DE2750428A1

DE2750428A1 - Vorrichtung zur gewinnung von geloesten, suspendierten oder chemisch gebundenen stoffen aus einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2750428A1
Application number: DE19772750428
Authority: DE
Inventors: Hans Guenther Dipl Ing Bals
Original assignee: Uranerzbergbau GmbH
Current assignee: Uranerzbergbau GmbH
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-06-22

Description

Vorrichtung zur Gewinnung von gelösten, suspendierten oder
chemisch gebundenen Stoffen aus einer Flüssigkeit.
Zusatz zur Patentanmeldung P 25 50 751.1-43 Die Hauptanmeldung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Gewinnung von gelösten, suspendierten oder chemisch gebundenen Stoffen, insbesondere Nineralien, z. B. Uran oder andere Schwermetallverbindungen, aus einer Flüssigkeit, die in einer im wesentlichen senkrecht aufsteigenden Strömung durch ein Bett aus stoffebindenden Adsorberteilchen geleitet wird, deren spezifisches Gewicht grösser ist als das der Flüssigkeit, wobei die Strömung vor ihre Eintritt in das Bett durch eine Einrichtung stabilisiert und vergleichmässigt wird und die Adsorbertelchen durch die Tendenz zur gleichmässigen Verteilung über den Strömungsquerschnitt und/oder durch Absinken infolge durch Adsorption bewirkter Gewichtszunahmen im Schwebezustand langsam wandern von ihrer Eingabestelle durch das Bett hindurch zur Bntnahmestelle b bewegt werden und ein ii wesentlichen vertikaler Kanal vorgesehen ist, der an der Seite, an welcher die Flüssigkeit in ihn eintritt, mit einer einen Strömungswiderstand aufweisenden linrichtung, vorzugsweise in Gestalt eines Rasters, eines Siobes, eines Gitters oder einer Lochscheibe, versehen ist.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäss der Bauptanmeldung weiterzuentwickeln, und zwar insbesondere bezüglich der Ausgestaltung des Kanals und der die Strmungs, insbesondere deren Gleichmässigkeit, betreffenden Verhältnisse, Die Gleichissigkeit der Strömung ist ffir eine möglicht optimale Nutzung der Vorrichtung von Bedeutung.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dus wenigstens ein Teil der den Kanal 110 begr@@zenden Winde oder Wandbereiche zueinander parallel verlaufen, und zwar vorteilhaft derart, dass wenigstens zwei einander gegenUberliegende Wände oder Wandbereiche zueinander parallel verlaufen. Es ist auch Möglich, das alle den Kanal begrenzenden Winde oder Wandbereiche zueinander parallel verlaufen, so da ist Ergebnis ein zylindrisches oder elliptisches Rohr als Gehause für den Kanal verwendet werden kann.
Es ist auch eine Ausgestaltung möglich, be welcher der Kanal in seinem unteren Bereich von Wänden oder Wandteilen begrenzt ist, von denen wenigstens zwei einander gegenüberliegende Winde zueinander parallel verlaufen und der Kanal indem darüber befindlichen Bereich als Diffusor ausgebildet ist, so dass sich das Adsorberbett in diesem Bereich in Strömungsrichtung verbreitert.
Der Strömungswiderstand der Saat Kanal vorgeschalteten Hinrichtung sollte zweckmässig so gewählt werden, da er in zustand der Durchströmung, bei das die Adxorberteilchen gerade alle fluidisiert sind, mindestens etwa 15% des Strömungswiderstandes der Gesamtheit der Adsorberteilchen beträgt. Hierbei wird davon auszugehen sein, dass die Strömung im Adsorberbett umso gleichmässiger ist je grösser der Widerstand der vorgeschalteten Einrichtung im Verhältnie zum Strömungswiderstand des Adsorberbettes selbst ist, In übrigen sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit bei deren Eintritt in das Bett so grose ist wie die Sinkgeschwindigkeit des oder der Granulatteilchen(s) des Bethes mit der grössten Sinkgeschwindigkeit und bei deren Austritt aus dem Bett kleiner wird als die Sinkgeschwindigkeit des oder der @ranulatteilchen(s) des Bettes mit der geringsten Sinkgeschwindigkeit. Dies kann beispielsweise durch eine gestaffelte Fraktionierung (unterschiedliche Grösse) und/oder durch unterschiedliche spezifische Gewichte der Adsorberteilchen erreicht werden.
In der Zeichnung ist in Schema ein Längsschnitt durch einen Teil einer Vorrichtung zur Gewinnung von Stoffen aus Flüssigkeiten dargestellt.
Der von einen Gehause 111 begrenzte Kanal der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist unten durch ein Raster, Gitter, Sieb oder dgl. 113 begrenzt. Das von der Gesamtheit der Adsorbexteilchen gebildets lockere Adsorberbett 114 wird durch die die Pfeile 115 angedeutete Strömung der Flussigkeit in der Schwebe gehalten. Die Adsorberteilchen, deren spezifisches Gewicht grösser ist als das der Flüssigkeit, haben in erster Näherung eine Sinkgeschwindigkeit, die abhängt von dem spezifischen Gewicht der Teilchen und der Flüssigkeit, der Größe und der äußeren Form der einzelnen Teilchen, dem Abstand der einzelnen Teilchen voneinander und der Viskosität der Flüssigkeit. Wenn die für jedes einzelne Teilchen spezifische relative Sinkgeschwindigkeit durch die Aufwärtsströmung der Flüssigkeit gerade kompensiert wird, bleibt das Teilchen in der Schwebe. D. h., dass innerhalb des aufwärts fliessenden Flüssigkeitsstromes die Adsorberteilchen sich in Abhängigkeit von den vorerwähnten Einflussgrössen etwa schichtweise einstellen und innerhalb ihrer Schicht ihre Lage in der Vertikalen nicht wesentlich verändern, solange die Einflussgassen keine änderung erfahren.
In Teilchenschwärmen, in denen die einzelnen Teilchen einen geringen Abstand voneinander aufreisen, findet gegenseitige Beeinflussung der Teilchen statt in der Weise, dass die Sinkgeschwindigkeit für den Teilchenschwarm in seiner Gesamtheit etwas geringer wird im Vergleich zum einzelnen Teilchen.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit innerhalb eines Bereiches, der die den Extr««» rt-n der Sinkgeschwindigkeit der Adsorberteilchen entsprechenden Geschwindigkeiten einschliesst, so das die oberseitige und die unterseitige Grenze des Bettes 114 innerhalb des Gehäuses 111 liegen. Das den Kanal 110 unterseitig begrenzende Gitter, Sieb oder dgl. 113 weist einen bestimmten Ströaungswiderstand auf, der wenigstens ungefähr ein Drittel so gross sein sollte wie der Strömungswiderstand des Bottes 114.
Die Grösse des Strömungswiderstandes des Gitters, Siebes oder dgl. bestimmt wesantlich die Stabilität des Strömungsprofils innerhalb des Adsorberbettes. Wird der Strömungswiderstand des Gitters auch über die Gitterfläche v@ vergleichmässigt, so kann eine praktisch vollkommene Vergleichmässigung der Strömungsgaschwindigkeit dicht oberhalb des Gitters oder dgl mit Wirkung auf das absbende Adsorberbett erreicht worden. Der Strömungswiderstand des Gitters oder dgl. 113 kann folgendermassen d-finiert werden: wobei WGitter = der gesamte Strömungswiderstand des Gitters, Siebes oder dgl. 13, Fg = die gesamte Gitterfläche, Ffrei = die Summe der Lochflächen, µ = ein Faktor @wischen 0,5 und 1, der den Einfluss der Lochform beschreibt, # = die spezifische Masse der Flössigkeit, U - die Geschwindigkeit der Strömung, bezogen auf Fg bedeuten Der Widerstand des schwebenden Adsorptionsbettes 114 kann definiert werden als Bett - G -wobei WBett = der gesamte Strömungswiderstand aller in der Flüssigkeit schwebenden Adsorberteilchen, bezogen auf den Querschnitt, G - das Gesamtgewicht der schwebenden Adsorberteilchen, A @ der Gesamtauftrieb der schwebenden Adsorberteilchen bedeuten.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist auch am oberseitigen Ende des Kanals llo ein Sieb oder dgl. 112 angebracht, welches jedoch lediglich die Aufgabe hat, im Falle des Auftretens irgendwelcher unvorhersehbarer und/oder unkontrollierbarer Einflüsse zu verhindern, dass die Adsorberteilchen nach oben aus dem Kanal 110 ausgetragen werden. Es ist auch möglich, dieses Sieb oder dgl. 112 an einer anderen Stelle, also in einem grösseren Abstand von Gehäuse 111 in einer Leitung für die abströmende Flüssigkeit anzubringen. Die Lochgrösse dieses Siebes oder dgl. kann so gewählt werden, dass der Strömungswiderstand nicht wesentlich erhöht wird.
Der Kanal 110 ist mit Stabilisatoren 116 versehen, die von oben in das Bett 114 hineinragen. Diese Stabilisatoren können als Platten, Rohre oder dgl. ausgebildet sein. Sie sollen eine weitere Vergleichmässigung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Bereiches des Adsorberbettes 114 bewirken.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung zur Gewinnung von gelösten, suspendierten oder chemisch gebundanen Stoffen, insbesondere Maneralien, z. B. Uran oder andere Schwermetallverbindungen, aus einer Plüssigkeit, die in einer in wesentlichen senkrecht auf steigenden Strömung durch ein Bett aus stoffebindenden Msorberteilchen geleitet wird, deren spezifische. Gewicht grösser ist als das der Flüssigkeit, wobei die Strömung vor ihrem Eintritt in das Bett durch eine Einrichtung stabilsiert und vergleichmässigt wird und die Adsorberteilchen durch die Tendenz zur gleichmässigen Verteilung über den Btrömungsquer.chnitt und/oder durch Absinken infolge durch Adsorption bewirkter Gewichtssunahme im Schwebezustand langsam wandernd von ihrer Eingabestelle durch das Bett hindurch zur Entnahmestelle bewegt werden und ein ii wesentlichen vertikaler Kanal vorgesehen ist, der an der Seite, an welcher die FlUesigkeit in ihn eintritt, mit einer einen Strömungswiderstand aufweisenden Einrichtung, vorzugsweise in Gestalt eines Rastert, eines Siebes, eines Gitters oder einer Lochscheibe, versehen ist, nach Patentanmeldung P 25 50 751.1-43, dadurch gekennzeichnet, dass weinigstens ein Teil der da Kanal (110) begrenzenden Winde oder Wandbereiche zueinander parallel verlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei einander gegentLberlieqende Wände oder Wandbereiche zueinander parallel verlaufen.
3. Vorrichtunq nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle den Kanal (110) begrenzenden Wände oder Wandbereiche zueinander parallel verlaufen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ranal in seinem oberen Bereich als Diffusor ausgebildet ist.
5. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strörnungswiderstand der Einrichtung (113) in dem Zustand der Durchströmung, bei d m die Adsorberteilchen gerade alle fluidisiert sind, mindestens 15% des Strömungswiderstandes der Gesamtheit der Adsorberteilchen beträgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungswiderstand der Einrichtung von den den Wänden des den Kanal (110) begrenzenden Gehäuses (X1) benachbarten Bereichen zur Mitte hin zunimmt.