新型離心萃取設(shè)備在濕法冶金行業(yè)中的應(yīng)用

　　楊鵬飛，李瑞琛，高艷芳，王利軍，張書(shū)鋒*

　　(鄭州天一萃取科技有限公司，河南鄭州 450000)

　　摘要：本文主要介紹了一種新型的濕法冶金萃取裝備—CWL-M系列離心萃取機(jī)。簡(jiǎn)單介紹了其工作原理及設(shè)備特點(diǎn)，并對(duì)其在不同濕法冶金工業(yè)中的應(yīng)用情況進(jìn)行了闡述。結(jié)果顯示：CWL-M系列離心萃取機(jī)在濕法冶金行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　關(guān)鍵詞： 濕法冶金;新型;萃取設(shè)備;應(yīng)用

　　1. 概述

　　近年來(lái)，我國(guó)的冶金行業(yè)快速發(fā)展，濕法冶金也成為了當(dāng)下冶金較為常用的技術(shù)。目前，濕法冶金的新技術(shù)層出不窮，一個(gè)企業(yè)如果想要從根本上提高企業(yè)的盈利能力和市場(chǎng)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，就必須要確保產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高、生產(chǎn)環(huán)境不斷改善、生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化或半自動(dòng)化管理，進(jìn)而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本。溶劑萃取作為濕法冶金工藝中的一個(gè)重要單元過(guò)程，對(duì)最終的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量也起著至關(guān)重要的作用。然而，我國(guó)雖然擁有世界上最為先進(jìn)的濕法冶金萃取設(shè)備工藝和技術(shù)，但裝備水平迄今仍然是沿用至少30年前的廂式萃取設(shè)備，雖然在多年的使用過(guò)程中有所改進(jìn)，但基本性質(zhì)從未改變。傳統(tǒng)廂式萃取設(shè)備存在著占地面積大、生產(chǎn)效率低、填槽量大、設(shè)備易堵塞、不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等一系列問(wèn)題，而這些問(wèn)題也在一定程度上阻礙了濕法冶金行業(yè)的發(fā)展。因此，研發(fā)一種新型的濕法冶金萃取裝備顯得尤為必要。

　　2. 新型萃取設(shè)備簡(jiǎn)介

　　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。

　　2.1 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(dòng)轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(guò)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(guò)程;混合液在渦流盤(pán)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(dòng)過(guò)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，澄清后的兩相液體最終分別通過(guò)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(guò)程。

圖1. 設(shè)備工作原理圖

　　2.2 設(shè)備特點(diǎn)

　　(1)占地面積小，型號(hào)的設(shè)備單臺(tái)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(wú)底部軸承和機(jī)械密封，無(wú)泄漏風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)費(fèi)用和人工勞動(dòng)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，耐腐蝕性能優(yōu)越;

　　(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(lèi)型設(shè)備的1/3~1/10;

　　(6)型號(hào)齊全，可滿(mǎn)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(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人監(jiān)控等。

　　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

　　銦因其獨(dú)特的物理化學(xué)性能被廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、國(guó)防軍事、醫(yī)藥衛(wèi)生、航空航天以及太陽(yáng)能電池等高科技領(lǐng)域，近年來(lái)已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)中不可或缺的功能材料之一。銦是一種稀散金屬元素，沒(méi)有獨(dú)立礦床，多伴生在有色金屬硫化礦中，其中最重要的載體礦物是閃鋅礦，因此，大部分提銦的過(guò)程就是銦鋅分離的過(guò)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(jí)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)行銦鋅萃取分離的最佳操作條件。最終經(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(jí)數(shù)也比原來(lái)的混合澄清槽減少了2級(jí)。其中，相比及流量對(duì)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(duì)銦萃取效果的影響

圖3. 相比及流量對(duì)鋅萃取效果的影響

　　3.2 銣銫萃取分離