CN104603300B - 制造溶剂萃取沉降器的方法以及溶剂萃取沉降器 - Google Patents
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Abstract
一种制造溶剂萃取沉降器的方法，包括：在制造场地处(比如在工程车间中)制造多个自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)，所述自支撑式沉降器元件模块均具有符合集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置(6)；通过比如卡车、拖车以及集装箱船的运输装备将所述模块(2，3，4，5)作为普通货物运输至安装场地，所述运输装备能够搬运并运输集装箱标准兼容单元；以及在安装场地处将所述模块(2，3，4，5)组装成完整的沉降器。所述沉降器包括由多个自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)组成的模块组(1)，所述模块均具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置(6)，以使得能够实现ISO兼容的可运输性。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造溶剂萃取沉降器的方法，所述溶剂萃取沉降器要被用于湿法冶金液液萃取工艺中，所述湿法冶金液液萃取工艺用于将混合于分散物中的溶液分离成不同的溶液相。进一步地，本发明涉及该溶剂萃取沉降器。
背景技术
在典型的混合沉降器中，在第一步骤中，将水相和有机相泵送至一个或多个混合器中，以便实现均匀的液液分散物(dispersion)以及小的液滴尺寸。在申请人所开发的技术(代表竖直平滑流动)中，在称作分散物溢流泵(公开于例如文件US5,662,871中)中的泵-混合器以及在由两个螺旋形混合器(公开于例如文件US 5,185,081中)组成的一组中执行该第一步骤。在混合之后，将分散物供给至沉降器中。沉降器通常为较大的槽，所述槽在平面图中为正方形并且它的正方形面积为大致七百平方米。在沉降器的前部末端处将分散物供给至沉降器中。分配器栅栏布置于沉降器的供给末端处，以将分散物流分配至沉降器的整个宽度。在沉降器中，分散物朝向沉降器后壁运动，同时，相在重力作用下分离成两层，其中分散带保持于它们之间。通常，将分离栅栏布置于沉降槽中，以提高分散物的聚结。在所述技术中，所述分离栅栏为所谓的栅栏(Dispersion Depletor Gate)(公开于例如文件US 7,517,461中)。在沉降器的后部末端处，可调节的堰和流槽被用来控制相界面的竖直位置以及被用来分别收集和排出所述两种相。流槽的布置公开于例如文件WO 97/40901、WO 2009/063128A1以及WO 2010/097516A1中。
通常在现场建造沉降槽。WO 2007/135221A1公开了一种用于在现场建造混合沉降器的方法。通过竖直支撑柱将壁结构连接至底座板。通过以规律间隔将所需数量的水平支撑梁紧固至竖直支撑柱而形成所述壁结构。在混合沉降器内部将所需数量的、由耐化学材料所构成的板状壁元件附接至水平支撑梁，以使得它们在水平支撑梁之间所留下的空间中形成承载结构。将所述板状壁元件连接至覆盖混合沉降器的底板的板状元件。然而，如所提到的，这样的沉降器仍然为较大的槽，所述槽在平面图中为正方形并且它的正方形面积为大致七百平方米。
迄今为止，溶剂萃取设备是项目指定的。在每种情况下，设备和装备的布局为独有的。尚不存在沉降器的产品化的可能性。现有技术中已知的沉降器需要大部分构造工作在现场进行。这由于当地因素的重要影响而导致很多问题。由当地供应商控制现场工作的质量尚是困难的。传统的沉降器通常是永久性结构。在它们的通常相对短的寿命周期的末尾，不可能通过拆除沉降器并接着再一次建造它以在另一场地处进行使用而回收利用沉降器。WO 2009/004321A1公开了一种小规模沉降槽，所述小规模沉降槽的尺寸被设置成充分地小，以使得它可由传统的卡车和拖车运输而无需专业的运输车辆。这一点通过将完整的沉降槽的尺寸设置成使得它们不大于集装箱而实现。可将沉降槽的尺寸设置成使得它安装于集装箱内部。然而，问题是，沉降槽自身并不提供标准的集装箱特征，比如用于提供搬运和堆积能力的自支撑式结构。
发明内容
本发明的目的是消除以上所提到的缺点。
特别地，本发明的一个目的是提供一种制造模块化溶剂萃取沉降器的方法以及一种模块化沉降器，其中单独的、在车间中预制的集装箱兼容模块提供集装箱标准兼容的可运输性、堆积能力、模块性以及沉降器设计的可扩展性。
本发明的另一个目的是提供一种用于制造模块化溶剂萃取沉降器的方法以及一种模块化沉降器，所述方法和模块化沉降器使得能够将安装场地处的构造工作保持最小，引起较低的安装成本以及良好的质量。
进一步地，本发明的一个目的是提供一种沉降器，其可以被容易地拆卸和重新安置。
进一步地，本发明的一个目的是提供一种沉降器，其首先可以作为中试设备交货并且随后扩展至全尺寸溶剂萃取设备。
进一步地，本发明的一个目的是提供一种沉降器，其中可以在不中断整个工艺的情况下维修并替换单个沉降器模块。
根据第一方面，本发明提供一种制造溶剂萃取沉降器的方法，所述溶剂萃取沉降器要被用于湿法冶金液液萃取工艺中，所述湿法冶金液液萃取工艺用于将混合于分散物中的溶液分离成不同的溶液相。根据本发明，所述方法包括以下步骤：
-在制造场地处(比如在工程车间中)制造多个自支撑式沉降器元件模块，所述自支撑式沉降器元件模块均具有符合集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置；
-通过比如卡车、拖车以及集装箱船的普通运输装备将所述自支撑式沉降器元件模块作为普通货物运输至安装场地，所述运输装备能够搬运并运输集装箱标准兼容单元；以及
-在安装场地处将所述多个自支撑式沉降器元件模块组装成完整的沉降器。
根据第二方面，本发明提供一种用于湿法冶金液液萃取工艺中的溶剂萃取沉降器，所述湿法冶金液液萃取工艺用于将混合于分散物中的溶液分离成不同的溶液相。根据本发明，所述沉降器包括由多个自支撑式沉降器元件模块组成的模块组，所述自支撑式沉降器元件模块均具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置以使得能够实现兼容的可运输性。
由于可以在工厂环境(其不同于安装场地环境)中制造所述沉降器元件模块，优点是提供良好的质量。为集装箱标准兼容单元的沉降器模块提供普通集装箱的所有好处：可以用普通的运输装备对它们进行搬运并且不需要超大型运输装备。具有符合集装箱标准的尺寸、强度以及搬运和固定装置的沉降器元件模块因此具有普通集装箱的可运输性的所有好处。沉降器模块可以由卡车和拖车在陆地上运输并且可以用集装箱船由海路运输。在港口中，可以用普通的集装箱搬运装备对它们进行搬运。可以在一次交货中运送完整的溶剂萃取设备(其可包括一个或多个沉降器)。所述模块具有一定的强度和耐久性以承受在彼此的顶部上的很多模块的堆积。可以通过拆卸在一个场地处的模块并且将它们重新组装成位于另一场地处的沉降器而容易地重新安置并回收利用沉降器。
在沉降器的一个实施例中，所述模块包括：具有长方体形状的自支撑式框架结构，其具有符合集装箱标准的外部尺寸和角配件，所述角配件附接至所述框架结构的每个角；以及外壳，所述外壳支撑于所述框架结构内部并且形成用于在沉降器中流动的溶液的流动路径的至少一部分。
在沉降器的一个实施例中，所述模块符合ISO集装箱标准以使得能够实现ISO兼容的可运输性。
在沉降器的一个实施例中，所述模块符合标准ISO 668系列1“货物集装箱-分类、尺寸以及等级(Freight containers-Classification，dimensions and ratings)”；并且所述角配件(6)符合标准ISO 1161系列1“货物集装箱-角配件-规格(Freight containers-Corner fittings-specification)”。所述模块的强度符合标准ISO 1496/1附录A。所述角配件的强度符合标准ISO 1161。
在沉降器的一个实施例中，所述外壳为中空体，所述中空体由纤维增强塑料复合材料构成。优选地，所述外壳通过纤维缠绕技术制造而成。连接至彼此的一个或多个外壳形成用于分散物和溶液的管状流动路径，其为不透气的。不透气的密封构造消除了由空气造成的试剂的氧化并因此降低了制造成本。不透气的构造还减少了试剂的蒸发，这减少了挥发性有机化合物(VOC)向环境的释放。另外，该构造使得能够使用惰性气体(比如氮)或者防止释放有毒气体(比如硫化氢)。通过纤维缠绕制造由纤维增强塑料复合材料所构成的外壳给予外壳所需的强度，其中壁厚度为例如8mm。外壳的内表面(其在操作中接触分散物和溶液)本身为光滑的，因为它是在具有光滑表面的心轴上形成的。接触溶剂流的光滑表面使局部湍流最小化并且提高相聚结。光滑表面还使静电放电最小化并由此降低由于外壳的内部气氛中的挥发性有机化合物的点燃所造成的火灾的风险，所述挥发性有机化合物的点燃是由静电放电所造成的。还可以通过将碳短纤维添加至塑料复合材料而降低静电放电。与其它任何制造方法(比如，手工层压)相比，外壳的自动化纤维缠绕使得能够降低制造成本。
外壳支撑于框架结构内部，这使得能够实现相对于流体静压力的支撑，容许用于外壳的低材料厚度。
在沉降器的一个实施例中，所述模块组包括至少一个、优选地更多个模块串联式系列，在所述模块串联式系列中，模块依序串联地连接至彼此以形成用于在沉降器中流动的分散物和溶液的均匀的插塞式流动路径。在所述工艺中，由于所述流被分离至平行的模块串联式系列中，所以可以通过简单地关闭具有要被维修的模块的、特定的模块串联式系列而逐段维修沉降器，而不必中断所述工艺。所述工艺可继续在其它模块串联式系列中运行。进一步地，用较高的插塞式流动特征可以获得更好的工艺性能。由于分散物和溶液在多个模块串联式系列中流动而不是在一个较大的槽中流动，因此比表面积更大，由此改进了相分离。模块结构还使得能够实现灵活的容量，因为在溶剂萃取设备运行时通过添加模块串联式系列的数量可以建立更大的容量。
在沉降器的一个实施例中，所述模块组包括平行于彼此并排地布置的两个或更多个模块串联式系列。模块串联式系列的并排布置为有利的，因为由此可以将沉降器制造得紧凑并且可以通过支撑模块的每个角的多根柱实施所述基础。一根柱可支撑模块的一至四个角。
在沉降器的一个实施例中，所述模块串联式系列包括具有一个或多个聚结栅栏元件的聚结模块，以将分散物聚结成不同的溶液相。
在沉降器的一个实施例中，所述模块串联式系列包括流槽模块，所述流槽模块被布置成将分散物供给至所述聚结模块。
在沉降器的一个实施例中，所述模块串联式系列包括流槽模块，所述流槽模块被布置成接收并排出所分离的溶液。
在沉降器的一个实施例中，所述模块串联式系列包括至少一个保持模块，以增加在沉降器中的停留时间，用于加强相分离，所述保持模块布置于所述聚结模块和流槽模块之间。
在沉降器的一个实施例中，所述聚结模块的外壳的横截面等于保持模块的外壳的横截面，以使得能够实现外壳的抵接接合。
所述聚结模块和保持模块的外壳为管状封闭结构，由此将外壳的内部气氛与外部气氛隔离。这具有很多优点。雾排放物无法从外壳的内部中的气氛漏出至外部气氛来污染空气并恶化工作条件。同样地，周围空气以及例如昆虫和鸟无法进入外壳。另外，当较轻的溶液为有机相时，有机相的氧化程度减少，由此降低了溶液成本。在操作中，沉降器的在液面上方的气氛为易燃的，因为它含有从基于碳氢化合物的溶剂所释放的挥发性有机化合物。管状外壳的不透气的封闭室提供防止意外失火的火灾保护。
在沉降器的一个实施例中，所述聚结模块和/或保持模块的外壳具有大致矩形横截面形状，所述大致矩形横截面形状具有曲线角以及中凸地向外弯曲的侧壁。这样的横截面形状使所述外壳能够尽可能大，仍然保持于所述框架结构内部并且仍然能够通过纤维缠绕制造而成。
在沉降器的一个实施例中，所述流槽模块包括由纤维增强塑料复合材料构成的管状的第一外壳，以接收并引导较轻的溶液相的溢流。所述流槽模块进一步包括由纤维增强塑料复合材料构成的管状的第二外壳，以接收并引导较重的溶液相的底流。
在沉降器的一个实施例中，所述流槽模块为包括有管状的第三外壳的组合的供给和排出流槽，以将分散物供给至下一沉降器的模块，所述管状的第三外壳由纤维增强塑料复合材料构成。
在沉降器的一个实施例中，所述沉降器包括具有并排地布置的流槽模块的两个或更多个平行的模块串联式系列。相邻的流槽模块的第一外壳彼此抵接并连接以形成第一流动通道，所述第一流动通道处于相对于所述模块串联式系列中的流动路径的方向的横向方向上。相邻的排出流槽模块的第二外壳彼此抵接并连接以形成连续的第二流动通道，所述连续的第二流动通道处于相对于所述模块串联式系列中的流动路径的方向的横向方向上。
在沉降器的一个实施例中，所述第一外壳为圆锥形的，以使得所述多个模块串联式系列中的流槽模块的依序连接的第一外壳共同形成圆锥形的第一流动通道。
在沉降器的一个实施例中，所述第二外壳为圆锥形的，以使得所述多个模块串联式系列中的流槽模块的依序连接的第二外壳共同形成圆锥形的第二流动通道。
在沉降器的一个实施例中，所述第三外壳为圆锥形的，以使得所述多个模块串联式系列中的流槽模块的依序连接的第三外壳共同形成圆锥形的第三流动通道。
所述第一、第二以及第三流动通道全部为具有很多优点的管状封闭室。由于基本封闭的结构，可以将流槽的内部气氛与外部气氛隔离，以使得雾排放物无法从流槽的内部中的气氛漏出至外部气氛来污染空气并恶化工作条件。同样地，周围空气以及例如昆虫和鸟无法进入流槽。另外，当较轻的溶液为有机相时，有机相的氧化程度减少，由此降低了溶液成本。
在沉降器的一个实施例中，所述模块组包括盒模块，所述盒模块包括：支撑于所述框架结构内部的第一排出盒，用于接收和排出来自第一流动通道的较轻的溶液相；以及支撑于所述框架结构内部的第二排出盒，用于接收和排出来自第二流动通道的较重的溶液相。
形成用于较轻的溶液(通常为有机的)以及水溶液的排出通道的、圆锥形的第一和第二流动通道沿它们的长度具有很多入口。圆锥形的第一和第二流动通道的横截面朝向第一和第二排出盒增加并且底部朝向第一和第二排出盒向下倾斜。在每个入口之后，第一和第二流动通道中的流速增加。在圆锥形的流槽中，流速针对流槽的整个长度保持相同并且未形成返回涡流以及静流。由此，在溶液含有固体的情况下避免了渣滓的聚积。
在沉降器的一个实施例中，所述盒模块包括支撑于所述框架结构内部的供给盒，用于将分散物供给至第三流动通道。
形成用于分散物的供给流槽的圆锥形的第三通道具有这样的横截面，该横截面从连接至供给盒的末端朝向它的、远离供给盒的另一末端减小。这具有的优点是，分散物在供给流槽中的延迟时间分布为均匀的，以使得没有形成其中分散物将分离的静止区域。第三流动通道的底部朝向供给盒向下倾斜，由此在供给流槽中与分散物分离的水溶液经由供给盒流动返回至混合器中。
在沉降器的一个实施例中，所述框架结构包括第一末端框架，其包括：水平的第一下部梁；在距离所述第一下部梁一定距离处的水平的第一上部梁；竖直的第一角柱，其固定地连接至所述第一下部梁的第一末端，限定第一角，所述竖直的第一角柱固定地连接至第一上部梁的第一末端，限定第二角；以及在距离所述第一角柱一定距离处的竖直的第二角柱，所述竖直的第二角柱固定地连接至第一下部梁的第二末端，限定第三角，所述竖直的第二角柱固定地连接至第一上部梁的第二末端，限定第四角。进一步地，所述框架结构包括第二末端框架，其包括：水平的第二下部梁；在距离所述第二下部梁一定距离处的水平的第二上部梁；竖直的第三角柱，其固定地连接至第二下部梁的第一末端，限定第五角，所述竖直的第三角柱固定地连接至第二上部梁的第一末端，限定第六角；以及在距离所述第三角柱一定距离处的竖直的第四角柱，所述竖直的第四角柱固定地连接至第二下部梁的第二末端，限定第七角，所述竖直的第四角柱固定地连接至第二上部梁的第二末端，限定第八角。进一步地，所述框架结构包括：第一底部侧轨，所述第一底部侧轨在所述第一角处固定地连接至第一末端框架并且在所述第五角处固定地连接至第二末端框架；第二底部侧轨，所述第二底部侧轨在所述第三角处固定地连接至第一末端框架并且在所述第七角处固定地连接至第二末端框架；第一顶部侧轨，所述第一顶部侧轨在所述第二角处固定地连接至第一末端框架并且在所述第六角处固定地连接至第二末端框架；第二顶部侧轨，所述第二顶部侧轨在所述第四角处固定地连接至第一末端框架并且在所述第八角处固定地连接至第二末端框架；底部横向构件，所述底部横向构件固定地连接于所述第一底部侧轨和第二底部侧轨之间并且固定地连接至所述第一底部侧轨和第二底部侧轨；顶部横向构件，所述顶部横向构件固定地连接于所述第一顶部侧轨和第二顶部侧轨之间并且固定地连接至所述第一顶部侧轨和第二顶部侧轨；侧部横向构件，所述侧部横向构件固定地连接于所述底部侧轨和顶部侧轨之间并且固定地连接至所述底部侧轨和顶部侧轨。角配件附接至所述第一角、第二角、第三角、第四角、第五角、第六角、第七角以及第八角中的每一个。
在沉降器的一个实施例中，所述沉降器包括基础，所述模块组在地面水平以上的高度处支撑于所述基础上，从而提供用于在沉降器下面铺设管道的以及进入沉降器下面的空间。
在沉降器的一个实施例中，所述基础包括多根柱，所述多根柱具有ISO船运标准兼容的集装箱绑扎配件，所述模块的角配件连接至所述集装箱绑扎配件。将沉降器安装于所述柱上具有的优点是，需要最小量的挖掘工作。在所述柱上进行安装还使得能够加速安装并缩短项目前置时间。所述柱还使得能够实现模块和沉降器的简单的组装和拆卸。当沉降器需要更多容量时，易于通过简单地添加用于更多的模块串联式系列的安装的更多的柱而增加容量。可以在溶剂萃取工艺运行的同时进行对容量的增加。
在沉降器的一个实施例中，所述柱包括：支撑于地面上的下部末端，上部末端，以及附接至所述柱的上部末端的一个或多个集装箱绑扎配件。
在沉降器的一个实施例中，所述集装箱绑扎配件包括堆锥。
在沉降器的一个实施例中，所述集装箱绑扎配件包括扭锁。
在沉降器的一个实施例中，所述柱取决于要被连接至所述柱上的角配件的数量而包括一至四个集装箱绑扎配件。
在沉降器的一个实施例中，所述柱包括塑料管、布置于所述塑料管内部的混凝土增强体、浇铸于所述塑料管内部的浇铸的混凝土、以及附接于所述柱的上部末端处的金属底座板，所述一个或多个集装箱绑扎配件固定地连接至所述底座板。
附图说明
为了提供对本发明的进一步理解而被包括的并构成本说明书的一部分的附图示例说明了本发明的实施例，并且，连同具体实施方式共同帮助解释说明本发明的原理。在附图中：
图1为根据本发明的第一实施例的溶剂萃取沉降器的轴测图；
图2为根据本发明的第二实施例的溶剂萃取沉降器的轴测图；
图3为根据本发明的第三实施例的溶剂萃取沉降器的轴测图；
图4为根据本发明的第四实施例的溶剂萃取沉降器的轴测图；
图5为根据本发明的一个实施例的沉降器的一个沉降器元件模块的轴测图；
图6为图5的沉降器元件模块的框架结构的轴测图；
图7为图6的细部A的轴测图；
图8为图5的沉降器元件模块的外壳的轴测图；
图9为图5的沉降器元件模块的端视图；
图10为图1的沉降器的腐蚀分解平面图；
图11为图1的沉降器的三个相互连接的流槽模块的轴测图；
图12为图11的流槽模块的侧视图；
图13为图11的三个相互连接的流槽模块的端视图；
图14为从上面所观察的、图11的三个相互连接的流槽模块的俯视图；
图15为图1的沉降器的盒模块的轴测图；
图16为图1的沉降器的基础的布局视图；
图17至20示出在图16的基础中所使用的四种不同类型的柱的轴测图，所述柱配备有作为集装箱绑扎配件的堆锥；
图21和22示出柱的另一实施例，所述柱配备有作为集装箱绑扎配件的扭锁；以及
图23示出柱的纵向剖视示意图。
具体实施方式
图1示出溶剂萃取沉降器的一个实施例，所述溶剂萃取沉降器被用于湿法冶金液液萃取工艺中，所述湿法冶金液液萃取工艺用于将混合于分散物中的溶液分离成不同的溶液相。被用来制备分散物的分散物泵和混合器在视图中并未示出。沉降器包括由多个自支撑式沉降器元件模块2、3、4、5组成的模块组1。所述沉降器元件模块2、3、4、5中的每一个具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置6，以使得能够实现ISO兼容的可运输性。特别地，每个模块2、3、4、5包括具有长方体形状的自支撑式框架结构7，其具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸和角配件6。所述角配件6附接至所述框架结构7的每八个角。由纤维增强塑料复合材料所构成的外壳8、14、15、16支撑于框架结构7内部。优选地，外壳8、14、15、16通过纤维缠绕技术(filament winding technology)制造而成。模块2、3、4、5中的外壳8、14、15、16形成用于在沉降器中流动的溶液的流动路径的至少一部分。每个模块2、3、4、5符合标准ISO 668系列1“货物集装箱-分类、尺寸以及等级”。角配件6符合标准ISO 1161系列1“货物集装箱-角配件-规格”。
图1至4示出模块化沉降器设计的灵活性和可扩展性。
参考图1和10中所示的较小的沉降器，形成沉降器的模块组1包括并排地平行布置的三个模块串联式系列10。在所述模块串联式系列10中的每一个中，模块2、3、4、5依序串联地连接至彼此，以形成用于在沉降器中流动的分散物和溶液的插塞式流动路径。每个模块串联式系列10具有单独的分散物供给入口(图中未示出)并且独立于其它模块串联式系列执行相分离。因此，可以关闭一个模块串联式系列10而不中断在其它模块串联式系列10中运行的工艺。
在另一未示出的实施例中，用于中试目的的沉降器可由仅仅一个模块串联式系列10组成。可以容易地将这样的中试设备扩展成更大规模的溶剂萃取设备。在图2中，示出由并排地平行布置的八个模块串联式系列10组成的沉降器。图3示出具有图2的、两个依序相互连接的沉降器的溶剂萃取设备的一个实施例。图4示出由平行地并排布置的十四个模块串联式系列10组成的较大的沉降器。
最少地，模块串联式系列10可包括连接至流槽模块(launder moudle)4的仅仅一个聚结模块(coalescing moudle)2。
参考图1和10，模块串联式系列10包括具有三个聚结栅栏元件11的聚结模块2，以将分散物聚结成不同的溶液相。进一步地，模块串联式系列10包括保持模块3，以增加在沉降器中的停留时间，用于加强相分离。保持模块3布置于聚结模块2和流槽模块4之间。在图4的沉降器中，十四个模块串联式系列10中的每一个在聚结模块2和流槽模块4之间包括两个保持模块3。
如图8和9中所示，聚结模块2的外壳8的横截面等于保持模块3的外壳8的横截面，以使得能够实现外壳8的抵接接合。聚结模块2和/或保持模块3的外壳8具有大致矩形横截面形状，所述大致矩形横截面形状具有曲线角12以及中凸地向外弯曲的侧壁13。这种横截面形状使得能够用纤维缠绕技术制造外壳8。外壳8还可具有其它任何合适的横截面形状；它可为圆形或椭圆形或多边形。
如图5和6中所示，包围外壳8的框架结构7可具有以下结构。框架结构7包括第一末端框架23，其包括：水平的第一下部梁24；在距离所述第一下部梁一定距离处的水平的第一上部梁25；竖直的第一角柱26，其固定地连接至所述第一下部梁24的第一末端，限定第一角27，所述竖直的第一角柱26固定地连接至第一上部梁25的第一末端，限定第二角28；在距离所述第一角柱26一定距离处的竖直的第二角柱29，所述竖直的第二角柱固定地连接至第一下部梁24的第二末端，限定第三角30，所述竖直的第二角柱29固定地连接至第一上部梁25的第二末端，限定第四角31。所述框架结构7包括第二末端框架32，其包括：水平的第二下部梁33；在距离所述第二下部梁33一定距离处的水平的第二上部梁34；竖直的第三角柱35，其固定地连接至所述第二下部梁33的第一末端，限定第五角36，所述竖直的第三角柱35固定地连接至第二上部梁34的第一末端，限定第六角37；以及在距离所述第三角柱35一定距离处的竖直的第四角柱38，所述竖直的第四角柱固定地连接至第二下部梁33的第二末端，限定第七角39，所述竖直的第四角柱固定地连接至第二上部梁34的第二末端，限定第八角40。第一底部侧轨41在所述第一角27处固定地连接至第一末端框架23并且在所述第五角36处固定地连接至第二末端框架32。第二底部侧轨42在所述第三角30处固定地连接至第一末端框架23并且在所述第七角39处固定地连接至第二末端框架32。第一顶部侧轨43在所述第二角28处固定地连接至第一末端框架23并且在所述第六角37处固定地连接至第二末端框架32。第二顶部侧轨44在所述第四角31处固定地连接至第一末端框架23并且在所述第八角40处固定地连接至第二末端框架32。底部横向构件45固定地连接于所述第一和第二底部侧轨41、42之间并且固定地连接至所述第一和第二底部侧轨41、42。可将底部横向构件45形成为托架，其符合外壳8的外部形状。顶部横向构件46固定地连接于所述第一和第二顶部侧轨43、44之间并且固定地连接至所述第一和第二顶部侧轨43、44。侧部横向构件47固定地连接于所述底部侧轨41、42和顶部侧轨43、44之间并且固定地连接至所述底部侧轨41、42和顶部侧轨43、44。角配件6附接至所述第一角27、第二角28、第三角30、第四角31、第五角36、第六角37、第七角39以及第八角40中的每一个。
框架结构7符合标准ISO 668系列1“货物集装箱-分类、尺寸以及等级”。聚结模块2和保持模块3的框架结构7可优选地具有12.192m(40ft)的外部长度以及2.438m(8ft)的宽度。流槽模块4和盒模块5(参见图16)的框架结构7可具有6.058m(20ft)的外部长度。
图7示出固定地连接至框架结构7的角的角配件6。角配件6符合标准ISO 1161系列1“货物集装箱-角配件-规格”。角配件6在它的三个侧面中的每一个处具有连接孔。
参考图10至14，流槽模块4可具有两个功能。它可被布置成将分散物供给至下一沉降器(参见图3)的聚结模块2，并且它可被布置成接收并排出从聚结模块2和/或保持模块3所获得的被分离的溶液。
流槽模块4包括具有长方体形状的自支撑式框架结构7，其具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸和角配件6，所述角配件附接至所述框架结构的每个角。流槽模块4包括由纤维增强塑料复合材料构成的第一外壳14以接收并引导较轻的溶液相的溢流，以及由纤维增强塑料复合材料构成的第二外壳15以接收并引导较重的溶液相的底流。进一步地，流槽模块4包括由纤维增强塑料复合材料构成的第三外壳16以将分散物供给至下一沉降器的模块。所述外壳14、15以及16可优选地通过纤维缠绕技术制造而成。
在图11中，三个并排布置的流槽模块4连接至彼此，以使得相邻的流槽模块4的第一外壳14彼此抵接并连接以形成第一流动通道17，所述第一流动通道17处于相对于所述模块串联式系列10中的流动路径的方向的横向方向上。相邻的流槽模块的第二外壳15彼此抵接并连接以形成连续的第二流动通道18，所述第二流动通道18处于相对于所述模块串联式系列10中的流动路径的方向的横向方向上。进一步地，相邻的流槽模块的第三外壳16彼此抵接并连接以形成连续的第三流动通道19，所述第三流动通道19处于相对于所述模块串联式系列10中的流动路径的方向的横向方向上。
如在图11和14中可以看到的，第一外壳14为圆锥形的，以使得流槽模块4的依序连接的第一外壳14共同形成圆锥形的第一流动通道17，以引导较轻的溶液相。第二外壳15为圆锥形的，以使得流槽模块的依序连接的第二外壳15共同形成圆锥形的第二流动通道18，以引导较重的溶液相。第三外壳16为圆锥形的，以使得流槽模块4的依序连接的第三外壳16共同形成圆锥形的第三流动通道19，以引导分散物。
如在图1-4、10以及15中所看到的，模块组1还包括盒模块5。盒模块5包括具有长方体形状的自支撑式框架结构7，所述自支撑式框架结构7具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸和角配件6，所述角配件6附接至所述框架结构7的每个角。第一排出盒20支撑于所述框架结构7内部，用于接收和排出来自第一流动通道17的较轻的溶液相。盒模块5还包括支撑于所述框架结构7内部的第二排出盒21，用于接收和排出来自第二流动通道18的较重的溶液相。进一步地，盒模块5包括支撑于所述框架结构7内部的供给盒22，用于将分散物供给至第三流动通道19。盒模块5的框架结构7可主要地与结合图6所示出并公开的框架结构类似(尽管更短)。
图16示出为图1中所示的沉降器的模块组1所设计的基础的布局。沉降器包括基础48，模块组1在地面水平以上的高度处支撑于所述基础48上，从而提供用于在沉降器下面铺设管道的以及用于沉降器下面的通道的空间。基础48包括多根柱49，所述多根柱49具有ISO船运标准兼容集装箱绑扎配件50、51，所述模块2、3、4、5的角配件6可连接至所述集装箱绑扎配件50、51。
图17至23示出的是，所述柱49包括：支撑于地面上的下部末端52，以及上部末端53。一个或多个集装箱绑扎配件50、51附接至所述上部末端53。如图17至20中所示出的，柱49可取决于要被连接至所述柱上的角配件6的数量而包括一至四个集装箱绑扎配件50、51。支撑模块的一个角的柱49包括仅仅一个集装箱绑扎配件50(图17)。支撑平行的模块的两个角的柱49包括并排地布置的一对集装箱绑扎配件50(图18)。支撑相继的模块的两个角的柱49包括布置于一行中的一对集装箱绑扎配件50(图19)。支撑平行的且相继的模块的四个角的柱49包括两对集装箱绑扎配件50(图20)。集装箱绑扎配件可为如图17至20中所示的堆锥50，或者替代地它们可为如图21和22中所示的扭锁51。
参考图23，柱49包括：塑料管54，布置于所述塑料管54内部的、金属的混凝土增强体，浇铸于所述塑料管内部的浇铸的混凝土56，以及附接于所述柱的上部末端处的金属底座板57，所述一个或多个集装箱绑扎配件50、51固定地连接至所述底座板。
溶剂萃取沉降器被制造成使得在制造场地处(比如在工程车间中)制造多个自支撑式沉降器元件模块2、3、4、5。每个沉降器元件模块具有符合ISO集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置6。通过比如卡车、拖车以及集装箱船的运输装备将所述模块2、3、4、5作为普通货物运输至安装场地，所述运输装备能够搬运并运输ISO兼容的单元。最后，在安装场地处将模块2、3、4、5组装成完整的沉降器。
尽管已经结合某些类型的沉降器对本发明进行了描述，然而应当理解的是，本发明并不限于任何某一类型的沉降器。尽管已经结合很多示例性实施例和实施方式对本发明进行了描述，然而本发明并不限于此，而是覆盖落入预期权利要求的范围内的各种修改和等同布置。
Claims (30)
1.一种用于湿法冶金液液萃取工艺中的溶剂萃取沉降器，所述湿法冶金液液萃取工艺用于将混合于分散物中的溶液分离成不同的溶液相，其特征在于，所述溶剂萃取沉降器包括由多个自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)组成的模块组(1)，所述自支撑式沉降器元件模块均具有符合集装箱标准的外部尺寸、强度以及搬运和固定装置(6)，以使得能够实现兼容的可运输性，其中所述模块组(1)包括至少一个模块串联式系列(10)，在所述模块串联式系列(10)中，所述沉降器元件模块(2，3，4，5)依序串联地连接至彼此以形成用于在沉降器中流动的分散物和溶液的插塞式流动路径。
2.根据权利要求1所述的沉降器，其特征在于，所述模块组(1)包括多个模块串联式系列(10)。
3.根据权利要求1所述的沉降器，其特征在于，所述自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)包括：
-具有长方体形状的自支撑式框架结构(7)，其具有符合集装箱标准的外部尺寸和角配件(6)，所述角配件附接至所述框架结构的每个角；以及
-外壳(8，14，15，16)，其支撑于所述框架结构(7)内部并且形成用于在沉降器中流动的溶液的流动路径的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的沉降器，其特征在于，所述沉降器元件模块(2，3，4，5)符合标准ISO 668系列1“货物集装箱-分类、尺寸以及等级”；并且所述角配件(6)符合标准ISO1161系列1“货物集装箱-角配件-规格”。
5.根据权利要求3所述的沉降器，其特征在于，所述外壳(8，14，15，16)为中空体，所述中空体由纤维增强塑料复合材料构成。
6.根据权利要求5所述的沉降器，其特征在于，所述外壳(8，14，15，16)通过纤维缠绕技术制造而成。
7.根据权利要求2所述的沉降器，其特征在于，所述模块组(1)包括平行于彼此并排地布置的两个或更多个模块串联式系列(10)。
8.根据权利要求1所述的沉降器，其特征在于，所述模块串联式系列(10)包括具有一个或多个聚结栅栏元件(11)的聚结模块(2)，以将分散物聚结成不同的溶液相。
9.根据权利要求8所述的沉降器，其特征在于，所述模块串联式系列(10)包括流槽模块(4)，所述流槽模块(4)被布置成将分散物供给至聚结模块(2)。
10.根据权利要求1所述的沉降器，其特征在于，所述模块串联式系列(10)包括流槽模块(4)，所述流槽模块(4)被布置成接收并排出所分离的溶液。
11.根据权利要求9所述的沉降器，其特征在于，所述模块串联式系列(10)包括至少一个保持模块(3)，以增加在沉降器中的停留时间，用于加强相分离，所述保持模块布置于所述聚结模块(2)和流槽模块(4)之间。
12.根据权利要求11所述的沉降器，其特征在于，所述聚结模块(2)的外壳(8)的横截面等于保持模块(3)的外壳(8)的横截面，以使得能够实现外壳(8)的抵接接合。
13.根据权利要求11所述的沉降器，其特征在于，聚结模块(2)和/或保持模块(3)的外壳(8)具有大致矩形横截面形状，所述大致矩形横截面形状具有曲线角(12)以及中凸地向外弯曲的侧壁(13)。
14.根据权利要求10所述的沉降器，其特征在于，所述流槽模块(4)包括：
-第一外壳(14)，以接收并引导较轻的溶液相的溢流；以及
-第二外壳(15)，以接收并引导较重的溶液相的底流。
15.根据权利要求14所述的沉降器，其特征在于，所述流槽模块(4)为包括有第三外壳(16)的组合的供给和排出流槽，以将分散物供给至下一沉降器的模块。
16.根据权利要求14所述的沉降器，其特征在于，所述沉降器包括具有并排地布置的流槽模块(4)的两个或更多个平行的模块串联式系列(10)；相邻的流槽模块(4)的第一外壳(14)彼此抵接并连接以形成第一流动通道(17)，所述第一流动通道(17)处于相对于所述模块串联式系列中的流动路径的方向的横向方向上；并且相邻的排出流槽模块的第二外壳(15)彼此抵接并连接以形成连续的第二流动通道(18)，所述连续的第二流动通道(18)处于相对于所述模块串联式系列(10)中的流动路径的方向的横向方向上。
17.根据权利要求16所述的沉降器，其特征在于，所述第一外壳(14)为圆锥形的，以使得所述多个模块串联式系列(10)中的流槽模块(4)的依序连接的第一外壳(14)共同形成圆锥形的第一流动通道(17)。
18.根据权利要求16所述的沉降器，其特征在于，所述第二外壳(15)为圆锥形的，以使得所述多个模块串联式系列(10)中的流槽模块(4)的依序连接的第二外壳(15)共同形成圆锥形的第二流动通道(18)。
19.根据权利要求15所述的沉降器，其特征在于，所述第三外壳(16)为圆锥形的，以使得所述多个模块串联式系列(10)中的流槽模块(4)的依序连接的第三外壳(16)共同形成圆锥形的第三流动通道(19)。
20.根据权利要求16所述的沉降器，其特征在于，
所述自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)包括：
-具有长方体形状的自支撑式框架结构(7)，其具有符合集装箱标准的外部尺寸和角配件(6)，所述角配件附接至所述框架结构的每个角；以及
-外壳(8，14，15，16)，其支撑于所述框架结构(7)内部并且形成用于在沉降器中流动的溶液的流动路径的至少一部分，
所述模块组(1)包括盒模块(5)，所述盒模块(5)包括：
-支撑于所述框架结构(7)内部的第一排出盒(20)，用于接收和排出来自第一流动通道(17)的较轻的溶液相；以及
-支撑于所述框架结构(7)内部的第二排出盒(21)，用于接收和排出来自第二流动通道(18)的较重的溶液相。
21.根据权利要求20所述的沉降器，其特征在于，所述盒模块(5)包括支撑于所述框架结构(7)内部的供给盒(22)，用于将分散物供给至第三流动通道(19)。
22.根据权利要求3所述的沉降器，其特征在于，所述框架结构(7)包括：
第一末端框架(23)，包括：
--水平的第一下部梁(24)，
--在距离所述第一下部梁一定距离处的水平的第一上部梁(25)，
--竖直的第一角柱(26)，其固定地连接至所述第一下部梁(24)的第一末端，限定第一角(27)，所述竖直的第一角柱(26)固定地连接至所述第一上部梁(25)的第一末端，限定第二角(28)，
--在距离所述第一角柱(26)一定距离处的竖直的第二角柱(29)，所述竖直的第二角柱固定地连接至所述第一下部梁(24)的第二末端，限定第三角(30)，所述竖直的第二角柱(29)固定地连接至所述第一上部梁(25)的第二末端，限定第四角(31)；
第二末端框架(32)，包括：
--水平的第二下部梁(33)，
--在距离所述第二下部梁(33)一定距离处的水平的第二上部梁(34)，
--竖直的第三角柱(35)，其固定地连接至所述第二下部梁(33)的第一末端，限定第五角(36)，所述竖直的第三角柱(35)固定地连接至第二上部梁(34)的第一末端，限定第六角(37)，
--在距离所述第三角柱(35)一定距离处的竖直的第四角柱(38)，所述竖直的第四角柱固定地连接至所述第二下部梁(33)的第二末端，限定第七角(39)，所述竖直的第四角柱固定地连接至所述第二上部梁(34)的第二末端，限定第八角(40)；
第一底部侧轨(41)，所述第一底部侧轨(41)在第一角(27)处固定地连接至第一末端框架(23)并且在第五角(36)处固定地连接至第二末端框架(32)；
第二底部侧轨(42)，所述第二底部侧轨(42)在第三角(30)处固定地连接至第一末端框架(23)并且在第七角(39)处固定地连接至第二末端框架(32)；
第一顶部侧轨(43)，所述第一顶部侧轨(43)在第二角(28)处固定地连接至第一末端框架(23)并且在第六角(37)处固定地连接至第二末端框架(32)；
第二顶部侧轨(44)，所述第二顶部侧轨(44)在第四角(31)处固定地连接至第一末端框架(23)并且在第八角(40)处固定地连接至第二末端框架(32)；
底部横向构件(45)，所述底部横向构件(45)固定地连接于所述第一底部侧轨(41)和第二底部侧轨(42)之间并且连接至所述第一底部侧轨(41)和第二底部侧轨(42)；
顶部横向构件(46)，所述顶部横向构件(46)固定地连接于所述第一顶部侧轨(43)和第二顶部侧轨(44)之间并且连接至所述第一顶部侧轨(43)和第二顶部侧轨(44)；
侧部横向构件(47)，所述侧部横向构件(47)固定地连接于所述底部侧轨(41，42)和顶部侧轨(43，44)之间并且连接至所述底部侧轨(41，42)和顶部侧轨(43，44)；
以及角配件(6)，该角配件附接至所述第一角(27)、第二角(28)、第三角(30)、第四角(31)、第五角(36)、第六角(37)、第七角(39)以及第八角(40)中的每一个。
23.根据权利要求1所述的沉降器，其特征在于，所述沉降器包括基础(48)，所述模块组(1)在地面水平以上的高度(h)处支撑于所述基础(48)上，从而提供用于在沉降器下面铺设管道的以及进入沉降器下面的空间。
24.根据权利要求23所述的沉降器，其特征在于，所述基础(48)包括多根柱(49)，所述多根柱(49)具有ISO船运标准兼容集装箱绑扎配件(50，51)，所述沉降器元件模块(2，3，4，5)的角配件(6)连接至所述集装箱绑扎配件(50，51)。
25.根据权利要求24所述的沉降器，其特征在于，所述柱(49)包括：支撑于地面上的下部末端(52)，上部末端(53)，以及附接至所述柱(49)的上部末端(53)的一个或多个集装箱绑扎配件(50，51)。
26.根据权利要求25所述的沉降器，其特征在于，所述集装箱绑扎配件包括堆锥(50)。
27.根据权利要求25所述的沉降器，其特征在于，所述集装箱绑扎配件包括扭锁(51)。
28.根据权利要求25所述的沉降器，其特征在于，所述柱(49)取决于要被连接至所述柱上的角配件(6)的数量而包括一至四个集装箱绑扎配件(50，51)。
29.根据权利要求25所述的沉降器，其特征在于，所述柱(49)包括塑料管(54)、布置于所述塑料管(54)内部的混凝土增强体、浇铸于所述塑料管内部的浇铸的混凝土(56)、以及附接于所述柱的上部末端处的金属底座板(57)，所述一个或多个集装箱绑扎配件(50，51)固定地连接至所述底座板。
30.一种制造溶剂萃取沉降器的方法，所述溶剂萃取沉降器要被用于湿法冶金液液萃取工艺中，所述湿法冶金液液萃取工艺用于将混合于分散物中的溶液分离成不同的溶液相，其特征在于，所述方法包括步骤：
-在制造场地处制造多个自支撑式沉降器元件模块；
-通过运输装备将所述多个自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)作为普通货物运输至安装场地，所述运输装备能够搬运并运输集装箱标准兼容单元；以及
-在安装场地处将所述多个自支撑式沉降器元件模块(2，3，4，5)组装成根据权利要求1所述的完整的沉降器。
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