СМЕСИТЕЛЬНО-ОТСТОЙНЫЙ ЭКСТРАКТОР

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для извлечения ионов меди из водных растворов методом жидкостной экстракции и предназначена для смешивания водного раствора с органическим экстрагентом, избирательно переводящим ионы меди в органическую фазу, и последующего разделения образующейся жидкостной смеси, состоящей из обедненного медью водного раствора и насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента, в различных отраслях промышленности, в том числе, на предприятиях машиностроения, цветной и черной металлургии.
Известен экстрактор типа смесителя-отстойника, состоящий из смесительной и отстойной камер, в котором сначала водный раствор, смешивается с органическим раствором, в результате чего медь переходит в органический раствор, а потом происходит расслаивание и разделение двух жидких фаз [US 3966569 А, МПК B01D 11/04, C01G 9/00, опубл. 29.06.1976].
Недостатком вышеописанной конструкции является большая продолжительность операции отстаивания (разделения) двух жидких фаз.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является смеситель-отстойник, состоящий из смесительной и отстойной камер, при этом смесительная камера содержит импеллер, патрубки для одновременной подачи водного и органического раствора, а отстойная камера содержит патрубки для вывода водного и органического раствора [Вольхин А.И. Елисеев Е.И., Жуков В.П., Смирнов Б.Н. Анодная и катодная медь / Под общей редакцией Смирнова Б.Н. - Челябинск: Южно Уральское книжное издательство, 2001. - С.403-410 с.] (прототип).
Недостатком известного устройства является большая продолжительность операции отстаивания (разделение обедненного металлом водного раствора и насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента) и использование непростых, с технической точки зрения, приемов удаления эмульгированной фазы - вакуумного отсасывания, либо вычерпывания.
Задачей полезной модели является сокращение продолжительности операции отстаивания и упрощение операции удаления насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента.
Технический результат заявленной полезной модели достигается тем, что отстойная камера смесителя-отстойника снабжена электродами - катодом и анодом, выполненными в виде перфорированной поверхности соответственно из нержавеющей стали и титана с покрытием из смеси оксидов рутения и титана, располагаемыми горизонтально на дне камеры. Выделяемые, в результате разложения водного раствора при электролизе с поверхности катода и анода мелкодисперсные пузырьки водорода и кислорода, взаимодействуют с насыщенной медью эмульгированной фазой органического экстрагента с образованием флотоагрегатов, чей удельный вес меньше удельного веса насыщенной медью эмульгированной фазы органического экстрагента, которые затем всплывают и концентрируются в поверхностном пенном слое. В процессе электролиза объем, и уровень жидкостной смеси возрастает за счет газонаполнения, что способствует удалению пенного слоя насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента из отстойной камеры. Благодаря использованию электролизных мелкодисперсных газовых пузырьков продолжительность операции отстаивания (разделение обедненного медью водного раствора и насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента) сокращается, а удаление насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента из отстойной камеры упрощается.
Сопоставительный анализ заявляемого экстрактора и прототипа показывает, что заявленный смесительно-отстойный экстрактор отличается от известного тем, что отстойная камера снабжена электродами - катодом и анодом для генерации газовых пузырьков водорода и кислорода.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где изображен в разрезе общий вид предлагаемой модели экстрактора.
Установка состоит из смесительной 1 и отстойной 2 камер. Смесительная камера содержит патрубок 3 для подачи водного раствора и патрубок 4 для подачи раствора органического экстрагента, а также импеллер 5 для смешения водного раствора и раствора органического экстрагента, переливную перегородку 6. Отстойная камера содержит патрубок 7 для вывода насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента и патрубок 8 для вывода обедненного медью водного раствора, переливные перегородки 9 и 10. На дне камеры расположены электроды (анод 11 и катод 12) для обеспечения процесса генерации газовых пузырьков за счет разложения водного раствора при электролизе.
Работает установка следующим образом.
Водный раствор, содержащий ионы меди, и раствор органического экстрагента поступают одновременно в смесительную камеру 1 экстрактора через патрубок 3 и 4 соответственно. Под действием импеллера 5 обеспечивается смешение водного раствора с раствором органическим экстрагентом, переводящим избирательно ионы меди в органическую фазу, и образование жидкостной смеси, состоящей из обедненного медью водного раствора и насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента. Жидкостная смесь переливается через перегородку 6 в отстойную камеру 2, в которой происходит процесс отстаивания (разделение обедненного медью водного раствора и насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента за счет разницы их удельного веса).
Располагаемые горизонтально на дне отстойной камеры анод 11 и катод 12 обеспечивают в результате разложения водного раствора при электролизе генерацию мелкодисперсных газовых пузырьков водорода и кислорода, которые взаимодействуют с насыщенной медью эмульгированной фазой органического экстрагента с образованием флотоагрегатов, чей удельный вес меньше удельного веса насыщенной медью эмульгированной фазы, которые затем всплывают и концентрируются в поверхностном слое. В процессе электролиза объем, и уровень жидкостной смеси возрастает за счет газонаполнения и насыщенная медью эмульгированная фаза органического экстрагента переливается через перегородку 9 и далее выводится из отстойной камеры через патрубок 7.
Обедненный медью водный раствор, переливаясь через перегородку 10, выводится из отстойной камеры через патрубок 8.
Данное устройство позволяет сократить продолжительность процесса отстаивания (разделение обедненного медью водного раствора и насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента) и упростить процесс удаления насыщенного медью эмульгированной фазы органического экстрагента из отстойной камеры экстрактора.