稀土萃取分离箱式萃取槽设计（可编辑）.doc

箱式萃取槽设计1、水相封板高度与水相调节管长度 按压力平衡得: 求解得: 一些根本参数: (1)几种有机物及物料比重物料名称 P507 HA N235 ROH比重(kg/L) 0.95 0.9663 0.8153 0.8339物料名称 煤油 纯水 盐酸(10N) 液碱(10N)比重(kg/L) 0.8 1 1.17 1.33 (2)几种有机相配比有机相名称 配比 负载REmol/LP507有机相 1.5mol/LP507?煤油(即50%P507?50%煤油) 0.18HA有机相 0.75mol/L?18%ROH?煤油(即25%HA) 0.2N235有机相 20%N235?20%ROH?煤油 / (3)几种溶液比重计算(不考虑溶质体积变化) ①空白P507有机相 0.5×0.95+0.5×0.80.875 (kg/L) ②空白HA有机相 0.25×0.9663+0.18×0.8339+0.57×0.80.848 (kg/L) ③空白N235有机相 0.20×0.8153+0.2×0.8339+0.6×0.80.81 (kg/L) ④5.5N盐酸 5.5×36.5+9501150 g/L (1.15 kg/L) ⑤料液(水相稀土浓度CRE1.5mol/L,平均分子量158) 1000+1.5×1581237 g/L (1.237 kg/L) ⑥料液(水相稀土浓度CRE1.5mol/L,平均分子量158,料液酸度[H+]1N) 1000+1.5×158+1×36.51273.5 g/L (1.2735 kg/L) ⑦P507负载有机相(负载CRE0.18mol/L,平均分子量158) 0.875×1000+0.18×158903.44 g/L (0.9034 kg/L) ⑧HA负载有机相(负载CRE0.2mol/L,平均分子量158) 0.848×1000+0.2×158879.6 g/L (0.8796 kg/L) (4)水相封板高度 按最低极限位置计算。

水相封板高度的最低位置:水相为含酸稀土料液与有机相为空白有机相时 (4)水相调节管长度 按水相封板高度的最高和最低极限位置之差计算 水相封板高度的最高位置:水相为纯水与有机相为满负载有机相时 水相调节管长度:H2、混合室高宽比 混合室高度与混合室宽度的比例参考下表:规格(升) 900 500 300 200 80 50比值 1.157 1.167 1.167 1.166 1.171 1.175 采用矮胖型优点:①搅拌桨抽力(功率)稍小时亦能抽过; ②搅拌混合好,混合室上面不出现澄清现象; ③澄清室路径长,有利于混合相澄清3、搅拌桨 搅拌桨均采用涡轮桨,桨叶直径为混合室宽度的比例、桨叶高度(包括上下板)为桨叶直径的比例按下表选取规格(升) 900 500 300 200 80 50 30直径比值 0.35 0.37 0.38 0.39 0.42 0.45 0.5高度比值 0.42 0.44 0.45 0.48 0.5 0.51 0.534、导流孔 导流孔直径按下表选取规格(升) 900 500 300 200 80 50 30直径φ 160 150 140 120 80 75 655、潜室高度 潜室高度与混合室高度的比例参考下表选取。

规格(升) 900 500 300 200 80 50 30比例 0.105 0.11 0.122 0.125 0.14 0.145 0.156、其它 ①混合室堰板高度比有相口高度高出10mm,以防止停机时澄清室有机相倒流(灌)进混合室,造成槽体有水比例混乱; ②有机相口至槽顶高度:300L以上萃取槽取18cm,小于300L萃取槽取15cm;地面至萃取槽顶盖高度宜选取在1250mm ③搅拌桨转速为245~260rpm之间,过快功率消耗大、噪声大、轴承寿命短;过慢抽力小、流通堵塞、混合效果差 ④水相调节管: 为了统一规格,水相调节管按萃取槽大小规格采用如下尺寸:槽别 900L 500L-800L 100L-500L 100L下直径M-6h M110×2 M90×2 M75×2 M50×2长度b(mm) 120 120 100 100水相封板(mm) 200×160 150×130 150×120 110×90 ⑤水相口与有相口 为了统一规格,水相口与有相口截面长宽按萃取槽大小规格采用如下尺寸:槽别 900L 500L-800L 100L-500L 100L下水相口mm 200×70 150×60 150×50 110×40有相口mm 200×90 150×80 150×60 110×50 ⑥传动装置: 考虑原那么:B型三角皮带长度不超过2500mm,A型三角皮带长度不超过2000mm,否那么容易变长失效。

450L以上萃取槽采用单级传动,200L以下萃取槽采用一拖十传动,两者之间的萃取槽用一拖二传动 单级传动和一拖二传动均采用2根A型三角皮带,一拖十传动采用1根B型三角皮带(电机传动仍采用2根A型三角皮带) 轴承座:200L以上萃取槽采用CKS207,200L以下萃取槽采用采用CKS206 ⑦电动机采用Y系列6极电机,功率配置约为混合室体积(M3)的1.1倍,环烷酸体系较粘稠,功率按1.2倍配置,功率配置过大造成无功损耗大,需加大电容补偿投入 ⑧传动架:采用门架式,支脚距离宜3.5米至4米之间,350L以下萃取槽采用14#厚装槽钢与5#角钢,350L以上萃取槽采用18#厚装槽钢与7#角钢,角钢宜放置总高1/3处即离地400~500mm处传动架槽钢底离萃取槽顶盖距离200mm ⑨当Vs与Vw或V反的流比太悬殊(>10∶1)时,在洗涤段或反萃段应采用水相带内循环装置的半逆流萃取槽,以加大有水混合接触效果 ⑩重稀土别离局部的萃取槽应采用双搅拌装置的萃取槽,以增加搅拌反响平衡时间,提高别离效果混合澄清器的选择与设计图3-3混合---澄清萃取槽结构示意图1.搅拌浆;2.混合相口;3.水相调节管;4.有机相堰;5.水相口;6.两相口;7.潜室;8.有机相口 全年生产时间为300天;24小时连续作业;设备利用系数为0.8。

通常,混合澄清室是根据特定的工艺要求而设计,在特定的工艺中应用成功后,再推广应用其他相应的领域对所有溶剂萃取过程都适用,且技术、经济上都最为理想的萃取器,实际上是不存在的因此,混合澄清器的选择与设计必须因对象制宜,主要是根据萃取体系的特性,同时要考虑一下因素: 1. 所选的混合澄清器的适用范围和操作性能如萃取效率,处理能力,适应性和运行稳定性等 2. 技术经济指标如动力消耗,溶剂夹带损失,溶液积存量,加工与维修难易等 3. 使用这种混合澄清器的经验 进行混合澄清器工艺设计的根本参数有:两相流量,两相在混合室的接触相比,两相在混合式的表观接触时间和混合相在澄清室的相别离时间,两相的密度与粘度等 混合澄清器的设计大致包括三个方面: 混合室有效体积和结构尺寸确实定;澄清室有效体积和结构尺寸确实定;各相口及各板位置和结构尺寸确实定计算的主要工程如下: 1.混合室有效体积及其边长 混合室的大小是根据所要求的生产能力和为到达一定的级效率所需要的两相接触时间来确定的具体计算公式如下: (1)混合室有效体积: (3-60)上式中 t ??两相在混合室的表观停留时间,hminm ??体积校正系数,一般取m 1.1t ??两相混合时间,一般取m 4 (2)混合室边长 当混合室有效体积确定之后,方形混合室的边长: (3-61)式中 B??方该混合室的边长,mcmVm??混合室的有效体积,m3cm3K??混合室的有效高度与边长之比,一般取1.1 2.澄清室边长L 2.5B (3-62) 混合室高度有效高度: 潜室高度 澄清室有效高度混合室有效高度H+潜室高度 混合澄清器空高澄清室高度0.3 3.相口计算 前述的五种混合澄清器的结构及搅拌器各不相同,专用的计算公式未公开报道。

下面介绍箱式澄清器的主要相口计算公式及其经验公式 (1)混合相出口(兼作有机相回流口) 假定混合相出口为简单的锐孔,便可应用伯努利方程式求出相口的截面积: (3-63)式中 f??相口截面积,m2cm2;Q??料液体积、有机相体积和洗涤剂体积m??流量系数,一般取0.6;g??重力加速度,m/s2cm/s2H??出口两边液体的压头差,一般取0.005m (2)重相入口 假定重相入口为简单的锐孔,便可应用伯努利方程式求出相口的截面积: (3-64)式中 f??相口截面积,m2cm2;QA??料液体积和洗涤剂体积m??流量系数,一般取0.6;g??重力加速度,m/s2cm/s2H??入口两边液体的压头差,一般取0.005m (3)轻相溢流口 按标准堰方程式计算: (3-65) 。