以实施例1为例具体说明：如图1、图2和图3所示，使用本发明的中试萃取系统时，以从左向右为例，最下层第一个槽为有机相贮槽30，第二个槽为浸出液贮槽40，先在有机相贮槽30内装入金属萃取剂，在浸出液贮槽40中装入待萃取处理的浸出液，然后将浸出液和金属萃取剂加入从左向右的第一个中试萃取单元的混合室21内，启动搅拌装置的搅拌电机52，并通过调速器51调节搅拌杆53的搅拌速度，在搅拌的过程中进萃取，同时混合溶液从溢流隔板24的上端连续溢出并进入分层室22内，混合溶液在分层室22内分层，有机相在上层，水相在下层，经过萃取，金属离子被有机相萃取，上层的有机相从有机相溢流堰27溢出，并从其底部的导流管流出至另一个有机相贮槽30储存；水相则通过水相隔板28与萃取槽本体20底部之间的间隙进入水相溢流室23中，然后水相从水相溢流堰29的上端溢出，并从其底部的导流管流出至另一个水相贮槽储存，这样就实现了一次萃取过程；

将经过一次萃取后的有机相经过料液泵60泵入第三个中试萃取单元，同时将待处理的浸出液泵入第三个中试萃取单元进行第二次萃取。将经过两次萃取后所得的负载有机相泵入洗涤单元中，同时泵入洗涤剂使负载有机相得到充分的洗涤。再将洗涤后的负载有机相泵入反萃单元中，同时泵入反萃剂对有机相进行反萃即得可循环使用的再生有机相。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。