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1、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：一些基本参数：(1) 几种有机物及物料比重物料名称P507HA N235 ROH比重(kg/L)0.950.96630.81530.8339物料名称煤油纯水盐酸(10N)液碱(10N)比重(kg/L)0.81 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(
2、不考虑溶质体积变化) 空白P507有机相0.5X0.95+0.5X0.80.875 (kg/L) 空白HA有机相0.25X0.9663+0.18X0.8339+0.57X0.80.848 (kg/L) 空白N235有机相0.20X0.8153+0.2X0.8339+0.6X0.80.81 (kg/L) 5.5N盐酸5.5X36.5+9501150 g/L (1.15 kg/L) 料液(水相稀土浓度CRE1.5mol/L,平均分子量158) 1000+1.5X1581237 g/L (1.237 kg/L) 料液(水相稀土浓度CRE1.5mol/L,平均分子量158,料液酸度H+1N)1000+
3、1.5X158+1X36.51273.5 g/L (1.2735 kg/L) P507负载有机相(负载CRE0.18mol/L,平均分子量158)0.875X1000+0.18X158903.44 g/L (0.9034 kg/L) HA负载有机相(负载CRE0.2mol/L,平均分子量158)0.848X1000+0.2X158879.6 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
4、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）900500300 20080 50比值 1.157 1.167 1.167 1.166 1.171 1.175采用矮胖型优点:搅拌桨抽力（功率）稍小时亦能抽过； 搅拌混合好，混合室上面不出现澄清现象； 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）90050030020080 50 30直径比值0.350.370.380.390.42 0.45 0.5高度比值0.420.440.450.480.5
5、0.51 0.534、导流孔导流孔直径按下表选取。规格（升）90050030020080 50 30直径 16015014012080 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） 90050030020080 50 30比例 0.105 0.11 0.122 0.125 0.14 0.145 0.156、其它 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； 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。 搅拌桨转速为2452
6、60rpm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。 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-800L100L-500L100L 下直径 M-6h M110X2 M90X2M75X2M50X2长度 b(mm) 120120100100水相封板(mm) 200X160 150X130 150X120 110X90 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-800L100L-500L100L 下水相口 mm 200X70 150X60 150X5
7、0 110X40有相口 mm 200X90 150X80 150X60 110X50 传动装置：考虑原则:B型三角皮带长度不超过2500mm,A型三角皮带长 度不超过2000mm,否则容易变长失效。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。 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
8、配置，功率配置过大造成 无功损耗大，需加大电容补偿投入。 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400500mm处。传动 架槽钢底离萃取槽顶盖距离200mm。 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。 重稀土分离部分的萃取槽应采用双搅拌装置的萃取槽，以 增加搅拌反应平衡时间，提高分离效果。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
9、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
10、种混合澄清器的经验。进行混合澄清器工艺设计的基本参数有：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 相分离时间，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的确定；澄清室有效体积和结 构尺寸的确定;各相口及各板位置和结构尺寸的确定。计算的主要项 目如下：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达到一定的级效 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
11、，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0.33.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
12、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)式中b?堰宽度，mcm;Qo?有机相溢流量，m3/scm3/sm?流量系数,一般取0.4;H?堰边液体深度，取0.01.-0.015m
