[发明专利]一种全界面反应器及全界面高效萃取方法

说明书

本发明公开了一种全界面反应器及全界面高效萃取方法，其中全界面反应器包括依次连通的预混合模块、多相反应模块和延续反应模块；所述多相反应模块包括反应管体；所述反应管体包括预混区和全混区；所述全混区内沿反应管体方向设有若干个改变反应相流动方向的混合单元；所述全混区末端连通延续反应模块的进口端。本发明的反应管体对流动中的反应相进行反应，采用混合单元改变反应相的流动方向，使其混合更加均匀，稳态、瞬态条件下两相流的相界面微观上形成“全界面”接触反应的结构特性，快速进行界面反应，充分混合、反应、传质后，进行澄清分相，减少了相间离子迁移过程，减少了反应时间，也大大减小了设备体积，降低了设备安装难度。

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种全界面反应器及全界面高效萃取方法。

背景技术

随着重工业的发展及人们生活水平的提高，来自工业和生活的废物也越来越多，给环境污染治理造成很大的难题。重金属废水在工业废物中战友很大比重，针对重金属废水，需要将其与化学试剂混合后在反应器内进行反应，以提取出重金属废物，并使废水满足环保排放标准，但是现有的反应器多采用搅拌釜混合与反应釜反应，其反应效率较低，影响了废水处理速度，且反应级数多，占地大，很难满足现有环保要求下对重金属废水，尤其是含锰含钴废水的处理。

常见的混合器主要由搅拌室、挡板、搅拌装置构成。该装置适用范围广，以间歇操作为主。混合效果好，但是混合的时间较长，常用于反应速率相对较慢的反应体系。

反应釜大多为釜式反应器，采用多次多次回流以增加反应程度，效率低，时间长，难以满足高效率生产的要求，因此，有必要设计一种体积小，效率高的全界面反应器及全界面高效萃取方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小，效率高的全界面反应器及全界面高效萃取方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种全界面反应器，包括依次连通的预混合模块、多相反应模块和延续反应模块；所述多相反应模块包括反应管体；所述反应管体包括预混区和全混区；所述全混区内沿反应管体方向设有若干个改变反应相流动方向的混合单元；所述全混区末端连通延续反应模块的进口端。

所述混合单元为高速涡轮。所述高速涡轮上安装有按螺旋线式流道设计的导叶。

相邻的高速涡轮逆方向旋转。

所述预混区前端设有油相入口和水相入口；所述油相入口与水相入口的轴线方向垂直。两个方向的流体流入时相互碰撞，起到初步混合的作用。

一种全界面高效萃取方法，采用上述的全界面反应器，包括以下步骤：

S1：萃取提锰；萃前液经反应器萃取提锰出提锰萃余液和提锰萃出液；所述提锰萃出液依次经提锰洗涤、提锰反萃和提锰洗铁得到提锰液；

所述步骤S1中，所述萃取提锰包括提锰一级萃取、提锰二级萃取、提锰三级萃取；所述萃取提锰采用皂化后的萃取液经提锰一级萃取和提锰二级萃取后在提锰三级萃取时与萃前液反应；所述提锰三级萃取萃取后的水相流至提锰二级萃取；所述提锰二级萃取的水相流至提锰一级萃取；所述皂化后的萃取液与提锰二级萃取的水相进行提锰一级萃取分离出提锰萃余液。萃取提锰中的萃取剂的成分为：P204体积：260#溶剂油体积＝1：3。

萃取剂皂化率控制在55～60％，进料量优选为油相15～16m3/h，皂化剂750～800L/h。

皂化剂为：30～31％NaOH或20％的氨水。

萃前液的进料量以萃余液PH值3.8～4.2为准调整，进料量优选为：2.5～3.5m3/h。

提锰萃余液的Mn≤0.005g/L，Ca≤0.002g/L，Cu≤0.002g/L，Zn≤0.001g/L，Fe≤0.001g/L。