振荡挡板反应器(OBRs)利用策略性放置的挡板，与流体脉动相互作用，产生特定的流动模式，产生特殊的混合控制，不受净流量和停留时间的影响。在本研究中，利用3d打印反应器系统地探索了振荡挡板反应器(OBRs)用于钴和镍湿法冶金分离的混合性能。考察了振荡频率、振荡幅度和停留时间等操作参数对萃取汽提的影响。采用高速成像和测速技术对两相体系的液滴大小和流动特性进行了检测。总体研究结果突出了振荡挡板反应器相对于传统系统(如混合沉降器)的优势，并首次成功地展示了振荡挡板反应器在钴和镍湿法冶金分离中的应用。
溶剂萃取实验采用超纯水溶解七水合硫酸钴(II)和六水合硫酸镍(II)制备的合成水进料。钴和镍的金属浓度在0.5 g/L-10 g/L之间变化，考察金属浓度对整体提取性能的影响，连续实验的最终应用浓度为2.5 g/L。将不同量的氰胺272溶解于煤油中制备有机相。选择煤油作为合适的稀释剂，是因为其成本低，在水中的溶解度低，密度相对较低，导致进料相和溶剂相的总密度差增大，有利于重力相脱离。此外，煤油闪点较高，比大多数芳香族化合物对环境更无害，而且镍的共萃取率较低。在使用之前，萃取剂被部分预中和以方便操作。酸性萃取剂，如cyanex272，通常通过阳离子交换机制提取金属，这意味着释放质子。膦酸萃取剂可以在高金属负荷和极性稀释剂中以单体(HA)形式存在，也可以在低金属负荷和非极性稀释剂中以二聚体(HA)2形式存在，这里的情况是后者。
关于无量纲自由挡板面积、挡板间距和挡板厚度的所有主要设计选择均基于文献中的一般设计准则。反应器全长208.30 mm，外径12.70 mm，在折流板处将内径从9.00 mm减小到5.00 mm，折流板孔口面积与反应器截面积之比为0.31。尖锐边缘挡板的厚度为2.50毫米，将反应器分成9个重复的单元。
在这项具体的工作中，挡板反应器是使用商用立体平版打印机生产的。打印部件的后处理包括用异丙醇洗涤以去除多余的树脂，并在紫外线固化室中固化部件。紫外线曝光时间符合制造商的标准固化后建议。在溶剂萃取实验中，我们选用了半透明的树脂，因为它以最低的制造成本保持了令人满意的机械和化学性能，同时提供了对反应器内容物的光学访问。
本文研究了溶剂萃取法对钴镍的湿法冶金分离。采用部分皂化的Cyanex 272选择性地从含有等量钴和镍的合成饲料中去除钴。通过对不同浓度的萃取剂、汽提剂和再生剂的比较，对工艺条件进行了优化。随后，使用3d打印振荡挡板反应器对分离过程进行了放大，在连续流系统中进行了提取和剥离。对流量、振荡幅值、振荡频率等运行参数进行了研究。在大多数情况下，获得了良好的分离效果，最高振荡条件下的分离效果最好。不幸的是，由于物理限制和相关的故障风险，目前的设置无法获得比测试更高的频率和幅度。然而，这可能是未来进一步研究的一个有趣方面。为了更好地理解这些结果，并进一步了解两相系统的液滴大小和流动行为，研究人员利用高速成像和液滴测速技术进一步研究了该过程的流体动力学。得到了理论输入与实验观测速度的良好对应关系，同时也证实了充分的流动逆转和充分的径向混合。振荡折流板反应器在时空产率和生产率方面与其他先进的溶剂萃取反应器技术进行了比较。虽然这项工作的目标从来都不是实现最高的生产力或时空产量，但目前的工作展示了其在该领域中最高的时空产量和生产率。
