萃取分离工艺参数设计.doc

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1、萃取分离工艺参数设计——最优化串级萃取工艺设计1、确定原料和处理能力根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素，确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。2、确定产品方案产品品种和规格要符合主流要求，适销对路，既不要盲目求高而增加分离难度和成本，又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。3、确定分离工艺流程稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数（或等效分离系数）较大、并保持易萃取组分比例均衡

2、，同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素，以降低生产成本、提高流程的稳定性。（1）工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术，确保产品质量稳定，纯度较高。（2）工艺流程在实施过程中容易控制，比较灵活，可以根据市场的不同需求，生产不同规格的产品，充槽投资较省，化工辅料消耗降低，有利于降低产品成本。（3）整个工艺流程较短，可连续化操作，稀土机械损失少，稀土的总收率高。（4）实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”，经济指标较好，市场适应能力较强。4、最优化串级萃取工艺设计

3、4.1确定萃取体系和测定分离系数β针对要分离的问题，选择一个合适的萃取体系，进行单级试验，确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。测定萃取段和洗涤段的平均分离系数和。（1）（2）若和值相差不大，通常采用数值较小的值进行计算。4.2确定分离指标根据料液组成，确定分离切割线位置，确定易萃组分A和难萃组分B，为料液中组分B的摩尔分数，为料液中组分A的摩尔分数。根据市场需求确定产品分离指标，若A为主要产品，规定其纯度，回收率为，则A的纯化倍数和B的纯化倍数为：（3）（4）出口水相B的纯

4、度和A的纯度为：（5）（6）出口有机相和出口水相分数和：（7）（8）若B为主要产品，规定其纯度为，回收率为，则：（9）（10）（11）（12）（13）（14）若A、B都为主要产品，则A、B产品纯度分别规定为，则：（15）（16）（17）（18）（19）（20）4.3确定最优萃取比、萃取量和洗涤量首先根据工艺要求，确定由水相进料或有机相进料。多数情况下将料液配成水溶液，由水相进料较方便。但在多元素萃取分离时，第一串级萃取分离B、C，出口有机相含A、B，送入第二串级萃取分离A、B第二串级萃取的料液为

5、第一串级萃取的出口有机相，第二串级萃取为有机相进料。（1）用最优化方程确定最优萃取比、和萃取量和洗涤液量通常优化的和值可按水相进料或有机相进料及水相出口分数的大小分四种情况。①水相进料若，则应由萃取段控制：（21）（22）（23）（24）若，则应由洗涤段控制：（25）（26）和同上；②有机相进料若，则应由萃取段控制：（27）（28）（29）（30）若，则应由洗涤段控制：（31）（32）和同上。（2）由极值公式确定、和、①水相进料（33）（34）（35）（36）②有机相进料（37）（38）（39）

6、（40）一般条件下，k值可选0.7进行工艺参数计算，也可选用若干看值进行计算，比较后选取最经济的方案。4.4确定级数n和m级数计算的精确公式上是（41）（42）式中（43）（44）当或很小时，和可用下列简化式计算（45）（46）4.5流比的确定上述和是以为基准计算的，为料液中混合稀土浓度（或),为有机相中稀土浓度（或)，为洗涤剂中盐酸浓度（),则时，每分钟料液体积为和有机相体积和洗涤剂体积分别为：（47）（48）（49）