[发明专利]一种萃取动力学的研究装置

说明书

技术领域

本发明涉及萃取技术领域，尤其是对萃取动力学的研究装置进行的改进。

背景技术

锂是自然界中质量最轻、原子半径最小的金属，锂及其化合物是国民经济中最具有意义的战略资源。目前，国内外提取锂盐的方法研究较多的为溶剂萃取法，上世纪七八十年代，研究者们对溶剂萃取法提锂进行了深入的研究，并取得了一些研究进展，但是在工业化的过程中还是存在一些问题，这是因为对萃取体系的动力学研究还不是很透彻，比如相界面间的物质传递、萃取反应的控制模式等方面，而萃取动力学的研究恰恰能从反应机理上对萃取过程的规律进行深入的了解。

在传统研究中，研究者们着重对萃取平衡进行研究，研究的过程中可以获得萃取体系的一些平衡规律，并能够确定萃合物的具体组成，但是不能确定生成萃合物的反应机理，而只有研究萃取过程的动力学才能确定萃取反应的反应机理。因此，溶剂萃取动力学的研究对于深入了解萃取机理，选择最优萃取工艺，优化萃取条件和丰富萃取化学的内容都具有十分重要的意义。近年来，溶剂萃取动力学的研究日益受到人们的重视。

目前，对萃取动力学的研究主要有短时间相接触法、支持液膜法、充分混合法、恒界面池法和单液滴法等，研究者们使用较多的是后三种方法。其中单液滴法又分为上升液滴法和下降液滴法，上升液滴法由于其具有仪器易于制作、操作方便等特点，备受萃取动力学研究者们的青睐。但是传统的上升液滴法实验装置其萃取柱都是由三部分，柱顶、柱身和柱底。由于柱顶的单独存在，柱顶就会有一定的容积，这样就会导致萃取到目标产物的有机相不能及时从溢流支管溢出，大量有机相的滞留会引起后续溢出的有机相液滴和滞留有机相之间发生二次传质。

发明内容

本发明通过改进现有上升液滴法实验装置，进一步完善采用上升液滴法研究萃取动力学的工作。

这种萃取动力学的研究装置，其包括：

顶部设有溢流口的萃取柱，用于萃取原液的装填及其萃取过程的发生；

进料柱，用于装填萃取剂；以及

连接于所述萃取柱和所述进料柱之间的输料管，用于将所述进料柱中的萃取剂往所述萃取柱中输送，其特征在于，还包括一毛细管喷嘴与所述输料管连接，所述毛细管喷嘴从所述萃取柱底部的纳流口伸入至所述萃取柱中，用于所述萃取剂在所述萃取柱中控制释放；所述输料管上还装设有三通调节阀，用于控制所述萃取剂在输料管内的流动方向和速度。

其中，所述溢流口最低点略高于所述萃取原液液面。

其中，所述萃取柱还包括装设于溢流口处的溢流支管，用于萃取发生后的萃取层的引流和收集。

其中，所述萃取柱表面还包覆有恒温件，用于控制所述萃取原液在萃取过程中的温度恒定。

其中，所述进料柱表面还包覆有恒温件，用于控制所述萃取剂的温度恒定。

其中，所述进料柱还包括装设于所述进料柱入口处的高位槽，用于所述萃取剂的注入以及保持所述萃取剂与所述萃取原液的液位差。

其中，所述输料管为乳胶管。

有益效果：

本发明提供的一种适用于上升液滴法实验的萃取动力学研究装置，通过对萃取柱与进料柱之间的连接结构进行改进，便于装置的组装以及不同比界面积对萃取速度影响的研究。进一步地，本发明通过溢流支管的引入，并调节萃取原液液面与溢流口之间的距离，从而缩短萃取剂在萃取柱的停留时间，这样就大大减少了后续溢出的萃取剂液滴和停留在柱身的萃取层进行二次传质的问题。

附图说明

图1为本发明的萃取动力学的研究装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作详细说明。

本实施例的萃取动力学研究装置适用于上升液滴法进行萃取动力学的研究，其主要包括：依次连接的萃取柱10、输料管30和进料柱20。其中，

本实施例的萃取柱10，用于萃取原液的装填及其萃取发生。顶部设有溢流口11所述萃取柱10表面还包覆有恒温件，用于控制所述萃取原液在萃取过程中的温度恒定。本实施例中的恒温件优选采用水夹套12，利用水浴加热保证温度稳定。在其他实施例中，萃取柱也可以直接采用冷凝柱实现。该萃取柱10还包括装设于溢流口11处的溢流支管13，用于萃取发生后的萃取层的引流和收集。使用时，控制所述溢流口11最低点略高于所述萃取原液液面。