Dispositif d'extraction liquide-liquide
La présente invention a pour objet un dispositif d'extraction liquide-liquide comportant une série de compartiments adjacents séparés par des cloisons verticales présentant chacune au moins deux ouvertures situées à des niveaux différents, et des moyens pour faire circuler à contre-courant deux phases liquides entre lesdits compartiments et pour régler dans ces derniers le niveau d'une surface horizontale de séparation entre lesdites phases à une valeur comprise entre les niveaux desdites ouvertures, chaque compartiment contenant en outre un organe mobile dont la surface est conformée de façon à amener en contact des volumes desdites phases situés dans le compartiment.
On connaît des dispositifs d'extraction liquide-liquide de ce genre qui ne provoquent pas la formation d'émulsion. Ils comportent une pluralité de compartiments en série contenant chacun un disque perforé vertical entraîné en rotation autour de son axe et des orifices de communication entre chaque compartiment et le compartiment voisin, chacune des phases circulant à contreZ courant de l'autre depuis un compartiment muni de moyens d'introduction jusqu'à un compartiment muni de moyens d'évacuation de ladite phase.
Ces dispositifs présentent toutefois l'inconvénient de ne pas permettre des débits élevés. En effet, les ouvertures de passage de chaque phase d'un compartiment à l'autre dont la section doit être choisie avec beaucoup de soin en fonction des caractéristiques des produits traités et de la qualité de la séparation désirée, sont nécessairement très petites car il convient d'éviter tout mouvement d'aller et retour d'une phase entre deux compartiments adjacents. Ainsi, l'emploi de ces dispositifs est pratiquement limité à des opérations de laboratoire à débit restreint et il ne peut être envisagé dès que le débit de chaque phase doit dépasser quelque 100cmSlh.
La présente invention a pour but la réalisation d'un dispositif permettant une extraction efficace sans mise en émulsion permettant en outre d'augmenter considérablement la capacité de traitement.
Pour cela, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens pour faire circuler à contre-courant les deux phases liquides sont disposés dans des logements de façon à entraîner chaque phase d'un compartiment au suivant à travers lesdites ouvertures.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lesdits moyens d'entraînement sont constitués par des vis horizontales entraînées en rotation autour de leur axe.
Le sens du filetage et le sens de rotation des vis d'entraînement de chaque phase sont choisis respectivement de manière à provoquer leur circulation dans deux sens opposés. Ces vis interdisent tout retour en arrière des liquides.
On décrit, ci-après, en se référant aux fig. 1 à 3 cijointes, un mode de réalisation particulier du dispositif selon l'invention, choisi à titre d'exemple non limitatif.
La fig. 1 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif selon l'invention.
La fig. 2 est une section des entretoises formant les parois du dispositif.
La fig. 3 représente un des disques de ce dispositif.
Le dispositif d'extraction représenté sur les figures est formé par une pluralité de compartiments (une vingtaine par exemple) dont seuls ont été représentés les compartiments extrêmes 1, 2, 3, 4. Ces compartiments sont délimités par des cloisons verticales 5 maintenues par des entretoises 6 dont la section apparaît sur la fig. 2 et qui forment simultanément le fond, semi-circulaire, et les parois latérales de chaque compartiment.
Les cloisons 5 des différents compartiments sont traversées par un arbre horizontal 7 tourillonnant dans le carter 8 du dispositif. Cet arbre, entraîné en rotation par un dispositif non représenté, porte une pluralité de disques verticaux 10, un dans chaque compartiment Ces disques sont entraînés en rotation par l'arbre 7. Ils sont percés d'orifices 11 qui laissent passer les liquides contenus dans chaque compartiment au travers du disque. En outre, chaque disque comporte, sur toute sa périphérie, des crans 12 qui favorisent l'entraînement d'un film liquide au cours de sa rotation, comme cela apparaît sur la fig. 3.
Chaque cloison 5 est percée de deux ouvertures circulaires telles que 14 et 15 situées toutes deux en dehors de la zone balayée par les disques 10: l'une 14, placée sur la partie latérale de l'appareil, et l'autre 15 dans la partie inférieure de l'appareil, au-dessous du point le plus bas des disques. Face à chaque ouverture 14 ou 15 des cloisons 5, les deux entretoises 6 adjacentes à la cloison sont évidées de manière à former avec ces ouvertures des logements 16 cylindriques destinés à recevoir les vis d'entraînement des liquides mis en oeuvre. Les vis 17 situées dans l'une des parois latérales du dispositif ont pour rôle d'assurer le transfert de la phase légère d'un compartiment à l'autre, tandis que les vis 18 au fond du dispositif entraînent la phase lourde.
Naturellement, les volumes respectifs de chaque phase sont réglés de manière que la surface d'interphase se trouve à un niveau intermédiaire entre les deux ensembles de vis.
Dans le mode de réalisation particulier décrit, l'ensemble des vis destinées à assurer la progression d'une même phase sont solidaires d'un arbre unique 19 ou 20 respectivement, maintenu entre deux vis consécutives par des paliers 21 portés par les entretoises 6. En outre, les deux arbres 19 et 20 sont entraînés par un même dispositif entraînant également l'arbre 7 portant les disques.
Les vis sont filetées en sens inverse et entraînées en rotation dans le même sens de sorte qu'elles provoquent l'écoulement des deux phases à contre-courant.
L'alimentation du dispositif s'effectue dans le compartiment 1 pour la phase lourde et dans le compartiment 4 pour la phase légère, un canal 22 de sortie de la phase légère à partir du compartiment 1 est ménagé dans la dernière entretoise 23 (à droite sur la fig. 1), dans la paroi latérale opposée à la vis d'entraînement 17 correspondante et sensiblement au même niveau que celle- ci Ce canal 22 communique avec une conduite 24 de sortie de la phase légère traversant le carter 8.
A l'autre extrémité du dispositif, un déversoir 25 est prévu pour évacuer la phase lourde à partir du compartiment 4. Le déversoir utilisé est un déversoir mobile qui permet de régler le niveau de la surface de séparation des deux phases. Il comporte deux conduites cylindriques en liaison coulissante à l'intérieur du carter 8. La conduite intérieure 26 est fixe et débouche dans le compartiment 4, sensiblement au niveau des vis d'entraînement inférieures 18; elle est percée d'une fente verticale devant laquelle se déplace une rainure oblique 27 de la conduite cylindrique externe 29 lorsqu'on provoque la rotation de celle-ci. Une poignée extérieure 30 permet une manoeuvre aisée du déversoir. La phase lourde s'écoule finalement par la canalisation 32.
Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus, qui ressort déjà de ce qui précède, est succinctement défini ci-dessous.
La phase lourde est introduite en continu dans le compartiment 1 par un verseur quelconque approprie, tandis que la phase légère est introduite d'une manière analogue dans le compartiment extrême opposé 4. La circulation de chacune des phases d'un compartiment à l'autre est assurée à une vitesse réglable par les vis 17 et 18. Dans chaque compartiment, un mélange est assuré par les disques 10, dont la vitesse de rotation est réglée de telle sorte que toute formation d'émulsion soit évitée.
Dans tous les cas où le dispositif doit être alimenté par plus de deux produits différents, par exemple lorsqu'il est prévu un lavage de l'une des phases dans une partie des compartiments, l'alimentation peut s'effectuer par tout compartiment approprié.
L'exemple de mise en service ci-après met en évidence les avantages du dispositif selon l'invention tel que décrit ci-dessus par rapport aux autres dispositifs fonctionnant sans formation d'émulsion qui étaient connus antérieurement.
L'extraction de nitrate d'uranyle à partir d'une phase aqueuse nitrique (1,8 N d'acidité libre) chargée à 400 g d'uranium par litre est effectuée au moyen d'un solvant constitué par 30 % de tributylphosphate et 70 % de dodécane. Les débits des deux phases sont les suivants: - Phase aqueuse: 80 cm3/ii.
- Phase solvant: 320 cm3/h.
La vitesse de rotation des disques est de 40 tours par minute. On constate que l'extraction de l'uranium est totale en moins de 9 compartiments.