CN117604248A - 一种提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔 - Google Patents
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Abstract
发明涉及一种提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,包括塔体、底部扩大段、顶部扩大段、脉冲腿、气体回收装置和气体混合装置等装置,通过对各个装置的连接关系、设置方式以及配合关系进行具体设置,使得整体的反萃脉冲塔在进行工作过程中能够大大提高反萃效率,并且提高了气体利用率。
Description
技术领域
本发明属于化工分离中的萃取技术领域,具体涉及萃取的萃取塔、萃取方法及用途,进一步具体涉及一种提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔。
背景技术
溶剂萃取是利用物质在有机溶液与水溶液中分配比的不同实现分离或富集的过程。在湿法冶金中,常用于从浸出液、溶解液或盐湖溶液中提取有价金属分离与富集,主要包括萃取、洗涤、反萃三个过程,其中在反萃过程是将已经负载了有价金属的有机溶液通过酸碱平衡调控,使金属离子重新溶解至水相中用于金属盐产品的制备,也保证有机溶剂不再含有金属离子可重新回用至萃取工段,实现萃取剂的循环利用。在反萃过程中,为了使有机溶液中的金属离子最大限度的溶解至水相,需根据萃取剂性质不同,通过酸、碱控制水相中pH,造成了酸碱的消耗与浪费。近年来,随着溶剂萃取技术的发展,气液液三相CO2反萃法逐渐应用于有机溶液中金属离子的反萃,如应用于西藏盐湖提锂的CO2三相反萃法,含铷铯溶液的中CO2三相反萃法等,通过在反萃过程中通入CO2形成H2CO3,调节水相pH,实现锂、铷、铯等金属的反萃,该过程无需用酸,所得溶液可直接高温浓缩制得产品,从而使得该过程绿色经济。
然而,目前工业中常用的三相反萃设备为搅拌釜,存在萃取效率低、操作间歇、气体利用率低、设备占地面积大、密封性差、能耗高等问题。萃取塔是湿法冶金中一种重要的分离设备,单一萃取塔具有多个理论级数的优点,将萃取塔应用于三相反萃不仅可以利用萃取塔多级萃取的优势提高气体停留时间,提高气体利用率,萃取塔上下部分的澄清段可保证气液液三相分相后连续排出,实现操作连续。
中国专利公开文本CN110656239 A提出了一种萃取-反萃分离纯化提取锂的方法,其中公开了一种包含搅拌的脉冲式的萃取塔,搅拌使得气-液-液三相充分接触,脉冲为液相的逆流提供动力。但是现有装置依靠搅拌实现三相充分接触的方式仍存在设备通量小、卸污能力弱、能耗高、动部件维修困难等问题,同时搅拌器桨叶尖端线速度大,易使油滴与气泡度破碎为极小的液滴与气泡,造成分相困难、气液夹带与油水夹带等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、运行稳定、液泛负荷大、气体利用率高,节约能耗的气液液三相反萃塔。采用折流板与筛板的组合件,通过折流板增大气相停留时间,脉冲与筛板强化气体、液滴的再分布,通过调控气体分压增强气液液三相传质速率,实现传质强化。
为了实现上述目的本发明采用以下技术方案:
一种提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,包括塔体、底部扩大段、顶部扩大段、脉冲腿、气体回收装置和气体混合装置。
所述底部扩大段设置于塔体的下方,所述顶部扩大段设置于塔体的上方,底部扩大段、塔体和顶部扩大段互相连通设置,且底部扩大段和顶部扩大段的直径大于塔体的直径。
所述塔体内设有工作腔,在工作腔内均布纵向排列设置有塔体内构件;所述塔体内构件包括外环板、内环板和筛板,所述外环板为外缘高内圈低的漏斗形状,外环板的外径与塔体的内径相同,且外环板通过外缘与塔体的内壁相接,外环板漏斗形状的内圈直径为塔体内径的30~75%,所述内环板为横置板状结构,且内环板的外缘与塔体的内壁之间设置有间隙,内环板的外径为塔体内径的60~90%,一个或多个外环板与一个或多个内环板从上到下依次交替排列形成板环组,每间隔3~20个板环组下方设置一个或多个筛板,所述筛板上设置有密布的通孔结构,通孔结构的每个孔径为3~6mm,筛板的开孔率20~40%。
可根据气体流量来选择合适的孔径、开孔率以及间隔板环组数量。
所述脉冲腿设置于所述底部扩大段上,所述气体回收装置通过管道与顶部扩大段连通,所述气体混合装置分别通过管道与气体回收装置以及底部扩大段相连通。
作为优选,在顶部扩大段的侧部设置有轻相出液口和重相进液口,轻相出液口设置于重相进液口的上方,在顶部扩大段的顶部设置有排气口,在排气口和轻相出液口之间的顶部扩大段内部横置有除雾填料,在轻相出液口和重相进液口之间的顶部扩大段内部横置有聚结填料;所述气体回收装置设置有回收气入口和处理气出口;所述气体混合装置设置有第一入气口、第二入气口和排气口,所述排气口通过管道与气体回收装置的回收气入口相连通,气体回收装置的处理气出口通过管道与气体混合装置的第一入气口相连通。
所述除雾填料安装在轻相出口管与气相出口管之间,防止气体夹带的有机进入排气口道,所述聚结填料安装在重相进液口与轻相出口之间,强化小液滴的聚并与油水分相,防止小液滴跟随轻相进入轻相出口管道。
作为优选,所述气液液三相反萃脉冲塔还包括有储气罐,所述储气罐通过管道与气体混合装置的第二入气口相连通。
作为优选,在底部扩大段的侧部设置有轻相进口、气相进口、重相出口和脉冲腿进口,所述重相出口设置于最底端,所述轻相进口设置于最高端,所述气相进口通过管道与气体混合装置的排气口连通;在底部扩大段内部的轻相进口处设置有轻相分布器,在底部扩大段内部的气相进口处设置有气相分布器;保证轻相与气相的初始液滴分布,所述脉冲腿进口与所述脉冲腿的底端相连通,脉冲腿的顶端与压缩气管连通,压缩气管的顶端一端设置有排气阀,另一端设置有进气阀。
作为优选,所述气体回收装置依靠设置的干燥器、单向阀、调节阀与压缩机实现气体回收。
作为优选,所述气体混合装置为压力变化混合器,通过调节压力变化来实现气体混合。
作为优选,所述轻相分布器包括底部轻相管道和顶部的轻相喷射盘,所述轻相管道与所述轻相进口连通,所述轻相喷射盘为盘状结构且顶部密布开孔,通过开设的多孔向上喷射轻相。
作为优选,所述气相分布器包括底部气相管道和顶部的气相喷射盘,所述气相管道与所述气相进口连通,所述气相喷射盘为盘状结构且顶部密布开孔,通过开设的多孔向上喷射气相。
气体回收装置对气体成本高或后处理困难气体可通过气体回收装置再回收利用。
作为优选,所述外环板的漏斗形状为圆形、椭圆形、矩形或多边形的漏斗形状;
作为优选,所述内环板的板状结构为平板、弧形板或波纹板的板状结构。
作为优选,所述外环板、内环板和筛板均通过竖直设置的多跟支撑杆进行架设和固定。
作为优选,所述内环板的板状结构为平板、弧形板或波纹板的板状结构。一个外环板与一个内环板从上到下依次交替排列形成板环组,每间隔5~20个板环组下方设置一个筛板。
作为优选,所述外环板与塔体内壁的夹角为45~85°。
作为优选,根据气体流量大小在45~85°范围内进行夹角度数的设置,流量越大,夹角越小。
作为优选,所述气体混合装置还设置有第三入气口,所述第三入气口与外部的非反萃气源相连通,用于将非反萃气源通过第三入气口排入到气体混合装置中,气体混合装置将非反萃气源与反萃气源进行混合。
一种提取有价金属的反萃方法,所述反萃方法使用上述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,包括如下步骤:
(1)通过重相进液口将重相物料排入到顶部扩大段内,并充入塔体和底部扩大段内,待塔体部分充满重相物料后,循环分别开启和关闭进气阀和排气阀,进气阀开启时,排气阀关闭,压缩气进入脉冲腿内,脉冲腿内的液位下降,引起塔体内部液位上升,进气阀关闭时,排气阀开启,脉冲腿内的气体向上排出,液位上升,引起塔体内液位下降,进气阀和排气阀按照该循环方式依次开启和关闭,使塔内产生脉冲。
(2)步骤(1)产生脉冲之后,通过轻相进口向底部扩大段内排入轻相物料,同时通过气相进口向底部扩大段内排入混合气体,轻相物料和混合气体通过塔体向上运动,然后顶部扩大段内的重相和轻相的两相界面形成,得到的反萃相通过重相出口排出,得到的有机相通过轻相出液口排出,反应气体通过排气口排出;排出的气体排入到气体回收装置内进行处理后排入到气体混合装置内,储气罐内充设有反萃气源,储气罐内向气体混合装置充入反萃气源,同时向气体混合装置内充入非反萃气源,反萃气源与非反萃气源在气体混合装置内进行混合后形成混合气体通过气体混合装置的排气口排入到气相进口;塔体内从下向上的流体先从内环板与塔体内壁之间的间隙流过,然后再通过外环板内圈的中心开孔向上流动,流体整体呈“S”型流动,向上流动的流体从内环板与塔体内壁之间的间隙流过后,先流向外环板外缘下方与塔体内壁的夹角处,气泡优先运动至该夹角处且在该处的壁面出停留并富集。
由于气泡密度比水相与有机相密度小的多,气泡优先运动至外环板与塔壁面的夹角处,并在壁面积累值,有效增大气泡的停留时间,提高气体的吸收率。
(3)持续进行步骤(2)进行反萃,反萃物料完毕后,关闭气相进口、轻相进口、重相进液口以及排气阀和进气阀,将塔体内物料排出后,关闭重相出口和轻相出液口,反萃结束。
作为优选,所述反萃气源为二氧化碳,所述非反萃气源为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气或空气中的一种或多种的混合气。
非反萃气源和反萃气源形成的混合气体中,非反萃气源的体积比例为30~70%;
可调控气体成分,在反萃用气体用量不变的情况下,可增大进口气体流量,气体流量适度的增大可强化液液两相的湍流与界面混合,提高液液传质,同时防止气体逐渐向液相传质的过程中,气泡变得过小,导致气体向外的扩散的力低于气泡收缩的表面张力,限制了气体向液相的扩散。
作为优选,步骤(2)中通过气相进口向底部扩大段内排入混合气体的流速为(7.8×10-4~7.8×10-3)m/s。
作为优选,步骤(1)中,通过压缩气进气的压力与进气阀以及排气阀的开闭时间控制脉冲强度。
作为优选,步骤(1)中的脉冲,脉冲振幅为8~15mm,频率为0.15~0.8Hz。
本发明的技术效果在于:
本发明通过设置特定具体结构的塔体内构件结构,通过具体结构的外环板、内环板和筛板的配合(位置关系、比例关系和数量关系),使得有机相和气泡得到充分的破碎与分散均匀,增大了分散相液滴与气泡的停留时间,使得分散和反应的时间更加充分,配合具体的脉冲方式和气体分配方式,使得反萃效率高,气体利用率高,无需设置搅拌装置,从而占地面积小,噪音小,对周围环境基本无噪音影响,并且动力消耗小,从而节约了能源;同时由于具体结构配合脉冲方式,使得操作连续性好,由于反萃充分,从而萃取剂用量小,并且由于无动力部件,从而检修容易,设备运维成本低。
通过设置特定具体的内构件结构,依靠筛板与脉冲的配合,实现气泡与液滴的充分分散,使得分散更加均匀,大大降低了油水、气液的夹带;通过筛板、内环板和外环板的特定设置,通过折流形式大大提高了气泡的停留时间;通过设置具体的气体回收和混合相关装置,大大的提高了气体的传质速率,并且使得气体的利用率大大提高。
附图说明
图1是本发明一种气液液三相脉冲反萃塔结构示意图。
图2是图1中塔体内构件的部分结构示意图。
图3为外环板和内环板的主视和俯视的结构示意图。
其中图3(a)为外环板的主视和俯视的结构示意图,图3(b)为内环板的主视和俯视的结构示意图。
其中:1:顶部扩大段;2:塔体;3:底部扩大段;4:排气口;5:轻相出液口;6:除雾填料;7:聚结填料;8:外环板;9:内环板;10:筛板;11:轻相进口;12:气相进口;13:脉冲腿;14:重相出口;15:脉冲腿进口;16:气体回收装置;17:气体混合装置;18:储气罐;19:排气阀;20:进气阀;21:压缩气管;22:轻相分布器;23:气相分布器;24:支撑杆;25:重相进液口。
具体实施方式
下面通过结合实施例和附图进一步说明本发明的工艺技术方案。本说明书中涉及到的方位均以本发明一种气液液三相反萃塔正常工作时的方位为准,不限定其存储及运输时的方位,仅代表相对的位置关系,不代表绝对的位置关系。
如图1所示,气液液三相反萃塔的主体为竖向放置的塔体2,塔体2的顶部与顶部扩大段1相连,塔体2的底部与底部扩大段3相连,顶部扩大段1设置有重相进液口25,轻相出液口5和排气口4,顶部扩大段内设置有除雾填料6和聚结填料7,底部扩大段3设置有轻相进口11,脉冲腿进口15,气相进口12,重相出口14,底部扩大段设置有轻相分布器22与气相分布器23分别与轻相进口11、气相进口12连通,脉冲腿进口15与脉冲腿13相连通,所述脉冲腿13顶部与压缩气管21相连通,通过压缩气管上连接排气阀19与进气阀20,进气阀20与压缩气气源相连,排气阀与尾气吸收装置或大气相连,通过排气阀19与进气阀20的开关控制气体在脉冲腿内的排出与进入,对塔内产生脉冲。
排气口4外接气体回收装置16,对气体成本高或后处理困难气体可通过气体回收装置再回收利用,气相进口12外接气体混合装置17,可将反萃用气源18与其它非反萃气源混合,所述非反萃气源占总气体的体积比例为30~70%。
塔体1内部安装如图2所示组合内构件,所述组合内构件包括如图3(a)所示外环板8、图3(b)所示内环板9与筛板10,所述塔板通过支撑杆24纵向排列安装在工作腔内,外环板8外径与塔体内径相同,紧贴塔体壁面,塔板内部开孔,孔径为塔体内径的1/3~3/4,内环板9外径为塔体内径的9/10~3/5,与塔壁存有间隙,内环板与外环板按图2所示交替排列,以一个内环板与外环板为一组,每间隔5~20组板环中安插一块筛板10,所述筛板孔径范围3~6mm,开孔率20%~40%,可根据气体流量来选择合适的孔径、开孔率以及间隔板环组数量。
当反萃塔运行,且采用水相作连续时,首先由重相进液口25向塔内充料,待塔体部分充满物料后,开启进气阀20与排气阀19,当进气阀20开启,排气阀19关闭时,压缩气进入脉冲腿内,脉冲腿内液位下降,引起塔体内部液位上升,当进气阀20关闭,排气阀19开启,脉冲腿内的气体排出,液位上升,引起塔体内液位下降,进气阀20与排气阀19按照此方式依次开关,使塔内产生脉冲,通过空气进气的压力与阀门开闭时间控制脉冲强度。按照有机相与水相的流量比(即体积比)为0.5-8由轻相进口11向塔内进萃取剂,按照表观气速7.8×10-4到7.8×10-3m/s由气相进口12向塔内进气,待顶部扩大段1油水两相界面建立,开始由重相出口14排出反萃水相,有机相开始由轻相出液口5溢流,气体由排气管4排出,此时完整的反萃操作过程开始。在重力的作用下水相朝下、有机相、气相朝上运动,形成逆流反萃,在筛板10与脉冲的作用下,有机相和气泡得到充分的破碎与分散均,外环板8与内环板9增大分散相液滴与气泡停留时间。由排气孔4排出的气体经气体回收装置16收集回收可再循环利用,反萃气源18与非反萃气源分别排入到气体混合装置后,经气体混合装置17按30~70%比例混合进入气相进口12(反萃气源和非反萃气源均分别为外部气源),达到大进口气体流量,可强化液液两相的湍流与气相扩散速率。
采用如图1~3所示的气液液三相反萃塔在冶金反萃具体实施例的效果如下所示:
实施例1:
一种用盐湖卤水提锂的气液液三相反萃塔,采用塔径为DN50的硼硅玻璃反萃塔,反萃有效段高度为2m,有机相组成为含三正辛基氧膦(TOPO)的煤油溶液,含1g/L的Li+,进料流量1L/h,水相为超纯水,进料流量为1.5L/h,气相进口为60% CO2与40%N2的混合气体,进气流量为8L/h,脉冲振幅5mm,频率0.5Hz,以水为连续相(重相),含TOPO的负载有机为分散相(轻相),含有纯水溶液从重相入口进口,由重相出口流出,有机相从轻相入口进入,轻相出口流出,混合气由气体入口进入,排气口排出,稳定运行24h后,测得有机相中Li+<20mg/L,反萃率>98%,CO2利用率>65%,反萃率与符合工业指标要求,CO2利用率远高于工程指标,本实施例完全达到了本发明所述的气液液三相反萃效果。
对比例1:
本对比例采用现有的搅拌釜进行盐湖卤水提锂的反萃处理,按实施例1同等处理量进行,在5L搅拌釜内,水相1.5L,有机相1L,气体流量8L/h,搅拌1h后,测得有机相中Li+为300mg/L,反萃率为70%,CO2利用率为46%,但是搅拌电机能耗为200W,而实施例1的能耗为压缩空气20L,所需320W空压机1h耗电量30W,从而得到本发明在同等条件下,相对于现有的搅拌釜,降低了能耗高于80%,并且反萃率提高28%,CO2利用率提高19%。
实施例2:
一种用铯提取的气液液三相反萃塔,采用塔径为DN150的不锈钢反萃塔,反萃有效段高度为10m,本实施例的所述外环板与塔体内壁的夹角为45°,有机相为含4-仲丁基-2(α-甲苄基)苯酚(t-BAMBP)的煤油溶液,含1.2g/L的Cs+,进料流量180L/h,水相为超纯水,进料流量为41L/h,气相进口为30% CO2与70%N2的混合气体,进气流量为180L/h,脉冲振幅10mm,频率0.3Hz,以水为连续相,含t-BAMBP的负载有机为分散相,含有纯水溶液从重相入口进口,由重相出口流出,有机相从轻相入口进入,轻相出口流出,混合气由气体入口进入,排气口排出,稳定运行24h后,测得有机相中Cs+<20mg/L,反萃率>98%,CO2利用率65%,反萃率与符合工业指标要求,CO2利用率远高于工程指标,本实施例完全达到了本发明所述的气液液三相反萃效果。
对比例2:
本对比例所述外环板与塔体内壁的夹角为90°,其它设置方式与实施例2完全一致,稳定运行24h后,测得有机相中Cs+为180mg/L,反萃率为85%,CO2利用率为56%。与实施例2进行对比,由于外环板与塔体内壁的夹角设置为直角(不在本发明设定的夹角范围内),从而使得反萃率降低13%,CO2利用率降低9%,从而说明了本发明对于外环板的设置方式为创造性设置方式,这样的设置以及夹角角度的设置,使得泡沫能够实现最优的停留时间,既不影响流动性又能尽量长CO2停留时间的与水相进行接触反应,从而使得最终反萃效果良好。
实施例3:
一种用铷提取的气液液三相反萃塔,采用塔径为DN150的不锈钢反萃塔,反萃有效段高度10m,有机相为含4-仲丁基-2(α-甲苄基)苯酚(t-BAMBP)的煤油溶液,含0.8g/L的Rb+,进料流量180L/h,水相为超纯水,进料流量为41L/h,气相进口为30% CO2与70%N2的混合气体,进气流量为180L/h,脉冲振幅10mm,频率0.3Hz,以水为连续相,含t-BAMBP的负载有机为分散相,含有纯水溶液从重相入口进口,由重相出口流出,有机相从轻相入口进入,轻相出口流出,混合气由气体入口进入,排气口排出,稳定运行24h后,测得有机相中Rb+<5mg/L,反萃率>99%,CO2利用率>70%,反萃率与符合工业指标要求,CO2利用率远高于工程指标,本实施例完全达到了本发明所述的气液液三相反萃效果。
对比例3:
本对比例没有设置筛板,其它设置方式与实施例3完全一致,稳定运行24h后,测得有机相中Rb+为100mg/L,反萃率为87%,CO2利用率为62%,从而说明本发明塔体内构件的具体设置方式之间是密切协调的,缺了其中一个,则并不是只丧失了该部件独立的功能,而是使得整体效果丧失,从而证明了本发明塔体内构件的具体设置方式之间是密切协调的。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,包括塔体、底部扩大段、顶部扩大段、脉冲腿、气体回收装置和气体混合装置;
所述底部扩大段设置于塔体的下方,所述顶部扩大段设置于塔体的上方,底部扩大段、塔体和顶部扩大段互相连通设置,且底部扩大段和顶部扩大段的直径大于塔体的直径;
所述塔体内设有工作腔,在工作腔内纵向均布排列设置有塔体内构件;所述塔体内构件包括外环板、内环板和筛板,所述外环板为外缘高内圈低的漏斗形状,外环板的外径与塔体的内径相同,且外环板通过外缘与塔体的内壁相接,外环板漏斗形状的内圈直径为塔体内径的30~75%,所述内环板为横置板状结构,且内环板的外缘与塔体的内壁之间设置有间隙,内环板的外径为塔体内径的60~90%,一个或多个外环板与一个或多个内环板从上到下依次交替排列形成板环组,每间隔3~20个板环组下方设置一个或多个筛板,所述筛板上设置有密布的通孔结构,通孔结构的每个孔径为3~6mm,筛板的开孔率20~40%;
所述脉冲腿设置于所述底部扩大段上,所述气体回收装置通过管道与顶部扩大段连通,所述气体混合装置分别通过管道与气体回收装置以及底部扩大段相连通。
2.根据权利要求1所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,在顶部扩大段的侧部设置有轻相出液口和重相进液口,轻相出液口设置于重相进液口的上方,在顶部扩大段的顶部设置有排气口,在排气口和轻相出液口之间的顶部扩大段内部横置有除雾填料,在轻相出液口和重相进液口之间的顶部扩大段内部横置有聚结填料;所述气体回收装置设置有回收气入口和处理气出口;所述气体混合装置设置有第一入气口、第二入气口和排气口,所述排气口通过管道与气体回收装置的回收气入口相连通,气体回收装置的处理气出口通过管道与气体混合装置的第一入气口相连通。
3.根据权利要求2所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,所述气液液三相反萃脉冲塔还包括有储气罐,所述储气罐通过管道与气体混合装置的第二入气口相连通。
4.根据权利要求2或3所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,在底部扩大段的侧部设置有轻相进口、气相进口、重相出口和脉冲腿进口,所述重相出口设置于最底端,所述轻相进口设置于最高端,所述气相进口通过管道与气体混合装置的排气口连通;在底部扩大段内部的轻相进口处设置有轻相分布器,在底部扩大段内部的气相进口处设置有气相分布器;所述脉冲腿进口与所述脉冲腿的底端相连通,脉冲腿的顶端与压缩气管连通,压缩气管的顶端一端设置有排气阀,另一端设置有进气阀。
5.根据权利要求4所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,所述气体回收装置依靠设置的干燥器、单向阀、调节阀与压缩机实现气体回收,所述气体混合装置为压力变化混合器,通过调节压力变化来实现气体混合;所述轻相分布器包括底部轻相管道和顶部的轻相喷射盘,所述轻相管道与所述轻相进口连通,所述轻相喷射盘为盘状结构且顶部密布开孔,通过开设的多孔向上喷射轻相;所述气相分布器包括底部气相管道和顶部的气相喷射盘,所述气相管道与所述气相进口连通,所述气相喷射盘为盘状结构且顶部密布开孔,通过开设的多孔向上喷射气相。
6.根据权利要求1-3或5中任一项所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,所述外环板的漏斗形状为圆形、椭圆形、矩形或多边形的漏斗形状;
所述内环板的板状结构为平板、弧形板或波纹板的板状结构;
所述外环板、内环板和筛板均通过竖直设置的多根支撑杆进行架设和固定。
7.根据权利要求1-3或5中任一项所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,所述内环板的板状结构为平板、弧形板或波纹板的板状结构。一个外环板与一个内环板从上到下依次交替排列形成板环组,每间隔5~20个板环组下方设置一个筛板。
8.根据权利要求1-3或5中任一项所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,其特征在于,所述外环板与塔体内壁的夹角为45~85°,根据气体流量大小在45~85°范围内进行夹角度数的设置。
9.一种提取有价金属的反萃方法,其特征在于,所述反萃方法使用权利要求1-8任一项所述的提取有价金属用的气液液三相反萃脉冲塔,包括如下步骤:
(1)通过重相进液口将重相物料排入到顶部扩大段内,并充入塔体和底部扩大段内,待塔体部分充满重相物料后,循环的分别开启和关闭进气阀和排气阀,进气阀开启时,排气阀关闭,压缩气进入脉冲腿内,脉冲腿内的液位下降,引起塔体内部液位上升,进气阀关闭时,排气阀开启,脉冲腿内的气体向上排出,液位上升,引起塔体内液位下降,进气阀和排气阀按照该循环方式依次开启和关闭,使塔内产生脉冲;
(2)步骤(1)产生脉冲之后,通过轻相进口向底部扩大段内排入轻相物料,同时通过气相进口向底部扩大段内排入混合气体,轻相物料和混合气体通过塔体向上运动,然后顶部扩大段内的重相和轻相的两相界面形成,得到的反萃相通过重相出口排出,得到的有机相通过轻相出液口排出,反应气体通过排气口排出;排出的气体排入到气体回收装置内进行处理后排入到气体混合装置内,储气罐内充设有反萃气源,储气罐内向气体混合装置充入反萃气源,同时向气体混合装置内充入非反萃气源,反萃气源与非反萃气源在气体混合装置内进行混合后形成混合气体通过气体混合装置的排气口排入到气相进口;塔体内从下向上的流体先从内环板与塔体内壁之间的间隙流过,然后再通过外环板内圈的中心开孔向上流动,流体整体呈“S”型流动,向上流动的流体从内环板与塔体内壁之间的间隙流过后,先流向外环板外缘下方与塔体内壁的夹角处,气泡优先运动至该夹角处且在该处的壁面处停留并富集;
(3)持续进行步骤(2)进行反萃,反萃物料完毕后,关闭气相进口、轻相进口、重相进液口以及排气阀和进气阀,将塔体内物料排出后,关闭重相出口和轻相出液口,反萃结束。
10.根据权利要求9所述的提取有价金属的反萃方法,其特征在于,所述反萃气源为二氧化碳,所述非反萃气源为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气或空气中的一种或多种的混合气,非反萃气源和反萃气源形成的混合气体中,非反萃气源的体积比例为30~70%;
步骤(2)中通过气相进口向底部扩大段内排入混合气体的流速为(7.8×10-4~7.8×10-3)m/s;
步骤(1)中,通过压缩气进气的压力与进气阀以及排气阀的开闭时间控制脉冲强度。
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