[发明专利]一种超声波管道化萃取铜离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波管道化萃取铜离子的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来进行混合物的分离，即利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，实现组分分离的传质过程。萃取操作广泛地应用于化学、冶金、食品等行业。

萃取设备是一类用于萃取操作的传质设备，能够实现料液所含组分的分离，按设备结构分为混合澄清器和离心萃取机等。这些传统萃取器大多为敞口设计，在萃取过程中萃取剂会大量挥发，具有火灾隐患，影响操作环境。该萃取设备为全封闭设备，可有效解决传统萃取设备的弊端。此外，传统萃取方法传质效率低，萃取时间长，萃取级数多，有机相和水相滞留量大，等缺点，严重降低生产效率，提高生产成本。

基于上述分析，本发明提出超声波管道萃取铜离子的方法，将含铜离子的料液和萃取剂泵入细管道，增大两相在细管道的杰出面积，提高传质速度。在此基础上，采用超声波利用其强烈的空化效应、机械振动和扰动等多重效应，进一步提高铜离子的传质速度，缩短萃取和反萃取时间，降低生产成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种超声波管道化萃取铜离子的方法。本方法充分利用料液和有机相在细管道内接触面积大，传质速度快的优点，以及超声波强烈的空化应效应、机械振动、扰动等多重效应，提高传质效率，缩短萃取和反萃取时间，降低生产成本，并提高萃取过程的安全性，本发明通过以下技术方案实现。

一种超声波管道化萃取铜离子的方法，其具体步骤如下：

步骤1、将含铜离子浓度为0.8～40g/L的料液和萃取剂有机相按照总流速为0.1～100m³/h的速度泵入萃取管道反应器萃取管道内，控制有机相与水相的相比为1：3～3：1，萃取温度为20℃～80℃，超声波频率为1～80MHz，反应0.1～120min得到负载有机相，在萃取过程中将萃取管道反应器串联进行多级逆流萃取；

步骤2、萃取完成后，将步骤1得到的负载有机相和反萃液按照总流速为0.1～100m³/h的速度泵入萃取管道反应器萃取管道内，控制有机相与水相的相比为1：3～3：1，萃取温度为20℃～80℃，超声波频率为1～80MHz，反应0.1～120min得到含铜富液，在反萃过程中将萃取管道反应器串联进行多级逆流反萃。

所述萃取管道反应器包括水相输送泵1、有机相输送泵2、萃取管道3、槽体4、超声波装置和超声波传导介质水8，超声波装置包括连接线5、超声波控制器6和超声波发生器7，槽体4中均匀分布设有萃取管道3，萃取管道3入口和出口分别位于槽体4相对应的两侧，萃取管道3入口由两根并联的管道密封组成，位于上端的管道入口连接水相输送泵1，另一根管道为有机相输送泵2入口，槽体4另外两侧均匀分布设有若干超声波发生器7，槽体4内注有超声波传导介质水8，若干超声波发生器7通过连接线5与超声波控制器6连接。

所述萃取管道3管道直径为0.1～10cm。

所述步骤1中的萃取剂为5-十二烷基水杨醛肟与2-羟基-5-壬基苯乙酮肟混合萃取剂，稀释剂为260# 溶剂油。

所述步骤2中的反萃液为电解铜废电解液。

以三级逆流萃取过程为例，其示意图如图2所示；以三级逆流反萃流程为例，其示意图如图3所示，从图2可以看出：第一级萃取时水相输送泵将料液泵入萃取管道，有机相输送泵将下一级萃取分相后的有机相泵入萃取管道；中间级数萃取时水相输送泵将上一级萃取分相后的水相泵入萃取管道，有机相输送泵将下一级萃取分相后的有机相泵入萃取管道；最后一级萃取时水相输送泵将上一级萃取分相后的水相泵入萃取管道，有机相输送泵将空载有机相泵入萃取管道。从图3可以看出：第一级萃取反萃时水相输送泵将下一级萃取分相后的水相泵入萃取管道，有机相输送泵将负载有机相泵入萃取管道；中间级数反萃时水相输送泵将下一级萃取分相后的水相泵入萃取管道，有机相输送泵将上一级萃取分相后的有机相泵入萃取管道；最后一级反萃时水相输送泵将电积废液泵入萃取管道，有机相输送泵将上一级萃取分相后的有机相泵入萃取管道。

本发明的有益效果是：

（1）本发明采用超声波强化料液的萃取，料液和有机相在萃取管道在超声波强烈空化应效应、机械振动、扰动等多重效应下发生反应，提高萃取效率该技术在大幅提高萃取率的同时，具有操作简单、无污染等优点。

（2）本发明为全封闭式管道萃取，从根本上提高操作的安全性，并减少萃取剂挥发带来的环境污染，改善操作环境。

附图说明