CN103949088B - 一种萃取的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种萃取的方法，该方法是使相互之间不可混合的萃取溶液和原料液分别经过一混合箱体内的导流轮导出后进入该混合箱体的混合腔内相互混合，使萃取溶液包含至少一个通过原料液可萃取的物质，该方法是使萃取溶液和原料液形成交叉混合。本发明还公开了一种萃取的装置，该装置的导流轮设有可使萃取溶液和原料液形成交叉混合的第一导流槽和第二导流槽，第一导流槽和第二导流槽在导流轮侧面的出口呈上下相叠设置。本发明的萃取的方法及装置可以增强萃取效果。

Description

一种萃取的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种萃取的方法及装置，尤其涉及一种用于提取重金属的萃取的方法及装置。

背景技术

现有的混合器包括混合箱体，混合箱体外设有减速电机，混合箱体内设有传动轴和导流轮，传动轴的一端连接至减速电机，另一端连接至导流轮，导流轮采用萃取溶液上进上出而原料液下进下出的导流方式，导流轮的导流截面小，而且导流轮体内形成萃取溶液和原料液混合空间，导流轮外径周围设有导流翼片，导流翼片垂直安装；减速电机通过传动轴联动导流轮，这样便可以对混合箱体内的混合溶液进行机械搅拌。这种混合器具有以下不足：

(1)导流轮采用萃取溶液上进上出，原料液下进下出的导流方式，不具备萃取溶液和原料液交叉混合的条件，无法增强萃取效果，而且由于原料液比重大原料液会沉入混合箱体底部。

(2)在系统流量较大的情况下,为满足混合而加大机械搅拌强度，容易出现整体或局部的剧烈机械搅拌，而发生局部或整体的皂化和较强乳化现象，尤其在导流轮内的萃取溶液和原料液混合空间中，使萃取溶液和原料液分离不彻底。

(3)在导流轮旋转时产生的旋转液流不具有向上运动的动力，从而难以保证整个液体混合过程的时间和强度的一致。

发明内容

本发明的目的一是提供一种萃取的方法，解决了无法增强萃取效果的问题。

本发明的目的二是提供一种萃取的装置，解决了无法增强萃取效果的问题。

为实现上述目的一，本发明提供一种萃取的方法，该方法是使相互之间不可混合的萃取溶液和原料液分别经过一混合箱体内的导流轮导出后进入该混合箱体的混合腔内相互混合，使萃取溶液包含至少一个通过原料液可萃取的物质，该方法是使萃取溶液从该混合箱体内的导流轮上端进入导流轮，再从导流轮侧面下部出口导出至混合腔内后向上流动，以及使原料液从导流轮的下端进入导流轮，再从导流轮侧面上部出口导出至混合腔内后向下流动，并与向上流动的萃取溶液形成交叉混合。

较佳地，所述混合箱体外设有减速电机，所述减速电机通过一联轴器和一传动轴联动所述导流轮，该方法还通过所述减速电机驱动所述导流轮旋转以对交叉混合的萃取溶液和原料液进行搅拌。

较佳地，所述导流轮的外径周围均匀分布有按照顺时针方向倾斜的导流翼片，该方法还通过导流翼片随导流轮的旋转使萃取溶液和原料液混合时形成旋转液流。

为实现上述目的二，本发明提供一种萃取的装置，包括混合箱体，所述混合箱体内设有液体通道和位于液体通道外围的混合腔，所述液体通道的上部侧向连接有萃取液管路，所述液体通道的下端开口处设有导流轮，所述导流轮外径周围设有导流翼片，所述导流轮的下端连接有原料液管路，所述液体通道和所述原料液管路均通过所述导流轮与所述混合腔保持液体相通，所述混合箱体上部侧向设有溢流出口，所述溢流出口与所述混合腔连通，所述导流轮的底面设有第一导流槽，所述第一导流槽向上曲折延伸贯通所述导流轮的侧面，所述导流轮的顶面设有第二导流槽，所述第二导流槽向下曲折延伸贯通所述导流轮的侧面，所述原料液管路通过所述第一导流槽与所述混合腔保持液体相通，所述液体通道通过所述第二导流槽与所述混合腔保持液体相通，且所述第一导流槽和所述第二导流槽在所述导流轮侧面的出口呈上下相叠设置。

较佳地，所述第一导流槽和所述第二导流槽错位设置，且第一导流槽和所述第二导流槽在所述导流轮侧面的出口基本相对。

较佳地，所述第一导流槽和所述第二导流槽均分别有四个，所述的四个第一导流槽和四个第二导流槽均分别等径均匀分布，各所述第一导流槽临近一所述第二导流槽并且相互错位，且每两个相互临近的第一导流槽和第二导流槽在所述导流轮侧面的出口基本相对。

较佳地，所述导流翼片有四片，所述的四片导流翼片均匀分布在所述导流轮外径周围，所述的四片导流翼片均按顺时针方向倾斜设置，并且各所述导流翼片与相互临近的第一导流槽和第二导流槽接近。

较佳地，还包括导流轮上盖和导流轮下盖，所述导流轮夹持在所述的导流轮上盖和导流轮下盖之间，所述的四片导流翼片还均匀分布在所述导流轮上盖和所述导流轮下盖的外径周围。

较佳地，所述第一导流槽和所述第二导流槽的横截面积相同，且所述第一导流槽和所述第二导流槽的横截面积均为22mm×15mm。

较佳地，所述混合箱体上端外安装有减速电机，所述液体通道的上端开口处安装有上轴承部件，所述液体通道的下部安装有下轴承部件，所述减速电机的输出轴连接有联轴器，所述联轴器连接有传动轴，所述传动轴的下端伸入所述液体通道内并依次穿过所述上轴承部件和所述下轴承部件连接至所述导流轮，所述减速电机通过所述联轴器和所述传动轴联动所述导流轮。

与现有技术相比，本发明的萃取的方法及装置具有如下有益效果：

(1)由于第一导流槽和第二导流槽在导流轮侧面的出口呈上下相叠设置，并使得原料液管路通过第一导流槽与混合腔保持液体相通，而液体通道通过第二导流槽与混合腔保持液体相通，则比重大的原料液从第一导流槽流出并向下流动，而比重小的萃取溶液从第二导流槽流出并向上流动，这样便可使原料液和萃取溶液形成交叉混合，从而增强了萃取的效果，并且有利于阻止原料液沉入混合箱体的底部。

(2)通过使第一导流槽和第二导流槽在所述导流轮侧面的出口基本相对，这样在原料液和萃取液从导流轮侧面导出时正好可以形成上下交叉对流，从而进一步增强了萃取效果。

(3)通过在导流轮外径周围均匀分布按顺时针方向倾斜的四片导流翼片，从而在导流轮旋转时可产生增强的旋转液流，增强的旋转液流具有三个作用：第一、可以在所述混合箱体的混合腔内产生机械搅拌，从而可以增强萃取效果；第二，旋转液流可以产生离心力，在旋转的离心力作用下，所述导流轮外径周围的初始混合的混合液向所述混合箱体的箱边运动，从而可以保证液体混合强度的一致；第三，旋转液流还具有向上运动的动力，可以保证整个液体混合过程的时间和强度的一致。

(4)通过设置四个等径均匀分布的第一导流槽和四个等径均匀分布的第二导流槽对原料液和萃取液进行导流，使得导流的总面积增加，从而可以更好的控制流速，使得萃取溶液和原料液在混合过程中可避免出现整体或局部的剧烈机械搅拌，从而进一步避免局部或整体的皂化和较强乳化现象。

(5)由于所述第一导流槽和所述第二导流槽的横截面积相同，且所述第一导流槽和所述第二导流槽的横截面积均为22mm×15mm，第一导流槽和第二导流槽的截面积较大，较大截面积的条件使流速较小，从而使得萃取溶液和原料液在混合过程中可避免出现整体或局部的剧烈机械搅拌，从而进一步避免发生局部或整体的皂化和较强乳化现象，而且萃取溶液和原料液不是在流出所述导流轮之后混合，从而也可以避免发生局部或整体的皂化和较强乳化现象，使得分离更加彻底。

(6)由于四片导流翼片还均匀分布在导流轮上盖和导流轮下盖的外径周围，从而可以加固导流轮和导流轮上盖及导流轮下盖的结合。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明萃取的装置的示意图。

图2为去除图1中的减速电机、联轴器和传动轴之后的示意图。

图3为图1中的导流轮上盖、导流轮、和导流轮下盖组合在一起的俯视图。

图4为图3的C向的局部示意图。

图5为图1中的导流轮的俯视图。

图6为图5的A-A方向的剖视图。

图7为图5的A'-A'方向的阶梯剖视图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1-7，所述的萃取的装置包括混合箱体1、导流轮2、导流轮上盖3、导流轮下盖4、原料液管路5、萃取液管路6、减速电机7、联轴器8、传动轴9、上轴承部件10和下轴承部件11。

所述混合箱体1内设有液体通道1a和位于液体通道1a外围的混合腔1b。所述混合箱体1的上部侧向设有溢流出口1c，所述溢流出口1c与所述混合腔1b连通。

所述导流轮2设于所述液体通道1a的下端开口处，所述液体通道1a通过所述导流轮2与所述混合腔1b保持液体相通。进一步说明的是，所述导流轮2的底面设有第一导流槽2a，所述第一导流槽2a向上曲折延伸贯通所述导流轮2的侧面和顶面。所述导流轮2的顶面设有第二导流槽2b，所述第二导流槽2b向下曲折延伸贯通所述导流轮2的侧面和底面，且所述第一导流槽2a和所述第二导流槽2b在所述导流轮2侧面的出口呈上下相叠设置，所述第一导流槽2a和所述第二导流槽2b还错位设置，并且第一导流槽2a和所述第二导流槽2b在所述导流轮2侧面的出口基本相对。更进一步说明的是，所述第一导流槽2a和所述第二导流槽2b均分别有四个，所述的四个第一导流槽2a和所述的四个第二导流槽2b均分别等径均匀分布，且各所述第一导流槽2a临近一所述第二导流槽2b并且相互错位，且每两个相互临近的第一导流槽2a和第二导流槽2b在所述导流轮2侧面的出口基本相对。更进一步说明的是，所述液体通道11通过所述第二导流槽2b与所述混合腔1b保持液体相通。此外，所述导流轮2外径周围还设有四片导流翼片2c，所述的四片导流翼片2c均匀分布在所述导流轮2外径周围，所述的四片导流翼片2c均按顺时针方向倾斜设置，并且各所述导流翼片2c与相互临近的第一导流槽2a和第二导流槽2b接近。第一导流槽2a和第二导流槽2b的横截面积相同，且所述第一导流槽2a和所述第二导流槽2b的横截面积均为22mm×15mm。

所述导流轮上盖3和所述导流轮下盖4分别位于所述导流轮2的上下两侧以夹持固定所述导流轮2，所述的四片导流翼片2c均匀分布在所述导流轮上盖3和所述导流轮下盖4的外径周围，倾斜设置的导流翼片2c加固了导流轮2和导流轮上盖及导流轮下盖4的结合。

所述原料液管路5位于所述混合箱体1的底部外侧并且穿伸入所述混合箱体1内连接至所述导流轮2的下端，所述原料液管路5用于输送腐蚀性很强的原料液。所述原料液管路5与通过所述导流轮2与所述混合腔1b保持液体相通。进一步说明的是，所述原料液管路5通过所述第一导流槽2a与所述混合腔1b保持液体相通。

所述萃取液管路6的一端连接至所述液体通道1a的上部侧向，另一端穿伸出所述混合箱体1的侧面外。所述萃取液管路6用于往所述液体通道1a内输送无腐蚀性的萃取溶液。

所述减速电机7安装在所述混合箱体1的上端外侧，所述减速电机7的输出轴连接至所述联轴器8，所述联轴器8连接至所述传动轴9，所述减速电机7通过所述联轴器8联动所述传动轴9。所述上轴承部件10安装在所述液体通道1a的上端开口处，所述下轴承部件11安装在所述液体通道1a的下部，所述传动轴9的下端伸入所述液体通道1a内依次穿过所述上轴承部件10和所述下轴承部件11，所述上轴承部件10和所述下轴承部件11用于固定传动轴9并可减小传动轴9的摩擦系数，所述传动轴9的末端连接至所述导流轮2，所述减速电机7通过所述联轴器8和所述传动轴9联动所述导流轮2，使所述导流轮2旋转。

进行具体萃取工作时，通过所述萃取液管路6向所述液体通道1a内输送无腐蚀性的萃取溶液，萃取溶液沿着所述液体通道1a往下流并自所述导流轮2的顶面的第二导流槽2b流至所述导流轮2侧面的第二导流槽2b出口，最终流至所述混合腔1b内。

同时，通过所述原料液管路5向所述导流轮2输送腐蚀性很强的原料液，原料液沿着所述导流轮2的底面的第一导流槽2a流至所述导流轮2侧面的第一导流槽2a出口并最终流至所述混合腔1b内与萃取溶液混合形成混合液。这时，由于所述第一导流槽2a的出口位于所述第二导流槽2b的出口上方，且原料液的比重大于萃取溶液，从而从所述第一导流槽2a的出口流出的原料液向下流动，而从所述第二导流槽2b的出口流出的萃取溶液则向上流动，使得萃取溶液与原料液交叉混合，从而增强了萃取的效果，并且有利于阻止原料液沉入混合箱体1的底部。

在萃取溶液和原料液混合的同时，所述减速电机7工作带动所述传动轴9顺时针转动，进而使得所述导流轮2顺时针转动，以对所述混合腔1b内的萃取溶液和原料液进行适度的机械搅拌，机械搅拌时形成大量的微小液滴进行大面积接触,使萃取溶液和原料液进行充分混合完成重金属离子交换，混合后含重金属的萃取溶剂的比重较小为轻相液，混合后去除重金属的原料液的比重较大为重相液。在搅拌过程中，可以由所述减速电机7调节所述导流轮2的转速，随着所述导流轮2的转速增加，机械搅拌力度也增加，机械搅拌力度越大，形成的微小液滴尺寸越小而数量越大，因而交换效率越高，混合更加充分，萃取效果更好。在所述导流轮2顺时针方向旋转时，导流轮2外径周围均匀分布的四片导流翼片2c可产生增强的旋转液流，增强的旋转液流在所述混合箱体1的混合腔1b内产生机械搅拌，从而可以增强萃取效果；同时，旋转液流产生离心力，在旋转的离心力作用下，所述导流轮2外径周围的初始混合的混合液向所述混合箱体1的箱边运动，从而可以保证液体混合强度的一致；而且，旋转液流还具有向上运动的动力，可以保证整个液体混合过程的时间和强度的一致。旋转液流向上运动的动力使混合液向上流动到所述溢流出口1c以结束混合过程。混合液在所述溢流出口1c处时进入进入分离过程，微小液滴进行聚集，进而分层，至完成分离，这样便不会使萃取溶液和原料液及混合液发生局部或整体的皂化和较强乳化，进而避免产生轻相液与重相液之间的其它比重的相液，使分离彻底和过程顺利。

综上所述，由于所述导流轮2的第一导流槽2a和第二导流槽2b的横截面积均为22mm×15mm，其横截面积较大，较大截面积的条件使流速较小，从而使得萃取溶液和原料液在混合过程中可避免出现整体或局部的剧烈机械搅拌，也可以避免发生局部或整体的皂化和较强乳化现象。而且萃取溶液和原料液不会在所述导流轮2内混合，而是在流出所述导流轮2之后混合，从而也可以避免发生局部或整体的皂化和较强乳化现象，使得分离更加彻底。

由于腐蚀性很强的原料液从导流轮2底面进入混合腔1b，而无腐蚀性的萃取溶液从导流轮2顶面进入混合腔1b，这样可使所述的传动轴9、联轴器8和减速电机7有较长的寿命。

由于导流轮2外径周围均匀分布有四片导流翼片2c，从而在导流轮2旋转时可产生增强的旋转液流，增强的旋转液流具有三个作用：第一、可以在所述混合箱体1的混合腔1b内产生机械搅拌，从而可以增强萃取效果；第二，旋转液流可以产生离心力，在旋转的离心力作用下，所述导流轮2外径周围的初始混合的混合液向所述混合箱体1的箱边运动，从而可以保证液体混合强度的一致；第三，旋转液流还具有向上运动的动力，可以保证整个液体混合过程的时间和强度的一致。

由于第一导流槽2a和第二导流槽2b在导流轮侧面的出口呈上下相叠设置，且使比重大的原料液从第一导流槽2a流出并向下流动，而比重小的萃取溶液从第二导流槽2b流出并向上流动，这样便可使原料液和萃取溶液形成交叉混合，从而增强了萃取的效果，并且有利于阻止原料液沉入混合箱体1的底部。

由于第一导流槽2a和第二导流槽2b在所述导流轮2侧面的出口基本相对，这样在原料液和萃取液从导流轮2侧面导出时正好可以形成上下交叉对流，从而进一步增强了萃取效果，而且第一导流槽2a和第二导流槽2b又错位设置，从而可使得原料液和萃取液在流过导流轮2时可以互不干扰，从而可避免萃取溶液和原料液分离不彻底。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种萃取的方法，该方法是使相互之间不可混合的萃取溶液和原料液分别经过一混合箱体内的导流轮导出后进入该混合箱体的混合腔内相互混合，使萃取溶液包含至少一个通过原料液可萃取的物质，其特征在于：该方法是使萃取溶液从该混合箱体内的导流轮上端进入导流轮，再从导流轮侧面下部出口导出至混合腔内后向上流动，以及使原料液从导流轮的下端进入导流轮，再从导流轮侧面上部出口导出至混合腔内后向下流动，并与向上流动的萃取溶液形成交叉混合。

2.如权利要求1所述的萃取的方法，其特征在于：所述混合箱体外设有减速电机，所述减速电机通过一联轴器和一传动轴联动所述导流轮，该方法还通过所述减速电机驱动所述导流轮旋转以对交叉混合的萃取溶液和原料液进行搅拌。

3.如权利要求2所述的萃取的方法，其特征在于：所述导流轮的外径周围均匀分布有按照顺时针方向倾斜的导流翼片，该方法还通过导流翼片随导流轮的旋转使萃取溶液和原料液混合时形成旋转液流。

4.一种实现权利要求1中的萃取的方法的萃取的装置，包括混合箱体，所述混合箱体内设有液体通道和位于液体通道外围的混合腔，所述液体通道的上部侧向连接有萃取液管路，所述液体通道的下端开口处设有导流轮，所述导流轮外径周围设有导流翼片，所述导流轮的下端连接有原料液管路，所述液体通道和所述原料液管路均通过所述导流轮与所述混合腔保持液体相通，所述混合箱体上部侧向设有溢流出口，所述溢流出口与所述混合腔连通，其特征在于：所述导流轮的底面设有第一导流槽，所述第一导流槽向上曲折延伸贯通所述导流轮的侧面，所述导流轮的顶面设有第二导流槽，所述第二导流槽向下曲折延伸贯通所述导流轮的侧面，所述原料液管路通过所述第一导流槽与所述混合腔保持液体相通，所述液体通道通过所述第二导流槽与所述混合腔保持液体相通，且所述第一导流槽和所述第二导流槽在所述导流轮侧面的出口呈上下相叠设置。

5.如权利要求4所述的萃取的装置，其特征在于：所述第一导流槽和所述第二导流槽错位设置，且第一导流槽和所述第二导流槽在所述导流轮侧面的出口基本相对。

6.如权利要求5所述的萃取的装置，其特征在于：所述第一导流槽和所述第二导流槽均分别有四个，四个第一导流槽和四个第二导流槽均分别等径均匀分布，各所述第一导流槽临近一所述第二导流槽并且相互错位，且每两个相互临近的第一导流槽和第二导流槽在所述导流轮侧面的出口基本相对。

7.如权利要求6所述的萃取的装置，其特征在于：所述导流翼片有四片，四片导流翼片均匀分布在所述导流轮外径周围，四片导流翼片均按顺时针方向倾斜设置，并且各所述导流翼片与相互临近的第一导流槽和第二导流槽接近。

8.如权利要求7所述的萃取的装置，其特征在于：还包括导流轮上盖和导流轮下盖，所述导流轮夹持在所述的导流轮上盖和导流轮下盖之间，所述的四片导流翼片还均匀分布在所述导流轮上盖和所述导流轮下盖的外径周围。

9.如权利要求4所述的萃取的装置，其特征在于：所述第一导流槽和所述第二导流槽的横截面积相同，且所述第一导流槽和所述第二导流槽的横截面积均为22mm×15mm。

10.如权利要求4至9任一项所述的萃取的装置，其特征在于：所述混合箱体上端外安装有减速电机，所述液体通道的上端开口处安装有上轴承部件，所述液体通道的下部安装有下轴承部件，所述减速电机的输出轴连接有联轴器，所述联轴器连接有传动轴，所述传动轴的下端伸入所述液体通道内并依次穿过所述上轴承部件和所述下轴承部件连接至所述导流轮，所述减速电机通过所述联轴器和所述传动轴联动所述导流轮。