CS217184B1 - Míchací zařízení pro hydrometaíurgickou výrobu - Google Patents

Description

Vynález se týká míchacího zařízení určeného pro hydrometaíurgickou výrobu, zejména pro loužení rud. Zařízení je opatřeno axiálním míchadlem, .jež spolu s vhodným geometrickým uspořádáním nádoby a jejích vestaveb je schopno zajistit potřebné hydrodynamické podmínky pro vyluhování rudných rmutů.

Pro loužení niklové rudy, popřípadě i jiných rudných rmutů, se v současné době užívá míchacích zařízení vybavených turboaerátory, resp. turbinovými míchadly. Účelem těchto zařízení je vyloužit za pomoci aerace ze suspenze redukované rudy nikl a kobalt, popř. i jiné kovy ve formě komplexních sloučenin, jež přecházejí do roztoku loužidla.

Při hydrometalurgické výrobě, pro vyluhování bez přívodu vzduchu jsou užívána naproti tomu převážně míchací zařízeni vybavená míchadly s axiálním tokem kapaliny. Míchadla těchto zařízení jsou instalována v podélné ose válcové nádoby, jež je obvykle opatřena třemi nebo čtyřmi symetricky u stěny nádoby umístěnými narážkami, vzdálenými o určitou vzdálenost ode dna. U vrtulového míchadla se poměr průměru nádoby a míchadla pohybuje obvykle v rozmezí D/d = 3,3 až 5, u míchadla s rovnými, šikmo skloněnými lopatkami činí tento poměr obvykle D/d = 2,2 až 3,3, zatímco poměr vzdálenosti míchadla ode dna k průměru míchadla se volí v rozsahu H?/d = 0,5 až 1.

Při louhovém čiátění, kdy je třeba odstranit ze rmutu další nežádoucí kovy, jako např. železo, je třeba tyto v louhu obsažené kovy převést oxidací za přívodu vzduchu na trojmocnou formu, kterou je možno z roztoku vyloučit a oddělit. V tomto případě má míchací zařízení za účel zajistit rovnoměrnou dispergaci vzduchu do suspenze, udržovat pevné částice ve vznosu a tím přispět k urychlení reakce. Pro tento účel jsou převážně používána turbinová míchadla s radiálním tokem kapaliny, provedená bu5 jako turbinová míchadla

2,7184 s rovnými, kolmými lopatkami a dělicím kotoučem a nebo jako míchadla uzavřená. Nádoba je opět opatřena čtyřmi svislými narážkami a míchadlo je v nádobě umístěno v její podélné ose. Poměr průměru nádoby k průměru míchadla se pohybuje v rozmezí D/d = 3,3 až 4, vzdálenost míchadla ode dna je dána poměrem Hg/d = 0,5 až 1. K přívodu vzduchu slouží rozváděči prstenec, umístěný pod míchadlem. Výška hladiny míchaného prostředí je obvykle rovna průměru nádoby.

Turboaerátory, které se dosud všeobecně používají pro loužení rudného rmutu a které jsou opatřeny jedním nebo dvěma radiálními míchadly umístěnými nad sebou na společné hřídeli, nesplňují některé technologické a provozní požadavky. Mají příliš složitý tvar, nevhodný pro jejich povrchovou ochranu, např. pogumováním a soustava dvou radiálních turbin, umístěných nad sebou na společné hřídeli, nezaručuje dokonalou homogenitu rmutu v celém objemu nádoby. Následkem nedostatečné cirkulace při míchání dochází pak k sedimentaci rmutu v méně promíchávaných· zónách nádoby, k zanášení vnitřních vestaveb a k narůstání vrstvy pevné fáze jak na stěně nádoby, tak i na vestavbě a hřídeli. Pracovní objem nádoby se zanášením při nepřetržitém provozu neustále zmenšuje a často po zanesení či zalepeni radiálních míchadel dochází k funkční neschopnosti zařízení.

V důsledku toho je třeba zařízení po několika měsících provozu odstavit a nánosy a sedimenty odstranit. Tyto práce přitom musí být vykonávány ručně, ve velmi těžkých pracovních podmínkách, za použití ochranného obleku a plynové masky, nebol ze sedimentů uniká čpavek. Práce jsou kromě toho i nákladné a vyřazují loužicí zařízení na delší dobu z provozu. Tím dochází k dalšímu nárůstu provozních nákladů a k finančním ztrátám ve výrobě.

Přívod plynu (vzduchu)' s výstupem bez rozváděcího prstence způsobuje pak při obvykle vysokých průtocích plynu (až 600 np/hod technologického vzduchu) a při fiktivní rychlosti 3 -12 ^vfikt ⁼ '>05 m^J.min ,m zahlcení míchadla a špatné využití plynu (vzduchu).

Uvedené nedostatky a provozní potíže naproti tomu odpadají u míchacího zařízení pro hydrometalurgickou výrobu podle vynálezu, které zahrnuje nádobu s vestavbami a míchacím ústrojím a které je charakterizováno tím, že míchací ústrojí tvoří v kombinaci rotační axiální víoelopatkové míbhadlo s rozvaděčem plynu, umístěným souose pod míchadlem, kde míchadlo je opatřeno skloněnými lopatkami v počtu 3 až 9, vykazujícími sklon 24 až 85° a je umístěno nade dnem nádoby ve vzdálenosti, jež se rovná 0,5 až 1 ,0násobku průměru míchadla, přičemž poměr průměru nádoby a míchadla leží v rozmezí 2,2 až 4,2. Zařízení podle vynálezu je dále charakterizováno tím, že vestavby tvoří svislé narážky o šířce rovné 0,05 až 0,1násobku průměru nádoby, vzdálené od stěny nádoby o 0,5 až 1,0nésobek jejich šířky a ode dna nádoby o 0,1 až 0,2nésobek průměru nádoby.

Při jedné alternativě je míchadlo spolu s rozvaděčem plynu uloženo ve svislé ose nádoby, která je v tomto případě opatřena dvěma svislými narážkami, umístěnými na protilehlých místech u stěny nádoby, anebo je míchadlo s rozdělovačem umístěno v nádobě v poloze mimo osu nádoby, přičemž excentricita míchadla je rovna 0,18 až Q,25náaobku průměru nádoby. Při této druhé alternativě je nádoba opatřena pouze jednou svislou narážkou, umístěnou ve svislé rovině, jež prochází středem nádoby a svírá se svislou rovinou vyosení míchadla po smyslu rotace úhel 75 až 85°.

Snížením počtu narážek na minimum se předejde nebezpečí zanášení vestavby, aniž by se přitom ohrozila funkční účinnost zařízení. Narážky mohou být popřípadě pro zvýšení účinnosti a přizpůsobivosti míchacího zařízení provedeny jako stavitelné po výšce i v radiálním směru.

Rozvaděč plynu tvoří nejlépe prstenec, jehož průměr odpovídá přibližně 0,6násobku průměru míchadla a vzdálenost ode dna činí 0,3 až 0,8násobek průměru míchadla. Prsteneo je opatřen několika řadami výstupních otvorů, provedených s výhodou v té části prstence, která je přivrácena ke dnu. Sleduje se tím jednak účinnější rozvíření sedimentující pevné fáze, jednak prodloužení dráhy plynu.

Zařízení podle vynálezu se tedy v podstatě charakterizuje tím, že místo dosud užívaných, známých soustav radiálních turbín, popřípadě soustav uzavřených, opatřených statorem, se pro dispergaci plynu, vznos pevné fáze a homogenizaci tonutu v loužidle užívá vícelopatkového rníchadla, u něhož se volí takový úhel sklonu lopatek, aby při dobře rozvinutém axiálním proudění zajišťovalo také účinnou dispergaci plynu do suspenze (tj. aepaoi), přičemž k dosažení tohoto účinku přispívá i umístění rozváděcího prstence s velkým počtem rozvodných otvorů pod míchadlem.

Loužicí zařízení, opatřené míchacím zařízením podle vynálezu je schopno při jednoduchém uspořádání a minimálním počtu vestaveb zajistit dokonalé proudění v celém objemu nádoby a vysoký loužicí efekt, způsobený účinnou dispergaci plynu. Je nadto výrobně jednoduchý a jeho údržba je snadná. Málo členitý povrch umožňuje kromě toho provést bez obtíží povroho vou úpravu celého zařízení, např. pomocí pogumování

V důsledku dokonalého proudění suspenze v celém objemu nádoby se téměř vylučuje tvorba nánosů a usazenin, takže není nutno provoz přerušovat a provádět obtížně ruční čištění míchaného prostoru nádoby. Zařízení je takto schopno dlouhodobého bezporuchového provozu. Použitím míchacího zařízení podle vynálezu se podstatně zlepší loužicí účinek kontinuálně pracující loužicí linky a účinnější dispergaci se dosáhne vyšších výtěžků při loužení.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje svislý řez míchacím zařízením s axiálně umístěným míchadlem a dvěma svislými narážkami, obr. 2 půdorysné uspořádání tohoto zařízení, obr. 3 jiný typ míchacího zařízení s vyoseně umístěným míchadlem a jednou narážkou, situovanou ve smyslu rotace rníchadla, obr. 4 půdorysné uspořádání míchacího zařízení podle obr. 3, obr. 5 detail provedení rozváděcího prstence pro vzduch se třemi radami výstupních otvorů směřujících ke dnu, a obr. 6 detail uspořádání stavitelné narážky ve svislém řezu.

Na obr. 1 a 2 je znázorněna otevřená válcová nádoba £ s míchadlem 2 umístěným ve svislé ose nádoby £ a dvěma svislými pevnými narážkami 2> umístěnými na protilehlých místech v bezprostřední vzdálenosti u vnitřní stěny nádoby £. Míchadlo je umístěno na jednom konci hřídele £, jehož druhý konec je opatřen pohonem £. Pod míchadlem je souose umístěn rozváděči prstenec 6, napojený na přívod plynu a opatřený radiálními výstupními otvory £, jež jsou situovány ke dnu nádoby £ (obr. 5). Znázorněným uspořádáním otvorů se dosáhne jednak účinnějšího rozvíření pevné fáze u dna nádoby £, jednak se také prodlouží dráha plynu v kapalině a vzájemný styk obou fází.

Při volbě rozměrů míchacího zařízení se přitom uplatňuje zásada, že poměr průměru nádoby £ k průměru rníchadla 2 se volí v rozmezí D/d = 2,2 až 4,2, vzdálenost rníchadla ode dna Hg = (0,5 + 1,0) d a výška náplně v nádobě H = (0,8 ♦ 1,1) D.

Rotor rníchadla 2 má tři skloněné lopatky vyvozující axiální tok kapaliny směrem ke diu nádoby £. Úhel sklonu lopatek se volí v rozmezí 24 až 85°. Počet lopatek může však dosáhnout až hodnoty 2 a voli se, stejně jako úhel jejich sklonu, podle daného technologického režimu.

Narážky 2 vykazují šířku b = 0,1 Dav nádobě £ jsou umístěny ve vzdálenosti od stěny rovné b/2, tj. poloviny jejich šíře, přičemž vzdálenost jejich spodního konce ode dna se rovná (0,1 + 0,2) D.

Na obr. 3 a 4 je znázorněno jiné provedeni míchacího zařízení s vyoseným umístěním mlchadla 2 a jedinou svislou narážkou £ situovanou ve smyslu rotace míchadla za míchadlem. Míchadlo 2 je opatřeno 6 lopatkami a je vysunuto a exenťricitu £ na ose χ. Narážka 5 je umístěna v tětivě, procházející středem nádoby i a svírající se svislou rovinou vyosení χ úhel γ = 80°.

Místo pevných deskových narážek j® možno v některých případech použít stavitelných narážek 8, jež se do nádoby J, zavádějí shora a mohou být instalovány v libovolné výšce a s libovolným pootočením podél svislé osy. Příkladné provedení takovéto stavitelné narážky je znázorněno v detailu na obr. 6. Narážka podle obr. 6 je provedena jako trubka, nesoucí na spodním konci dvě ploché lopatky. Optimální šířka stavitelných narážek Siní 0,05 D.

Claims (5)

1. Míchací zařízení pro hydrometalurgickou výrobu, zahrnující nádobu s vestavbami a míchacím ústrojím, vyznačené tím, že míchací ústrojí tvoří v kombinaci rotační axiální vícelopatkové míchadlo (2) s rozvaděčem plynu (6), umístěným souose pod míchadlem (2), kde míchadlo je opatřeno skloněnými lopatkami v počtu 3 až 9, vykazujícími sklon 24 až 85°, a je umístěno nade dnem nádoby (1) ve vzdálenosti, která se rovná 0,5 až 1,0 průměru míchadla (2), přičemž poměr průměru nádoby (1) a míchadla (2) leží v rozmezí 2,2 až 4,2 přičemž vestavbu tvoří svislé narážky (5, 8) o šířce rovné 0,05 až 0,1 průměru nádoby (1), vzdálené od stěny nádoby (1) o 0,5 až 1,0 násobek jejich Šířky a ode dna nádoby (1) o 0,1 až 0,2 násobek průměru nádoby (1).

2. Míchací zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že míchadlo (2) spolu s rozvaděčem plynu (61 jsou uloženy ve svislé ose nádoby (1), která je opatřena déle dvěma svislými nerážkami (5,8), umístěnými na protilehlých místech u stěny nádoby (1).

3. Míchací zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že míchadlo (2) spolu s rozvaděčem plynu ^6) jsou umístěny v nádobě (1) v poloze mimo osu nádoby (1), s exentricitou rovnou 0,18 až 0,25 průměru nádoby (1), přičemž nádoba (1) je opatřena pouze jednou svislou naréž kou (5, 8), umístěnou ve svislé rovině, jež prochází středem nádoby (1) a svírá se svislou rovinou vyosení míchadla (2) po smyslu rotace úhel 75 až 85°.

4. Míchací zařízení podle některého z bodů 1 a 3, vyznačené tím, že rozvaděč plynu (6) tvoří prstenec, jehož průměr čini 0,6 průměru míchadla (2) a vzdálenost ode dna

0,3 ež 0,8 průměru míchadla (2), přičemž prstenec je opatřen výstupními otvory (7) vytvořenými s výhodou v části prstence přivrácené ke dnu nádoby (1),

5. Míchací zařízení podle některého z bodů 1 až 4, vyznačené tím, že nařážky (8) jsou provedeny jako stavitelné po výšce i v radiálním směru.