CN2139470Y - 固-固-液体系抽吸式串级型搅拌吸附装置 - Google Patents

Abstract

本装置属化工、冶金等领域使用的固—固—液体 系搅拌吸附装置，特点是搅拌槽为被焊接在内壁上的 固定隔板和与转动轴连成一体的转动隔板等分为若 干搅拌室的抽吸式搅拌槽，搅拌器为由多个带一组桨 叶构成的串级型搅拌器，该装置还包括带有提升管的 级间筛分装置，解决了由单组桨叶搅拌器、空气提升 和振动筛分装置组成的全混式吸附器的浆液轻，重相 分布不均匀，轻相滞留于流体表面，示踪剂浓度响应 曲线方差大，吸附效率低、噪音污染大等缺点，该设备 简单，操作方便且可连续操作。

Description

本实用新型属于化工、冶金、医药等领域，适用于一种或两种固体浆料的传质分离和化学反应设备，如炭浆法和煤聚团法提取贵重金属的设备。

现有技术中，应用于上述领域的吸附萃取分离装置，有各种不同的搅拌装置，从其作用上可分为传质分离接触器，从处理对象上分有液－液体系（如溶剂萃取），有液－固体系（如浸取），气－液－固体系（如金矿氰化浸取），固－固－液体系（如矿浆树脂吸附）等。常规固－固－液体系搅拌吸附装置的结构大都由搅拌槽，单组桨叶的搅拌器，空气提升和振动筛组成。通过搅拌器不停的转动，固－固－液浆料呈全混合状态，然后再通过一套空气提升装置，将浆料从底部吹向振动筛，将浆相和载体相分离，分离后的载体相回流到上一级搅拌槽内，浆相流入下一级搅拌槽，如此，通过多级搅拌、吸附、萃取以完成浆料中贵金属的分离，目前工业上普遍使用的这种搅拌吸附装置存在下述几个方面的缺点和不足：

（1）因搅拌器只有一组桨叶，搅拌过程中，由于浆液重相和轻相的比重差，造成轻相在重相中分布不均匀，部分轻相滞留在流体表面，降低了两相间的反应速率和传质速率；

（2）槽内搅拌强度不均匀，流体在各处的剪切力相差很大；

（3）人们在设计搅拌槽时往往把注意力集中在搅拌强度、通量大小、对吸附剂或催化剂的破损等方面，而关于搅拌槽中流体的停留时间分布对产品质量的影响未引起充分的重视。搅拌槽中的流体的流动属于全混型，示踪剂浓度响应曲线方差为σ²＝1。在理论上全混釜中的流体各微元的停留时间分布于零至无穷大之间，降低了传质推动力和减少了搅拌室的工作容积。

（4）由于（1），（2）和（3），造成搅拌槽的效率低。

（5）炭浆法的炭和浆的分离装置是由气体提升装置和振动筛所组成。煤聚团法的煤聚团和浆的分离采用浮选槽。设备复杂，易出故障，容易造成停工。

本实用新型目的在于克服上述诸多缺点和不足，提供一种可连续操作的抽吸式串级型搅拌吸附装置，如附图所示，该装置采用了抽吸式串级型搅拌槽和级间筛分装置：搅拌槽（16）被安放在搅拌槽筒体内壁上的固定隔板（8）和与转动轴（7）连为一体的转动隔板（9）等分成若干个分搅拌室，搅拌器为多个带一组桨叶的搅拌器（4）和一个底部搅拌器（6）构成的串级型搅拌器，转动隔板（9）放在两个搅拌器（4）之间，每个搅拌器（4）分别位于被隔开的等分搅拌室中心，底部搅拌器（6）上方无转动隔板，并为上开口半封闭涡轮搅拌器，浆相和载体相进料口安放在搅拌槽（16）的顶部，搅拌槽（16）底部卸料口处安放有卸料阀（10），筛分装置为级间筛分装置，由提升管（11）和分离筛（12）组成，提升管（11）下端入口端与搅拌槽（16）底部筒壁上出口（17）相连通，上端出口端下方安放有分离筛（12）分离筛（12）内钭放有筛网（15），两侧安放有浆相出口槽（13），载体相出口槽（14），转动轴（6）由电机带动。

本实用新型由于改变常规搅拌槽的重相和轻相进出槽的方式，应用浆叶产生的抽力使轻相和重相从混合室上端进入混合室，混合相从槽底出口经提升管排出，克服了全混式搅拌槽轻，重相分布不均和轻相浮在流体表面的缺点；该装置由于采用了串级型搅拌槽，从理论上分析可知，全混釜的二次矩σ²为1，将全混釜分成若干多隔层串级全混室，有助于σ²的降低，在各级容积相等，级际间返混系数相等的情况下，多级串联接触器的二次矩σ²随室数的增加而降低，随室与室之间的返混的降低而降低，改善了搅拌槽内流体的停留时间分布，减少隔层与隔层之间的返混效果大为明显；

本装置由于安装级间筛分装置可以使经过上一级搅拌槽处理后的浆相进入下一级搅拌槽进行进一步处理，同时使吸附相或载体相维持在原来的搅拌槽内，进行任意次数的循环。对于吸附过程而言，当第一级吸附相的吸附容量达到要求时，将筛分出的吸附相导入收集器，浆相进口从原先的第一级改为原先的第二级，原先的第二级成为第一级，原先的第三级成为第二级，依此类推。装有新鲜吸附相的搅拌槽成为末级。过程以半逆流状态连续进行。经过尾筛的废浆无需浮选直接排放。由于不用压缩气体和振动机械，设备简单，操作方便，制造费用低。

下面结合附图详细描述本实用新型

附图1为本实用新型结构示意图，

附图2为附图1的俯视图，

附图3为附图1的A－A间剖面图，

附图4为附图1的B－B间剖面图，

其中（1）为盖板，（2）为浆相进口，（3）为载体相进口，（4）为搅拌器，（5）为挡板，（6）为底部搅拌器，（7）为转动轴，（8）为固定隔板，（9）转动隔板，（10）卸料阀，（11）为提升管，（12）为分离筛，（13）为桨相出口槽，（14）为载体相出口槽，（15）为筛网，（16）为搅拌槽，（17）为出口，（18）为底板，本实用新型由抽吸式串级型搅拌槽和级间筛分装置两部分组成。由图1－4知，搅拌槽（16）呈筒状，可以是园筒状，也可以是方筒状［如呈方形筒状，则不须放置挡板（5）］，底部为球缺形，直径大小由物料所需的停留时间决定，搅拌槽（16）上端面上放置的盖板（1）上设有浆相进料口（2）和载体相进料口（3），搅拌槽（16）由固定隔板（8）和转动隔板（9）等分成若干个分搅拌室，比如4－5个分搅拌室，搅拌器为多个带一组桨叶的搅拌器（4）和底部搅拌器（6）组成的串级型搅拌器，固定隔板（8）平行等距离焊在搅拌槽（16）的内壁上，转动隔板（9）连接在转动轴（7）上，与安装在转动轴（7）上的搅拌器（4）相间放置，位于两搅拌器（4）中间；底部搅拌器（6）上方无转动隔板，每个分搅拌室内壁上焊有不少于3块垂直挡板（5），挡板（5）的宽度为搅拌槽（16）直径的1／15至1／30，搅拌器（4）位于每一分搅拌室的中心位置，所有搅拌器，包括搅拌器（4）和（6），转动隔板（9）均由同一转动轴（7）带动，转动隔板（9）和固定隔板（8）之间的间隙由流动相的流量决定，搅拌槽（16）底部有一卸料口，卸料口处安装有卸料阀（10），搅拌槽筒体材质视处理对象而定，可以是不锈钢或碳钢等，最底部的搅拌室上方无转动隔板，底部搅拌器（6）为上开口的半封闭涡轮搅拌器，当搅拌轴（7）转动时，最底部搅拌器产生的离心作用，对搅拌槽内流体产生向下的抽吸力，图中箭头为流体在其抽吸作用下的流动方向。筛分装置由提升管（11）和分离筛（12）组成，提升管（11）下端入口端与搅拌槽（16）底部筒壁上出口（17）相连通，上端出口端下面安放有分离筛（12），分离筛（12）内钭放有筛网（15），浆相出口槽（13）和载体相出口槽（14）位于分离筛（12）两侧，载体相出口槽（14）位于筛网（15）低端，浆相出口槽（13）位于筛网（15）高端，筛网（15）下面放有与筛网（15）呈一定角度的底板（18）以防浆液中固相淤积于底板（18）上，混合相的提升量由提升管（11）的高度调节，筛网（12）的孔径应在聚团直径和金属矿粉直径之间，级间筛的载体相出口和浆相出口位置应适当高于搅拌槽槽面。

使用时，浆相和载体相分别经盖板（1）上的浆相入料口（2）和载体相入料口（3）进入搅拌槽（16）上端的第一室，轻重两相在搅拌室内受到搅拌器（4）的搅动和挡板（5）的阻挡而获得充分混合和接触，由于底部搅拌器（6）的抽吸力，混合相逐渐向下流动，在每一级均得到充分的混合和接触，最后流至底部搅拌室，进入底部搅拌室的混合相在底部搅抖器（6）产生的向心力的推动下，经提升管（11）流至分离筛（12），筛网（15）上的载体相在部分浆相的冲刷下流回原搅拌槽，通过筛孔的浆相流至废浆贮槽或流入下一级搅拌槽进行再处理，一般通过两级吸附，便可达到吸附工艺要求。

本实用新型由于采用浆相和载体相两相由搅拌槽顶部进入方式和改变搅拌器的吸力方向，即通过抽吸式流动装置的设置，解决了传统搅抖吸附装置的轻相和重相在吸附槽中分布不均和轻相上浮表面的缺陷，通过串级搅拌槽和搅拌器的设置，使流动相在搅拌槽内的停留时间分布变窄，即两相各微元有更多的均等时间和机会进行吸附分离，槽内死区小，搅拌强度均匀，本装置应用级间筛，无需空气提升和筛网振动装置就能实现两相（包括一种或两种固相）的级间传递，实现逆流操作过程连续化，简化了设备，节工省料，同时还减少了空气提升装置不可避免的操作噪音，所以该抽吸式串级型搅拌吸附装置具有下列特点：

（1）    结构简单，应用级间筛和尾筛取代浮选设备；放大性能好；投资费用低。

（2）    效率高，仅两级吸附便可以满足工艺要求，比国外应用的五级吸附少用三级；进一步节约了设备投资。

（3）    搅拌器的转速从全混式的1450rpm降到的450rpm，使该工艺在工业上易于推广使用。

（4）    操作过程连续化。

（5） 在进行污染金矿的煤聚团提金中，通量为0.6m³／m³h至2.1m³／m³h时，渣中金品位可降至0.7克／吨，回收率达到85％以上。

实施例：煤聚团提金

矿浆固液比为1比3，煤聚团与浆相中矿粉之重量比为20％。

浆相PH值控制在7至9的范围内。

（1）实施例一：3.6立升抽吸式5隔层搅拌槽与2立升全混型搅拌槽吸附金的性能比较

表1    3.6立升抽吸式5隔层搅拌槽与2立升全混型搅拌吸附金的性能比较

实验序号        吸附槽类型        搅拌转速        原矿品位        渣品位

                                                        (PPM)            (ppm)            (ppm)

56        3.6立升抽吸式5隔            580                5.08              0.58

              层搅拌槽

57        2立升全混型搅拌槽        1400                5.08              0.64

60        3.6立升抽吸式5隔            580                5.08              0.68

                层搅拌槽

61        2立升全混型搅拌槽        1400                5.08                0.52

从表1可以看出，尽管3.6升抽吸式5隔层搅拌槽的搅拌转速低得多，它吸附金的效率和2立升全混型搅拌槽吸附金的效率是一样的。

（2）    实施例二：应用50立升抽吸式4隔层搅拌槽进行连续吸附试验

表2    连续吸附试验结果

进料通量  浆相  每槽的  搅拌  运转  计算日  渣金品位  回收率  设备运

                固液比    聚团量    转速    时间    处理量                        转状况

(m³/m³h (公斤) (rpm)(小时) (吨) (克／吨)

0.6-2.1    1.3      3        450      3-8    0.6-2.1    -0.7      ≥85%    良好

Claims (3)

1、一种固-固-液体系抽吸式串级型搅拌吸附装置，由搅拌槽、搅拌器和筛分装置组成，其特征在于该装置采用了抽吸式串级型搅拌槽和级间筛分结构：搅拌槽(16)被安放在搅拌槽筒体内壁上的固定隔板(8)和与转动轴(7)连为一体的转动隔板(9)等分成若干个分搅拌室，搅拌器为由多个带一组桨叶的搅拌器(4)和一个底部搅拌器(6)构成的串级型搅拌器，转动隔板(9)放在两个搅拌器(4)之间，每个搅拌器(4)分别位于被隔开的等分分搅拌室中心，底部搅拌器(6)上方无转动隔板，并为上开口半封闭涡轮搅拌器，浆相和载体相进料口安放在搅拌槽(16)的顶部，搅拌槽(16)底部卸料口处安放有卸料阀(10)；筛分装置为级间筛分装置由提升管(11)和分离筛(12)构成，提升管(11)下端入口端与搅拌槽(6)底部筒体壁上出口(17)相连通，上端出口端下方安放有分离筛(12)，分离筛(12)内钭放有筛网(15)，两侧安装有浆相出口槽(12)，载体相出口槽(14)，转动轴(6)由电机带动；

2、按权利要求1所述的固－固－液体系抽吸式串级型搅拌吸附装置，其特征在于所述搅拌槽（16）呈筒状，可以是园筒状，也可以是方筒状［如呈方形筒状，则不需放置挡板（5）］，底部为球缺形，搅拌槽（16）上端面上放置的盖板（1）上设有浆相进料口（2）和载体相进料口（3），固定隔板（8）平行等距离焊在搅拌室（16）的内壁上，转动隔板（9）连接在转动轴（7）上，与安装在转动轴（7）上的搅拌器（4）相间放置，位于两搅拌器（4）中间，每个分搅拌室（4）内壁上焊有不少于3块的垂直挡板（5），挡板（5）的宽度为搅拌槽（16）直径的1／15至1／30，搅拌器（4）和（6）以及转动隔板（9）均由同－转动轴（7）带动，转动隔板（9）和固定隔板（8）之间的间隙由流动相流量决定；

3、按权利要求1、2所述的固－固－液体系抽吸式串级型搅拌吸附装置，其特征在于所述的分离筛（12）中筛网（15）下面放有与筛网（15）呈一定角度的底板（18），浆相出口槽（13）位于筛网（15）高端，载体相出口槽（14）位于筛网（15）的低端，筛网（12）的孔径在聚团直径和金属矿粉直径之间，载体相出口（14）和浆相出口（13）位置应适当高于搅拌槽槽面。

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