新型萃取設(shè)備、濕法冶金所需分離設(shè)備　

      鑒于傳統(tǒng)萃取裝備自身存在的缺點(diǎn)，一種新型的濕法冶金萃取設(shè)備—CWL-M系列離心萃取機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

　　1、 設(shè)備原理

　　離心萃取機(jī)與傳統(tǒng)的廂式萃取設(shè)備在工作原理上有著本質(zhì)的區(qū)別。離心萃取機(jī)是利用電機(jī)帶動轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動，密度不同且互不混溶的兩種液體在轉(zhuǎn)鼓或槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力作用下完成混合傳質(zhì)，又在轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下迅速分離。

　　離心萃取機(jī)的工作過程主要包含兩個(gè)：混合傳質(zhì)與兩相分離。輕重兩相溶液按一定比例分別從兩個(gè)進(jìn)料管口進(jìn)入預(yù)混合區(qū)內(nèi)，使兩相快速混合分散，兩相溶液得到充分的傳質(zhì)，完成混合傳質(zhì)過程;混合液在渦流盤的作用下進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在腹板形成的隔艙區(qū)內(nèi)混合液很快與轉(zhuǎn)鼓同步回轉(zhuǎn)，在離心力作用下，比重大的重相液在向上流動過程中逐步遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)鼓中心而靠 向轉(zhuǎn)鼓壁;比重小的輕相液體逐步遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)鼓壁而靠向中心，澄清后的兩相液體終分別通過各自的堰板進(jìn)入收集室并由引管分別引出機(jī)外，完成兩相分離過程。

圖1. 設(shè)備工作原理圖

　　2、 設(shè)備特點(diǎn)

　　(1)占地面積小，大型號的設(shè)備單臺占地面積<3.0m2;

　　(2)采用上懸式轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)，處理區(qū)域無底部軸承和機(jī)械密封，無泄漏風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)費(fèi)用和人工勞動強(qiáng)度大大降低;

　　(3)設(shè)備材質(zhì)多樣，可根據(jù)具體體系選用不銹鋼、高分子復(fù)合材料、氟材料、鈦材等，耐腐蝕性能*;

　　(4)多種混合結(jié)構(gòu)可選配，可適用于易乳化體系;

　　(5)處理量大，更節(jié)能，同等處理量情況下，其功耗是傳統(tǒng)同類型設(shè)備的1/3~1/10;

　　(6)型號齊全，可滿足實(shí)驗(yàn)室研究至工業(yè)應(yīng)用等各個(gè)階段的需求;

　　(7)自動化程度高，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場無人監(jiān)控等。

新型萃取設(shè)備、濕法冶金所需分離設(shè)備

　　3、設(shè)備在濕法冶金工業(yè)中的應(yīng)用

　　3.1 銦鋅萃取分離

　　銦因其*的物理化學(xué)性能被廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、醫(yī)藥衛(wèi)生、航空航天以及太陽能電池等高科技領(lǐng)域，近年來已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)中*的功能材料之一。銦是一種稀散金屬元素，沒有獨(dú)立礦床，多伴生在有色金屬硫化礦中，其中重要的載體礦物是閃鋅礦，因此，大部分提銦的過程就是銦鋅分離的過程[1]。

　　某冶煉廠原水中含銦0.915g/l，含鋅34.83g/l，該廠進(jìn)行銦鋅萃取分離時(shí)采用的設(shè)備是傳統(tǒng)的混合澄清槽，經(jīng)多級逆流萃取后，銦和鋅的萃取率分別為94.2%，66.4%。同一原水條件下，采用CWL-M系列離心萃取機(jī)進(jìn)行了一系列單因素實(shí)驗(yàn)后，確定了離心萃取機(jī)進(jìn)行銦鋅萃取分離的*操作條件。終經(jīng)離心萃取機(jī)處理后，銦和鋅的萃取率分別提高至95.7%，66.7%，同時(shí)，銦鋅萃取分離的級數(shù)也比原來的混合澄清槽減少了2級。其中，相比及流量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響如圖2及圖3所示：

圖2. 相比及流量對銦萃取效果的影響

圖3. 相比及流量對鋅萃取效果的影響

　　3.2 銣銫萃取分離

　　銣銫具有非常好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，同時(shí)還具有*的光電效應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于電子儀器、醫(yī)藥、化工、新能源等各個(gè)領(lǐng)域。我國銣、銫資源豐富，主要儲存在銫榴石、鋰云母等礦石和鹽湖鹵水中[2]。銣通常是和銫伴生在一起的，除此以外，還經(jīng)常與鋰、鉀、鈉等元素共生，因此，銣銫的萃取分離是一個(gè)比較困難和復(fù)雜的過程。分離銣銫的方法主要有離子交換法、沉淀法、溶劑萃取法等，其中，溶劑萃取通常在常溫或較低溫度下進(jìn)行, 能耗低, 特別適用于熱敏性物質(zhì)的分離, 而且易于實(shí)現(xiàn)大 規(guī)模連續(xù)化的生產(chǎn)。溶劑萃取法也是近年來研究較多、應(yīng)用較廣、進(jìn)展較快的一種分離方法，而新型CWL-M系列高效離心萃取機(jī)的使用，又進(jìn)一步加快了萃取法提取銣銫的發(fā)展進(jìn)程。

　　礦石浸出液或鹵水原液(以下統(tǒng)稱為料液)與萃取劑按照一定相比進(jìn)入萃取段，經(jīng)過多級離心萃取后，將萃余液收集至余水儲罐內(nèi)，萃取后的負(fù)載有機(jī)相進(jìn)入水洗段，經(jīng)過多級離心水洗后，洗水流入余水儲罐中，水洗后的負(fù)載有機(jī)相進(jìn)入離心反萃段，反萃后得到的再生萃取劑進(jìn)入萃取劑儲罐中循環(huán)利用，洗水和余水混合后再次進(jìn)入萃取段，反萃后的反水經(jīng)進(jìn)一步處理后作為反萃取劑循環(huán)使用。流程示意圖如圖4所示：

圖4. 離心萃取機(jī)萃取銣銫的工藝流程示意圖

　　某公司原液中含銣0.30g/l，銫43.6g/l，利用CWL50-M型離心萃取機(jī)進(jìn)行小試后，單級銣的萃取率達(dá)到了95.8%，銫的萃取率達(dá)到了55.8%，基本與分液漏斗的單級萃取率持平，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1. 離心萃取機(jī)與分液漏斗搖瓶實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比

　　由上表結(jié)果可知：新型離心萃取機(jī)進(jìn)行銣銫分離時(shí)具有非常高的級效率。

　　3.3 稀土萃取

　　我國是稀土資源大國，也是稀土生產(chǎn)、稀土應(yīng)用及稀土出口大國。稀土礦物為多元素共生礦物，各種稀土元素化學(xué)性質(zhì)相近，相互間的分離系數(shù)不大，這就導(dǎo)致稀土分離流程長，分離級數(shù)多。萃取設(shè)備的選擇對于稀土的分離至關(guān)重要。

　　我國稀土行業(yè)普遍采用混合澄清槽作為萃取設(shè)備，但混合澄清槽的占地面積和槽體存液量太大，造成一次性投資較大，尤其是萃取劑的投資成本太高。一般稀土萃取分離工廠一次投入的萃取劑費(fèi)用要占工廠總投資的20% ~ 30% ，所占的比例相當(dāng)大, 而且溶劑的損失占生產(chǎn)成本的比例也不小。而新型CWL-M系列離心萃取機(jī)的結(jié)構(gòu)非常緊湊，占地面積小;在同一處理量條件下，新型離心萃取機(jī)填充設(shè)備所需的料液量約為混合澄清槽的1/7~1/8，大大節(jié)省了萃取劑一次投入成本;同時(shí)，新型離心萃取機(jī)的密閉性及分離效率都非常好，能夠有效降低萃取劑損失量;另外，由于離心萃取機(jī)是依靠離心力實(shí)現(xiàn)兩相分離的，分離效率比混合澄清槽要高得多。只有將新的稀土濃縮工藝與新型萃取裝備結(jié)合起來，才能實(shí)現(xiàn)高效與綠色并行的生產(chǎn)模式，迎來稀土行業(yè)新的發(fā)展歷程。