EA010076B1 - Способ и устройство для очистки водного раствора от капель экстракционного раствора - Google Patents

Способ и устройство для очистки водного раствора от капель экстракционного раствора Download PDF

Info

Publication number
EA010076B1
EA010076B1 EA200602051A EA200602051A EA010076B1 EA 010076 B1 EA010076 B1 EA 010076B1 EA 200602051 A EA200602051 A EA 200602051A EA 200602051 A EA200602051 A EA 200602051A EA 010076 B1 EA010076 B1 EA 010076B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tank
aqueous solution
solution
flow
flow channels
Prior art date
Application number
EA200602051A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200602051A1 (ru
Inventor
Пертти Пеккала
Раймо Куусисто
Юхани Лююра
Брор Нюман
Ээро Экман
Original Assignee
Ототек Оюй
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ототек Оюй filed Critical Ототек Оюй
Publication of EA200602051A1 publication Critical patent/EA200602051A1/ru
Publication of EA010076B1 publication Critical patent/EA010076B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/02Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • B01D11/0446Juxtaposition of mixers-settlers
    • B01D11/0453Juxtaposition of mixers-settlers with narrow passages limited by plates, walls, e.g. helically coiled tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0208Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • B01D17/0211Separation of non-miscible liquids by sedimentation with baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/045Breaking emulsions with coalescers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к способу и устройству, посредством которых водный раствор, поступающий с процесса жидкостной экстракции, применяемого при гидрометаллургическом извлечении металлов, очищают от капель органического экстракционного раствора в резервуаре. Очистку осуществляют путем коалесценции мелких капель этого экстракционного раствора, в процессе которой водный раствор пропускают через проточные каналы, которые сформированы в нижней секции по меньшей мере одного устройства для коалесценции капель, расположенного поперек резервуара и являющегося сплошным в средней секции, при этом проточные каналы наклонены под углом вниз в направлении потока, а отделенный экстракционный раствор пропускают через направляющие каналы в верхней секции устройства для коалесценции.

Description

Данное изобретение относится к способу и устройству, с помощью которых водный раствор, поступающий с процесса жидкостной экстракции, используемого при гидрометаллургическом извлечении металлов, очищают от капель органического экстракционного раствора.
Гидрометаллургическое извлечение металлов часто включает следующие стадии: выщелачивание концентрата или руды, жидкостную экстракцию и осаждение или восстановление металла. Выщелачивание может представлять собой биологическое выщелачивание или выщелачивание разбавленной кислотой, после чего водный раствор направляют на жидкостную экстракцию. В процессе жидкостной экстракции органический экстракционный раствор смешивают в экстракционной установке (аппарат с чередующимися стадиями смешивания и отстаивания) или в колонне с водным раствором, который содержит металл обычно в форме иона или в виде соединения, совместно с несколькими примесями. Представляющий ценность металл, который следует очистить, селективно реагирует с органическим экстракционным раствором, посредством чего он переходит из водного раствора в экстрагент в чистом виде. Обедненный по представляющим ценность металлам водный раствор, т.е. рафинат, снова направляют на стадию концентрирования/выщелачивания руды. Затем представляющий ценность металл или вещество, связанное с экстрагентом, можно снова выделить из органического раствора в водный раствор (отгонка) посредством химической реакции, обратной экстракции, а затем снова извлечь его оттуда в качестве продукта, например, путем осаждения или восстановления металла. Восстановление можно провести, например, путем электролиза.
Таким образом, процесс экстракции представляет собой смешивание жидкостей, которые физически нерастворимы друг в друге, в виде мелких капель или дисперсии, в секции смешивания экстракционного аппарата, а после химического массопереноса мелкие капли в этой дисперсии заставляют снова коалесцировать в исходные слои жидкости в секции отстаивания или в отстойнике. Интенсивное смешивание или существенное изменение поверхностных химических условий процесса может привести к возникновению очень маленьких капель, для выделения которых в отдельную жидкую фазу может потребоваться много времени. Эти капли не обязательно имеют время выделиться в отдельную фазу именно в секции отстаивания стадии экстракции и перемещаются далее по процессу с другой фазой.
Увлечение экстракционного раствора на стадиях процесса, проходящих в водной фазе, таких как выщелачивание или электролиз (электровыделение), вызывает нарушения в процессе. Биологическое выщелачивание является особенно чувствительным к таким нарушениям, поскольку органический экстракционный раствор является токсичным для бактерий, которые осуществляют биологическое выщелачивание. Кроме того, чистота металла, получаемого электровыделением, может пострадать от экстракционного раствора, который накапливается в электролизных ваннах. Следовательно, электролит, который поступает на электролиз, следует также тщательно очищать от капель экстрагента. Максимальное допустимое содержание экстракционного раствора в электролите составляет лишь 3-5 ч./млн (ррт).
Например, при гидрометаллургическом извлечении меди используют аппараты с чередующимися стадиями смешивания - отстаивания, которые в основном расположены горизонтально. Их работа была улучшена в последние годы до такой степени, что количество экстракционного раствора, увлекаемого водным раствором, составляло в диапазоне около 10 ррт. Однако было обнаружено, что невозможно достичь постоянного снижения количества удерживаемых капель ниже 5 ррт, используя только аппарат с чередующимися стадиями смешивания - отстаивания.
Отделение небольших капель от остального раствора осуществляют с использованием принципа коалесценции капель. Когда капли становятся крупнее, их можно отделить от остального раствора благодаря действию силы тяжести. Имеется несколько типов устройств для коалесценции капель, например пластинчатые устройства для коалесценции, устройства для коалесценции с волокнами/сеткой, устройства для коалесценции с неподвижным слоем насадки и мембранные устройства для коалесценции.
В настоящее время для очистки электролита используют, например, разновидность устройства для коалесценции органических капель с неподвижным слоем насадки, которое, по существу, является фильтр-прессом, такое как устройство, описанное в публикации патента США 6015502. Для объединения капель в этом фильтр-прессе используют такой наполнитель, как антрацит. Этот наполнитель регенерируют через определенные интервалы времени, так что поры не забиваются органическим раствором слишком сильно. На практике для очистки необходимо несколько устройств, соединенных параллельно, например от четырех до шести блоков в большой установке для экстракции меди. Этот аппарат является дорогим, а его работа - усложненной. Поскольку направление течения раствора должно время от времени меняться, это приводит к тому, что растворы, поступающие с различных стадий обработки, смешиваются друг с другом неблагоприятным образом. В то же время некоторое количество электролита и экстракционного раствора теряется.
Количество рафината, т.е. потока водного раствора со стадии экстракции, который снова направляют на выщелачивание, значительно выше, чем количество электролита в контакте с органическим раствором на стадии отгонки. Даже если для очистки электролита использовать аппарат, описанный в патенте США 6015502, его использование для очистки рафината не может быть экономически целесообразным на практике. Предложены резервуары для очистки рафината, в которых размещены пластины с прорезями в соответствии с различными примерами реализации. Расстояние между пластинами обычно
- 1 010076 составляет свыше 10 мм, и если размер капель экстракционного раствора составляет менее 50 мкм, то эффект очистки обычно остается незначительным, значительно менее половины общего количества экстракционного раствора, содержащегося в рафинате.
Задачей способа и устройства по данному изобретению является обработка водного раствора, поступающего с процесса жидкостной экстракции металлов в гидрометаллургии, путем проведения физического отделения капель экстракционного раствора от водного раствора простым и экономичным способом. Водным раствором может быть или раствор, выходящий со стадии отгонки, который содержит представляющие ценность металлы, или рафинат, выходящий с самой стадии экстракции, который обеднен по представляющими ценность веществами.
Отличительные особенности данного изобретения будут ясны из приведенной формулы изобретения.
Предложен способ физической очистки водного раствора, выходящего с жидкостной экстракции, проводимой в связи с гидрометаллургическим выделением металлов, от мелких капель органического экстракционного раствора в резервуаре, отличающийся тем, что очистку осуществляют путем коалесценции мелких капель этого экстракционного раствора, в процессе которой водный раствор пропускают через проточные каналы, которые сформированы в нижней секции по меньшей мере одного устройства для коалесценции капель, расположенного поперек резервуара и являющегося сплошным в средней секции, при этом проточные каналы наклонены под углом вниз в направлении потока, а отделенный экстракционный раствор пропускают через направляющие каналы в верхней секции устройства для коалесценции.
В устройстве для коалесценции капель водный раствор пропускают через проточные каналы, общая площадь поперечного сечения которых составляет 10-25% от площади поперечного сечения по глубине раствора, т.е. площади резервуара от днища до уровня жидкости.
Проточные каналы сгруппированы так, что они наклонены под углом вниз в направлении потока. Высота проточных каналов составляет примерно 2-6 мм, предпочтительно 3-5 мм. Большей частью течение раствора является ламинарным, но в верхней части проточного канала возможно образование завихрений, которые вынуждают капли экстракционного раствора сталкиваться друг с другом и таким образом образовывать большие по размеру капли. Поверхности проточных каналов являются шероховатыми и/или профилированными, чтобы создать завихрения в очищаемом растворе. Это профилирование также вызывает замедление движения капель экстракционного раствора и, таким образом, их столкновения. Высота шероховатостей составляет 0,3-1,0 мм, а высота выступов профиля составляет 2-3 мм. Образованные крупные капли поднимаются вверх из водного раствора и объединяются на поверхности резервуара отстойника с образованием слоя экстракционного раствора.
Экстракционный раствор, который уже отделился от водного раствора, пропускают через направляющие каналы, расположенные в верхней секции устройства для коалесценции капель. Таким образом, органический раствор не смешивается снова с водным раствором. Направляющие каналы выполнены аналогично проточным каналам и направлены вверх в направлении течения раствора. Количество направляющих каналов составляет 1/6-1/3 от количества проточных каналов.
В дополнение к проточным каналам резервуар может быть снабжен по меньшей мере одним элементом, который отклоняет поток очищаемого водного раствора вертикально вверх от днища и расположен позади проточных каналов в направлении потока. Предпочтительно количество отклоняющих элементов равно количеству устройств для коалесценции капель. Количество устройств для коалесценции капель в резервуаре составляет от 1 до 5.
Посредством этих отклоняющих элементов направление потока водного раствора отклоняют через определенные интервалы от горизонтального к вертикальному, что помогает отделиться каплям органического раствора. Эти отклоняющие элементы позволяют потоку отклоняться по всей ширине резервуара.
Водный раствор, подлежащий очистке, предпочтительно загружают под углом вниз в передний конец резервуара несколькими отдельными потоками, а очищаемый водный раствор отсасывают из тыльного конца резервуара несколькими отдельными потоками под углом вверх от днища.
Предпочтительно отделенный экстракционный раствор удаляют из тыльного конца резервуара через переливную кромку в выпускной желоб, который проходит поперек по всей ширине резервуара, причем количество удаляемого раствора составляет 10-50% от количества раствора, загружаемого в резервуар.
Согласно данному изобретению устройство, предназначенное для очистки водного раствора, поступающего с жидкостной экстракцией, проводимой в связи с гидрометаллургическим выделением металлов, от мелких капель экстракционного раствора; при этом указанное устройство состоит, по существу, из прямоугольного резервуара, включающего загрузочный конец и тыльный конец, боковые стенки и днище, по меньшей мере одну трубу для загрузки водного раствора и по меньшей мере одну трубу для удаления водного раствора, отличается тем, что в резервуаре расположено по меньшей мере одно устройство для коалесценции капель, и оно проходит от одной боковой стороны резервуара до другой и от днища резервуара до уровня выше поверхности жидкости, причем нижняя секция устройства для коалесценции включает кассету из пластин, формирующих проточные каналы для протекания водного раствора, с шероховатыми и/или профилированными поверхностями, которые наклонены под углом вниз в
- 2 010076 направлении потока, верхняя секция устройства для коалесценции капель включает кассету из направляющих пластин, формирующих направляющие каналы для протекания экстракционного раствора, а средняя секция выполнена сплошной.
Почти весь поток раствора направляют через проточные каналы, сформированные между пластинами.
В одном из воплощений изобретения пластины, формирующие проточные каналы, направлены вниз под углом 10-45° по отношению к днищу. Расстояние между смежными пластинами, формирующими проточные каналы, и смежными направляющими пластинами может составлять 2-6 мм, предпочтительно 3-5 мм. Предпочтительно направляющие пластины направлены вверх по ходу потока под углом 5-25°.
Согласно одному из воплощений данного изобретения направляющие пластины также выполнены шероховатыми и/или профилированными, при этом высота шероховатостей пластин, формирующих проточные каналы, и направляющих пластин составляет 0,3-1 мм, а высота выступов профиля составляет примерно 2-3 мм.
Предпочтительно профиль верхней поверхности пластин, формирующих проточные каналы, и направляющих пластин образован закругленными выступами, а нижняя поверхность выполнена шероховатой. Также обе поверхности пластины могут быть шероховатыми. В дополнение поверхности пластин, формирующих проточные каналы, и направляющих пластин могут быть выполнены волнистыми.
Несколько направляющих пластин расположено в верхней секции устройства для коалесценции капель. Тонкий слой органического экстракционного раствора, который был отделен на поверхности водного раствора, направляют через направляющие пластины, расположенные в верхней секции устройства. Количество направляющих пластин составляет 1/6-1/3 от количества пластин, формирующих проточные каналы. Направляющие пластины по форме являются такими же, как и пластины, формирующие проточные каналы.
В соответствии с одним из воплощений данного изобретения резервуар после устройства для коалесценции капель снабжен по меньше мере одним сплошным отклоняющим элементом, отходящим, по существу, вертикально от днища резервуара, расположенным позади по меньшей мере одного устройства для коалесценции капель по ходу потока, проходящим от одной боковой стороны резервуара до другой и имеющим высоту, которая максимально составляет половину высоты жидкости в резервуаре.
Эти отклоняющие элементы изменяют направление потока раствора из проточных каналов от горизонтального до почти вертикального и в то же время обеспечивают коалесценцию мелких капель. В одном из воплощений загрузочный конец резервуара отделен вертикальной пластиной, причем высота указанной вертикальной пластины составляет 30-50% от эффективной глубины резервуара, где под эффективной глубиной понимают возможную глубину раствора в резервуаре.
В соответствии с одним из воплощений данного изобретения водный раствор, который следует очистить, подают в нижнюю секцию резервуара через загрузочную трубу, из которой он распределяется в резервуаре посредством нескольких распределительных блоков, наклоненных под углом вниз.
В соответствии с одним из воплощений данного изобретения очищенный водный раствор удаляют из тыльного конца резервуара, где расположена труба для удаления водного раствора, снабженная несколькими всасывающими блоками, которые наклонены под углом вниз так, что отсасывают раствор из тыльного конца резервуара. Чистый водный раствор можно собирать из всасывающих блоков в трубу и направлять на последующую стадию процесса, которая представляет собой, например, выщелачивание или извлечение металла.
В соответствии с данным изобретением экстракционный раствор, который скопился на поверхности водного раствора, удаляют из тыльного конца резервуара переливом и, как установлено, количество удаляемого по изобретению экстракционного раствора больше, чем количество образованного при отстаивании слоя экстракционного раствора. Предпочтительно устройство снабжено выпускным желобом для экстракционного раствора, который проходит по всей ширине резервуара и поперечно расположен в тыльном его конце.
Очистка водного раствора в процессах жидкостной экстракции не ограничена процессом экстракции какого-либо конкретного металла. Однако описанные выше способ и устройство хорошо приспособлены к случаю, когда представляющим ценность веществом, которое должно быть извлечено, является медь.
Устройство по данному изобретению будет далее описано с помощью следующих прилагаемых чертежей.
На фиг. 1 изображен вид сверху одного блока экстракции в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 2 представлен резервуар в соответствии с данным изобретением в виде продольного сечения.
На фиг. 3 представлен разрез аксонометрического изображения пластин, формирующих проточные каналы, устройства для коалесценции капель.
На фиг. 4А и 4В изображены верхняя и нижняя поверхности пластины, формирующей проточные каналы, в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 1 показано, как резервуар по данному изобретению соединен с остальным оборудованием
- 3 010076 процесса экстракции. Процесс экстракции на данной схеме включает стадии экстракции Э1, Э2 и Э3, ОР резервуар для органического раствора, одну П стадию промывки и О стадию отгонки. В этой связи здесь изображены два резервуара для водного раствора. Резервуар 1А предназначен для водного раствора, который поступает со стадии отгонки и содержит представляющий ценность металл. Резервуар 1В предназначен для рафината, поступающего с экстракции, который уже лишен своего представляющего ценность металла и циркулирует обратно на концентрирование или выщелачивание руды.
На фиг. 2 более подробно изображен резервуар 1 в соответствии с данным изобретением. Водный раствор загружают в этот резервуар через трубу 2 для загрузки водного раствора и распределительные блоки 3, расположенные в нем вблизи загрузочного конца 4 и днища 5. Верхняя кромка резервуара обозначена номером 6. Предпочтительно загружать водный раствор по диагонали вниз в направлении переднего конца. Вертикальная пластина 7 отделяет загрузочный конец. Горизонтальная верхняя кромка 8 этой вертикальной пластины 7 находится на глубине 30-50% от эффективной глубины резервуара.
Размер капель экстракционного раствора заставляют увеличиваться посредством устройства 9 для коалесценции капель, по меньшей мере одно из которых помещено для этой цели в резервуар. В резервуаре на фиг. 2 имеется три устройства, и это количество в зависимости от необходимости может составлять от 1 до 5. Каждое устройство 9 простирается от одной стороны резервуара до другой, и на практике оно состоит из нескольких кассет, помещенных рядом друг с другом. Длина этого устройства в направлении движения потока составляет 0,1-1 м, предпочтительно 0,3-0,7 м. Устройство является сплошным в средней секции 10, а кассета 11 из пластин, формирующих проточные каналы, которая фактически увеличивает размер капель, расположена в нижней секции устройства. Каждая кассета состоит из нескольких пластин, помещенных одна над другой, между которыми сформированы проточные каналы. Это устройство для коалесценции капель образует в резервуаре плотный барьер для потока так, что весь поток водного раствора проходит через эти проточные каналы. Пластины 21, формирующие проточные каналы, расположены на расстоянии 2 - 6 мм по высоте друг от друга. Эти пластины наклонены относительно днища 5 по диагонали вниз в направлении потока под углом 10-45°, предпочтительно 15-30°. Обычно эти пластины расположены на расстоянии, которое соответствует 10-25% от высоты устройства для коалесценции капель.
Количество проточных каналов и пластин, формирующих проточные каналы, выбирают таким образом, что поток в каналах является в основном ламинарным. Если вязкость водного раствора составляет, например, в диапазоне 0,7-3 сП, предпочтительно поддерживать скорость потока около 0,05-0,20 м/с.
Устройство для коалесценции капель простирается выше поверхности 12 жидкости в резервуаре. В верхней секции устройства, ниже поверхности жидкости, расположено несколько направляющих пластин, формирующих кассету 13 с направляющими каналами, по которым сконцентрированный в поверхностном слое экстракционный раствор заставляют равномерно перемещаться вперед в резервуаре. Эти направляющие пластины, по существу, выполнены аналогично пластинам, формирующим проточные каналы, в нижней секции устройства. Однако формирующие направляющий канал пластины, если смотреть на них в направлении потока, наклонены вверх под углом 5-25°. Количество направляющих пластин, формирующих направляющие каналы, значительно меньше, чем количество пластин, формирующих проточные каналы, так что они составляют 1/6-1/3 от количества пластин, формирующих проточные каналы. Скорость течения органического раствора в направляющем канале регулируют так, что она практически такая же, как скорость водного раствора в проточных каналах.
Поверхность как пластин, формирующих проточные канала, так и направляющих пластин является шероховатой и/или профилированной, так что высота шероховатостей поверхности составляет примерно 0,3-1,0 мм и/или высота профиля составляет 2-3 мм. В частности, нижняя поверхность пластины, которая образует верхнюю поверхность проточного канала, предпочтительно профилирована так, чтобы это вызывало слабое перемешивающее движение.
Движение мелких капель органического раствора, которые медленно отделяются в направлении снизу вверх, замедляется благодаря влиянию профилированной поверхности, и они частично прилипают к этой профилированной поверхности, особенно если она является шероховатой.
Капли сталкиваются друг с другом на таких поверхностях и объединяются в более крупные капли. По мере увеличения размера капель поток отделяет капли, и по мере выхода из проточных каналов они вырастают до такого размера, что в результате действия подъемной силы они более быстро поднимаются к поверхности резервуара отстойника.
Резервуар может также быть снабжен отклоняющим элементом 14, расположенным после устройства для коалесценции капель. Эти элементы проходят от одной стороны резервуара до другой и являются сплошными. Они расположены по отношению к устройствам для коалесценции капель так, что находятся несколько ближе к предшествующему устройству для коалесценции в направлении потока, чем к последующему. Верхняя кромка отклоняющего элемента простирается до высоты от днища, которая максимально составляет половину глубины жидкости в резервуаре. Количество отклоняющих элементов предпочтительно является таким же, как количество устройств для коалесценции капель.
- 4 010076
Устройства для коалесценции капель в резервуаре сгруппированы так, что доля пространства для загрузки перед первым устройством составляет 15-25% от длины резервуара, а доля пространства в тыльном конце резервуара после последнего устройства составляет 25-40%. Между последним устройством для коалесценции капель и тыльным кольцом 15 резервуара остается пространство, которое в 2-4 раза длиннее, чем пространство между устройствами в резервуаре.
После последнего устройства для коалесценции и отклоняющего элемента увлеченные водным раствором капли экстракционного раствора вырастают до такой степени, что они почти все в конце концов поднимаются на поверхность в этом пространстве тыльного конца резервуара, которое составляет 25-40% от общей длины резервуара. Поверхностный слой, содержащий органический экстракционный раствор, перетекает, по существу, через горизонтальную переливную кромку 17 выпускного желоба 16, который проходит по всей ширине резервуара. Этот раствор удаляют из этого желоба посредством блока 18 и направляют в какой-либо подходящий смеситель. Количество удаляемого поверхностного раствора предпочтительно составляет в диапазоне 10-50%, предпочтительно 25-35% от количества водного раствора, загруженного в резервуар.
Придонный слой, содержащий чистый водный раствор, отсасывают посредством нескольких всасывающих блоков 19, расположенных вблизи днища в тыльном конце резервуара. Всасывающие блоки направлены под углом к днищу и тыльному концу резервуара. Водный раствор отводят из всасывающих блоков через одну или несколько труб 20 для удаления водного раствора на следующую стадию. Если используют одну трубу, она простирается через все пространство в тыльном конце резервуара. Согласно одному из воплощений данного изобретения используют две трубы, каждая из которых проходит в свою собственную секцию тыльного пространства резервуара. Однако полезно также, если весь водный раствор отводят из одной и той же стороны резервуара, так что одна труба проходит по всей ширине резервуара, даже если ее зона всасывания составляет лишь часть резервуара.
Если в желобе для выпуска органического раствора скапливается больше раствора, чем требуется для слоя экстракционного раствора, который скопился на поверхности, то одновременно уменьшается количество увлеченных капель экстракционного раствора в водном растворе. Если количество раствора, которое следует отобрать с днища, уменьшается по отношению к количеству раствора, загружаемого в резервуар, то долю поверхностного слоя можно увеличить, так как она соответствует разности между загружаемым раствором и удаляемым водным раствором.
Как показано на фиг. 2, днище 5 резервуара может быть наклонено по направлению к тыльному концу, становясь глубже. Уклон днища может составлять в диапазоне 2-8° по отношению к горизонтали.
На фиг. 3 изображен фрагмент аксонометрического вида кассеты 11 из формирующих проточные каналы пластин 21 устройства 9 для коалесценции капель.
На фиг. 4А и 4В изображены верхняя и нижняя поверхности формирующей проточные каналы пластины одного из устройств для коалесценции капель. На фиг. 4 А на поверхности пластины 21 через определенные интервалы сформированы выступы 22, которые отклоняют поток и помогают маленьким каплям объединиться друг с другом. Эти выступы на чертеже сделаны округлыми, что обеспечивает плавный поток. Предпочтительно эти выступы покрывают 10-50% поверхности пластины. В соответствии с одним из воплощений изобретения поверхность пластины сделана также слегка волнистой, что приводит к вертикальному изменению направления поступающих потоков. На фиг. 4В изображена шероховатая поверхность одной из пластин, формирующих проточные каналы, благотворное влияние которой описано выше.
Данное изобретение не ограничено только представленными выше примерами воплощения изобретения, но возможны модификации и сочетания их в пределах концепции данного изобретения, заключенной в формуле изобретения.

Claims (26)

1. Способ физической очистки водного раствора, выходящего с жидкостной экстракции, проводимой в связи с гидрометаллургическим выделением металлов, от мелких капель органического экстракционного раствора в резервуаре, отличающийся тем, что очистку осуществляют путем коалесценции мелких капель этого экстракционного раствора, в процессе которой водный раствор пропускают через проточные каналы, которые сформированы в нижней секции по меньшей мере одного устройства для коалесценции капель, расположенного поперек резервуара и являющегося сплошным в средней секции, при этом проточные каналы наклонены под углом вниз в направлении потока, а отделенный экстракционный раствор пропускают через направляющие каналы в верхней секции устройства для коалесценции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что общая площадь поперечного сечения проточных каналов составляет 10-25% от площади поперечного сечения резервуара от днища до уровня жидкости.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что высота проточных каналов составляет примерно 2-6 мм, предпочтительно 3-5 мм, а поверхности каналов являются шероховатыми и/или профилированными, чтобы вызывать завихрения в очищаемом растворе.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что высота шероховатостей составляет 0,3-1 мм, а высота вы
- 5 010076 ступов профиля составляет 2-3 мм.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что направляющие каналы верхней секции выполнены аналогично проточным каналам нижней секции.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что количество направляющих каналов составляет 1/6-1/3 от количества проточных каналов.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество устройств для коалесценции капель в резервуаре составляет от 1 до 5.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что резервуар снабжен по меньшей мере одним элементом для отклонения очищаемого водного раствора вертикально вверх от днища, который расположен позади проточных каналов в направлении потока.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что количество элементов, отклоняющих поток водного раствора, равно количеству устройств для коаленсценции капель.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор, подлежащий очистке, загружают под углом вниз в передний конец резервуара несколькими отдельными потоками.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что очищаемый водный раствор отсасывают из тыльного конца резервуара несколькими отдельными потоками под углом вверх от днища резервуара.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделенный экстракционный раствор удаляют из тыльного конца резервуара через переливную кромку в выпускной желоб, который проходит поперек по всей ширине резервуара, причем количество удаляемого раствора составляет 10-50% от количества раствора, загружаемого в резервуар.
13. Устройство для очистки водного раствора, поступающего с жидкостной экстракции, проводимой в связи с гидрометаллургическим выделением металлов, от мелких капель экстракционного раствора; при этом указанное устройство состоит, по существу, из прямоугольного резервуара (1), включающего загрузочный конец (4) и тыльный конец (15), боковые стенки и днище (5), по меньшей мере одну трубу (2) для загрузки водного раствора и по меньшей мере одну трубу (20) для удаления водного раствора, отличающееся тем, что в резервуаре расположено по меньшей мере одно устройство (9) для коалесценции капель и оно проходит от одной боковой стороны резервуара до другой и от днища резервуара до уровня выше поверхности жидкости, причем нижняя секция устройства для коалесценции включает кассету (11) из пластин, формирующих проточные каналы для протекания водного раствора, с шероховатыми и/или профилированными поверхностями, которые наклонены под углом вниз в направлении потока, верхняя секция устройства для коалесценции капель включает кассету (13) из направляющих пластин, формирующих направляющие каналы для протекания экстракционного раствора, а средняя секция выполнена сплошной.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что пластины (21), формирующие проточные каналы, направлены вниз под углом 10-45° по отношению к днищу.
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что расстояние между смежными пластинами, формирующими проточные каналы, и смежными направляющими пластинами составляет 2-6 мм, предпочтительно 3-5 мм.
16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что направляющие пластины направлены вверх по ходу потока под углом 5-25°.
17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что направляющие пластины также выполнены шероховатыми и/или профилированными, при этом высота шероховатостей пластин, формирующих проточные каналы, и направляющих пластин составляет 0,3-1 мм, а высота выступов профиля составляет примерно 2-3 мм.
18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что поверхности пластин, формирующих проточные каналы, и направляющих пластин выполнены волнистыми.
19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что профиль верхней поверхности пластин, формирующих проточные каналы, и направляющих пластин образован закругленными выступами (22), а нижняя поверхность выполнена шероховатой.
20. Устройство по п.13, отличающееся тем, что количество направляющих пластин равно 1/6-1/3 от количества пластин, формирующих проточные каналы.
21. Устройство по п.13, отличающееся тем, что количество устройств для коалесценции капель в резервуаре составляет от 1 до 5.
22. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним сплошным отклоняющим элементом (14), отходящим, по существу, вертикально от днища резервуара, расположенным позади по меньшей мере одного устройства для коалесценции капель по ходу потока, проходящим от одной боковой стороны резервуара до другой и имеющим высоту, которая максимально составляет половину высоты жидкости в резервуаре.
23. Устройство по п.13, отличающееся тем, что труба (2) для загрузки водного раствора снабжена несколькими распределительными блоками (3), наклоненными под углом вниз.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что загрузочный конец (4) резервуара отделен верти
- 6 010076 кальной пластиной (7), причем высота указанной вертикальной пластины составляет 30-50% от эффективной глубины резервуара.
25. Устройство по п.13, отличающееся тем, что труба для удаления водного раствора расположена в тыльном конце (15) резервуара и снабжена несколькими всасывающими блоками (19), наклоненными под углом вниз.
26. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно снабжено выпускным желобом (16) для экстракционного раствора, который проходит по всей ширине резервуара и поперечно расположен в тыльном его конце.
EA200602051A 2004-06-10 2005-06-09 Способ и устройство для очистки водного раствора от капель экстракционного раствора EA010076B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20040799A FI116610B (fi) 2004-06-10 2004-06-10 Menetelmä ja laitteisto vesiliuoksen puhdistamiseksi uuttoaineliuospisaroista
PCT/FI2005/000269 WO2005120676A1 (en) 2004-06-10 2005-06-09 Method and apparatus for purification of an aqueous solution form droplets of extraction solution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200602051A1 EA200602051A1 (ru) 2007-06-29
EA010076B1 true EA010076B1 (ru) 2008-06-30

Family

ID=32524474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200602051A EA010076B1 (ru) 2004-06-10 2005-06-09 Способ и устройство для очистки водного раствора от капель экстракционного раствора

Country Status (16)

Country Link
US (1) US7704398B2 (ru)
EP (1) EP1755759B1 (ru)
CN (1) CN100558438C (ru)
AT (1) ATE501770T1 (ru)
AU (1) AU2005251959B2 (ru)
BR (1) BRPI0511968A (ru)
CA (1) CA2568794C (ru)
DE (1) DE602005026935D1 (ru)
EA (1) EA010076B1 (ru)
ES (1) ES2363310T3 (ru)
FI (1) FI116610B (ru)
MX (1) MXPA06014360A (ru)
PE (1) PE20060409A1 (ru)
PT (1) PT1755759E (ru)
WO (1) WO2005120676A1 (ru)
ZA (1) ZA200609811B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI116611B (fi) 2004-06-10 2006-01-13 Outokumpu Oy Menetelmä ja laitteisto vesiliuoksiin niukkaliukoisen orgaanisen liuoksen puhdistamiseksi vesiliuosjäänteistä
WO2010028117A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-11 Cummins Filtration Ip Inc. Air-jacketed coalescer media with improved performance
FI121530B (fi) * 2009-02-09 2010-12-31 Outotec Oyj Menetelmä ja laitteisto kahden dispersioksi sekoitetun liuoksen erottamiseksi toisistaan kahdeksi liuosfaasiksi liuos-liuos-uuttoerotusaltaassa
US9102999B2 (en) * 2013-01-10 2015-08-11 Bloom Energy Corporation Methods of recovering scandium from titanium residue streams
MX2017011895A (es) * 2015-03-16 2018-05-28 3M Innovative Properties Co Elementos coalescentes en la produccion de cobre.

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3894943A (en) * 1971-12-24 1975-07-15 Metallgesellschaft Ag Method and apparatus of accelerating the separation of liquid dispersions
SU973142A1 (ru) * 1981-01-19 1982-11-15 Aliev Rasim A Устройство дл совместной подготовки газа,нефти и воды
SU1237637A1 (ru) * 1984-09-11 1986-06-15 Брестский инженерно-строительный институт Устройство дл очистки сточных вод
SU1699939A1 (ru) * 1989-12-29 1991-12-23 Дальневосточное высшее инженерное морское училище им.адм.Г.И.Невельского Отстойно-коалесцирующий сепаратор нефтесодержащих вод
US5527461A (en) * 1994-06-02 1996-06-18 Hill; Gordon A. Airlift oil scavenger
US6132615A (en) * 1996-04-30 2000-10-17 Outokumpu Technology Oyj Method and apparatus for creating controlled flows in two mutually separable solutions
RU2174033C2 (ru) * 1996-04-30 2001-09-27 Оутокумпу Текнолоджи Ой Способ и устройство для разделения двух жидких потоков
RU2179472C2 (ru) * 1997-08-28 2002-02-20 Оутокумпу Ойй Способ пропускания растворов экстрагирования в широкий отстойник и устройство для его осуществления
WO2003097205A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-27 Outokumpu Oyj Method and equipment to control separation of a dispersion in liquid-liquid extraction

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2007A (en) * 1841-03-16 Improvement in the mode of harvesting grain
US2681269A (en) * 1951-03-21 1954-06-15 Socony Vacuum Oil Co Inc Contacting apparatus
US5474688A (en) * 1993-09-29 1995-12-12 Uop Process for phase separation
US5656173A (en) * 1996-03-05 1997-08-12 National Tank Company Method of removing dispersed oil from an oil in water emulsion employing aerated solutions within a coalescing media
FI100949B (fi) * 1996-04-30 1998-03-31 Outokumpu Oy Menetelmä ja laite raskaamman liuoksen kierrättämiseksi kahden toisist aan erottuvan liuoksen erotustilasta sekoitustilaan
US6015502A (en) 1996-10-09 2000-01-18 Spintek Systems, Inc. Reversing flow coalescing system
US6315899B1 (en) * 1998-11-17 2001-11-13 Cyprus Amax Minerals Company Apparatus for separating entrained aqueous from loaded organic in an SX process
US6171465B1 (en) * 1999-09-21 2001-01-09 Bill E. Compton Desalter
FI121732B (fi) 2003-06-10 2011-03-31 Outotec Oyj Menetelmä uuttoaineliuoksen puhdistamiseksi vesiliuosjäänteistä ja epäpuhtauksista ja laitteisto tätä varten
FI116611B (fi) 2004-06-10 2006-01-13 Outokumpu Oy Menetelmä ja laitteisto vesiliuoksiin niukkaliukoisen orgaanisen liuoksen puhdistamiseksi vesiliuosjäänteistä

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3894943A (en) * 1971-12-24 1975-07-15 Metallgesellschaft Ag Method and apparatus of accelerating the separation of liquid dispersions
SU973142A1 (ru) * 1981-01-19 1982-11-15 Aliev Rasim A Устройство дл совместной подготовки газа,нефти и воды
SU1237637A1 (ru) * 1984-09-11 1986-06-15 Брестский инженерно-строительный институт Устройство дл очистки сточных вод
SU1699939A1 (ru) * 1989-12-29 1991-12-23 Дальневосточное высшее инженерное морское училище им.адм.Г.И.Невельского Отстойно-коалесцирующий сепаратор нефтесодержащих вод
US5527461A (en) * 1994-06-02 1996-06-18 Hill; Gordon A. Airlift oil scavenger
US6132615A (en) * 1996-04-30 2000-10-17 Outokumpu Technology Oyj Method and apparatus for creating controlled flows in two mutually separable solutions
RU2174033C2 (ru) * 1996-04-30 2001-09-27 Оутокумпу Текнолоджи Ой Способ и устройство для разделения двух жидких потоков
RU2179472C2 (ru) * 1997-08-28 2002-02-20 Оутокумпу Ойй Способ пропускания растворов экстрагирования в широкий отстойник и устройство для его осуществления
WO2003097205A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-27 Outokumpu Oyj Method and equipment to control separation of a dispersion in liquid-liquid extraction

Also Published As

Publication number Publication date
EP1755759B1 (en) 2011-03-16
ATE501770T1 (de) 2011-04-15
US20070210000A1 (en) 2007-09-13
US7704398B2 (en) 2010-04-27
DE602005026935D1 (de) 2011-04-28
CA2568794C (en) 2012-08-07
CN101094712A (zh) 2007-12-26
AU2005251959B2 (en) 2010-11-04
EA200602051A1 (ru) 2007-06-29
AU2005251959A1 (en) 2005-12-22
PE20060409A1 (es) 2006-05-26
ES2363310T3 (es) 2011-07-29
BRPI0511968A (pt) 2008-01-22
CA2568794A1 (en) 2005-12-22
PT1755759E (pt) 2011-06-27
ZA200609811B (en) 2008-04-30
MXPA06014360A (es) 2007-02-19
CN100558438C (zh) 2009-11-11
FI116610B (fi) 2006-01-13
FI20040799A0 (fi) 2004-06-10
WO2005120676A1 (en) 2005-12-22
EP1755759A1 (en) 2007-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ZA200509221B (en) Method and equipment for purifying an extraction solution from aqueous entranment and impurities
AU2005251960B2 (en) Method and apparatus for purification of slightly water-soluble organic solution from aqueous entrainment
CA1319453C (en) Method for removal of organic solvents from aqueous process streams
EA010076B1 (ru) Способ и устройство для очистки водного раствора от капель экстракционного раствора
US7517461B2 (en) Method and equipment to control separation of a dispersion liquid-liquid extraction
EA020768B1 (ru) Устройство и способ удаления примесей с помощью жидкостной экстракции меди

Legal Events

Date Code Title Description
HC1A Change in name of an applicant in a eurasian application
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU