用于在溶剂萃取中使两种溶液彼此分散的装置和方法

摘要

本发明涉及一种混合装置和混合方法，借助于它们，将互不相溶或很差地互溶的两种溶液混合在一起成为分散体。该混合装置包括至少三个螺旋条，所述螺旋条围绕轴向上旋转并且被支撑在轴上，以使得轴与螺旋杆之间的支撑结构基本上设置在水平位置上。该混合装置和混合方法尤其适合于混合在金属湿法冶金回收中所使用的溶剂萃取溶液，以形成分散体。

权利要求

1.一种混合装置(10)，所述混合装置用来在萃取槽或混合器的混合空间内混合在金属湿法冶金回收中所使用的溶剂萃取中的两种溶液，其特征在于，所述混合装置(10)包括至少三个螺旋条(11、12、13)，所述螺旋条围绕轴(14)被支撑，并且从混合装置的底部部段向上上升，由此，螺旋条利用水平布置的支撑环(15、16、17)和水平的弯曲支撑辐条(18)而固定到所述轴，其特征在于，支撑环(15、16、17)的外表面与螺旋条(11、12、13)的内表面之间存在牢固结合，支撑辐条(18)在第一端部(23)处固定到轴(14)，而在第二端部(24)处固定到支撑环(15、16、17)。

2.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，螺旋条(11、12、13)相对于水平方向的螺距角是10-30°。

3.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，螺旋条(11、12、13)绕着所述轴上升

1.2-3圈。

4.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，螺旋条(11、12、13)的横截面、支撑环(15、16、17)的横截面和支持辐条(18)的横截面是基本上圆形的。

5.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，支撑环(15、16、17)的数量是3-6个，以使得螺旋条(11、12、13)的下部端部被支撑在下部支撑环(15)上，而螺旋条(11、12、13)的上部端部被支撑在上部支撑环(16)上。

6.根据权利要求1或5所述的混合装置，其特征在于，混合装置的中部支撑环(17)的数量是1-4个，并且能够改变它们在高度方面的位置。

7.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，混合装置(10)的直径与混合空间(25)的直径的比值是0.7-0.77。

8.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，螺旋条(11、12、13)的直径是混合装置(10)直径的0.03-0.07倍。

9.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，混合装置(10)的高度与其直径的比值是1.2-4。

10.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，支撑辐条(18)直接固定到轴(14)或者借助于轴支撑结构(19)而固定到轴(14)。

11.根据权利要求1或10所述的混合装置，其特征在于，轴支撑结构(19)由圆柱形部分(20)、下部圆锥体(22)和上部圆锥体(21)组成，支撑辐条(18)固定到圆柱形部分，下部圆锥体连接到圆柱形部分的下侧，而上部圆锥体连接到圆柱形部分的上侧。

12.根据权利要求1或10所述的混合装置，其特征在于，支撑辐条(18)在第一端部(23)处以30-60°的角度固定到轴(14)或者轴支撑结构(19)，而在第二端部(24)处以

15-30°的角度固定到支撑环(15、16、17)。

13.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，上部支撑环(16)的支撑辐条(18)的弯曲方向被设定成反向于混合装置的旋转方向。

14.根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，至少下部支撑环(15)的支撑辐条(18)的弯曲方向被设定成与混合装置的旋转方向一致。

15.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，混合装置(10)的中部支撑环(17)的支撑辐条(18)的弯曲方向被设定成与混合装置的旋转方向一致。

16.一种在萃取槽的混合空间(25)中混合在金属湿法冶金回收中所使用的溶剂萃取中的两种溶液的方法，其特征在于，有机萃取溶液和水溶液借助于混合装置(10)而混合到一起，所述混合装置包括至少三个螺旋条(11、12、13)，所述螺旋条围绕轴(14)布置并且被支撑在轴(14)上，这产生竖向环流，其中，形成了从混合空间的侧面向上上升的竖直流和在混合装置直径的内部空间中的向下流动，其中通过将所有支撑构件(15、16、17、18)水平地布置在螺旋条与轴之间而使径向流动最小化，其特征在于，支撑环(15、16、17)的外表面与螺旋条(11、12、13)的内表面之间存在牢固结合，支撑辐条(18)在第一端部(23)处固定到轴(14)，而在第二端部(24)处固定到支撑环(15、16、17)。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述有机萃取溶液和水溶液在混合空间(25)中被混合到一起，其中混合空间的高度与其直径的比值是1.2-4。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，竖向环流的流速是混合装置的旋转速度的大约一半，即在0.7-1.7m/s的范围内。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，螺旋条(11、12、13)与轴(14)之间的支撑构件由支撑环(15、16、17)和支撑辐条(18)组成，以使得支撑环的数量是3-6个，所述支撑环包括下部支撑环(15)、上部支撑环(16)以及至少一个中部支撑环(17)，能够改变所述至少一个中部支撑环在高度方面的位置。

20.根据权利要求16或19所述的方法，其特征在于，当形成分散体且分散体中的有机萃取溶液是连续相时，在按照混合装置的高度看去时，混合装置的中部支撑环(17)被设定成比混合装置的中部部段高。

21.根据权利要求16或19所述的方法，其特征在于，当形成分散体、分散体中的水溶液是连续相且O/A比值大于1时，在按照混合装置的高度看去时，混合装置的中部支撑环(17)被设定成比混合装置的中部部段低。

说明书

用于在溶剂萃取中使两种溶液彼此分散的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种能够将两种互不相溶或者很差地相溶的溶液混合在一起而形成分散体的装置和方法。该混合装置包括至少三个螺旋条，所述螺旋条绕着轴旋转并被支撑在轴上，以使得轴与螺旋条之间的支撑结构被设定成在基本上水平位置中。该装置和方法尤其适合于混合在金属湿法冶金回收中所使用的溶剂萃取溶液以形成分散体。

背景技术

[0002] 在金属湿法冶金回收中所使用的溶剂萃取法中，两种互不相溶或很差地相溶的溶液首先在混合阶段混合在一起以形成分散体。在此之后，该分散体被输送到沉降部段，在沉降部段中，该分散体通常水平地流动，目的是再次将分散体分离成两个纯层，一个层位于另一个层的顶部。在实际萃取阶段中，水溶液包含一种或若干种贵重金属和杂质，目的是在萃取阶段期间实现质量传递，换句话说，将期望的贵重金属中的一种或多种传递到有机萃取溶液中，从而将杂质留在水溶液中。在反萃取（strip）阶段中，有机萃取溶液与另一种水溶液相接触，目的是获取反向质量传递，即，将一种或多种贵重金属从有机萃取溶液传递到水溶液中，其随后通常被输送到通过电解法进行的金属回收处。

[0003] 为了在萃取槽的混合部段中将水溶液和有机萃取溶液相互混合，通常使用辐流式涡轮。现有技术中已知的另一种用于萃取槽混合空间的混合器是包括管状螺管及其支撑臂的混合器，该混合器例如在美国专利公开文献US5,185,081中有描述。这种混合器由两个向上上升的管状螺管和将螺管附接到混合器轴的支撑臂组成。管状螺管绕着该轴转大约两圈。根据该公开文献中的附图，可以推断出螺管的螺距角处于10度的范围内。直的支撑杆是混合器的基本部分。下部支撑杆是水平的，中心杆朝着轴以大约30°的角度向上倾斜，并且最高杆朝着轴以30°的角度向下倾斜。该混合器还可由两对并排的螺旋管组成。

[0004] 借助于所讨论的混合器和支撑杆（尤其是最高支撑杆），在溶液中获得竖向旋转，从而导致了在溶液中的径向混合。该混合器还在其上部部段中包括围绕轴布置的流动反向器，这使得溶液的方向在混合空间的中部部分中向下转向。对于混合器来说也典型的是，混合器的直径是混合空间直径的0.5-0.75倍，并且高度是混合空间有效高度的0.6-0.9倍。该混合器是向上泵送型的。为此，在混合空间中在周边形成上升流，该上升流借助于混合器在空间的上部部分中向下转弯而朝向混合空间的底部部分。使用和支持该竖向环流使得混合空间的混合强度均匀。混合器支撑杆导致了液滴尺寸分布（尤其是在混合空间的上部部段中），这对于在溶液萃取中形成分散体来说并非最有利的，即使是其比利用涡轮或叶片式混合器所获得的液滴尺寸分布明显更好。

[0005] 发明目的

[0006] 现有技术中已知的螺旋式混合器的基本部分是支撑杆，其实现了溶液的径向混合。除了竖向环流之外，产生的径向混合和高度湍流混合需要其自身的动力，所以混合器的功率数已经不理想了。本发明的目的是提供一种用于在与金属湿法冶金回收相关的溶剂萃取中将两种很差地互溶的液体混合成分散体的装置和方法，并且与根据现有技术的混合器相比，事实上已经可能借助于所述装置和方法增强混合器空间中的竖向环流流动。

发明内容

[0007] 本发明涉及一种在金属湿法冶金回收中使用的混合装置，以用于在萃取槽的混合空间中或混合器中将两种溶剂萃取溶液混合到一起。混合装置包括至少三个螺旋条，所述螺旋条被支撑在轴的下部部段上并且从该下部部段向上上升，由此，螺旋杆通过水平设置的支撑环和水平的弯曲支撑辐条而固定到轴上。

[0008] 根据该装置的一个实施例，螺旋杆相对于水平方向的螺距角为10-30°。螺旋条绕着轴上升优选1.2-3圈。螺旋条的横截面、支撑环的横截面和支撑辐条的横截面是基本上圆形的。

[0009] 根据该装置的一个实施例，在支撑环的外表面与螺旋条的内表面之间存在牢固结合。

[0010] 根据该装置的一个实施例，支撑辐条在一个端部附接到轴，而在另一端部附接到支撑环。支撑环的数量是3-6个，以使得螺旋条的底部端部被支撑在下部支撑环上，而螺旋条的顶部端部被支撑在上部支撑环上。在混合装置的中部部段中的支撑环的数量是1-4个，并且可改变它们在高度方面的位置。

[0011] 根据该装置的一个实施例，混合装置的直径与混合空间的直径的比值在0.7-0.77的范围内。混合装置的高度与其直径的比值优选是大约1.2-4。

[0012] 根据该装置的一个实施例，螺旋条的直径是混合装置的直径的0.03-0.07倍。

[0013] 根据该装置的一个实施例，支撑辐条直接附接到轴或者借助于轴支撑结构而附接到轴。轴支撑结构由圆柱形部分、底部圆锥体和上部圆锥体组成，支撑辐条固定到圆柱形部分上，底部圆锥体附接到圆柱形部分的下面，而上部圆锥体附接到圆柱形部分的上侧。每个支撑辐条的一个端部以30-60°的角度附接到轴或者轴支撑结构，而另一端部以15-30°的角度附接到支撑环。

[0014] 根据该装置的一个实施例，上部支撑环的支撑辐条的弯曲方向被设定成反向于混合装置的旋转方向。

[0015] 根据该装置的一个实施例，下部支撑环的至少支撑辐条的弯曲方向被设定成与混合装置的旋转方向一致。

[0016] 根据该装置的一个实施例，混合装置的中部支撑环的支撑辐条的弯曲方向被设定成与混合装置的旋转方向一致。

[0017] 本发明还涉及一种用于在萃取槽的混合空间中混合在金属湿法冶金回收中所使用的两种溶剂萃取溶液的方法，由此，有机萃取溶液和水溶液借助于混合装置相互混合，该混合装置包括至少三个螺旋条，所述螺旋条围绕轴布置并且被支撑在轴上。该混合装置导致了竖向环流，其中上升的竖直流动从混合空间的外周形成，而向下导向的流动在混合装置直径内部的空间中形成，并且其中通过将所有支撑构件水平地定位在螺旋条与轴之间而使径向流动最小化。

[0018] 根据该方法的一个实施例，溶液在混合空间中混合在一起，其中混合空间的高度与直径的比值是1.2-4。

[0019] 根据该方法的一种应用，竖向环流的流速是混合装置的流速的大约一半，即在0.7-1.7m/s的范围内。

[0020] 根据该方法的一个实施例，螺旋条与轴之间的支撑构件由支撑环和支撑辐条组成，由此，支撑环的数量是3-6个，支撑环包括下部支撑环、上部支撑环和至少一个中部支撑环，可改变所述至少一个中部支撑环在高度方面的位置。

[0021] 根据本方法的一个实施例，形成分散体，在该分散体中，有机萃取溶液是连续相，由此，在高度方面，混合装置的中部部段的支撑环被设定成比混合装置的中部部段高。

[0022] 根据该方法的另一个实施例，形成分散体，在该分散体中，当O/A比值超过1时，水溶液是连续相，由此，在高度方面，混合装置的中部部段的支撑环被设定成比混合装置的中部部段低。

附图说明

[0023] 图1A是根据现有技术的混合器的侧视图，

[0024] 图1B示出了根据现有技术的混合器的3D图像，

[0025] 图2A是根据本发明的一种混合器的侧视图，

[0026] 图2B示出了从上面看去的图2A的混合器，

[0027] 图2C以3D图像示出了根据图2A的混合器，

[0028] 图2D示出了根据图2A的混合器位于溶剂萃取混合空间中，

[0029] 图3是本发明的另一个实施例的侧视图，

[0030] 图4是本发明的第三实施例的侧视图，

[0031] 图5A是本发明的第四实施例的侧视图，

[0032] 图5B以3D图像示出了根据图5A的混合器，

[0033] 图6是本发明的第五实施例的侧视图，

[0034] 图7是表示根据现有技术的混合器的轴功率与旋转速度的关系的图形，[0035] 图8是表示根据本发明的混合器的轴功率与旋转速度的关系的图形，以及[0036] 图9是表示根据本发明的另一混合器的轴功率与旋转速度的关系的图形。

具体实施方式

[0037] 与金属湿法冶金回收相关地，在溶剂萃取混合空间或混合器中发生的萃取中混合成由两个溶液构成的分散体对于成功萃取来说是最重要的因素之一。混合方面的一个至关重要的问题是非常有效的混合，这导致了溶液形成液滴，从而制备出乳状液，在所述乳状液中，液滴尺寸如此小以使得在萃取沉降部段或沉降器中将溶液相互分离开不会成功或者花耗了不合理的时间量。

[0038] 根据本发明，已经改进了将要在溶剂萃取混合空间中使用的装置和方法，本发明是纯粹基于溶液的竖向环流以及使溶液在混合器中部部段中的径向路径最小化的尝试。因而，由于不再试图形成局部漩涡，所以混合器中的混合强度非常均匀地形成并且在整个混合器中混合强度很低。该混合装置和混合方法使得无论对于产生质量传递还是产生溶液分离来说都将分散体的液滴尺寸分布调整为最有利的范围。均匀混合还减小杂质的形成。由于混合非常均匀而没有局部漩涡，该混合装置可用作用于甚至更大萃取槽的混合空间混合器。在技术上有利的是，相对于混合空间的直径，增大了混合空间的高度，并且根据本发明的混合器可适于这些尺寸。还有益的是形成大小一致的分散体，该分散体可在低混合器旋转速度（即，最大4m/s）下被操作，并且仍旧实现了非常高的竖向环流流速，该竖向环流流速是混合器旋转速度的大约一半，换句话说，在大约0.7-1.7m/s的范围内。

[0039] 均匀混合的优点在于：这可在比根据现有技术进行的混合低的混合功率下进行，在现有技术的混合中，混合器的一些功率用于径向混合。因此，现在所改进的混合器的功率数比根据现有技术的混合器的功率数低。现在所改进的混合器的值得一提的另一优点在于：其使得在这种混合空间中还形成由两种溶剂萃取溶液构成的良好分散体，其形状明显偏离于现有技术所呈现的形状。在根据现有技术的方案中，混合空间的高度或多或少地与其直径相同，但是，对于根据本发明的混合装置，在混合空间的高度与直径的比值为大约1.2-4并且相应地混合器的高度与其直径的比值与该比值相似的情况下，在该混合空间中可能获得良好分散体。

[0040] 液-液系统的表面张力越低，溶液分散的湍流度越低。如果在碱性范围内产生反萃取，将使用的混合强度应该非常低，以避免产生永久性乳状液。溶剂萃取中的溶液污染具有下述影响：在混合中，在根据现有技术的混合强度的情况下，分散体的液滴尺寸对于溶液分离来说很容易变得非常小。

[0041] 较早地知晓的是，根据下列公式计算混合器的轴功率：

[0042] Pshaft=ΨNpρNm D5,

[0043] 其中，Pshaft=轴功率[W]

[0044] Ψ=功率数修正因子[-],注释：例如混合器位置的改变

[0045] Np=功率数(对于混合器来说是特定的)[-]

[0046] ρ=将被混合的介质的密度[kg/m3]

[0047] N=混合器的旋转速度[1/s]

[0048] m=混合指数[-]

[0049] D=混合器的直径[m]

[0050] 同样地，也知晓的是，流动被分成湍流和层流，并且在两者之间存在过渡范围，混合器的功率数取决于层流和过渡范围中的雷诺数。湍流区域中的功率数并不取决于雷诺数。功率数Np对于每种混合器而言是特定的。在层流中，液体非湍动且均匀地流动，而在湍流中，液体涡旋运动而没有精确路径。还知晓的是，湍流中的混合指数是3。

[0051] 在溶剂萃取的混合部段中，混合强度并不必需在湍流范围内，而是其也可接近处于过渡范围中的湍流。在所实施的测试中发现，例如，根据现有技术的混合器的混合指数处于2.96的范围。对于根据本发明的混合装置所测量的混合指数处于2.88的范围，即明显低于对于现有技术混合器所测量的混合指数，但是通过修改根据本发明的混合器，可接近如2.50一样小的指数值。

[0052] 在所附的附图中更详细地描述根据本发明的混合装置。图1A示出了根据现有技术的混合装置1的侧视图，而图1B示出了其3D图像。根据本发明的混合器在下面实例中与上述混合器进行了比较。混合器1包括围绕轴2定位的两个上升螺旋管3和4，所述螺旋管借助于下部支撑臂5、中部支撑臂6和上部支撑臂7而附接到该轴。下部支撑臂是径向的，而中部支撑臂和上部支撑臂相对于水平方向成一角度，如上所述。再者，如上所提到的，这些螺旋管导致了从混合空间侧面上升的流动和在螺旋管的内侧上的向下流动。还发现混合器支撑臂导致了几乎水平的流动，已经发现这在关注在溶剂萃取中将两种分离的溶液混合到一起时是有害的。

[0053] 图2A示出了根据本发明的一种混合器的侧视图，图2B示出了从上方看去的同一混合器，图2C以3D图像示出了同一混合器，以及图2D示出了同一混合器位于萃取槽的混合空间中。混合器10包括至少三个螺旋条11、12、13，它们围绕轴14定位，从轴的下部部段向上上升。为了使流动尽可能平滑，螺旋条的横截面优选是圆形的。尽管在本文提及螺旋条，但该术语还指螺旋管。所述螺旋条借助于支撑构件而连接到轴，所述支撑构件由支撑环和支撑辐条构成。螺旋条的下部端部在混合器的下部部段中被牢固地支撑到位于水平面上的下部支撑环15，并且螺旋条的上部端部被对应地支撑到上部支撑环16。此外，混合器的中部部段还装备有至少一个中部支撑环17。支撑环的数量为至少三个，但根据混合器的结构，也可能有3-6个支撑环。继而，这些支撑环通过水平的弯曲辐条18而连接到轴。类似于支撑辐条，支撑环是圆形条或圆形管，即，它们的外轮廓是基本上圆形的。支撑环的直径与螺旋条的直径具有相同大小，而支撑辐条的直径是螺旋条直径的0.6-1倍。在支撑环与螺旋条的连接点，例如通过焊接在支撑环的外表面与螺旋条的内表面之间形成牢固结合。

[0054] 混合器中的螺旋条的数量最小为三个，但是，根据混合器的尺寸，该数量优选介于3到5之间，并且这些螺旋条对称地布置以绕着轴上升。这些螺旋条相对于水平方向的螺距角被选择为介于10-30°之间。在图2中，螺距角是14.3°。在图2A和2C中所示的情况下，这些螺旋条环绕轴一圈半，但是，根据需要选择圈数，圈数可例如介于1.2到3之间。

[0055] 类似于支撑环，支撑环的弯曲辐条18是水平的，并且这些辐条可直接固定到轴14，或者固定点可装备有轴支撑结构19，该轴支撑结构由圆柱形部分20、上部圆锥体21和下部圆锥体22组成，支撑辐条固定到圆柱形部分上，并且上部圆锥体21和下部圆锥体22附接到圆柱形部分上。连接点处的圆锥体部分减小了连接点的流动阻力，从而使由混合器所导致的竖直流型保持强有力。支撑辐条的结合以及连接到轴和支撑结构的结合是例如通过焊接或者以一些等同的方式形成的牢固结合。在附图中，支撑辐条18的数量是5个，但是其可根据需求而在例如3到6之间变化。支撑辐条是弯曲的，并且它们在第一端部23处以30-60°的角度连接到轴或者连接到轴支撑结构的圆柱形部分20，而在第二端部24处以
15-30°角度连接到支撑结构。如果必要的话，还可以改变支撑辐条的弯曲。支撑辐条的弯曲方向被选择为支持流动的竖向环流。因此，上部支撑环16的辐条的弯曲方向被设定成与混合器的旋转方向相反，而下部支撑环的至少一些辐条的方向被设定成与混合器的旋转方向相一致。通常，除了上部支撑环的辐条之外的辐条的弯曲方向也与混合器的旋转方向相一致。由于辐条的弯曲方向，混合器的下部部段中的流动是层流，而上部支撑环的辐条导致了湍流。

[0056] 根据本发明的混合装置的特征在于，螺旋条的数量是至少三个，所述螺旋条围绕轴对称地布置，由此，以尽可能均匀的方式将萃取溶液混合在一起。另一本质因素在于：螺旋条的所有支撑结构是水平的并且这些支撑辐条被制成弯曲的，从而使在混合空间中出现的径向流动最小化。混合萃取溶液中的湍流程度（换句话说，强度）可例如通过下述方式而得到控制：通过改变螺旋条的数量和/或改变螺距角；通过改变混合器高度与其直径的比值；或者通过改变支撑辐条的弯曲。

[0057] 在图2D中，图2A的混合器10位于混合空间或混合器25中。该混合空间装备有挡板26和盖子27。混合器直径与混合空间直径的比值优选地介于0.7-0.77之间。继而，混合器的螺旋条直径是混合器直径的大约0.03-0.07倍。混合器的旋转方向是向上泵送。混合空间的高度与其直径的比值可改变。在图2D中，该比值是1.2，但是其可能与大约4一样多，由此，螺旋条的螺距角和/或绕着轴的旋转圈数增加。

[0058] 根据本发明的混合器定位成靠近混合空间的底部，以使得底部间隙是混合器直径的大约0.07-0.11倍。术语表面间隙指的是混合器和混合空间盖子（或者液面）与混合器上部部段之间的距离。表面间隙优选地是相应底部间隙的两倍，以使得混合器的高度与混合空间的直径的比值具有和混合器直径与混合空间直径的比值一样的大小，或者比其大至多20%。

[0059] 图3和4示出了根据本发明的混合器的两种变型，图示了根据萃取溶液可改变中部支撑环或支撑环17在高度方面的位置。因此，当对确保某种类型的分散体以及其例如在萃取过程的启动阶段中的连续性尤其重要时，可使用这些变型。在图3中所示的结构中，混合器10的上部支撑环和下部支撑环以与图2A中相同的方式定位，但是在高度方面，中心支撑环17及其辐条被设定成比混合器的中部部段高得多。该结构有利于产生有机溶剂是连续相而水溶液作为有机溶液中的液滴的分散体形式。图3中所示的结构例如在已产生杂质的情况下是有利的，借助于水液滴而将杂质从萃取溶液中推出。在根据图4的结构中，在高度方面，中心支撑环17及其辐条被设定成比混合器的中部部段低得多。该结构有利于产生水溶液是连续相而有机溶液作为水溶液中的液滴的分散体形式。根据图4的结构可例如在有利于保持水溶液为连续相的情况下使用，即使有机溶液与水溶液的比值（O/A）超过1，而且高达3。

[0060] 图5A和5B示出了一种混合器变型，其尤其适用于下述混合空间：混合空间的高度明显大于其直径，例如处于1.6-2.2的范围内。在附图中所示的实例的情况下，螺旋条的螺距角是大约22°，其比图2的混合器中的螺距角大得多。与图2中所示的一样地，螺旋条围绕轴14一圈半。

[0061] 图6示出了另一种可替代的混合器，其中，混合器高度与其直径的比值可以是与大约4一样大，甚至这并不是绝对上限。在这种情况下，混合空间高度与直径的比值也与混合器的比值相同。技术上的限制因素主要是轴14的长度。混合器的螺旋条围绕轴三圈，并且螺旋条的螺距角是大约22°。支撑环数量增加，以使得除了下部支撑环15和上部支撑环16之外，该结构具有位于混合器的中部部段中的三个支撑环17。

[0062] 借助于以下实例进一步描述根据本发明的混合装置和混合方法。

[0063] 实例

[0064] 实例1

[0065] 根据图1中所示的现有技术的混合器（图1，缩写为SPIROK）与根据本发明的混合器（图2，缩写为VSSF）使用扭矩工作台作为辅助而进行比较。本研究监测在增大混合器旋转数时如何产生混合器的动力消耗和竖直作用力。知晓的是，

[0066] F=NfρN2D4,其中

[0067] F=混合空间底部上所导致的竖直作用力[N]

[0068] Nf=液压轴向作用力（混合器的特性）[-]，

[0069] ρ=将被混合的介质的密度[kg/m3]，

[0070] N=混合器的旋转速度[1/s]，

[0071] D=混合器的直径[m]

[0072] 液压轴向作用力Nf描述了在混合空间的底部上由混合器所施加的竖直作用力。在测量中发现，VSSF混合器的液压轴向作用力是SPIROK混合器的两倍。这表明VSSF混合器的混合强度的目标是竖向环流，并且径向流动量小于SPIROK混合器。这些测试在具有245mm直径的罐中进行，该罐装备有齐平的盖子，以便防止空气混入到溶液中。混合器装备有四个竖直挡板。该混合器的直径是172mm而且高度是210mm。

[0073] 对于SPIROK混合器的轴功率的测量结果如图7中所示，图7是轴功率与旋转速度的关系的图形。当混合指数是2.96（该值接近完全形成湍流的指数值3）时，从该结果计算出的功率数Np是0.74。还在扭矩工作台运转时测量在混合罐中由混合器所导致的竖直作用力。所获得的负的轴功率数-0.12是一种在所讨论的混合器中产生竖向环流的象征。

[0074] 对VSSF混合器进行相应的轴功率测量和竖直作用力测量。图8是轴功率与旋转速度的关系的图形，表明功率数Np在该点处与0.42-0.49一样低，这象征了根据本发明的混合器与SPIROK混合器相比产生了更大竖向环流和更小径向涡旋。通过所测量的混合指数证明了同样的情形，混合指数是2.88并且很好地处于过渡范围内。同样地，轴功率数是-0.24，表明混合能量精确地以竖向环流作为目标。为此，溶剂萃取混合空间中的溶液相的混合接触和分散体的形成可在低混合强度下进行，与此同时在整个混合空间中进行均匀混合。

[0075] 实例2

[0076] 对根据本发明的VSSF混合器进行根据实例1的混合测试，该VSSF混合器具有322mm高度和172mm的直径。罐的高度是390mm而直径是245mm。该混合器也包括三个螺旋条，所述螺旋条环绕该轴一又二分之一圈。图9是轴功率与旋转速度的关系的图形，示出了混合指数升高到数值2.90，而功率指数Np仅仅达到数值0.64-0.68，其相对于螺旋条的螺距角来说很低。当考虑混合空间体积增加时，实际上仅仅减小了动力消耗。在高度与直径的比值增加的情况下，混合器甚至更加增强了竖向环流。