CN104353398B - 连续u形排管式酸浸反应器及其制备人造金红石的方法 - Google Patents
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Abstract
一种连续U形排管式酸浸反应器，它包括有连续U形排管，其特征在于：所述连续U形排管通过固定支架设置在带压力表和温度传感器的恒温恒压保温箱内，该恒温恒压保温箱上设置有加压蒸汽入口和加压蒸汽出口，在加压蒸汽入口设置进气阀、加压蒸汽出口设置有排气阀；连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的高位入口端通过混料仓连接酸入口和固体物料入口、连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的低位出口端设置有负压式液固分离器，在酸入口设置耐酸控制阀、固体物料入口设置称重控制阀。本发明既保证了固体物料与酸的充分混合，又避免了固体颗粒之间的相互摩擦，实现连续生产的同时减少了固体物料因摩擦而导致的粒度变小，从而可以提高生产率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体地说是一种在人造金红石生产中使用的连续U形排管式酸浸反应器及其制备人造金红石的方法。
背景技术
在高等级人造金红石的生产中，需要将细小的矿物颗粒与盐酸或者其他工业酸进行酸浸反应，并且要控制反应后所获得的人造金红石的颗粒粒度。传统的生产工艺中的酸浸反应为了使矿物颗粒与酸之间的长时间充分混合均需要搅拌，这样就会导致矿物颗粒之间的过渡摩擦，进而使成品的粒度缩小，从而导致产品品质大打折扣。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续U形排管式酸浸反应器及其制备人造金红石的方法，它是能够使固体颗粒与酸长时间的连续地充分地混合，并且使固体颗粒之间相互摩擦最小化。
本发明的目的是这样实现的：该连续U形排管式酸浸反应器包括有连续U形排管，其特征在于：所述连续U形排管通过固定支架设置在带压力表和温度传感器的恒温恒压保温箱内，该恒温恒压保温箱上设置有加压蒸汽入口和加压蒸汽出口，在加压蒸汽入口设置进气阀、加压蒸汽出口设置有排气阀；连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的高位入口端通过混料仓连接酸入口和固体物料入口、连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的低位出口端设置有负压式液固分离器，在酸入口设置耐酸控制阀、固体物料入口设置称重控制阀。
所述连续U形排管中的竖直管长度沿管内液体流动的水平方向依次缩短。
所述连续U形排管是分段连接而成的。
所述的加压蒸汽入口设置在恒温恒压保温箱的一端底部、加压蒸汽出口设置在恒温恒压保温箱的另一端顶部。
在恒温恒压保温箱的端面上还设置有维修门。
该连续U形排管式酸浸反应器制备人造金红石的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）将工业酸和固体矿物颗粒料同时加入位于连续U形排管在恒温恒压保温箱外部高位入口端的混料仓进行混合；
（2）混合后的浆状物被自动注入连续的U形排管中并在U形排管中保持连续的紊流状态，直至从排料口排出；
（3）流动的混合后浆状物温度一直保持在103℃至107℃之间，连续U形排管处于过热蒸汽的加热中；
（4）反应后的浆状物被排到负压式液固分离器中进行液固分离。
为了使工业酸的冲击作用能够加快固体矿物颗粒的分散程度，则工业酸的加料速度要大于固体矿物颗粒料的加料速度，同时，为了确保固体矿物颗粒料得以彻底的反应，工业酸的加料量也多于理论计算的固体矿物颗粒料使用量，余量为8-10%。
为了缩短混合后的浆状物在连续U形排管内的滞留时间从而减小反应器的尺寸，则在步骤（1）以前对工业酸和固体矿物颗粒料进行预加热。
本发明使酸与固体物料在混料器中就进行了混合，形成浆状物，该浆状物在不断的流动中发生扰动，使固体物料在液体酸中一直处于悬浮状态，这样既保证了固体物料与酸的充分混合，又避免了固体颗粒之间的相互摩擦，实现连续生产的同时减少了固体物料因摩擦而导致的粒度变小，从而可以提高生产率，降低生产成本。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的结构示意简图。
附图主要部分的符号说明1加压蒸汽入口、2混料仓、3酸入口、4固体物料入口、5连续U形排管、6压力表、7蒸汽温度传感器、8混合溶液温度传感器、9恒温恒压保温箱、10加压蒸汽出口、11维修门、12负压式液固分离器、13固定支架。
具体实施方式
根据图1对本发明进行详细描述。本发明的该连续U形排管式酸浸反应器包括有分段连接而成的连续U形排管5，连续U形排管5通过固定支架13设置在带压力表6和蒸汽温度传感器7的恒温恒压保温箱9内，该恒温恒压保温箱9上设置有加压蒸汽入口1和加压蒸汽出口10，加压蒸汽入口设置在恒温恒压保温箱的一端底部、加压蒸汽出口设置在恒温恒压保温箱的另一端顶部，在加压蒸汽入口设置进气阀、加压蒸汽出口设置有排气阀；连续U形排管5在恒温恒压保温箱9外部的高位入口端通过混料仓2连接酸入口3和固体物料入口4、连续U形排管5在恒温恒压保温箱9外部的低位出口端设置有负压式液固分离器12，在酸入口3设置耐酸控制阀、固体物料入口4设置称重控制阀。
连续U形排管中的竖直管长度沿管内液体流动的水平方向依次缩短。
在恒温恒压保温箱的端面上还设置有维修门11。
另外图中还包括有混合溶液温度传感器8。
本发明的连续U形排管式酸浸反应器制备人造金红石的方法包括以下步骤：
（1）将工业酸和固体矿物颗粒料进行预热后同时加入位于连续U形排管在恒温恒压保温箱外部高位入口端的混料仓进行混合；
（2）混合后的浆状物被自动注入连续的U形排管中并在U形排管中保持连续的紊流状态，直至从排料口排出；
（3）流动的混合后浆状物温度一直保持在103℃至107℃之间，连续U形排管处于过热蒸汽的加热中；
（4）反应后的浆状物被排到负压式液固分离器中进行液固分离。
为了使工业酸的冲击作用能够加快固体矿物颗粒的分散程度，则工业酸的加料速度要大于固体矿物颗粒料的加料速度，同时，为了确保矿物料得以彻底的反应，工业酸的加料量也多于理论计算的工业酸使用量，余量为8-10%。
更具体地说，过热蒸汽通过加压蒸汽入口1被注入恒温恒压保温箱9内，恒温恒压保温箱9可承受0.2MPa。压力表6、蒸汽温度传感器7和混合溶液温度传感器8各自检测压力数值和温度值，根据温度和压力数值调解加压蒸汽入口1的进气阀1，从而调解保温箱中的压力和温度。当压力过高时，加压蒸汽出口10的排气阀会自动打开泄压。
固体颗粒物料通过固体物料入口4的称重控制阀4与通过耐酸控制阀过来的酸溶液在混料仓2中相遇并混合，形成一种浆状物，该浆状物自动流入耐酸的连续U形排管5中，并保持向前的不停的流动。液体的流速要能保证液体在流动中始终呈紊流状态，固体颗粒物在重力、浮力等力的综合作用下，在酸溶液中始终处于悬浮状态，最终流入液固分离器12，进行液固分离。因为固体物料与酸液是自由的悬浮状态，没有机械搅拌，故固体颗粒之间几乎没有相互的摩擦，尺寸基本无变化，既满足了连续生产的要求，也避免了固体物料因摩擦而导致的尺寸变小。
连续U形排管5是由耐酸材料制成的，可以是四氟管，也可以是玻璃管，也可以是其它有机材料，要求能够承受120℃，冷热导致的变形较小。它是分段连接的，以方便检修和更换。连续U形排管5靠恒温恒压保温箱9内的固定支架13固定。恒温恒压保温箱9开有检修门11，便于人员进入靠恒温恒压保温箱9内检修和更换连续U形排管5。恒温恒压保温箱9内留有检修空间。综上所述，实现了本发明的目的。
Claims (8)
1.一种连续U形排管式酸浸反应器，它包括有连续U形排管，其特征在于：所述连续U形排管通过固定支架设置在带压力表和温度传感器的恒温恒压保温箱内，该恒温恒压保温箱上设置有加压蒸汽入口和加压蒸汽出口，在加压蒸汽入口设置进气阀、加压蒸汽出口设置有排气阀；连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的高位入口端通过混料仓连接酸入口和固体物料入口、连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的低位出口端设置有负压式液固分离器，在酸入口设置耐酸控制阀、固体物料入口设置称重控制阀。
2.根据权利要求1所述的连续U形排管式酸浸反应器，其特征在于：所述连续U形排管中的竖直管长度沿管内液体流动的水平方向依次缩短。
3.根据权利要求1所述的连续U形排管式酸浸反应器，其特征在于：所述连续U形排管是分段连接而成的。
4.根据权利要求1所述的连续U形排管式酸浸反应器，其特征在于：所述的加压蒸汽入口设置在恒温恒压保温箱的一端底部、加压蒸汽出口设置在恒温恒压保温箱的另一端顶部。
5.根据权利要求1所述的连续U形排管式酸浸反应器，其特征在于：在恒温恒压保温箱的端面上还设置有维修门。
6.一种连续U形排管式酸浸反应器制备人造金红石的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）将工业酸和固体矿物颗粒料同时加入位于连续U形排管在恒温恒压保温箱外部高位入口端的混料仓进行混合；
（2）混合后的浆状物被自动注入连续的U形排管中并在U形排管中保持连续的紊流状态，直至从排料口排出；
（3）流动的混合后浆状物温度一直保持在103℃至107℃之间，连续U形排管处于过热蒸汽的加热中；
（4）反应后的浆状物被排到负压式液固分离器中进行液固分离；
所述连续U形排管通过固定支架设置在带压力表和温度传感器的恒温恒压保温箱内，该恒温恒压保温箱上设置有加压蒸汽入口和加压蒸汽出口，在加压蒸汽入口设置进气阀、加压蒸汽出口设置有排气阀；连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的高位入口端通过混料仓连接酸入口和固体物料入口、连续U形排管在恒温恒压保温箱外部的低位出口端设置有负压式液固分离器，在酸入口设置耐酸控制阀、固体物料入口设置称重控制阀。
7.根据权利要求6所述的连续U形排管式酸浸反应器制备人造金红石的方法，其特征是：工业酸的加料速度要大于固体矿物颗粒料的加料速度，工业酸的加料量也多于理论计算的固体矿物颗粒料使用量，余量为8-10%。
8.根据权利要求6所述的连续U形排管式酸浸反应器制备人造金红石的方法，其特征是：在步骤（1）以前对工业酸和固体矿物颗粒料进行预加热。
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