一種萃取設備的制作方法

本發明涉及萃取加工領域，尤其涉及一種萃取設備。

背景技術：

萃取，又稱溶劑萃取或液液萃取，亦稱抽提，是利用系統中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作，廣泛應用于化學、冶金、食品等工業。目前的萃取設備大多都是包括一個固定安裝的萃取裝置，萃取裝置固定安裝，萃取裝置內部設一個攪拌葉，通過攪拌使原料混合，攪拌的能耗較大；萃取裝置外面固定連接有很多管道，通過管道向萃取裝置內部加入原料，過多的管道使萃取裝置的輸料線路混亂，管理與維護困難；萃取裝置在分離兩種溶劑的時候，一般都是先導出出一種溶劑，然后在導出另一種溶劑，但是在導出一種溶劑的過程中，不能完全界分兩種溶劑，因此難以完全排掉其中一種溶劑，導致溶劑污染。

在釹鐵硼的稀土元素回收過程中，會用到萃取裝置，目前用于萃取釹鐵硼中的稀土元素的萃取裝置一般都只具有單個萃取室，但在萃取工序中，一般都有兩個或兩個以上的萃取過程，當需要完成萃取工序時，必須在同一個萃取裝置中進行三次萃取操作或者直接用三個萃取裝置同步進行，這增加加工成本，浪費加工時間。

技術實現要素：

本發明為解決現有的技術缺陷，提供了一種萃取設備，特別是一種用于萃取釹鐵硼中的稀土元素的萃取設備，其能耗低，維修管理方便，可避免兩種溶劑之間相互污染，還可加快萃取過程，降低萃取成本。其具體的技術方案如下：

本發明公開一種萃取設備，包括有可繞自身中心點旋轉且呈沙漏狀的萃取裝置以及用于與萃取裝置進行物料交換且鄰近萃取裝置周圍的第一管道系統；萃取裝置包括有兩結構相同且對稱設置的萃取室、用于連通兩萃取室的連接通道、設于連接通道側面的限流結構及導流管；萃取室上設有用于與第一管道系統配合的第二管道系統。

進一步地，限流結構包括有容納倉以及設于所示容納倉上的第一氣缸，容納倉與連接通道的側面連通；限流結構還包括有兩塊可在容納倉內部與連接通道內部之間移動且用于密封連接通道的密封板，密封板與第一氣缸的活動端連接。

進一步地，限流結構還包括有可在容納倉內部與連接通道內部之間移動的限流環，限流環設于兩密封板之間；容納倉上還設有第二氣缸，第二氣缸的活動端連接限流環。

進一步地，限流環呈長階級與短階級交錯排列的鋸齒狀

進一步地，第一管道系統包括有增壓管、輸料管、清洗管、第一排料接管、導流接管及兩根第二排料接管，增壓管、輸料管及清洗管位于萃取裝置上方，第一排料接管及第二排料接管位于萃取裝置下方，導流接管可與導流管配合；

第二管道系統包括有可與增壓管配合的增壓接管、可與輸料管及第一排料接管配合的輸料接管、可與清洗管配合的清洗接管以及兩根可與第二排料接管配合的第二排料管；增壓接管、輸料接管及清洗接管設于萃取室遠離連接通道的端面，第二排料管設于萃取室的周圍側面。

進一步地，還包括有設于萃取裝置外面的箱體，萃取裝置的中心點鉸接在箱體內部的周圍側面且鉸接點處設有用于驅動萃取裝置旋轉的電機，增壓管、輸料管及清洗管設于箱體的頂部，第一排料接管及第二排料接管設于箱體的底部，導流接管設于箱體的側壁。

進一步地，增壓管、輸料管、清洗管、第一排料接管、導流接管及第二排料接管均為可伸縮結構且均連接有氣缸。

進一步地，增壓接管、輸料接管、清洗接管、第二排料管及導流管上均設有密封閥門。

進一步地，增壓管的內徑大于增壓接管的外徑，輸料管及第一排料接管的內徑大于輸料接管的外徑，清洗管的內徑大于清洗接管的外徑，第二排料接管的內徑大于第二排料管的外徑，導流接管的內徑大于導流管的外徑；增壓接管、輸料接管、清洗接管、第二排料管及導流管上均設有密封環。

進一步地，箱體上設有用于控制萃取設備工作的控制單元，限流結構上設有用于監測物料種類變化的感應器，感應器與控制單元連接。

本發明的有益效果：本發明的第一管道系統與第二管道系統可接觸或分離，使輸料過程更靈活，同時避免了輸料管道布置混亂，方便管理與操作；萃取裝置上設有限流結構以及導流管，在分離溶劑的過程中，通過限流結構降低溶液的流動速度，當到達兩種溶劑的即將完全分離時，通過限流結構的密封板密封主連接通道的兩端，然后通過導流管把連接通道內含有兩種溶劑的污染液導出，從而使兩種溶液無污染地分隔在兩個萃取室內；兩萃取室的上下位置可通過萃取裝置的旋轉過程而變換，使溶劑在兩萃取室之間來回移動，并通過萃取室的增壓管充氣增壓，使溶劑的傳輸過程更猛烈，代替了攪拌葉攪拌的過程，降低能耗；兩個萃取室均可進行萃取，不需要更換萃取設備就可以完成多個萃取過程，降低萃取工序時間，降低成本。

附圖說明

圖1為本發明實施例的整體結構圖；

圖2為本發明實施例的萃取裝置的工作狀態示意圖；

圖3為本發明實施例的a部位局部放大圖；

圖4為本發明實施例的萃取裝置的工作狀態示意圖；

圖5為本發明實施例的b部位局部放大圖；

圖6為本發明實施例的工作狀態圖；

圖7為本發明實施例的工作狀態圖；

圖8為本發明實施例的工作狀態圖；

圖9為本發明實施例的限流結構側面結構示意圖。

圖中標注：箱體100，控制單元101，加熱燈102，第二排料接管110，第一排料接管120，導流接管130，增壓管140，輸料管150，清洗管160，第一管道系統170，萃取裝置200，第二排料管210，增壓接管220，輸料接管230，清洗接管240，第二管道系統250，限流結構300，容納倉301，導流管310，第一氣缸320，限流環340，密封板350，第二氣缸360，第一開口370，第二開口380，密封條390，連接通道400。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通過具體實施方式結合附圖對本發明作進一步詳細說明。請參閱圖1至圖9。

本發明公開一種萃取設備，如圖1所示，包括有可繞自身中心點旋轉且呈沙漏狀的萃取裝置200以及用于與萃取裝置200進行物料交換且鄰近萃取裝置200周圍的第一管道系統170。萃取裝置200在旋轉過程中，有兩個停留檔位，分別是垂直方向的停留檔位以及水平方向的停留檔位。

如圖2所示，萃取裝置200包括有兩結構相同且對稱設置的萃取室、用于連通兩萃取室的連接通道400、設于連接通道400側面的用于減緩溶液在兩萃取室之間流動的速度的限流結構300及用于導出處于兩溶劑分界層附近的污染溶液的導流管310，其中，萃取裝置200的中心點位于連接通道400的中間段位置。萃取室上設有用于與第一管道系統170交換物料的第二管道系統250。

進一步地，如圖3、圖5所示，限流結構300包括有容納倉301，容納倉301與連接通道400的側面連通，限流結構300還包括有可在容納倉301內部與連接通道400內部之間移動的限流環340、兩塊可在容納倉301內部與連接通道400內部之間移動且用于密封連接通道400的密封板350，兩密封板350對稱設于限流環340的上方與下方。為了使密封板350能更好地與連接通道400配合，連接通道400可以是方柱狀。連接通道400也可以是圓柱狀，如果是圓柱狀，則連接通道400與密封板350配合的段位為方形。進一步地說明，如圖9所示，容納倉301上設有與密封板350配合的第一開口370，第一開口370的形狀與密封板350的截面形狀相同，第一開口370的側邊設有密封條390，當密封板350伸出連接通道400或者收進容納倉301內時，密封條390能密封密封板350與容納倉301之間的間隙，防止液體進入容納倉301內。

進一步地，如圖2、圖4所示，第一管道系統170包括有用于增加萃取室內氣壓的增壓管140、用于往萃取室內輸入物料或者從萃取室導出物料或者固體雜質的輸料管150、用于加入往萃取室內加入清洗液的清洗管160、用于接收萃取室內的物料的第一排料接管120、用于從導流管310處接收污染溶液的導流接管130及兩根用于接收萃取室內物料的第二排料接管110，導流接管130與導流管310位于同一水平面且可與導流管310配合；

第二管道系統250包括有可與增壓管140配合的增壓接管220、可與輸料管150及第一排料接管120配合的輸料接管230、可與清洗管160配合的清洗接管240，兩根可與第二排料接管110配合的第二排料管210；增壓接管220、輸料接管230及清洗接管240設于萃取室遠離連接通道400的端面；

進一步地，如圖6所示，萃取裝置200外面設有箱體100，萃取裝置200的中心點鉸接在箱體100內部的周圍側面且鉸接點處設有用于驅動萃取裝置200旋轉的電機，增壓管140、輸料管150及清洗管160設于箱體100的內部上側面，第一排料接管120及第二排料接管110設于箱體100的內部下側面，導流接管130設于箱體100的其中一個周圍側面。

進一步地，增壓管140、輸料管150、清洗管160、第一排料接管120、導流接管130及第二排料接管110均為可伸縮結構且均單獨地連接有一個氣缸。通過氣缸驅動增壓管140、輸料管150、清洗管160、第一排料接管120、導流接管130及第二排料接管110的伸長或縮短，以實現他們分別與增壓接管220、輸料接管230、清洗接管240、第二排料管210及導流管310之間連接或者分離。

進一步地，萃取裝置200在萃取的過程中，需要密封萃取室，為了密封萃取室，增壓接管220、輸料接管230、清洗接管240、第二排料管210及導流管310均設有密封閥門，當所有的密封閥門都關閉時，萃取室就成了密封狀態。

進一步地，為了提高連接穩定性，增壓接管220內伸進增壓管140內，因此設計成增壓管140的內徑大于增壓接管220，同樣的原理，輸料管150及第一排料接管120的內徑大于輸料接管230，清洗管160的內徑大于清洗接管240，第二排料接管110的內徑大于第二排料管210，導流接管130的內徑大于導流管310。

進一步地，為了提高連接的密封性，增壓接管220、輸料接管230、清洗接管240、第二排料管210及導流管310上均設有耐化學腐蝕塑料膠體材料的密封環。

進一步地，容納倉301上設有第一氣缸320及第二氣缸360，第一氣缸320的活動端傳動連接密封板350，第二氣缸360的活動端傳動連接限流環340，其具體的連動方式有多種，均為現有技術，在此不作說明。

進一步地，如圖3、圖5所示，限流環340呈長階級與短階級交錯排列的鋸齒狀。其中，如圖9所示，容納倉301上與限流環340配合的第二開口380形狀也呈長階級與短階級交錯排列的鋸齒狀，第二開口380的側邊設有密封條390，當限流環340收回容納倉301內的時候，能防止連接通道400內的溶液進入容納倉301。限流環340靠近容納倉301的一側還設有用于驅動限流環340運動的推板，推板的形狀與容納倉301上與限流環340配合的第二開口380形狀匹配，當限流環340被推出連接通道400的時候，推板能剛好堵住容納倉301上與限流環340配合的開口，從而防止溶液進入容納倉301。

進一步地，限流結構300上設有用于監測物料種類變化的感應器，圖中未標出，具體來說，該感應器設于限流環340的上端面，箱體100上設有用于控制萃取設備工作的控制單元101，感應器與控制單元101連接。感應器可以是檢測酸堿度的檢測儀或者導電性能檢測以或者通過物質反應變化來識別物質種類的化學類檢測儀以及其他，具體的用到檢測儀的種類，這要視萃取物料的物質性能而定。限流環340及感應器的作用是：當萃取完成，需要分離物質時，分層溶液在上方的萃取室，限流環340被推進連接通道400內，限流環340能減慢流體流速，上方萃取室內的下層溶液緩慢地流到下方的萃取室內，當最后一部分下層溶液流進連接通道400內的時候，由于流動的連續性，上層溶液也會有一部分進入連接通道400內，因此連接通道400內的溶液是具有上層溶液與下層溶液的混合污染溶液，感應器設于限流環340的上方表面，當感應器感應到溶液種類的變化時，就會給控制單元101發信號，控制單元101給第一氣缸320的驅動裝置發信號，使第一氣缸320推動密封板350，密封連接通道400兩端，然后再由控制單元101控制導流管310上的密封閥門打開，導出混合污染溶液。由于限流環340減慢了流體速度，感應器能在混合污染溶液流進下方萃取室之前，有足夠時間感應到溶液種類的變化情況，從而能快速啟動密封板350以密封連接通道400。進一步說明，限流環340也可以在下層溶液快要流完的時候再進入連接通道400內，這根據實際情況或控制系統設計的情況而定。

進一步地說明，限流環340的限流原理類似于“迷宮密封效應”，流體通過迷宮產生阻力并使其流量減少的機能稱為“迷宮效應”。對液體，有流體力學效應，其中包括水力磨阻效應，液體在迷宮中流動時，因液體粘性而產生的摩擦，使流速減慢流量。限流環340呈長階級與短階級交錯排列的鋸齒狀，能對流經限流環340鋸齒面的液體產生迷宮摩阻效應，減慢液體的流速與流量。

進一步地說明，如圖6所示，箱體100內還設有用于控制萃取環境的溫度的加熱裝置，該加熱裝置可以是電加熱棒或者加熱燈102或者水加熱管，為了加熱均勻，本技術方案優選加熱燈102。加熱燈102設在箱體100內部的周圍一側。

本發明的工作原理：

以萃取釹鐵硼廢料中的稀土元素作為一個實施例。

提取釹鐵硼廢料中的稀土元素的方法之一是全溶法，全溶法采用鹽酸為溶劑，將廢料中的稀土元素及鐵全部溶解為離子，然后通過萃取除鐵，萃取分離等工序。具體的工序包括用鹽酸溶解，用n503萃取鐵，然后容p507萃取稀土元素，沉淀灼燒。利用本技術方案提及的萃取設備完成其中的萃取過程。

萃取裝置200的初始狀態為垂直狀態，兩個萃取室上下方向排列，限流環340及密封板350均位于容納倉301內。

進料：輸料管150連接輸料接管230，然后通過由輸料管150與輸料接管230連接成的輸料通道往上方萃取室內加入釹鐵硼廢料的浸出液與n503溶液；輸料管150與輸料接管230分離，萃取裝置200進行旋轉90度，溶液位于上方的萃取室內。

第一次混合、分層：位于上方的萃取室上的增壓管140與增壓接管220連接，往上方萃取室內輸氣增壓，由于萃取裝置200呈漏斗狀，上方萃取室的溶液在氣壓的作用下通過狹窄的連接通道400使，會加速往下方萃取室噴流，然后增壓管140與上方萃取室的增壓接管220分離。然后萃取裝置200旋轉90度，使上下方的萃取室位置交換，然后再繼續前面所述的增壓過程。經過多次重復的旋轉、增壓過程，使溶液充分接觸，然后萃取裝置200的密封板350伸進到連接通道400內，使兩個萃取室獨立密封，然后萃取裝置200轉到垂直的狀態，使帶有溶液的萃取室位于上方并進行靜置，使溶液分層。

導出含鐵溶液：等溶液分層后，限流環340伸出連接通道400內，密封板350收回容納倉301內，下層溶液往下流，等到分界層的混合污染液進入連接通道400時，密封板350伸出連接通道400內，使連接通道400內密封獨立，然后導流接管130與導流管310連接，把混合污染液從導流管310與導流接管130組成的輸送通道導出。旋轉萃取裝置200到水平位置，然后含鐵溶液的萃取室的第二排料管210與其相對應的第二排料接管110連接，把位于該萃取室內含鐵的溶液從第二排料管210與第二排料接管110組成的輸送通道排出。

加入稀土元素萃取劑：旋轉萃取裝置200到垂直狀態，密封板350及限流環340回收到容納倉301內，按照前面進料步驟中所述的進料方法加入p507溶液。

第二次混合、分層：然后按照前面第一次混合、分層步驟中所述的方法旋轉、增壓，使萃取裝置200內的溶液充分混合，然后密封板350伸進連接通道400內，萃取裝置200旋轉到垂直位置，使含有溶液的萃取室位于上方并靜止。

導出含稀土元素的溶液以及廢棄液：等溶液分層后，限流環340伸進連接通道400內，密封板350回收到容納倉301內，下層溶液流進下方萃取室，當分界層的混合污染液流進連接通道400內的時候，密封板350伸進連接通道400，然后按照前面所述的方法把混合污染溶液排出，然后萃取裝置200旋轉到水平位置，第二排料管210與第一排料接管120連接，把兩個萃取室內的溶液分別排出。密封板350與限流環340回收到容納倉301內，第二排料管210與第一排料接管120分離，萃取裝置200旋轉到垂直狀態。

清洗萃取裝置200：清洗管160與清洗接管240連接，通過清洗管160與清洗接管240組成的輸送通道往萃取裝置200內輸入清洗液，然后清洗管160與清洗接管240分離，清洗接管240的密封閥門關閉，然后萃取裝置200多次旋轉變換位置，其中特別說明，在每一個停留位置上停留一段時間，使上方萃取室內清洗液完全流到下方萃取室內，然后再旋轉變換位置。最后，旋轉裝置旋轉到水平位置，通過第二排料管210排出清洗液，完成清洗過程。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。