FI113746B

FI113746B - Menetelmä ja laitteisto neste-nesteuutossa

Info

Publication number: FI113746B
Application number: FI20030410A
Authority: FI
Inventors: Bror Nyman; Juhani Lyyra; Launo Lilja; Pertti Pekkala; Stig-Erik Hultholm; Raimo Kuusisto; Eero Ekman
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-06-15
Also published as: ZA200507663B; AU2004222534A1; CN1777462A; AR043640A1; US7678275B2; BRPI0408498A; US20100078380A1; US8020710B2; US20060283797A1; WO2004082797A1; BRPI0408498B1; EA008892B1; PE20050095A1; CN100366315C; AU2004222534B2; EA200501313A1; MXPA05009890A; FI20030410A0

Description

113746

MENETELMÄ JA LAITTEISTO NESTE-NESTEUUTOSSA

Keksintö kohdistuu menetelmään neste-nesteuuton sekoitusosassa muodostetun ja erotusosassa tiivistettynä pidetyn dispersion sekä 5 erottuneiden liuosten kääntämiseksi erotusosan peräpäästä virtaamaan takaisin kohti erotusosan syöttöpäätä. Keksintö kohdistuu myös uuttolait-teistoon käännetyn virtauksen toteuttamiseksi.

Menetelmä ja laitteisto kohdistuvat erityisesti metallien talteenotossa ίο käytettyyn uuttoprosessiin. Arvometalleja kuten kuparia, uraania, kobolttia, nikkeliä, sinkkiä ja molybdeeniä talteenottavat uuttolaitokset kuuluvat tähän kategoriaan. Kaikissa näissä uuttoprosesseissa arvometallipitoinen vesiliuos saatetaan kontaktiin orgaanisen liuoksen kanssa uuton sekoitusosassa. Tällöin muodostuu kahden toisiinsa liukenemattoman liuoksen dispersio, is Dispersiossa olevat liuokset eroavat toisistaan kahdeksi päällekkäiseksi kerrokseksi uuton erotusosassa ja koko ajan vähenevä dispersiokerros jää eroavien kerrosten väliin. Sekoitusvaiheen aikana vesiliuoksen arvo-metalleista ainakin yksi siirtyy orgaaniseen faasiin, josta se otetaan talteen takaisinuutossa. Uutto suoritetaan laitteistoissa, joissa joko sekoitus- ja 20 erotusosa on sijoitettu päällekkäin (kolonni) tai sekoitus- ja erotusosa ovat ,: vaakasuunnassa suurin piirtein samassa tasossa. Lähes aina, kun on kysymys laimeiden liuosten suuressa mittakaavassa tapahtuvasta uutosta ’ -1 kuten kupariuutosta, laitteistot ovat olennaisesti vaakatasoon sijoitettuja. Kun • '!t myöhemmin puhutaan uutosta, tarkoitetaan olennaisesti samaan tasoon .!< 25 sijoitettuja laitteistoja.

Metallien talteensaanti edellyttää usein montaa sekoitus-erotusyksikköä eli mikseri-settleriä, jotka on yleensä kytketty toisiinsa vastavirtaperiaatteella. Uuttoaskeleiden määrä vaihtelee suuresti prosessista riippuen ja se voi olla 30 välillä 2-20 kappaletta. Esimerkiksi kupariuutossa askeleiden määrä on yleensä luokkaa 4-6. Näihin asti lähes aina yksiköt on aseteltu toisiinsa • ; nähden siten, että aina seuraava yksikkö on 180 asteen kulmassa edelliseen 2 113746 nähden, jolloin liuosten putkilinjat pysyvät lyhyinä. Näin on haluttu tehdä siitäkin huolimatta, että järjestelyllä on myös omat haittansa kuten hankalampi instrumentointi, sähköistys ja hoitotasojen rakentaminen.

5 Nykyisin on esitetty joitakin ratkaisuja, joissa on pyritty saamaan kaikki uuttoaskeleet samansuuntaisiksi. Näitä on kuvattu esimerkiksi konferenssijulkaisuissa “Alta 1996 Copper Hydrometallurgy Forum”, Oct. 14-15, 1996, Brisbane, Australia: Hopkins, W.: “Reverse Flow Mixer settlers” ja "Randol at Vancouver ’96”, Conference Proceedings, November 12-15, 1996, ίο Vancouver, British Columbia, sivut 301-306. Viimemainitussa julkaisussa on sivulla 302 vasemmalla alhaalla olevassa piirroksessa esitetty periaatepiirros neljästä erilaisesta erotusosasta. Ensimmäisenä on perinteinen malli, jossa dispersio syötetään toisesta päästä erotusosaan ja erottuneet liuokset poistetaan toisesta päätä. Seuraavana on ns. Krebsin malli, jota kuvataan 15 myös US-patentissa 4,844,801, ja jolle on olennaista, että dispersio kuljetetaan settlerin yläpuolelle sijoitettua ränniä pitkin mikseristä katsottuna settlerin kauimmaiseen päähän. Täällä dispersio johdetaan varsinaiseen settleritilaan virtaamaan kohti mikseriä. Kolmantena on Falconbridgen malli, jossa settien on erotettu osittaisella väliseinällä ja dispersio virtaa 20 ensimmäisellä settlerin puoliskolla poispäin sekoitusosasta ja toisella puoliskolla takaisin kohti sekoitusosaa. Kuvan tekstin mukaisesti liuoksen viipymisaika settlerissä riippuu siitä, onko liuos settlerin sisä- vai ulkoreunalla. Neljännessä, Batemanin mallissa, jota on kuvattu myös US-patentissa 5,558,780, dispersio virtaa settlerin sivulla olevaa kapeaa • ! 25 kanavaa pitkin settlerin kauimmaiseen päähän ja sieltä varsinaisessa ’ settleritilassa takaisin kohti uuton sekoitusosaa. Kaksi viimeksimainittua . edustavat ns. reverse flow-tyyppistä settleriä.

• · • · T Falconbridgen mallissa on mahdollista, että settlerin sisäreunassa virrannut : 30 dispersio ei ehdi erottua niin hyvin omiksi faaseikseen kuin ulkoreunassa virrannut. Periaatepiirroksessa ei ole myöskään kuvattu tarkemmin, miten • j'; virtauksen kääntö käytännössä toteutetaan. US-patentissa 5,558,780 3 113746 kuvatussa settleriratkaisussa on omat ongelmansa tasaisen paluuvirtauksen muodostamiseksi settlerissä. Sen seurauksena settlerin erotuskapasiteetti jää vaillinaiseksi ja erottuneiden liuosten jäännöspisaramäärä korkeaksi.

5 Tämän keksinnön mukaisesti on nyt kehitetty menetelmä, jossa metallien uuttoprosessin sekoitusosassa muodostettu dispersio johdetaan erotus-osaan, joka on jaettu olennaisesti sivuseinien suuntaisella väliseinällä kahteen osaan. Dispersio ja siitä eroavat faasit virtaavat ensin menovirta-uksena erotusosan keskiosasta peräpäähän, jossa koko erotusosassa ίο virtaava liuosmäärä käännetään paluuvirtaukseksi kohti erotusosan etupäätä. Liuosten menovirtaus säädetään olemaan dispersiovoittoinen eli dispersiota pidetään vahvana kerroksena erotustilan menovirtauspuolella, sen peräpäähän sijoitetun kääntöelimen avulla, koska vahva dispersiokerros auttaa puhtaitten liuosfaasien muodostumista ja nopeuttaa faasien 15 erottumista. Lisäksi kääntöelin jakaa erottuneita liuoksia osavirtoihin, mikä helpottaa liuosvirran kääntämistä paluuvirtaukseksi. Vahvan dispersio-kerroksen ylläpitämiseksi menovirtauskentän poikkipinta-ala myös edullisesti pienenee erotusosan peräpään suuntaan ja samoin paluuvirtauskentän poikkipinta-ala pienenee erotusosan etupäätä kohti. Kääntöelimen läpi ... 20 virrannut dispersio ja erottuneet liuokset johdetaan paluuvirtauskentän alkupäässä rakoaidan läpi, jonka avulla liuosten suunta lopullisesti • · käännetään kohti erotusosan etupäätä.

t · • ·

Keksintö kohdistuu myös settlerilaltteistoon, jossa olennaisesti suorakaiteen

I I

25 muotoinen settien muodostuu etu- ja peräpäästä sekä sivuseinistä ja I · pohjasta. Settlerin leveys on olennaisesti suurempi kuin settlerin pituus. , Settien on jaettu väliseinällä kahteen osaan, jolloin väliseinä ulottuu t · edullisesti matkalle, joka on 85-95% koko settlerin pituudesta. Settleriin ;·' muodostetaan väliseinän avulla kaksi virtauskenttää, menovirtauskenttä ja 30 paluuvirtauskenttä. Settlerin väliseinä on sijoitettu sivuseinien väliin olennaisesti sivuseinien suuntaiseksi, mutta kuitenkin siten, että virtaus-kenttien poikkipinta-ala edullisesti pienenee. Settlerin peräpään välittömään 4 113746 läheisyyteen on menovirtauskenttään sijoitettu ainakin yksi kääntöelin, joka muodostaa seinästä väliseinään ulottuvan elimen. Kääntöelimen tarkoituksena on säätää dispersiokerroksen vahvuutta ja saada aikaan eri faasien hallittu kääntyminen settlerin perätilassa. Settlerin paluuvirtauskentän 5 puolelle on peräpään ja väliseinän väliin muodostettu rakoaita, jonka avulla settlerivirtaus suoristetaan kohti settlerin etupäätä.

Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.

ίο Dispersion ja erottuneiden faasien virtausta erotustilan etupäästä kohti peräpäätä kutsutaan menovirtaukseksi ja näiden kaikkien faasien virtausta erotustilan peräpäästä takaisin kohti etupäätä paluuvirtaukseksi. Samoin settlerin aluetta, missä menovirtaus tapahtuu kutsutaan menovirtauskentäksi ja vastaavasti toista puolta paluuvirtauskentäksi.

15

Neste-nesteuuton sekoitusosasta dispersio johdetaan halutulla tavalla erotusosan etupäähän menovirtauspuolelle. On tietenkin selvää, että virtaus pyritään levittämään koko menovirtauskentän poikkipinnalle. Tämän edesauttamiseksi voidaan käyttää rakoaitoja tai muita sopivia elimiä. Keksinnön • t 20 mukaisessa menetelmässä menovirtaus säädetään dispersiovoittoiseksi eli dispersiota pidetään vahvana kerroksena faasien välissä. Tämän toteuttamiseksi sijoitetaan menovirtauskentän loppupäähän ainakin yksi kääntöelin, joka säätää dispersiokerroksen paksuutta ja dispersion etenemistä. Dispersiosta erottuneet faasit saatetaan virtaamaan suhteellisen ^ 25 vapaasti, mutta erottumaton dispersio saatetaan patoutumaan menovirtaus kentän peräosaan sijoitetun, patoutumista aikaansaavan, vähintään yhden . , kääntöelimen avulla.

Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluu vähintään yksi settlerin (erotus-.* 30 osan) menovirtauskentän peräpäähän sijoitettu kääntöelin. Kääntöelin ulottuu erotusosan menovirtauskentän sivuseinille asti eli toisesta ; sivuseinästä väliseinän päähän. Kääntöelin puolestaan muodostuu vähintään 5 113746 kahdesta, eri korkeudelle, olennaisesti settlerin pituusakseliin (liuosten virtaussuuntaan) nähden kohtisuoraan asetetusta levymäisestä osasta, kääntölevystä. Kääntölevyjen väliin muodostuvalla alueella, kääntö-kanavassa, dispersion virtaussuunta on lähes pystysuora, koska dispersio 5 saatetaan virtaamaan kunkin kääntölevyn ylä- tai alapuolelta kääntö-kanavaan. Virtaussuunnan kääntäminen olennaisesti pystysuoraksi parantaa dispersion erottumista puhtaiksi liuoskerroksiksi dispersion ylä- ja alapuolelle. Kääntöelin on tarkoitettu sijoitettavaksi uuton eri vaiheisiin kuten sekä varsinaisen uuton että myös mahdollisen pesun ja takaisinuuton ίο erotusosaan.

Menetelmälle ja laitteistolle on ominaista, että dispersiovirtausta estetään virtaamasta suoraan eteenpäin järjestämällä menovirtauskentän peräpäähän tämän kentän yli ulottuva kääntöelin. Edullisesti kääntöelin on muodostettu 15 ainakin kahdesta levymäisestä osasta, jotka on sijoitettu vasten menovirtausta. Jotta dispersio voisi edetä ohi kääntöelimen, sen on ensimmäisessä vaiheessa painauduttava vasten kääntöelimen ensimmäistä levymäistä osaa ja sen alapuolelta kääntökanavaan, joka on muodostettu kääntöelimen levymäisten osien väliin. Kääntökanavasta dispersion pinta 20 saatetaan nousemaan niin, että se ulottuu virtaamaan kääntöelimen toisen levymäisen osan yli. Yhdessä kääntöelimessä on vähintään kaksi levymäistä osaa, mutta niiden määrä voi vaihdella. Kääntöelimen ensimmäinen ^ levymäinen osa, alituslevy, ja sen jälkeen joka toinen osa on sijoitettu erotusosaan olennaisesti korkeammalle kuin kääntöelimen toinen 25 levymäinen osa, ylityslevy, ja sen jälkeen sijoitettu joka toinen osa.

.. . Kääntöelimeen kuuluva ensimmäinen levymäinen osa, alituslevy, sijoitetaan *,.! erotusosaan korkeudelle, jossa sen yläreuna ulottuu dispersiokerroksen '; yläpuolelle orgaaniseen liuosfaasiin. Kun erottuneet liuokset ja niiden välissä : 30 oleva dispersiokerros viilaavat erotusosan syöttöpäästä kohti peräpäätä, dispersiokerros pakkautuu ensimmäistä kääntölevyä vasten. Dispersiota ; "· . pitää kertyä niin paljon, että se erottunutta orgaanista liuosta raskaampana 6 113746 tunkeutuu alituslevyn alapuolelta kääntölevyjen väliseen nousukanavaan tai -kanaviin ja sieltä edelleen erotustilan peräpäähän, jossa dispersio ja erottuneet faasit käännetään paluuvirtauskenttien puolelle. Virtauksen on oltava sitä suurempi mitä suurempi settleri. Tiivis dispersio saa aikaan 5 liuosten erotusasteen paranemisen eli jäännöspisaroiden määrä kummassakin liuoksessa, sekä vesi- että orgaanisessa liuoksessa, alenee.

Ensimmäinen kääntölevy, alituslevy, on pääosin umpinainen, mutta se on ylä- ja alaosastaan varustettu pystyraoilla eli rakovyöhykkeellä. Levyn ίο yläreuna on ehjä ja rakovyöhyke alkaa välittömästi sen alapuolelta. Levyn yläreuna ja sen rakovyöhyke ulottuvat orgaaniseen liuokseen. Levyn yläosan rakovyöhykkeen korkeus on 5 - 25% koko kääntölevyn korkeudesta ja 1 — 10% koko erotustilan peräosan liuoskorkeudesta. Orgaaninen liuos virtaa rakovyöhykkeen kautta settlerin perätilaan jaettuna useaan, käytännössä 10 15 - 100 osavirtaan. Osavirtoihin jakaminen auttaa liuoksen juoheaa kääntymistä perätilasta kohti paluuvirtauskenttiä.

Alituslevyn alareuna on ehjä, mutta välittömästi sen yläpuolelle on muodostettu pystysuuntaisia rakoja. Rakovyöhykkeen korkeus on 5 - 15% 20 koko levyn korkeudesta. Alituslevyn alareuna ulottuu erotustilan pohjatilaan asti. Käytännössä alituslevyn alareuna on pohjasta etäisyydellä, joka on 15 -30 % koko erotusosan (settlerin) liuoskorkeudesta (liuossyvyydestä). Alituslevyn eteen pakkautunut dispersio virtaa levyn alaosan rakovyöhyk- !t keen kautta kääntölevyjen väliseen nousu- eli kääntökanavaan.

% 25 Kääntöelimen toinen kääntölevy, ylityslevy, on samantyyppinen kuin ensim-. mäinenkin eli se on pääosin umpinainen. Ylityslevyn yläreuna varustetaan rakovyöhykkeellä samoin kuin on kuvattu edellä alituslevyn yläreunan suhteen. Rakojen tarkoitus on tässäkin tapauksessa edistää dispersion : 30 tasaista jakautumista erotusosan perätilaan. Ylityslevyn alareuna sijoitetaan : selvästi alituslevyn alareunaa alemmaksi, mutta kuitenkin niin, että ; erottuneelle vesiliuokselle jää esteetön virtaustila. Käytännössä ylityslevyn 7 113746 alareuna on pohjasta etäisyydellä, joka on 3 - 10% koko erotusosan liuoskorkeudesta. Ylityslevyn yläreuna sijoitetaan orgaanisen liuoksen pinnan alapuolelle. Käytännössä toisen kääntölevyn yläreuna sijoitetaan liuospinnan alapuolelle etäisyydelle, joka on 20 - 40% erotusosan liuoskorkeudesta. 5 Alituslevyn ja ylityslevyn välinen etäisyys toisistaan määritellään siten, että dispersion nousunopeus levyjen välisessä kääntökanavassa on luokkaa 0,05 - 0,3 m/s. Käytännössä tämä tarkoittaa, että levyjen etäisyys toisistaan on luokkaa 0,5 - 2 m, kun dispersion syöttö erotusosaan on yli 1000 m3/h. Jos kääntöelin muodostuu useammasta kääntölevystä, rakovyöhykkeet ίο sijoitetaan vastaavien levyjen ylä- ja alareunaan.

Ylityslevyn yläosan eteen on edullista sijoittaa virtauksen estolevyt, jotka muodostuvat ylityslevyn suuntaisista umpinaisista levyistä. Estolevyt sijoitetaan ylityslevyn rakovyöhykkeen kohdalle. Estolevyjen asema 15 korkeussuunnassa on muutettavissa. Estolevyt asetetaan ylityslevyn välittömään läheisyyteen ja niiden pystysuuntaista paikkaa säätämällä voidaan peittää haluttu osa ylityslevyn rakovyöhykkeestä. Kun estolevy peittää koko rakovyöhykkeen, dispersiokerroksen pinta nousee ylityslevyn ja estolevyn yläreunan korkeudelle. Kun estolevyn yläreunaa lasketaan, 20 dispersion kerrosvahvuus ohenee ja orgaanisen faasin kerrospaksuus kasvaa. Käytännössä ylityslevyn estolevy muodostetaan useammasta osasta, joita jokaista voidaan säätää yksilöllisesti. Siten on mahdollista * tasapainottaa koko menovirtauskentän sivuttaisia virtauksia. Sama toiminta t ; on mahdollista aikaansaada koko ylityslevyn nostolla tai laskulla, mutta sen 25 toteutus on käytännössä hankalampi ainakin suurissa uuttolaitoksissa.

t

Orgaanisen liuoksen kerrosvahvuus on useimmissa uuttosovelluksissa ’ , ’ alhaisempi kuin vesiliuoksen kerrosvahvuus. Keksinnön mukaisella ; ‘ menetelmällä ja laitteistolla on mahdollista kasvattaa erotusosan perätilassa ; V 30 orgaanisen faasin aluetta sijoittamalla kääntöelimen levyt pystysuunnasta ,, ! poikkeavasti siten, että levyt on kallistettu menovirtausta vasten. Se I . tarkoittaa, että levyt on sijoitettu pystysuuntaan nähden 10-30° kulmaan 8 113746 niin, että niiden alareuna on lähempänä erotusosan peräpäätä kuin niiden yläreuna. Kääntölevyjen kallistuksella on tarkoitus saada dispersiokerroksen sijainti pystysuunnassa tasolle, joka vastaa orgaanisen ja vesifaasin lopullista rajapintaa paluuvirtauskentässä. Tämä edesauttaa lopullista 5 faasien erottumista paluuvirtauskentässä.

Erotustilan perätilaan kääntöelimen kautta virranneet erottuneet faasit sekä niiden välissä virtaava dispersiokerros saatetaan kääntymään perätilassa takaisin kohti erotustilan etupäätä johtamalla ne erityisrakenteisen rakoaitdan ίο läpi. Rakoaita kääntää paluuvirtauksen settlerin pituussuuntaiseksi kohti sen etupäätä. Rakoaita on toisesta päästään tuettu väliseinän päähän ja toisesta päästään sivuseinään joko lähelle peräseinää tai peräseinän ja sivuseinän muodostamaan kulmaan.

15 Paluuvirtauskenttän alkupäähän sijoitettu rakoaita on muodostettu normaalista rakoaidasta, jonka pystyrakojen taakse on sijoitettu ohjauslevyjä. Ohjauslevyt asetetaan liuosten virtaussuunnassa katsottuna rakoaidan pystyrakojen taakse eli ne ovat settlerin etupään puolella. Ohjauslevyt on käännetty pystyrakojen takana siten, että liuosten kulkukanava on kapeampi ...f 20 erotustilan sivuseinällä ja leveämpi väliseinän läheisyydessä. Tällaisella ratkaisulla liuosten virtaus käännetään settlerin pituussuuntaiseksi. Esitettyä , rakoaitaratkaisua on kuvattu periaatteessa US-patentissa 6,132,615. Siinä )! rakoaidan rakenteet on sijoitettu olennaisesti pystysuoraan, mutta tämän " keksinnön mukaiselle ratkaisulle on edullista, että rakenteet muodostavat .! 25 pystysuuntaan nähden vastaavanlaisen kulman kuin menovirtauskentän kääntölevyt. Tässä tapauksessa se tarkoittaa sitä, että rakoaidan levyt on . . kallistettu yläreunastaan kohti erotustilan etupäätyä. Rakoaidat ulottuvat settlerin pohjaan asti.

: 30 Perätilan kääntöelimen ja rakoaidan välinen alue, perätila, mitoitetaan sen suuruiseksi, että siellä virtausten, sekä erottuneiden faasien että dispersion virtausnopeus on luokkaa 0,15 - 0,3 m/s. Juuri ennen perätilaa 1Ί3746 9 menovirtauskentän päähän sijoitetun kääntöelimen ja välittömästi paluuvirtauskentän alkupäähän asetetun rakoaidan avulla saadaan aikaan liuosten virtaussuunnan hallittu käännös. Kääntöelimen ja rakoaidan kallistuksella tasoitetaan myös virtauksen kääntöä. Paluuvirtauskenttään 5 voidaan sijoittaa myös muita erottumista parantavia elimiä.

Paluuvirtauskentän etupäässä dispersiosta erottuneet puhtaat liuokset poistetaan erotustilasta, orgaaninen liuos ylivuotona orgaanisen liuoksen perälaatikkoon ja vesiliuos omaan perälaatikkoonsa. Perälaatikko on 10 sijoitettu varsinaisen erotusosan ulkopuolelle paluuvirtauskentän eteen. Kun sekoitusosan mikserit sijaitsevat menovirtauskentän edessä vastaavassa paikassa, muodostuu tilaa säästävä ratkaisu. Kun kaikki uuttoaskeleet voidaan nyt sijoittaa samansuuntaisesti, muodostuvat putkilinjat lyhyiksi.

15 Keksinnön mukaista laitteistoa kuvataan vielä oheisten kuvien avulla, jossa kuva 1 esittää keksinnön mukaista uuttovaihejärjestelyä päältäkatsottuna kuvantona, kuva 2A on periaatekuva kääntöelimen kääntölevyistä sivukuvantona, kuva 2B on periaatekuva kääntöelimen kääntölevyistä perästä päin 20 katsottuna, kuva 3A on toinen periaatekuva kääntöelimen kääntölevyistä sivukuvantona, . ja kuva 3B on toinen periaatekuva kääntöelimen kääntölevyistä perästä päin katsottuna.

i

» I

25 Kuvan 1 mukaisesti uuttoaskel muodostuu sekoitusosasta 1 ja erotusosasta • # · "* eli settleristä 2. Sekoitusosaan kuuluu tässä tapauksessa pumppusäiliö 3 ,, . sekä mikserit 4 ja 5. Vesiliuos ja orgaaninen liuos johdetaan ensin pumppu-

► I

säiliöön ja sieltä edelleen ensimmäiseen ja toiseen mikseriin. On selvää, että I · pumppusäiliöiden ja miksereiden määrä voi vaihdella syötettävän i '.· 30 liuosmäärän mukaan. Pumppusäiliö voi edullisesti olla esimerkiksi US- •...: patentissa 5,662,871 kuvattu pumppusäiliö.

> * · 113746 ίο

Settleri 2 muodostuu etupäästä 6, peräpäästä 7, sivuseinistä 8 ja 9 sekä periaatteessa sivuseinien suuntaisesta väliseinästä 10. Väliseinä on kuitenkin edullisesti sijoitettu siten, että muodostuvien virtauskenttien poikkipinta-ala pienenee virtauksen suunnassa. Väliseinä voi muodostaa 5 settlerin pituusakselin kanssa 5-15° kulman. Viimeisestä mikseristä liuosten dispersio johdetaan settlerin etupäähän 6 menovirtauskentän 11 puolelle (ei tarkemmin kuvassa). Menovirtauskenttä on varustettu rakoaidoilla ja/tai muilla sopivilla elimillä 12,13 ja 14 liuosvirtausten hallitsemiseksi. Menovirtauskentän peräpäässä on kääntöelin 15, joka ίο puolestaan muodostuu ainakin kahdesta kääntölevystä, alituslevystä 16 ja ylityslevystä 17. Settlerin peräosa, perätila 18 muodostuu kääntöelimen 15 ja paluuvirtauskentän 19 alkupäähän sijoitetun rakoaidan 20 väliin jäävästä tilasta. Myös paluuvirtauskenttä on varustettu alkupään rakoaidan 20 lisäksi muilla halutuilla elimillä 21 ja 22 virtauksen hallitsemiseksi. Myös 15 paluuvirtauskentän poikkipinta-ala pienenee virtaussuunnan mukaisesti kohti etupäätä.

Settlerissä erottuneiden liuosten perälaatikot on edullista sijoittaa etupään 6 eteen, paluuvirtauskentän 19 puolelle. Siten orgaaninen liuos otetaan talteen ,··. 20 ylivuotona orgaanisen liuoksen perälaatikosta 23 joko yhden tai useamman < · poistoyhteen 24 kautta, joko vain toisesta reunasta tai molemmista. Samoin * · vesiliuos otetaan talteen vesiperästä 25 tarpeen mukaisesti yhden tai " *t useamman poistoyhteen 26 kautta. Poistoyhteiden tarkemman sijoituksen ratkaisee se, minne erottuneet liuokset syötetään. Kummassakin perälaati- . 25 kossa voi myös olla kaksi tai useampia poistoyhteitä.

* , Kuvat 2A ja 2B esittävät erästä periaateratkaisua menovirtauskentän » ! peräosaan sijoitetuista kääntöelimestä. Kuvista nähdään, että alituslevy 16 ja ylityslevy 17 on sijoitettu peräpään 7 läheisyyteen. Alituslevyn yläreuna on 30 varustettu rakovyöhykkeellä 27, joka ulottuu erottuneen orgaanisen faasin kerroksen 28 sisään. Rakovyöhyke jakaa orgaanisen liuoksen virtaamaan ’; settlerin perätilaan useana osavirtauksena. Alituslevy patoaa erottuneiden 113746 li liuosten välissä virtaavaa dispersiota 29, ja dispersio saatetaan nousemaan alituslevyn alareunan rakovyöhykkeen 30 kautta kääntöelimien väliseen kääntökanavaan 31, ja sieltä ylityslevyn yläosan rakovyöhykkeen 32 kautta settlerin perätilaan. Alituslevyn alareuna ehjä ja se on ulotettu erottuneeseen 5 vesiliuokseen 33, mutta kuitenkin pohjan 34 yläpuolelle. Orgaanisen liuosfaasin pinta 35 on samalla settlerin liuoskorkeus.

Kuvissa 3A ja 3B on esitetty toinen kääntöelinratkaisu, jossa ylityslevyn 17 yläosan rakovyöhykkeen 32 eteen on sijoitettu umpinainen estolevy 36. ίο Estolevy on tukirakenteidensa 37 avulla ylityslevyn suuntaisesti laskettava levy. Kuvan 3B mukaisessa ylityslevyssä on rakovyöhykkeen 32 korkeus selvästi suurempi kuin kuvassa 2B esitetty, mutta estolevyn avulla on nyt mahdollisuus säätää dispersion ja samalla myös orgaanisen faasin kerrospaksuutta. Kuvan esittämässä tapauksessa estolevy on asennossa, 15 jolloin rakovyöhykkeen alaosa on peitetty estolevyn avulla. Se tarkoittaa käytännössä, että dispersiokerros pääsee purkautumaan settlerin perätilaan estolevyn yläreunan tasolta, jolloin orgaanisen faasin kerrospaksuus pääsee muodostumaan paksummaksi kuin esimerkiksi kuvan 2 tapauksessa. Kun estolevy on yläasennossaan, se peittää rakovyöhykkeen jopa kokonaan ja .. .# 20 dispersiokerros muodostuu vahvaksi ja orgaanisen faasin kerros ohenee.

• · . ^ On tietenkin selvää, että estolevy voidaan asentaa toimivaksi muullakin kuin edellä kuvatulla tavalla, mutta olennaista on, että dispersiokerroksen ja ! samalla orgaanisen faasin kerrospaksuutta voidaan säätää sulkemalla osa .! 25 ylityslevyn rakovyöhykkeestä. Kuten aikaisemmin jo on todettu, estolevyt on edullista rakentaa muodostumaan useammasta erillisestä osasta, jolloin kerrospaksuuksia voidaan säätää paikallisesti.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla on nyt mahdollista käsitellä 30 suuriakin liuosvirtauksia taloudellisesti ja toiminnallisesti edullisessa uuttoaskelratkaisussa, joka muodostuu sekoitusosasta ja edellä kuvatusta reverse flow-erotusosasta. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston 12 113746 avulla voidaan ensinnäkin säädellä virtauksen dispersiokerroksen paksuutta ja siten saada aikaan puhtaat liuokset. Toiseksi erotustilan peräosan säätöjä kääntöelimen avulla saadaan aikaan dispersion ja erottuneiden liuosten hallittu kääntäminen menovirtauksesta paluuvirtaukseksi.

5 t

Claims

1. Menetelmä vesiliuoksesta ja orgaanisesta liuoksesta uuttoaskeleen sekoitusosassa muodostetun dispersion erottamiseksi hallitusti omiksi 5 faaseikseen metallin talteenoton yhteydessä neste-nesteuutto- prosessin erotusosassa, tunnettu siitä, että erotusosaan syötetty dispersio johdetaan sanotun osan menovirtauskenttään, joka on muodostettu erotusosaan väliseinän avulla, ja jossa kentässä dispersiosta erottuneet faasit saatetaan virtaamaan olennaisesti ίο erotusosan pituusakselin suuntaisena, mutta erottuneiden faasien keskelle jäävä dispersio saatetaan patoutumaan menovirtauskentän peräosaan sijoitetun ja erotusosan sivuseinästä väliseinään ulottuvan kääntöelimen avulla, joka muodostuu vähintään kahdesta levymäisestä osasta, joiden välisessä kääntökanavassa dispersion 15 suunta saatetaan kääntymään olennaisesti pystysuoraksi; kääntöelimen jälkeen dispersion ja erottuneiden liuosfaasien suunta käännetään erotustilan perätilassa olennaisesti päinvastaiseksi virtaamaan takaisin paluuvirtauskentässä kohti erotustilan syöttöpäätä, jossa erottuneet liuokset poistetaan erotusosasta. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paluuvirtauskentän alkupäässä, erotusosan peräpäässä, dispersion ja “ erottuneiden liuosten virtaussuunta käännetään olennaisesti ♦ ; - ^ erotusosan pituusakselin suuntaiseksi rakoaidan avulla. 25

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtaussuunnassa katsottuna virtauskenttien poikkipinta-ala jatkuvasti ! pienenee.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ..: että väliseinän pituus on 85 - 95% erotusosan pituudesta. * · 113746

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kääntöelimen ensimmäisen levymäisen osan, alituslevyn, yläreuna ulottuu orgaaniseen liuokseen ja orgaaninen liuos saatetaan 5 virtaamaan levymäisen osan yläosaan järjestetyn rakovyöhykkeen läpi erotusosan perätilaan useana osavirtana.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavirtojen määrä on 10 - 100. 10

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kääntöelimen ensimmäisen levymäisen osan avulla patoutumaan saatettu dispersiovirtaus saatetaan virtaamaan ensimmäisen levymäisen osan alapuolelta kääntökanavaan. 15

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kääntöelimeen virrannut dispersio saatetaan virtaamaan kääntö-elimen jälkeiseen perätilaan kääntöelimen viimeisen levymäisen osan yläpuolelta. .·". 20

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että talteenotettava metalli on jokin metalleista kupari, uraani, koboltti, * ·'nikkeli, sinkki tai molybdeeni. * · 113746 kenttään (19) sekä sivuseinästä (8) väliseinän (10) päähän ja settlerin pituusakseliin nähden poikittain sijoitetulla kääntöelimellä (15), joka kääntöelin muodostuu ainakin kahdesta, eri korkeudelle sijoitetusta kääntölevystä (16,17). 5

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että paluuvirtauskentän (19) alkupäähän, settlerin peräosaan on sijoitettu rakoaita (20), joka on toisesta päästään kiinnitetty väliseinän (10) päähän ja toisesta päästään sivuseinän (9) peräosaan tai sivuseinän ίο (9) ja peräpään (7) kulmaan.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rakoaidan rakojen taakse on sijoitettu virtausta kääntävät ohjauslevyt. is 13. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että väliseinän (10) pituus on 85 - 95% settlerin pituudesta.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 10 -13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että väliseinä (10) muodostaa settlerin pituusakselin kanssa 5 - . · ··. 20 15° kulman siten, että väliseinän muodostamat virtauskenttien (11,19) .,,,: poikkipinta-ala virtaussuunnassa katsottuna pienenee.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kääntöelimen ensimmäinen kääntölevy, alituslevy (16) on ··. 25 sijoitettu korkeammalle kuin toinen, ylityslevy (17). ·,·, 16. Jonkin patenttivaatimuksen 10-15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen kääntölevyn (16) yläreuna on sijoitettu settlerin orgaanisen liuoksen sisään. • ‘ 30 113746

17. Jonkin patenttivaatimuksen 10-16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen kääntölevyn (16) alareunan etäisyys settlerin pohjasta (34) on 15-30 % settlerin liuoskorkeudesta.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 10-17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kääntölevyt (16,17) ovat pääosin umpinaisia.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 10-18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen kääntölevyn (16) yläreunaan on muodostettu ίο rakovyöhyke (27) matkalle, joka vastaa 5-25 % kyseisen kääntölevyn korkeudesta.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 10-19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen kääntölevyn (16) alareunaan on muodostettu is rakovyöhyke (30) matkalle, joka vastaa 5 - 15 % kyseisen kääntölevyn korkeudesta.

21. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 14 tai 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toisen kääntölevyn, ylityslevyn (17) yläreunaan on .· ·. 20 muodostettu rakovyöhyke (32) matkalle, joka vastaa 5 - 15 % . : kyseisen kääntölevyn korkeudesta. t "·, 22. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 14, 18 tai 21 mukainen laitteisto, '·, tunnettu siitä, että toisen kääntölevyn (17) alareunan etäisyys • ·, 25 settlerin pohjasta 3-10% settlerin liuoskorkeudesta. 1 Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 14, 18 tai 21 - 22 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toisen kääntölevyn (17) yläreuna *" sijoitetaan liuospinnan alapuolelle, etäisyydelle, joka on 20 - 40 % 30 settlerin liuoskorkeudesta. 113746

24. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 23 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kääntöelimen kääntölevyt (16,17) on sijoitettu settleriin pystysuuntaan nähden 10 - 30 0 kulmassa.

25. Jonkin patenttivaatimuksen 10-24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kääntölevyjen (16,17) yläreuna on kallistettu settlerin syöttöpäätä (6) kohti.

26. Jonkin patenttivaatimuksen 10-25 mukainen laitteisto, tunnettu ίο siitä, että kääntöelimen toisen kääntölevyn (17) rakovyöhykkeen (32) yläosan eteen on sijoitettu kääntölevyn suuntainen umpinainen estolevy (36), jonka asema korkeussuunnassa on muutettavissa tukielimiensä (37) avulla. is 27. Jonkin patenttivaatimuksen 10-26 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että settlerin perälaatikot (23,25) on sijoitettu paluuvirtauskentän (19) eteen settlerin syöttöpäähän (6).

28. Jonkin patenttivaatimuksen 10-27 mukainen laitteisto, tunnettu • # 20 siitä, että sekoitusosa (1) on sijoitettu settlerin menovirtauskentän (11) eteen. 5 *

29. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 28 mukainen laitteisto, tunnettu « siitä, että settleri (2) on varustettu rakoaidalla (12) ja/tai muilla ! 25 säätöelimillä (13,14,21,22) virtauksen hallitsemiseksi. » „ 113746 PATENTRAV