新型萃取设备、湿法冶金所需分离设备　

      鉴于传统萃取装备自身存在的缺点，一种新型的湿法冶金萃取设备—CWL-M系列离心萃取机应运而生。

　　1、 设备原理

　　离心萃取机与传统的厢式萃取设备在工作原理上有着本质的区别。离心萃取机是利用电机带动转鼓高速转动，密度不同且互不混溶的两种液体在转鼓或桨叶旋转产生的剪切力作用下完成混合传质，又在转鼓高速旋转产生的离心力作用下迅速分离。

　　离心萃取机的工作过程主要包含两个：混合传质与两相分离。轻重两相溶液按一定比例分别从两个进料管口进入预混合区内，使两相快速混合分散，两相溶液得到充分的传质，完成混合传质过程;混合液在涡流盘的作用下进入转鼓，在腹板形成的隔舱区内混合液很快与转鼓同步回转，在离心力作用下，比重大的重相液在向上流动过程中逐步远离转鼓中心而靠 向转鼓壁;比重小的轻相液体逐步远离转鼓壁而靠向中心，澄清后的两相液体终分别通过各自的堰板进入收集室并由引管分别引出机外，完成两相分离过程。

图1. 设备工作原理图

　　2、 设备特点

　　(1)占地面积小，大型号的设备单台占地面积<3.0m2;

　　(2)采用上悬式转鼓结构，处理区域无底部轴承和机械密封，无泄漏风险，维护费用和人工劳动强度大大降低;

　　(3)设备材质多样，可根据具体体系选用不锈钢、高分子复合材料、氟材料、钛材等，耐腐蚀性能优越;

　　(4)多种混合结构可选配，可适用于易乳化体系;

　　(5)处理量大，更节能，同等处理量情况下，其功耗是传统同类型设备的1/3~1/10;

　　(6)型号齐全，可满足实验室研究至工业应用等各个阶段的需求;

　　(7)自动化程度高，可实现设备运转现场无人监控等。

新型萃取设备、湿法冶金所需分离设备

　　3、设备在湿法冶金工业中的应用

　　3.1 铟锌萃取分离

　　铟因其*的物理化学性能被广泛用于电子计算机、医药卫生、航空航天以及太阳能电池等高科技领域，近年来已成为现代电子产业中*的功能材料之一。铟是一种稀散金属元素，没有独立矿床，多伴生在有色金属硫化矿中，其中重要的载体矿物是闪锌矿，因此，大部分提铟的过程就是铟锌分离的过程[1]。

　　某冶炼厂原水中含铟0.915g/l，含锌34.83g/l，该厂进行铟锌萃取分离时采用的设备是传统的混合澄清槽，经多级逆流萃取后，铟和锌的萃取率分别为94.2%，66.4%。同一原水条件下，采用CWL-M系列离心萃取机进行了一系列单因素实验后，确定了离心萃取机进行铟锌萃取分离的*操作条件。终经离心萃取机处理后，铟和锌的萃取率分别提高至95.7%，66.7%，同时，铟锌萃取分离的级数也比原来的混合澄清槽减少了2级。其中，相比及流量对实验结果的影响如图2及图3所示：

图2. 相比及流量对铟萃取效果的影响

图3. 相比及流量对锌萃取效果的影响

　　3.2 铷铯萃取分离

　　铷铯具有非常好的延展性、导电性和导热性，同时还具有*的光电效应，被广泛应用于电子仪器、医药、化工、新能源等各个领域。我国铷、铯资源丰富，主要储存在铯榴石、锂云母等矿石和盐湖卤水中[2]。铷通常是和铯伴生在一起的，除此以外，还经常与锂、钾、钠等元素共生，因此，铷铯的萃取分离是一个比较困难和复杂的过程。分离铷铯的方法主要有离子交换法、沉淀法、溶剂萃取法等，其中，溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行, 能耗低, 特别适用于热敏性物质的分离, 而且易于实现大 规模连续化的生产。溶剂萃取法也是近年来研究较多、应用较广、进展较快的一种分离方法，而新型CWL-M系列高效离心萃取机的使用，又进一步加快了萃取法提取铷铯的发展进程。

　　矿石浸出液或卤水原液(以下统称为料液)与萃取剂按照一定相比进入萃取段，经过多级离心萃取后，将萃余液收集至余水储罐内，萃取后的负载有机相进入水洗段，经过多级离心水洗后，洗水流入余水储罐中，水洗后的负载有机相进入离心反萃段，反萃后得到的再生萃取剂进入萃取剂储罐中循环利用，洗水和余水混合后再次进入萃取段，反萃后的反水经进一步处理后作为反萃取剂循环使用。流程示意图如图4所示：

图4. 离心萃取机萃取铷铯的工艺流程示意图

　　某公司原液中含铷0.30g/l，铯43.6g/l，利用CWL50-M型离心萃取机进行小试后，单级铷的萃取率达到了95.8%，铯的萃取率达到了55.8%，基本与分液漏斗的单级萃取率持平，具体实验结果如表1所示：

表1. 离心萃取机与分液漏斗摇瓶实验结果对比

　　由上表结果可知：新型离心萃取机进行铷铯分离时具有非常高的级效率。

　　3.3 稀土萃取

　　我国是稀土资源大国，也是稀土生产、稀土应用及稀土出口大国。稀土矿物为多元素共生矿物，各种稀土元素化学性质相近，相互间的分离系数不大，这就导致稀土分离流程长，分离级数多。萃取设备的选择对于稀土的分离至关重要。

　　我国稀土行业普遍采用混合澄清槽作为萃取设备，但混合澄清槽的占地面积和槽体存液量太大，造成一次性投资较大，尤其是萃取剂的投资成本太高。一般稀土萃取分离工厂一次投入的萃取剂费用要占工厂总投资的20% ~ 30% ，所占的比例相当大, 而且溶剂的损失占生产成本的比例也不小。而新型CWL-M系列离心萃取机的结构非常紧凑，占地面积小;在同一处理量条件下，新型离心萃取机填充设备所需的料液量约为混合澄清槽的1/7~1/8，大大节省了萃取剂一次投入成本;同时，新型离心萃取机的密闭性及分离效率都非常好，能够有效降低萃取剂损失量;另外，由于离心萃取机是依靠离心力实现两相分离的，分离效率比混合澄清槽要高得多。只有将新的稀土浓缩工艺与新型萃取装备结合起来，才能实现高效与绿色并行的生产模式，迎来稀土行业新的发展历程。