探討提高混合澄清槽萃取率的方法

??? 萃取槽是指在一容器內(nèi)采用機(jī)械攪拌混合、在另一容器內(nèi)靠重力自然澄清的萃取裝置，俗稱混合澄清槽。作為一種傳統(tǒng)的萃取裝置，由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、組合靈活等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于稀土、貴金屬和有色金屬等的分離、提取或提純工藝中。尤其是近幾年來，混合澄清槽發(fā)展迅速，圍繞提高萃取效率，國內(nèi)外都設(shè)計(jì)出了許多具有不同內(nèi)部機(jī)構(gòu)的混合澄清槽。但同時(shí)也由于技術(shù)保密或信息閉塞等因素，不同的萃取槽其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有不同，各有特點(diǎn)，博取公家之長的萃取槽在行業(yè)難道一見。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，競爭的日益加劇，萃取槽優(yōu)化帶來的生產(chǎn)力的提高和產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定給企業(yè)增加了競爭活力，由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益也日趨明顯。從混合澄清槽機(jī)理出發(fā)，總結(jié)國內(nèi)外多種混合澄清槽的優(yōu)缺點(diǎn)，從混合與澄清2個(gè)方面探討提高萃取槽萃取率的方法。

1.提高混合澄清槽效率應(yīng)考慮的幾個(gè)問題

??? 所謂的效率就是產(chǎn)出與投入之比，對(duì)于混合澄清槽來說，效率高就是占地面積較小，體積較小，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，造價(jià)較低廉的混合澄清槽滿足產(chǎn)量、質(zhì)量和成本方面的要求。

1.1起稿混合室的混合效率

??? 在工業(yè)生產(chǎn)中，用較長的時(shí)間使每一級(jí)的混合完全達(dá)到平衡后在進(jìn)入澄清室的做飯是非常不經(jīng)濟(jì)的，實(shí)踐中，兩相混合的程度只能是接近平衡狀態(tài)。在其他條件不變的情況下，處理能力和級(jí)效率呈反比，實(shí)際生產(chǎn)中，要在處理能力和級(jí)效率之間選一個(gè)佳點(diǎn)，這個(gè)佳點(diǎn)就是該混合澄清槽混合室的處理能力。優(yōu)化混合室結(jié)構(gòu)及攪拌器工作方式等是提高處理能力的有效方式。

1.2提高澄清室的澄清效率

??? 用較小的澄清室體積迅速有效地使兩相分離。優(yōu)化進(jìn)出液方式，以及增加輔助設(shè)施是提高澄清室效率的有效方法。

1.3充分考慮混合與澄清的相互影響

??? 混合強(qiáng)度大，可以提高混合效率，但澄清就會(huì)很困難；縮短澄清時(shí)間，兩相夾帶增加就會(huì)降低級(jí)效率，二者必須兼顧。

2混合室的優(yōu)化

2.1典型的混合過程

??? 兩相從底部方形隔室經(jīng)圓柱形導(dǎo)流筒進(jìn)入半開式攪拌葉輪的正下方進(jìn)入葉片之間，被葉輪產(chǎn)生的離心力加速后沿水平方向向四周噴射，同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩相混合?；旌舷嘣诨旌鲜页释牧鳡顟B(tài)，最后從上部溢流進(jìn)入澄清室。為了提高混合效率，科技人員提出了許多方法，比如在葉輪上面加副葉輪、雙混合室雙葉輪，還有多層葉輪，在每層葉輪之間的槽壁四周加水平隔板等等，這些方法都比較有效，但在實(shí)踐中要有效模仿和借鑒，要準(zhǔn)確把握混合機(jī)理。

2.2混合第一階段可以采取優(yōu)化措施

??? 在底部隔板上設(shè)置與導(dǎo)流管高度一致、向心排列成放射狀的導(dǎo)流板，其用意是與葉輪之間形成石磨效應(yīng)，加速分散相的破碎。

2.3兩相動(dòng)態(tài)平衡階段采取的優(yōu)化措施

??? 兩相混合之后從葉輪高速向側(cè)壁噴射，在葉輪上方附近形成強(qiáng)烈的紊流，十分有利于萃取反應(yīng)。

3澄清室的優(yōu)化

??? 從混合室上沿溢流出來的流體通常會(huì)集中到澄清室中間，結(jié)果是流體在中間進(jìn)入澄清室時(shí)流速較高，直接沖向前方，縮短了在澄清室的停留時(shí)間，在澄清室入口端加一個(gè)柵板形成混合相的分流區(qū)，目的是將混合液從澄清室整個(gè)垂直面均勻進(jìn)入澄清室，另外也起到擾動(dòng)混合液加速凝聚的作用。

??? 進(jìn)入澄清室的混合液，其中的輕相和重相在緩慢水平移動(dòng)的同時(shí)會(huì)上下穿插運(yùn)動(dòng)，形成混合帶，分離過程就是在混合帶中完成的。在澄清室前半部分水平放置多個(gè)隔板吧澄清室分割成多個(gè)水平空間，使澄清面積擴(kuò)大多倍，混合液在隔板中很快分離。當(dāng)流體進(jìn)入無隔板的后半部分時(shí)，兩相的徹底分離就容易多了。

4.復(fù)合高效萃取槽

??? 復(fù)合高效萃取槽是由普通混合澄清槽演變而來的，這種萃取槽不設(shè)混合室，兩相的混合靠專用的混合設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效的混合，從而達(dá)到傳質(zhì)的目的。其澄清部分和普通的混合澄清槽的澄清室一樣，內(nèi)設(shè)輕相堰、重相堰，實(shí)現(xiàn)了兩相的澄清分離。其大大降低了混合澄清槽的功耗，處理量大的場合節(jié)能優(yōu)勢(shì)更加突出，萃取槽和煩萃取槽疊加放置，節(jié)約了大量占地面積。

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