调节两种溶液界面及使之离开分离部的方法和设备

1.一种用于调节两种可相互分离溶液间的界面并将两种溶液排出 分离部的方法，其特征在于，为调节这些可分离的溶液间的界面，通过 将经沉降的水溶液经管状件从下向上引导，在此情况下所述管状件的高 度是可调的，在将所述溶液从分离部排出时，通过将该溶液经有盖的， 比排放端低的烟囱状的溢流道箱导向输送管而防其吸收气体。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，利用设在该烟囱状溢流道箱 中的防紊流板状结构防止从分离部中排放的溶液吸收气体。
3.如权利要求1的方法，其特征为，利用设在烟囱状溢流道箱中的 防紊流格状构件防止从分离部中排放的溶液吸气。
4.如权利要求3的方法，其特征为，该格状构件的安装要使其顶沿 位于液面之上。
5.如权利要求3的方法，其特征为，该格状构件的安装要使其顶沿 位于液面之下。

技术领域\n本发明涉及沿垂直方向调节液-液提取中的，因重力而相互分离的 两种溶液的界面或分离区的位置的方法，并涉及将已分离的溶液从发生 分离的空间导出，从而有效地防止在输送步骤中溶液充气的方法。本发 明还涉及实施此方法的设备。\n现有技术\n在大型提取厂中，如铜提取厂中，通过采用两种设有溶液溢流口的 流槽而将溶液界面的调节及溶液的排放结合起来的，所述各流槽垂直延 伸超过分离部的整个终端部。通常使用两个相连的流槽，沿溶液流向的 第一个是收集作为溢流的，较轻的有机溶液的固定流槽，而后一个是收 集水溶液的，设有可调的溢流沿的流槽。较重的溶液，即水溶液，从两 槽下面，经形成于两槽底和分离部底间的导管被导出。从此导管，水溶 液转而向上，然后转U形弯并在该收集槽中沿与原流动方向相反的方向 流动。\n这种可调的水溶液溢流口由现有技术中公知水溶液流槽的外沿构 成，该流槽是由上延伸到一定高度的壁板及对着它移动的另一块板构成 的。这种设有水平溢流沿的构件，从调节的观点看，作为基本溢流口高 度其安装高度在无需低于其高度位置。这种调节范围完全在此水平之 上，而且它借助一可移动的板被小心维持，其溢流沿同样按水平位置维 持。\n上述设有溢流沿的水溶液流槽有一些缺点。两彼此相对移动的板不 能作得紧凑，很大部分的溢流，约10％-40％，沿某些其它途径，而 不是漫过溢流沿通过。因此，相界面的调节仅在输入溶液超过半量时才 正常进行，提取厂则是按此量设计的。此外，当向下一过程进行时，上 述溢流使溶液流向下一工艺步骤，因此，由于下一步抬高，使提取结果 减弱。还有这样的危险：分离部的界面上下波动，在此情况下，位于各 纯相之间的载有杂质的悬浮相随着被分开的相一起被输送。\n发明内容\n借助本发明的方法和设备，我们一直试图避免上述缺点，而我们的 目的在于提高各溶液间的调节精度，同时防止溶液吸收气体，从而提高 分离中的溶液流的可控性。当使工艺过程向上和向下进行时，良好液- 液提取调节能力是尤为重要的。按本发明，溶液间的界面是通过调节溢 流表面而得以调节的，从而在水溶液端的底部装有若干可垂直调节的管 状件，水溶液从向下方流去，然后经该管状件的顶部部件排到包围水溶 液的流槽。借助这样的结构可防止被分离的溶液吸气：在该结构中，经 沉降的溶液从该溶液端经由位置低于该溶液端底的烟囱状溢流道箱流向 各管线。对于提取溶液而言，防止吸气是特别重要的。所述的溢流道箱 还可设有辅助的，用于避免形成紊流及经其将空气吸入溶液的构件。从 所附的专利权利要求书可了解本发明的基本新颖的特点。\n附图简介\n现参照附图详细描述本发明。\n图1是分离部，即沉降槽的示意性纵向剖视图；\n图2说明用于排放水溶液的结构；\n图3是说明沉降槽排出端的俯视图；\n图4展示了沉降槽排出端结构的剖面；\n图5a展示了用于排放提取液结构的横剖视图；\n图5b是说明同一结构的侧视图；\n图6a是展示同样结构的最佳实施方案的侧视图；\n图6b是说明相同结构的俯视图；\n图7a展示了用于排放提取液的液封剂视图；\n图7b是图7a说明物的俯视图。\n实施例\n图1示意性地示出分离部，即，沉降槽1的结构。在混合装置，即 混合器(图中未示)中混合的两不同相悬浮液2流入沉降槽中，在其前 方设有防护栏3、4和5。当向前流时，该悬浮液逐渐分成两个分开的 层，即上面的有机相层6和下面的水溶液层7。在此两相之间，留有连 续变薄的悬浮液层。在最后的防护栏5后的部分水溶液可从沉降槽经收 集槽8排入循环系统。有机相成为溢流被排向较轻相的流槽9，所述流 槽的前端是固定的，但按照此图，作成圆形是有益的。水溶液从有机相 流槽之下到水溶液相的水端被连续处理。水溶液首先经管状件11升至水 端部，然后从为溢流从其内侧全部流向水端部10。\n在图2中更详细地描述了本发明的水溶液的优越的排放方法。水溶 液经过由水端10的下底部12和沉降槽13的底部构成管道14流向管状 件11的下管状部件15，该件15是与上管状部件16套筒式地相连的。 将顶部部件的上沿17作成向上扩张状，从而借助这种结构及更精确的调 节可降低溢流速度。\n为了以紧凑的方式将套筒状连接的管15和16相连，还可通过将一 波纹管状部件18连在相互连接的各管的表面上可使此结构更为安全可 靠。该波纹管状件18的高度是这样的：它可使这些管在整个调节范围内， 彼此相对地升降。溢流管11的下部部件15与下底12紧密相连。下底本 身位于与有机溶液排放流槽9的底相同的高度处是有利的。用该图所示 的方法，就可以精确而可控的方式调节水溶液表面的高度，而不会有不 受控制的溶液流过该调节缘，与此同时，还可调节此二溶液间的界面。\n图3是展示相排放端的俯视图，在此情况下，沿流动方向首先置有 有机相排放流槽9，其后是水溶液的水端10。在该图中可见。管状件11 的高度可借助调节杆19按组进行调节。在此图中，其中的调节杆与3个 溢流件相连，当然这个数目是可以改变的。在图4中，展示了相同的相 排放端的剖面图。在各溢流管之间可以看到排放端的支撑结构。\n这样就在沉降槽中形成了不变的水溶液的空间10，当沿溶液的流动 方向观察时，其前端受有机相溢流流槽9的限制，其后端受沉降槽1的 背端的限制，而在其侧面受沉降槽侧壁的限制。比如，如从图3可见， 溢流管11一个挨一个地置于水端10中。调节溢流管的数目，以便将其 中的流速设定在0.3～0.7m/s的范围内。\n大型铜提取厂包括多个工艺步骤，其中从外部供入该步骤中的水溶 液，及从该步骤中排放的水溶液的量都比从一个步骤流向下一步骤的提 取溶液的量要小得多。因为在混合器中有机溶液和水溶液进行接触的溶 液比大致为1∶1，而且从此步骤外供入混合器中的水溶液仍很少，所 以大部分水溶液必须经相同步骤中的沉降槽部供入。结合图1，其中曾 提到收集槽8，大部分经其流过的水溶液被吸入循环系统是有利的，因 而在这种重复循环系统中的所需的水溶液未加到水溶液排放端10中。在 此情况下，仅为了使进入外部再循环系统的水循环才需要水端10。比如， 在提取液的洗涤步骤中，虽然供入混合器中的水溶液的数量级为1000- 2000m3/h，但外供的水溶液的数量级仅为50m3/h。在此情况下可知水 端10中所需的溢流管的数目是相当少的。\n按本发明的安排，从提取溶液流槽及从水端中去除被分离的溶液， 并将这些溶液导向下一工艺步骤，从而在将此溶液，尤其是提取液送往 下一步骤时避免了溶液吸收气体。在图3和4中可见，提取液流槽9是 如何在侧向上在通往沉降槽外的路途上是完全连续的，以及如何将溶液 经所述流槽的外溢流道箱20导向下一工艺点的。根据图5a和5b，提取 液流槽的溢流道箱20为烟囱状件，其本身比流槽9深，而且提取液输送 管在溢流道箱底处与其相连、输送管的数目比如可为2个，而不是一个， 在此情况下，可以避免循环管尺寸过大。这种双管结构的优点是避免了 这样的情况：比如，有机溶液的一个大管的底部充有可能阻碍提取液处 理进程的水溶液。提取液流槽的溢流道箱位于沉降槽的任一侧，而相应 的水溶液的烟囱状溢流道箱被自由地置于水端的背墙处，或水端10的侧 面的任一侧处都是有利的。\n如上所述，水溶液的去除结构可置于流槽中的不同点处。该位置取 决于涉及哪一个步骤及将水溶液导向哪一个步骤。将去除点设在使输往 下一步骤的输送管数目尽可能小之处自然是合理的。烟囱状结构能将管 路的水平出口在尽可能高的水平面上与该结构相连，在此情况下，泵送 变得容易并可避免深的管路挖掘工程。已经很明显的优点是可在地表面 上引出管子。\n烟囱状溢流道箱防止空气进入溶液。为了防止空气进入，还可通过 按向下的取向设置溢流道箱的顶板及在每个管路出口21前设大致垂直的 板。将这些板安装得如此之低，从而使提取液流槽几乎装满，事实上是 有利的，在此情况下，流槽不吸收空气、另一防止吸气的方法是设置在 液面附近的，示于图6中的格子槽24。这种阻挡物在驱动未完全装满的 提取液流槽或水端时是有用的，而且它在正常运行时还以循环减弱的方 式作业，正常运行是不需要所述阻挡物的。格子槽24的布置要使其顶端 向上方的液面延伸，但其也可位于液面下方，甚至尽可能大地沿格子槽 长度延伸。\n利用去除结构20防止了将空气吸入欲被排放的溶液中。此结构为烟 囱状，而且其底的位置低于溶液流槽的底的位置，以使二者间的高度差 0.3-0.1倍于流槽宽度。\n在大型提取厂中，提取液的贮存罐一般设在单独的贮存罐区域中， 前者的位置是如此之低，通过自由释放就可使提取液向其流动。这经常 是通过下降数米而实行的。因而导致溶液大量吸气。从图7a和7b可知 怎样通过使用液封来防止吸气的。尤其是防止导向贮存罐的管线工程中 吸气的，所述液封是在去除结构20之前装在提取流槽中的。问题是长溢 流口25，它在某种程度上在排放流槽中，在出口端的中部形成一个流槽。 大致在此溢流口周围形成一比液面低得多的垂直板26。如于图7b这些 板出现于远离提取液流槽边缘处，并此开始有一个盖子27则是有利的， 盖子27向溶液的排放方向延续，并还以均匀的方式在排放轴20上延伸。 留在盖子下的空气空间的压力借助于导向此空间的垂直管28达到平衡。\n上述的欲在贮存罐中构成的溢流口可以是水平的，或是向入口方向 均匀倾斜的，而其最下部由横过提取液流槽的区段形成。从流动技术的 观点来看，后一种解决方案更值得推荐，因为降低了溢流的下降高度， 因而限制空气混入提取溶液中。但当采用上述液封时，混入的危险明显 是较小的。\n在以上的说明中，我们已陈述了本发明的方法和设备，这些陈述主 要是参照用大型提取厂提取铜作出的，并试图找到解决这些问题的方 案。但，很清楚，这些方法和设备还可用于其它的提取厂。