CN112892434B - 一种全界面反应器及全界面高效萃取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全界面反应器及全界面高效萃取方法，其中全界面反应器包括依次连通的预混合模块、多相反应模块和延续反应模块；所述多相反应模块包括反应管体；所述反应管体包括预混区和全混区；所述全混区内沿反应管体方向设有若干个改变反应相流动方向的混合单元；所述全混区末端连通延续反应模块的进口端。本发明的反应管体对流动中的反应相进行反应，采用混合单元改变反应相的流动方向，使其混合更加均匀，稳态、瞬态条件下两相流的相界面微观上形成“全界面”接触反应的结构特性，快速进行界面反应，充分混合、反应、传质后，进行澄清分相，减少了相间离子迁移过程，减少了反应时间，也大大减小了设备体积，降低了设备安装难度。

Description

一种全界面反应器及全界面高效萃取方法
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种全界面反应器及全界面高效萃取方法。
背景技术
随着重工业的发展及人们生活水平的提高，来自工业和生活的废物也越来越多，给环境污染治理造成很大的难题。重金属废水在工业废物中战友很大比重，针对重金属废水，需要将其与化学试剂混合后在反应器内进行反应，以提取出重金属废物，并使废水满足环保排放标准，但是现有的反应器多采用搅拌釜混合与反应釜反应，其反应效率较低，影响了废水处理速度，且反应级数多，占地大，很难满足现有环保要求下对重金属废水，尤其是含锰含钴废水的处理。
常见的混合器主要由搅拌室、挡板、搅拌装置构成。该装置适用范围广，以间歇操作为主。混合效果好，但是混合的时间较长，常用于反应速率相对较慢的反应体系。
反应釜大多为釜式反应器，采用多次多次回流以增加反应程度，效率低，时间长，难以满足高效率生产的要求，因此，有必要设计一种体积小，效率高的全界面反应器及全界面高效萃取方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小，效率高的全界面反应器及全界面高效萃取方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种全界面反应器，包括依次连通的预混合模块、多相反应模块和延续反应模块；所述多相反应模块包括反应管体；所述反应管体包括预混区和全混区；所述全混区内沿反应管体方向设有若干个改变反应相流动方向的混合单元；所述全混区末端连通延续反应模块的进口端。
所述混合单元为高速涡轮。所述高速涡轮上安装有按螺旋线式流道设计的导叶。
相邻的高速涡轮逆方向旋转。
所述预混区前端设有油相入口和水相入口；所述油相入口与水相入口的轴线方向垂直。两个方向的流体流入时相互碰撞，起到初步混合的作用。
一种全界面高效萃取方法，采用上述的全界面反应器，包括以下步骤：
S1：萃取提锰；萃前液经反应器萃取提锰出提锰萃余液和提锰萃出液；所述提锰萃出液依次经提锰洗涤、提锰反萃和提锰洗铁得到提锰液；
所述步骤S1中，所述萃取提锰包括提锰一级萃取、提锰二级萃取、提锰三级萃取；所述萃取提锰采用皂化后的萃取液经提锰一级萃取和提锰二级萃取后在提锰三级萃取时与萃前液反应；所述提锰三级萃取萃取后的水相流至提锰二级萃取；所述提锰二级萃取的水相流至提锰一级萃取；所述皂化后的萃取液与提锰二级萃取的水相进行提锰一级萃取分离出提锰萃余液。萃取提锰中的萃取剂的成分为：P204体积：260#溶剂油体积＝1：3。
萃取剂皂化率控制在55～60％，进料量优选为油相15～16m3/h，皂化剂750～800L/h。
皂化剂为：30～31％NaOH或20％的氨水。
萃前液的进料量以萃余液PH值3.8～4.2为准调整，进料量优选为：2.5～3.5m3/h。
提锰萃余液的Mn≤0.005g/L，Ca≤0.002g/L，Cu≤0.002g/L，Zn≤0.001g/L，Fe≤0.001g/L。
所述提锰洗涤采用酸泵泵取洗涤酸与提锰萃出液在反应器内反应，得到提锰洗涤有机相和提锰后液；所述提锰后液并入提锰萃余液；
洗涤酸采用硫酸，浓度优选为60～80g/L，用每1m3纯水中加33～44L 98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以以能够控制洗涤酸出口PH值＝3.0～3.5为准，优选为1.5～2.0m3/h。
所述提锰反萃包括提锰一级反萃和提锰二级反萃；所述提锰一级反萃步骤为：提锰洗涤有机相在反应器内反应，随后在澄清槽内分相；提锰一级反萃的负载相与反萃酸在反应器内进行提锰二级反萃，随后在澄清槽内分相，提锰二级反萃的水相回流至提锰一级反萃，负载有机相进入提锰洗铁步骤；
提锰一级反萃的反萃酸为硫酸，浓度优选为：180g/L，用每1m3纯水中加95～100L98％H2SO4配制。
提锰一级反萃的反萃酸进料量以反萃取酸出口PH值＝3.0～3.2为准，优选为0.9～1.1m3/h。
提锰反萃的负载有机相的PH值＝3.0～3.2，CMn2+＝95～100g/L；控制杂质元素含量如下：Ni≤0.005g/L，Cu≤0.005g/L，Zn≤0.002g/L，Fe≤0.005g/L，Cd≤0.002g/L，Mg≤0.005g/L，Ca≤0.005g/L。
所述提锰洗铁步骤采用酸泵泵取洗铁酸与提锰反萃的有机负载相在反应器中反应，随后在澄清槽内分相，得到提锰成液和提锰洗铁后液，提锰洗铁后液回流至提锰洗铁步骤回用。
洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol/L时补加12mol/L的浓HCl调整，进料量优选为：1.8～2.0m3/h。
提锰液进行浓缩蒸发得到冷却结晶；所述冷却结晶进行离心分离得到锰盐。
S2：萃取提钴；提锰萃余液经反应器提钴萃取出提钴萃余液和提钴萃出液；所述提钴萃出液依次经提钴洗涤、提钴反萃和提钴洗铁得到提钴液；
所述提钴萃取步骤包括提钴一级萃取、提钴二级萃取、提钴三级萃取；所述提钴萃取采用皂化后的萃取液经提钴一级萃取和提钴二级萃取后在提钴三级萃取时与萃前液反应；所述提钴三级萃取萃取后的水相流至提钴二级萃取；所述提钴二级萃取的水相流至提钴一级萃取；所述皂化后的萃取液与提钴二级萃取的水相进行提钴一级萃取分离出提钴萃余液。
萃取液为：P507体积：260#溶剂油体积＝1：3。
皂化剂为：30～31％NaOH或20％的氨水。
萃取液的进料体积以皂化率控制在60～70％为准，优选为：油相12～14m3/h，皂化剂550～750L/h。
皂化后的萃取液进料体积以能够控制萃余液PH值＝5.2～5.5为准，优选为：5.0～6.0m3/h。萃余液CC02+≦20mg/L，不呈现淡淡的红色。
所述提钴洗涤采用酸泵泵取洗涤酸与提锰萃出液在反应器内反应，随后在澄清分离槽内分相，得到提钴洗涤有机相。
洗涤酸采用硫酸，浓度优选为：60～80g/L，用每1m3纯水中加33～44L 98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以能够控制洗涤酸出口PH值3.2～3.5为准，优选为：1.2～1.5m3/h。
所述提钴反萃包括提钴一级反萃和提钴二级反萃；所述提钴一级反萃步骤为：提钴洗涤有机相在反应器内反应，随后在澄清槽内分相；提钴一级反萃的负载相与反萃酸在反应器内进行提钴二级反萃，随后在澄清槽内分相，提钴二级反萃的水相回流至提钴一级反萃，负载有机相进入提钴洗铁步骤。
反萃取酸采用硫酸，浓度优选为：180g/L H2SO4，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
反萃取酸的进料量以能够控制反萃取酸出口PH值＝3.3～3.5为准，优选为：0.8～1.1m3/h。
所述提钴洗铁步骤采用酸泵泵取洗铁酸与提钴反萃的有机负载相在反应器中反应，随后在澄清槽内分相，得到提钴成液和提钴洗铁后液，提钴洗铁后液回流至提钴洗铁步骤回用。
洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol时补加12mol的浓HCl调整。进料量优选为：1.8～2.0m3/h。
所述后处理为提钴液进行浓缩蒸发得到冷却结晶；所述冷却结晶进行离心分离得到锰盐和钴盐。
为了方便理解上述技术方案，本发明还提供一种箱式萃取生产线用于上述工艺，包括依次设置的皂化模块、萃取模块、洗涤模块、反萃模块和洗铁模块；所述萃取模块、洗涤模块和反萃模块均包括全界面反应槽；所述全界面反应槽包括全界面反应器以及与全界面反应器连通的全界面槽体；所述全界面反应器与上述的全界面反应器结构一致。
所述皂化模块包括1级皂化槽；所述萃取模块包括1级萃余液澄清槽、1级搅拌萃取槽和3级全界面萃取槽；所述洗涤模块包括1级搅拌洗涤槽、1级全界面洗涤槽、1级搅拌洗涤槽和1级洗涤澄清槽，所述反萃模块包括1级反萃后液澄清槽、2级全界面反萃槽，所述洗铁模块包括1级反萃除铁槽、1级反铁澄清槽；所述全界面萃取槽、全界面洗涤槽和全界面反萃槽均采用全界面反应槽，采用全界面反应槽与搅拌槽混合使用，通过搅拌槽反应后，全界面反应槽进行进一步反应，加深反应程度，减少反应时间。
所述全界面槽体包括由两相分隔板以及设置在两相分隔板两侧的油相溢流板和油相挡板分隔而成的澄清腔、油相流出腔和水相流出腔；所述全界面反应器的流出端与澄清腔连通；所述油相流出腔和水相流出腔分别设有水相孔和油相孔；所述油相挡板下方与全界面槽体底部间设有空隙；所述油相溢流板上部与全界面澄清槽顶部间设有空隙；所述油相挡板和水相孔之间设有水相可调溢流孔板；所述水相可调溢流孔板的上部设有调节孔，通过全界面反应器对进入全界面槽体的流体进行全界面反应，提高澄清萃取程度，全界面槽体内无需设置搅拌器和潜室，空间利用率增加，大大减少了全界面槽体体积，水相可调节溢流板可以方便地控制分相高度，控制澄清过程。
所述调节孔包括水相溢流孔和活动设置在溢流孔一侧的调节板；所述水相可调溢流孔板位于调节孔的上方设有固定槽；所述调节板的上方设有固定板；所述固定板滑动连接在调节槽内，且通过锁紧螺母固定在固定槽内，调节方便，固定牢固。
所述全界面槽体还设有进液模块；所述进液模块包括进液箱体；所述进液箱体上开设有进液孔；所述进液孔与全界面反应器的出料口连通；所述进液箱体上部设有溢流板；所述溢流板上设有若干个溢流孔；所述进液箱体上部设有溢出口；所述溢出口的底边溢流板齐平，流体按水平方向流出，不会改变澄清槽内上下分层结构，通过进液模块进液，对全界面混合器内混合反应后的流体进行进一步混合，提高澄清萃取效果，通过溢流孔和溢出口出料，降低流体流动速度，改变流体流动方向，使流体流动平缓，不易打乱全界面槽体内的澄清环境，增加澄清效率。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明的全界面反应器反应管体对流动中的反应相进行反应，采用混合单元改变反应相的流动方向，使其混合更加均匀，稳态、瞬态条件下两相流的相界面微观上形成“全界面”接触反应的结构特性，快速进行界面反应，充分混合、反应、传质后，进行澄清分相，减少了相间离子迁移过程，减少了反应时间，也大大减小了设备体积，降低了设备安装难度。
(2)本发明的混合单元采用高速涡轮使反应相混合，两相流液粒高速碰撞与聚合、破碎、分裂、撞击成微米级液滴，实现剧烈而均匀的混合，达到高度分散和均匀混合，进一步增加了混合效果，减少了反应时间。
(3)本发明相邻的高速涡轮逆向旋转，能够进一步增加反应相得混合程度，减少反应时间。
(4)本发明采用两条产线分别对萃前液进行萃取，主要除去锰元素和钴元素，使其满足排放标准，相较于传统的萃取除杂工艺，使用全新的反应器使反应时间大大减小，提高了生产效率。
(5)本发明的提锰洗铁和提钴洗铁工艺在全新的反应器内进行，提高了反应效率，使洗铁的洁净度大大提高，减少了铁离子在萃取剂中的滞留，不仅提高了洗铁效率，同时改善了萃取剂使用效率，延长萃取剂使用寿命，减少萃取剂的消耗量，降低了生产成本。
(6)本发明相较于传统萃取反应数十级的反应级数，在采用全新反应器时可降低至最少七级全界面萃取，大幅减少装置占地，减少设备维护消耗，降低了单位电力运行费用，降低生产成本。
(7)本发明的反应效率高，反应级数少，减少了有机槽存量，有机相的比表面积大幅缩小，减少了有机的蒸发量，降低因有机槽存蒸发的运行成本。
(8)本发明的反应效率高，反应级数少，减少了有机槽存量，设备噪音低，有机相的比表面积大幅缩小，减少了有机的蒸发量，有机废气溢出量降低，提高了现场空气质量。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明的箱式萃取生产线的结构示意图。
图3为本发明的全界面槽体的结构示意图。
图4为本发明的进液模块的结构示意图。
附图中标号为：
皂化模块1；皂化槽11；
萃取模块2；萃余液澄清槽21；1级搅拌萃取槽22；全界面萃取槽23；
洗涤模块3；搅拌洗涤槽31；全界面洗涤槽32；洗涤澄清槽33；
反萃模块4；反萃后液澄清槽41；2级全界面反萃槽42；
洗铁模块5；反萃除铁槽51；反铁澄清槽52；
两相分隔板61；油相溢流板62；油相挡板63；水相孔64；油相孔65；
水相可调溢流孔板66；调节孔661；
进液模块67；进液孔671溢流板672；溢出口673。
具体实施方式
本申请通过提供一种全界面反应器及全界面高效萃取方法，解决了现现有的反应器多采用搅拌釜混合与反应釜反应，其反应效率较低，影响了废水处理速度，且反应级数多，占地大，难以满足高效率生产的要求的问题，因此，有必要设计一种体积小，效率高的全界面反应器及全界面高效萃取方法。
本申请实施例中的技术方案为解决上述担扰的效率和安装问题，总体思路如下：
本申请的全界面反应器，包括依次连通的预混合模块、多相反应模块和延续反应模块；所述多相反应模块包括反应管体；所述反应管体包括预混区和全混区；所述全混区内沿反应管体方向设有若干个改变反应相流动方向的混合单元；所述全混区末端连通延续反应模块的进口端。
所述混合单元为高速涡轮。
相邻的高速涡轮逆方向旋转。
所述预混区前端设有油相入口和水相入口；所述油相入口与水相入口的轴线方向垂直。
见图1，本申请的全界面高效萃取方法，包括以下步骤：
S1：萃取提锰；萃前液经反应器萃取提锰出提锰萃余液和提锰萃出液；所述提锰萃出液依次经提锰洗涤、提锰反萃和提锰洗铁得到提锰液；
所述步骤S1中，所述萃取提锰包括提锰一级萃取、提锰二级萃取、提锰三级萃取；所述萃取提锰采用皂化后的萃取液经提锰一级萃取和提锰二级萃取后在提锰三级萃取时与萃前液反应；所述提锰三级萃取萃取后的水相流至提锰二级萃取；所述提锰二级萃取的水相流至提锰一级萃取；所述皂化后的萃取液与提锰二级萃取的水相进行提锰一级萃取分离出提锰萃余液。萃取提锰中的萃取剂的成分为：P204体积：260#溶剂油体积＝1：3。
所述提锰洗涤采用酸泵泵取洗涤酸与提锰萃出液在反应器内反应，得到提锰洗涤有机相和提锰后液；所述提锰后液并入提锰萃余液；
所述提锰反萃包括提锰一级反萃和提锰二级反萃；所述提锰一级反萃步骤为：提锰洗涤有机相在反应器内反应，随后在澄清槽内分相；提锰一级反萃的负载相与反萃酸在反应器内进行提锰二级反萃，随后在澄清槽内分相，提锰二级反萃的水相回流至提锰一级反萃，负载有机相进入提锰洗铁步骤；
所述提锰洗铁步骤采用酸泵泵取洗铁酸与提锰反萃的有机负载相在反应器中反应，随后在澄清槽内分相，得到提锰成液和提锰洗铁后液，提锰洗铁后液回流至提锰洗铁步骤回用。
提锰液进行浓缩蒸发得到冷却结晶；所述冷却结晶进行离心分离得到锰盐。
S2：萃取提钴；提锰萃余液经反应器提钴萃取出提钴萃余液和提钴萃出液；所述提钴萃出液依次经提钴洗涤、提钴反萃和提钴洗铁得到提钴液；
所述提钴萃取步骤包括提钴一级萃取、提钴二级萃取、提钴三级萃取；所述提钴萃取采用皂化后的萃取液经提钴一级萃取和提钴二级萃取后在提钴三级萃取时与萃前液反应；所述提钴三级萃取萃取后的水相流至提钴二级萃取；所述提钴二级萃取的水相流至提钴一级萃取；所述皂化后的萃取液与提钴二级萃取的水相进行提钴一级萃取分离出提钴萃余液。
所述提钴洗涤采用酸泵泵取洗涤酸与提锰萃出液在反应器内反应，随后在澄清分离槽内分相，得到提钴洗涤有机相。
所述提钴反萃包括提钴一级反萃和提钴二级反萃；所述提钴一级反萃步骤为：提钴洗涤有机相在反应器内反应，随后在澄清槽内分相；提钴一级反萃的负载相与反萃酸在反应器内进行提钴二级反萃，随后在澄清槽内分相，提钴二级反萃的水相回流至提钴一级反萃，负载有机相进入提钴洗铁步骤。
所述提钴洗铁步骤采用酸泵泵取洗铁酸与提钴反萃的有机负载相在反应器中反应，随后在澄清槽内分相，得到提钴成液和提钴洗铁后液，提钴洗铁后液回流至提钴洗铁步骤回用。
所述后处理为提钴液进行浓缩蒸发得到冷却结晶；所述冷却结晶进行离心分离得到锰盐和钴盐。
见图2至图4，本申请的用于萃取锰钴的箱式萃取生产线，包括依次设置的皂化模块1、萃取模块2、洗涤模块3、反萃模块4和洗铁模块5。萃取模块2、洗涤模块3和反萃模块4均包括全界面反应槽。全界面反应槽包括全界面反应器以及与全界面反应器连通的全界面槽体6。全界面反应器与上述的全界面反应器结构一致。
皂化模块1包括1级皂化槽11。萃取模块2包括1级萃余液澄清槽21、1级搅拌萃取槽22和3级全界面萃取槽23。洗涤模块3包括1级搅拌洗涤槽31、1级全界面洗涤槽32、1级搅拌洗涤槽31和1级洗涤澄清槽33，反萃模块4包括1级反萃后液澄清槽41、2级全界面反萃槽42，洗铁模块5包括1级反萃除铁槽51、1级反铁澄清槽52。全界面萃取槽23、全界面洗涤槽32和全界面反萃槽42均采用全界面反应槽，采用全界面反应槽与搅拌槽混合使用，通过搅拌槽反应后，全界面反应槽进行进一步反应，加深反应程度，减少反应时间。
全界面槽体6包括由两相分隔板61以及设置在两相分隔板61两侧的油相溢流板62和油相挡板63分隔而成的澄清腔、油相流出腔和水相流出腔。全界面反应器的流出端与澄清腔连通。油相流出腔和水相流出腔分别设有水相孔64和油相孔65。油相挡板63下方与全界面槽体6底部间设有空隙。油相溢流板62上部与全界面澄清槽顶部间设有空隙。油相挡板63和水相孔64之间设有水相可调溢流孔板66。水相可调溢流孔板66的上部设有调节孔661，通过全界面反应器对进入全界面槽体6的流体进行全界面反应，提高澄清萃取程度，全界面槽体6内无需设置搅拌器和潜室，空间利用率增加，大大减少了全界面槽体6体积，水相可调节溢流板672可以方便地控制分相高度，控制澄清过程。
调节孔661包括水相溢流孔和活动设置在溢流孔一侧的调节板。水相可调溢流孔板66位于调节孔661的上方设有固定槽。调节板的上方设有固定板。固定板滑动连接在调节槽内，且通过锁紧螺母固定在固定槽内，调节方便，固定牢固。
全界面槽体6还设有进液模块67。进液模块67包括进液箱体。进液箱体上开设有进液孔671。进液孔671与全界面反应器的出料口连通。进液箱体上部设有溢流板672。溢流板672上设有若干个溢流孔。进液箱体上部设有溢出口673。溢出口673的底边溢流板672齐平，流体按水平方向流出，不会改变澄清槽内上下分层结构，通过进液模块67进液，对全界面混合器内混合反应后的流体进行进一步混合，提高澄清萃取效果，通过溢流孔和溢出口673出料，降低流体流动速度，改变流体流动方向，使流体流动平缓，不易打乱全界面槽体6内的澄清环境，增加澄清效率。
上述的箱式萃取生产线使用时，从皂化槽11皂化后的萃取剂输入搅拌萃取槽22，萃得的萃余液反至萃余液澄清槽，有机负载相依次通过3级全界面萃取槽，各槽的水相反至上一槽回用，有机负载相依次通过搅拌洗涤槽31、全界面洗涤槽32、搅拌洗涤槽31和洗涤澄清槽33，洗涤或的有机负载相依次通过2级全界面反萃槽42，反萃得到的反萃后液流至反萃后液澄清槽41回用，有机负载相通过反萃除铁槽51和反铁澄清槽52除铁后得到成品。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
(实施例1)
所述萃取提锰中，萃取剂皂化率控制在55％，进料量优选为油相16m3/h，皂化剂750L/h。
皂化剂为：30％NaOH。
萃前液的进料量以萃余液PH值3.8～4.2为准调整，进料量为：2.5m3/h。
提锰萃余液的Mn≤0.005g/L，Ca≤0.002g/L，Cu≤0.002g/L，Zn≤0.001g/L，Fe≤0.001g/L。
所述提锰洗涤步骤中，洗涤酸采用硫酸，浓度优选为60g/L，用每1m3纯水中加33L98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以以能够控制洗涤酸出口PH值＝3.0～3.5为准，本实施例为1.5m3/h。
所述提锰反萃步骤中，提锰一级反萃的反萃酸为硫酸，浓度优选为：180g/L，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
提锰一级反萃的反萃酸进料量以反萃取酸出口PH值＝3.0～3.2为准，本实施例为0.9m3/h。
提锰反萃的负载有机相的PH值＝3.0～3.2，CMn2+＝95～100g/L；控制杂质元素含量如下：Ni≤0.005g/L，Cu≤0.005g/L，Zn≤0.002g/L，Fe≤0.005g/L，Cd≤0.002g/L，Mg≤0.005g/L，Ca≤0.005g/L。
提锰洗铁步骤中，洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol/L时补加12mol/L的浓HCl调整，本实施例为：1.8m3/h。
提钴萃取步骤中：萃取液为：P507体积：260#溶剂油体积＝1：3。
皂化剂为：20％的氨水。
萃取液的进料体积以皂化率控制在60～70％为准，本实施例为：油相12m3/h，皂化剂550L/h。
皂化后的萃取液进料体积以能够控制萃余液PH值＝5.2～5.5为准，本实施例为：5.0m3/h。萃余液CC02+≦20mg/L，不呈现淡淡的红色。
提钴洗涤步骤中，洗涤酸采用硫酸，本实施例为：60g/L，用每1m3纯水中加33L98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以能够控制洗涤酸出口PH值3.2～3.5为准，本实施例为：1.2m3/h。
提钴反萃步骤中，反萃取酸采用硫酸，本实施例浓度为：180g/LH2SO4，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
反萃取酸的进料量以能够控制反萃取酸出口PH值＝3.3～3.5为准，优选为：0.8～1.1m3/h。
提钴洗铁步骤中，洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol时补加12mol的浓HCl调整。进料量优选为：1.8～2.0m3/h。
(实施例2)
所述萃取提锰中，萃取剂皂化率控制在55～60％，进料量优选为油相15～16m3/h，皂化剂750～800L/h。
皂化剂为：30～31％NaOH或20％的氨水。
萃前液的进料量以萃余液PH值3.8～4.2为准调整，进料量优选为：2.5～3.5m3/h。
提锰萃余液的Mn≤0.005g/L，Ca≤0.002g/L，Cu≤0.002g/L，Zn≤0.001g/L，Fe≤0.001g/L。
所述提锰洗涤步骤中，洗涤酸采用硫酸，浓度优选为60～80g/L，用每1m3纯水中加33～44L 98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以以能够控制洗涤酸出口PH值＝3.0～3.5为准，优选为1.5～2.0m3/h。
所述提锰反萃步骤中，提锰一级反萃的反萃酸为硫酸，浓度优选为：180g/L，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
提锰一级反萃的反萃酸进料量以反萃取酸出口PH值＝3.0～3.2为准，优选为0.9～1.1m3/h。
提锰反萃的负载有机相的PH值＝3.0～3.2，CMn2+＝95～100g/L；控制杂质元素含量如下：Ni≤0.005g/L，Cu≤0.005g/L，Zn≤0.002g/L，Fe≤0.005g/L，Cd≤0.002g/L，Mg≤0.005g/L，Ca≤0.005g/L。
提锰洗铁步骤中，洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol/L时补加12mol/L的浓HCl调整，本实施例进料量为：2.0m3/h。
提钴萃取步骤中：萃取液为：P507体积：260#溶剂油体积＝1：3。
皂化剂为：30～31％NaOH或20％的氨水。
萃取液的进料体积以皂化率控制在60～70％为准，本实施例为：油相14m3/h，皂化剂750L/h。
皂化后的萃取液进料体积以能够控制萃余液PH值＝5.2～5.5为准，本实施例为：6.0m3/h。萃余液CC02+≦20mg/L，不呈现淡淡的红色。
提钴洗涤步骤中，洗涤酸采用硫酸，浓度本实施例为：80g/L，用每1m3纯水中加33～44L 98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以能够控制洗涤酸出口PH值3.2～3.5为准，本实施例为：1.5m3/h。
提钴反萃步骤中，反萃取酸采用硫酸，浓度本实施例为：180g/L H2SO4，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
反萃取酸的进料量以能够控制反萃取酸出口PH值＝3.3～3.5为准，本实施例为：1.1m3/h。
提钴洗铁步骤中，洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol时补加12mol的浓HCl调整，本实施例进料量为：2.0m3/h。
(实施例3)
所述萃取提锰中，萃取剂皂化率控制在55～60％，本实施例进料量为油相15.5m3/h，皂化剂780L/h。
皂化剂为：30～31％NaOH。
萃前液的进料量以萃余液PH值3.8～4.2为准调整，本实施例进料量为：3.0m3/h。
提锰萃余液的Mn≤0.005g/L，Ca≤0.002g/L，Cu≤0.002g/L，Zn≤0.001g/L，Fe≤0.001g/L。
所述提锰洗涤步骤中，洗涤酸采用硫酸，本实施例浓度为70g/L，用每1m3纯水中加38L98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以以能够控制洗涤酸出口PH值＝3.0～3.5为准，本实施例为1.75m3/h。
所述提锰反萃步骤中，提锰一级反萃的反萃酸为硫酸，浓度优选为：180g/L，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
提锰一级反萃的反萃酸进料量以反萃取酸出口PH值＝3.0～3.2为准，本实施例为1.0m3/h。
提锰反萃的负载有机相的PH值＝3.0～3.2，CMn2+＝95～100g/L；控制杂质元素含量如下：Ni≤0.005g/L，Cu≤0.005g/L，Zn≤0.002g/L，Fe≤0.005g/L，Cd≤0.002g/L，Mg≤0.005g/L，Ca≤0.005g/L。
提锰洗铁步骤中，洗铁酸采用盐酸，浓度优选为：6mol/L，循环利用至低于4mol/L时补加12mol/L的浓HCl调整，本实施例进料量为：1.9m3/h。
提钴萃取步骤中：萃取液为：P507体积：260#溶剂油体积＝1：3。
皂化剂为：20％的氨水。
萃取液的进料体积以皂化率控制在60～70％为准，本实施例为：油相13m3/h，皂化剂650L/h。
皂化后的萃取液进料体积以能够控制萃余液PH值＝5.2～5.5为准，本实施例为：5.5m3/h。萃余液CC02+≦20mg/L，不呈现淡淡的红色。
提钴洗涤步骤中，洗涤酸采用硫酸，本实施例浓度为：70g/L，用每1m3纯水中加33～44L 98％H2SO4配制。
洗涤酸的进料量以能够控制洗涤酸出口PH值3.2～3.5为准，本实施例为：1.35m3/h。
提钴反萃步骤中，反萃取酸采用硫酸，浓度优选为：180g/L H2SO4，用每1m3纯水中加95～100L 98％H2SO4配制。
反萃取酸的进料量以能够控制反萃取酸出口PH值＝3.3～3.5为准，本实施例为：0.95m3/h。
提钴洗铁步骤中，洗铁酸采用盐酸，浓度为：6mol/L，循环利用至低于4mol时补加12mol的浓HCl调整。本实施例进料量为：1.9m3/h。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全界面高效萃取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：萃取提锰；萃前液经反应器萃取提锰出提锰萃余液和提锰萃出液；所述提锰萃出液依次经提锰洗涤、提锰反萃和提锰洗铁得到提锰液；
S2：萃取提钴；提锰萃余液经反应器提钴萃取出提钴萃余液和提钴萃出液；所述提钴萃出液依次经提钴洗涤、提钴反萃和提钴洗铁得到提钴液；
S3：所述提锰液和提钴液分别后处理得到钴盐和锰盐；
其中，所述反应器为全界面反应器，所述全界面反应器包括依次连通的预混合模块、多相反应模块和延续反应模块；所述多相反应模块包括反应管体；所述反应管体包括预混区和全混区；所述全混区内沿反应管体方向设有若干个改变反应相流动方向的混合单元，所述混合单元为高速涡轮；所述全混区末端连通延续反应模块的进口端；所述预混区前端设有油相入口和水相入口；所述油相入口与水相入口的轴线方向垂直；
所述提锰洗涤采用酸泵泵取洗涤酸与提锰萃出液在反应器内反应，得到提锰洗涤有机相和提锰后液；所述提锰后液并入提锰萃余液；所述提钴洗涤采用酸泵泵取洗涤酸与提锰萃出液在反应器内反应，得到提钴洗涤有机相；
所述提锰反萃包括提锰一级反萃和提锰二级反萃；所述提锰一级反萃步骤为：提锰洗涤有机相在反应器内反应，随后在澄清槽内分相；提锰一级反萃的负载相与反萃酸在反应器内进行提锰二级反萃，随后在澄清槽内分相，提锰二级反萃的水相回流至提锰一级反萃，负载有机相进入提锰洗铁步骤；
所述提钴反萃包括提钴一级反萃和提钴二级反萃；所述提钴一级反萃步骤为：提钴洗涤有机相在反应器内反应，随后在澄清槽内分相；提钴一级反萃的负载相与反萃酸在反应器内进行提钴二级反萃，随后在澄清槽内分相，提钴二级反萃的水相回流至提钴一级反萃，负载有机相进入提钴洗铁步骤；
所述提锰洗铁步骤采用酸泵泵取洗铁酸与提锰反萃的负载有机相在反应器中反应，随后在澄清槽内分相，得到提锰成液和提锰洗铁后液，提锰洗铁后液回流至提锰洗铁步骤回用；
所述提钴洗铁步骤采用酸泵泵取洗铁酸与提钴反萃的负载有机相在反应器中反应，随后在澄清槽内分相，得到提钴成液和提钴洗铁后液，提钴洗铁后液回流至提钴洗铁步骤回用。
2.根据权利要求1所述的一种全界面高效萃取方法，其特征在于，在所述高速涡轮中，相邻的高速涡轮逆方向旋转。
3.根据权利要求1所述的一种全界面高效萃取方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述萃取提锰包括提锰一级萃取、提锰二级萃取、提锰三级萃取；所述萃取提锰采用皂化后的萃取液经提锰一级萃取和提锰二级萃取后在提锰三级萃取时与萃前液反应；所述提锰三级萃取萃取后的水相流至提锰二级萃取；所述提锰二级萃取的水相流至提锰一级萃取；所述皂化后的萃取液与提锰二级萃取的水相进行提锰一级萃取分离出提锰萃余液。
4.根据权利要求1所述的一种全界面高效萃取方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述提钴萃取步骤包括提钴一级萃取、提钴二级萃取、提钴三级萃取；所述提钴萃取采用皂化后的萃取液经提钴一级萃取和提钴二级萃取后在提钴三级萃取时与萃前液反应；所述提钴三级萃取萃取后的水相流至提钴二级萃取；所述提钴二级萃取的水相流至提钴一级萃取；所述皂化后的萃取液与提钴二级萃取的水相进行提钴一级萃取分离出提钴萃余液。
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