FI88773C - Saett att blanda ihop och separera tvao loesningsfaser samt apparatur foer detta - Google Patents

Description

1 88773

TAPA SEKOITTAA JA EROTTAA KAHTA LIUOSFAASIA SEKÄ LAITTEISTO TÄTÄ VARTEN

Tämän keksinnön kohteena on tapa neste-nesteuuton kahden eri liuosfaasin sekoittamiseksi hallitusti toisiinsa käyttämättä suuria sekoittimen kehänopeuksia sekä näiden toisiinsa dispergoituneiden nesteiden erottamiseksi toisistaan. Keksintö kohdistuu myös laitteistoon, jolla sekoitus ja erottuminen saadaan aikaan.

Neste-nesteuuton teknillinen toteutus perustuu nestefaasin hallittuun dispergointiin halutun aineensiirron aikaansaamiseksi kyseisten nestefaasien välillä. On tärkeää, että aikaansaatu dispersio sekoitustapahtuman jälkeen taas erottuu helposti kahdeksi päällekkäiseksi liuoskerrokseksi pelkän painovoiman vaikutuksesta.

Pienessä mittakaavassa, jolloin tarkoitetaan alle 10 m1:n kokoisia miksereitä, dispergoinnin hallinta ei yleensä tuota vaikeuksia. Liuokset kyetään yleensä sekoittamaan toisiinsa siten, että se ei vaaranna liuosten erottumista. Dispergointitila saavutetaan myös mikserin ylä- ja alatilassa, vaikka sekoitin pyöriikin sellaisilla kierroksilla, että ne vastaavat suhteellisen alhaista sekoittimen kehänopeutta. Dispergointi toimii täten leikkausnopeusalueella, jolla ei synny kovin pieniä pisaroita, ja tällöin liuosten erottumisnopeus on yleensä tyydyttävä. Tämä puolestaan turvaa uuttolaitteiden liuosten erotusosan, settlerin toiminnan. Kuinka täydellisesti liuokset saadaan erottumaan, riippuu sitävastoin dispergointitavasta. Mitä yhtenäisempi ja isompi pisarakoko on aikaansaatavissa, sitä parempi on yleensä erotustulos, joten pyrkimys tarkoituksenmukaiseen dispergointiin on tärkeätä myös pienissä uutto-laitoksissa.

2 88773

Suureksi muodostuva turbiinikehänopeus on isojen uuttolaitteiden ongelma. Jo van Heuven ja Beek ovat osoittaneet konferenssijulkaisussaan "Power input, drop size and minimum stirrer speed for liquid-liquid dispersions in stirred vessels", ISEC -71, International Solvent Extraction Conference, 1971, Haag, että mikseriturbiinin kehänopeus väistämättä kasvaa siirryttäessä isompaan mikserikokoon. Yli 10 m^in miksereissä alkaa ongelmallinen pienten pisaroiden osuus kasvaa häiritsevästi vaikeuttaen liuosten lopullista erottumista. Vesiliuospisaroita jää orgaaniseen uuttoiluokseen heikentäen lopullisen tuotteen puhtautta. Vastaavasti jää uuttoliuospisaroita vesiliuoksiin aiheuttaen myös uuttoliuoshäviöitä. Tilanne voi siinä määrin vaikeutua etenkin hyvin suurien laitteiden osalta, että laitteistoon alkaa muodostua pysyviä, kyseisen uuttoprosessin toimivuutta vaarantavia emulsioita.

Isoja uuttolaitteita tarvitaan lähinnä hapettuneita kuparimalmeja hyödyntävissä prosesseissa, joissa käsiteltävät liuosvirtaukset voivat nousta 1000 - 5000 m^/h. Mitoitusongelmien pienentämiseksi jaetaan nykyisin usein kupariuuton uuttoaskelien sekoitustilavuus kolmen sarjaan kytketyn mikserin kesken, ja samalla lyhennetään liuosten viiveaikaa miksereissä enemmän kuin mitä uuttotapahtuman kannalta on edullista. Nykyisin vallitsevan käytännön mukaan kupariuutossa käytetyt mikserit ovat tyyppiä täysin sekoitettu mikseri (backmixed mixer, äterblandningsreaktor), jossa sekoituselimenä käytetään yleensä radiaaliturbiinia. Edellä mainitulla mikseritilavuuden jaolla pyritään hillitsemään tarvetta nostaa turbiinikehänopeutta koko sekoitettavan mikserisisällön dispergoimiseksi.

3 88773

Ilman sekoittuminen dispersiovirtauksiin on toinen suurien uuttolaitteiden vakava ongelma. On vaikeaa muotoilla miksereitä niin, ettei ilmaa imeytyisi mukaan suuriin sekoitettaviin ja pumpattaviin dispersiovirtauksiin. Ilma häiritsee settlerin toimintaa, koska ilmakuplat aiheuttavat pystysuuntaista virtausta settlerin etuosassa. Ulospurkautuvan ilman sekoitus-vaikutus voi olla niin suuri, että yksi kolmas osa settleristä kykenee toimimaan vain vaillinaisesti.

Edellä selostettuun, uuttomiksereitä koskevaan mitoitusongelmaan on haettu ratkaisua mm. US-patentti-julkaisussa 4 747 694 kuvatulla menetelmällä, jossa on pystysuunnassa etenevä kaksoissilmukkakierto, ja dispersio pumpataan pumppumikserin avulla mikserissä olevan dispersion pintaa ylemmälle tasolle. Pystykiertoon perustuva dispergointi alentaa kylläkin perusteellisesti turbiinin pyörimisnopeutta samalla kun se poistaa tarpeen kohtuuttomasti nostaa turbiinikehänopeutta siirryttäessä isompiin uuttolaitteisiin. Sen sijaan tämä laitteisto ei kykene ratkaisemaan ilman sekoittumisongelmaa. Etenkin dispersion pumppaus aiheuttaa ilman sekoittumista dispersion joukkoon.

US-patenttijulkaisussa 4 235 602 on kuvattu uuttolaitteistoa, jossa uuttolaiteyksiköt on järjestetty kaikki samansuuntaisiksi. Tämä järjestely on saatu aikaan siten, että mikseristä tuleva dispersio johdetaan settlerin yläpuolella kulkevaa kourua pitkin settlerin peräpäähän ja sieltä dispersio virtaa settleriin ja erottuneet liuokset poistetaan settlerin mikserin puoleisesta päästä. Laitteiston haittana on se, että mikserin sekoittimen suuri kehänopeus voi saada aikaan emulgoitumista ja lisäksi dispersio ilmastuu samalla herkästi. Dispersio voi osittain erottua kerroksiksi 4 88773 mikserin ja settlerin välillä kulkevassa kourussa, mutta faasit sekoittuvat uudelleen, kun ne virtaavat kourusta varsinaiseen settleriin. Patenttijulkaisussa kuvatut laitteet, kuten mikseri, pumppu ja settleri ovat erillisinä, eikä niitä ole suunniteltu erityisesti tilaa säästäviksi. Settleri on huomattavasti pitempi kuin mitä on sen leveys.

Erityisesti viskoosien nesteiden sekoittamiseksi on kehitetty erilaisia spiraalisekoittimia. Jotta tällaiset nesteet tulisivat hyvin sekoitetuiksi, sekoittimen halkaisija on usein lähes sama kuin reaktorin halkaisija. Tällaista sekoitinta on kuvattu mm. US-patentti-julkaisussa 4 022 438. Sekoittimen akseliin on tuettu yksi tai kaksi akselia spiraalimaisesti kiertävää nauhamaista levyä. Sekoittimen ja reaktorin seinämien väliin jäävä vapaa tila on vähemmän kuin 5/100 reaktorin sisähalkaisijasta.

Nyt kehitetty keksintö kohdistuu tapaan sekoittaa neste-nesteuuton eri faaseja keskenään siten, että muodostetun pystykierron avulla on mahdollista ratkaista sekä isoon sekoittimen kehänopeuteen liittyvä emulsio-ongelma että pumpattaviin dispersiovirtauksiin liittyvä ilmastus-ongelma. Keksintö kohdistuu myös hakemuksessa kuvattuun uuttoaskeljärjestelyyn, jonka johdosta mikseristä tuleva dispersio virtaa välillä nopeammin ja välillä hitaammin, ja siten saadaan aikaan kontakteja pienten pisaroiden välillä, jolloin ne yhtyvät suuremmiksi pisaroiksi. Keksintö kohdistuu myös uuttolaitteiston kompaktiin kokonaisjärjestelyyn ja dispergoinnin aikaansaavaan laitteistoon, jolloin dispergointi suoritetaan nostavalla erikoisrakenteisella spiraalisekoittimella ja dispersion pumppaus hoidetaan settleriin sijoitetulla pumpulla. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista patenttivaatimuksista.

5 88773

Uusi dispergointitapa perustuu rauhalliseen, koko mikserisisältöön vaikuttavaan pystykiertoon, joka aikaansaadaan alhaisella leikkausnopeusalueella toimivalla sekoituselimellä. Tämän primäärinen vaikutusalue ja fyysinen ulottuvuus on tarkoituksella nostettu isoksi, ja siten on leikkausnopeuksia voitu edelleen alentaa samalla kun sekoitusolosuhteet läpi koko mikserin on saatu yhtenäisiksi. Sekoituselimen säteensuuntainen ulottuvuus on välillä 0,50 - 0,75 R, kun R= lieriönmuotoisen mikserin säde, sekä pystysuuntainen ulottuvuus välillä 0,6 - 0,9 H, kun H=mikserin tehollinen korkeus. Erään edullisen sekoitustavan mukaan kyseinen sekoituselin vaikuttaa tasaisella tavalla nostavasti yli koko pystysuuntaisen ulottuvuusalueensa samalla kun se eri korkeuksilla aiheuttaa tiettyä säteensuuntaista sekoittumista. Mikserivirtaus on siis kehällä nouseva kääntyen pinnassa kohti keskustaa, josta se kääntyy alas kohti pohjaa ja jakautuu taas pohjan lähellä reunoja kohti. Keskusta- ja kehävirtauksen välille aiheutetaan tiettyä tahallista sekoittumista, jotta mikseriin syötetyt liuokset tasoittuisivat nopeammin yli koko mikserisisällön. Pystyvirtauksien tarkoituksena on estää ominaispainoiltaan erilaisten liuosten erottumista ja kertymistä pinta- ja pohjavyöhykkeeseen.

Yllämainittuun spiraalimaiseen sekoitintyppiin päädyttiin, koska pyrkimyksenä oli aikaansaada mahdollisimman tasaiset virtausolosuhteet läpi koko mikserin, jolloin olemme tarkoittaneet, että virtaus mikserin poikkipinta-alaa puolittavan säteen 0,7 R ulkopuolella on nouseva ja vastaavasti tämän säteen sisäpuolella laskeva. Keskipakovoiman myötävaikutuksella tasainen pystyvirtaus yleensä muodostuu sekoitinelimellä, jonka säteensuuntainen ulottuvuus on jonkin verran alle 0,7 R.

6 88773

Keksinnön mukainen uuttoaskeljärjestely parantaa tilan käyttöä, koska laitetta voidaan toteuttaa suorakaiteenmuotoisena kompaktirakenteena. Laitetta voidaan rakentaa leveänä, mihin nykyisin usein pyritäänkin, jotta pystyttäisiin tulemaan toimeen ohuella orgaaanisen liuoksen kerroksella settlerissä. Tämän keksinnön mukaisesti settlerin pituus on korkeintaan sama kuin sen leveys, useimmissa tapauksissa pienempi. Sekä esitetty mikseri-esisettlerijärjestely että esisettlerin ja settlerin välinen rakokasettikäyttö myötävaikuttavat tasaiseen liuos/dispersiosyöttöön settleriin yli koko virtauspoikkipinta-alan. Mikäli miksereitä on kaksi, ne on sijoitettu sellaiselle etäisyydelle toisistaan, että ne sijainnillaan levittävät esisettlerissä eteneviä dispersiovirtauksia myös esisettlerin laidoille. Dispersion syöttö mikserien välisen syöttösolan kautta sekä miksereitten sijainti lähellä esisettlerin päätyä vaimentavat tehokkaasti sisäänsyötetyn dispersion virtausta. Kun lisäksi esisettlerin ja settlerin välinen rakokasettijärjestely tarjoaa selvän virtausvastuksen dispersiolle ja esisettlerissä eronneille liuoksille, pysyy dispersio esisettlerissä edullisella tavalla tiiviissä pisararyhmityksessä. Tämä parantaa liuosten lopullista erottumistulosta samalla kun se tarjoaa mahdollisuuden uuttoreaktioiden eli aineensiirron jatkumiselle.

Keksinnön mukaista tapaa ja laitteistoa kuvataan vielä oheisten piirustusten avulla, jossa kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista uuttolaitteiden järjestelyä päältäkatsottuna, kuva 2 esittää erästä toista keksinnön mukaista uuttolaitteiden järjestelyä, kuva 3 esittää dispersion nostamiseen tarkoitettua :" : 7 88773 liuospumppua osittain leikattuna vinoaksonometrisenä kuvantona, kuva 4 on sivukuvanto keksinnön mukaisesta spiraalisekoittimesta, kuva 5 esittää erästä keksinnön mukaista uuttokennon mikseriä osittain aukileikattuna kuvantona, ja kuva 6 esittää erästä toista keksinnön mukaista spiraalisekoittimen ratkaisua sivukuvantona.

Kuviossa 1 on esitetty esim. kupariuuttoon soveltuva uuttolaitteiden yleisjärjestely liuospumpun, kahden mikserin, esisettlerin ja settlerin välillä. Teknillisen toteutuksen yksinkertaistamiseksi uuttolaiteyksiköt ovat ulkomitoiltaan suorakaiteen muotoisia ja kuvan 1 ratkaisun mukaisesti kaikki rakenteeltaan samanlaisia ja myös samansuuntaisia. Kuvassa on mukana kolme uuttoaskelta, jotka ovat keskenään samanlaisia, mutta rakenneratkaisussa on tarkasteltu tarkemmin ensimmäistä uuttoaskelta, jossa uuttolaite 1 muodostuu kahdesta mikseristä 2 ja 3, esisettleristä 4, settleristä 5 ja settlerin sisäpuolelle sijoitetusta liuospumpusta 6. Liuospumppu 6 on sijoitettu settlerin 5 peräpäähän, ja sivusuunnassa ensimmäisen sarjamikserin 2 kohdalle. Kevyempi orgaaninen liuos johdetaan syöttölinjaa 7 ja raskaampi vesiliuos syöttölinjaa 8 myöten liuospumppuun. Pumpulta eteenpäin toisiinsa sekoittuneet liuokset johdetaan yhteistä linjaa 9 pitkin ensimmäiseen mikseriin 2, sen alaosaan, josta dispersio etenee linjaa 10 pitkin toiseen samanlaiseen mikseriin 3. Molemmissa miksereissä ylläpidetään dispersiotila edelläkuvatun pystykierron avulla. Mikseristä 3 dispersio virtaa ylivuotona ulos esisettlerin 4 syöttösolaan 11, josta dispersio purkautuu rakolevyn 12 kautta kohti esisettlerin päätyä. Dispersio jakautuu kahteen yhtä suureen virtaukseen, jotka kiertävät mikserit ja kääntyvät kohti virtausraoilla 8 88 773 varustettuja levykasetteja 13, jotka erottavat toisistaan esisettlerin 4 ja settlerin 5. Kuten piirroksesta voidaan päätellä, dispersion virtausnopeus vaihtelee esisettlerin eri osissa, ja tämä edesauttaa pienten pisaroitten kohtaamista ja yhtymistä isoiksi pisaroiksi. Levykasetit 13 ulottuvat yli koko virtauskentän uuttolaitteen laidasta toiseen. Rakolevyrakenteet ovat ennestään tunnettuja samoin kuin settlerin peräpäässä oleva pintakoururakenne 14 orgaanisen liuoksen keräämiseksi pintaylivuodon kautta, sekä vesiliuoksen keräämiseksi säädettävissä olevan ylivuodon 15 kautta kennon perätilaan 16. Kourusta 14 johdetaan uuttoliuos viereiseen uuttolaitteeseen syöttölinjaa 7 vastaavaa linjaa pitkin sekä perätilasta 16 vesiliuos syöttölinjaa 8 vastaavaa putkea pitkin toiseen viereiseen uuttolaitteeseen.

Kuvassa 2 on esitetty uuttoaskeljärjestely, kun askeleeseen kuuluu vain yksi mikseri. Kuten kuvasta nähdään, järjestelyt ovat pääosin samannäköiset kuin mitä on yksityiskohtaisemmin selostettu kuvan 1 yhteydessä.

Mikseri on tässäkin tapauksessa sijoitettu esisettleriin ja siihen kuuluva liuospumppu settlerin peräpäähän. Täten voidaan tarvittavien putkilinjojen kokonaispituutta lyhentää samalla kun voidaan varmistua siitä, että pumppukuiluun johdettujen liuosten erottumisaste on hyvä.

Kuten edelläkin, kaikki mikseri-settleriyksiköt on käännetty samansuuntaisiksi.

Orgaanisen liuoksen ja vesiliuoksen yhteisen pumpun sijoittaminen settleriin ja kahden sarjamikserin sijoittaminen esisettleriin ja näihin ratkaisuihin liittyvät putkistojärjestelyt tekevät mahdolliseksi sen, että uuttolaitteet voidaan kääntää samoin päin, kun ne

• M

9 88773 yleensä on sijoitettu siten, että mikseri on vuoroin toisessa ja vuoroin toisessa päässä uuttokennoa. Tästä järjestelystä on myös se etu, että uuttoaskeleen sisäiset kierrätykset dispergoinnin säätämiseksi voidaan toteuttaa hyvin yksinkertaisella tavalla.

Kuvassa 3 on tarkemmin selitetty liuospumpun 6 rakennetta. Liuospumpun 6 pumppauselimenä toimii esimerkiksi US-patentissa 4 747 694 kuvattu turbiini 17 tai jokin vastaava turbiinirakenne. Turbiinisuihku ohjataan ylöspäin pumppulieriöön 18 kuuluvalla profiili-pohjalla 19. Itse pumppulieriö 18 on tiiviisti liitetty imulieriöön 20. Ylöspäin mentäessä pumppulieriötä rajoittaa vaakalevy 21, joka on varustettu neljällä pyörimisenestolevyllä 22. Pyörimissuuntaan päin näiden edessä on vaakalevy 21 varustettu virtausaukoilla 23, joista pumpatut liuokset työntyvät vaakalevyn yläpinnalle. Tältä liuokset kerätään vastaanottokouruun 24, josta ne putkilinjaa myöten johdetaan mikseriin 3. Tämä on uuttoaskeleen ensimmäinen sarjamikseri tai ainoa mikseri riippuen uuttoaskeleen miksereiden määrästä.

Keskeisesti tämän keksinnön piiriin kuuluu uusi pystykiertodispergointi, ns. Vertical Smooth Flow = VSF, ja kyseisen VSF-mikserin teknillinen toteutus. Alhaisella leikkausnopeusalueella toimiva spiraalisekoitin on edullisesti kuvan 4 mukainen. Sekoituselin 25 on rakenteeltaan kaksoisputkikierukka, jonka halkaisija on 0,5 - 0,75 kertaa mikserilieriön halkaisija, edullisesti 0,7 kertaa ko. halkaisija. Korkeussuunnassa sekoitin ulottuu alueelle, joka on 0,6 - 0,9 kertaa mikserin tehollinen korkeus, edullisesti 0,82 kertaa ko. tehollinen korkeus. Pohjavälys on yleensä sama kuin sekoittimen yläpään etäisyys nesteen pinnasta. Kierukkaputken halkaisijan suhde koko spiraalisekoittimen ίο 88773 halkaisijaan on välillä 0,03 - 0,08, yleensä noin 0,05. Spiraalien 26 ja 27 nousu on välillä 0,25 - 0,50 kertaa mikserilieriön halkaisija, yleensä 0,35 kertaa ko. halkaisija. Akselin 28 vastakkaisilta puolilta nousemaan lähtevät spiraalit tekevät noin kaksi kierrosta akselin ympäri ja niiden noususuunta on edullisesti vastakkainen sekoittimen pyörimissuuntaan nähden. Sekoittimen rakenteelle on edullista, että spiraaleita on kaksi tai muu parillinen määrä, jolloin ne vastakkaisilta puolilta lähtevinä tasapainottavat toisiaan. Tunnettu haittahan on suurissa reaktoreissa, että sekoittimen epätasapainon takia mm. laakerit vaurioituvat.

Sekoittimen rakenteeseen kuuluvat vielä tukivarret 29, 30 ja 31, jotka edullisesti ovat samaa putkea kuin spiraalit. Tukivarret ovat sekoittimen toiminnalle oleellisia, sillä ne aiheuttavat säteensuuntaista sekoittumista. Alimmat tukivarret 29 on kuvassa 3 esitetyssä sekoittimessa sijoitettu vaakasuoraan spiraalien päihin. Muut tuet kohtaavat akselin kulmassa 60°, kun käytetään 225°:n jakoa eri tukien välillä. Olennainen yksityiskohta on, että ylimmät tuet 31 ovat akselia 28 kohti laskevia, jolloin ne lähtevät 45° kulmassa spiraalien yläpäästä kohti akselia. Näin sijoitettuina ylimmät tuet eivät riko nesteen pintaa, eivätkä siten aiheuta ilman sekoittumista dispersioon.

Kuvassa 5 on esitetty sekoitin sijoitettuna mikseriin 32. Sekoittimen rakenteelle on myös oleellista, että sen yläosaan, välittömästi nesteen pinnan alapuolelle, akselin ympärille on sijoitettu virtauskääntäjä 33. Virtauskääntäjän profiloitu alapinta 34 kääntyy lähes vaakasuorasta ulkolaidasta lähes pystysuuntaan päättyvään keskustanapaan. Virtauskääntäjän yläpinta 35 on '·.

11 88773 esimerkiksi vaakasuora tai lievästi keskustasta ulos-alaspäin kaareva. Virtauskääntäjän avulla mikserissä virtaavan dispersion suunta käännetään keskustan läheisyydessä alaspäin.

Kuten edellä on todettu, VSF-mikserirakenteen eräs oleellinen tavoite on pystyä välttämään ilman sekoittuminen mikserissä olevaan dispersioon. Ilman sekoittumisen estämiseksi käytetään edelläkuvatun virtauskääntäjän lisäksi mikserin 32 ylätilassa, välittömästi pinnan alapuolella, profiilirengasta 36, joka kääntää dispersion pystykierron kehältä keskustaan päin. ProfHiirenkään 36 alapinta 37 on juoheasti kaareva ja yläpinta 38 on esimerkiksi vaakasuora. Vaakatasossa rengas ulottuu sekoittimen akselista (joka on pystysuunnassa sijoitettu mikserin keskipisteeseen) lähtien etäisyydeltä 0,75 x R mikserin lieriökehälle 39 asti. Virtauskääntäjästä ja profiilirenkaasta muodostuvan, mikserin yläosan olosuhteita kontrolloivan rakenteen avulla voidaan mikserin kehältä ylöspäin nouseva virtaus kääntää kohti keskustaa ja keskustasta jälleen alaspäin virtaavaksi. Tärkeätä on myös, että se täten estää seisovan pinta-aaltoliikkeen syntymistä, mikä voi erityisen häiritsevästi sekoittaa ilmaa mukaan mikseri-kiertoon. Mikserin ulkolaidoille on myös sijoitettu virtaushaitat 40, jotka ovat normaalirakenteiset. Virtaushaitat estävät vaakatasossa tapahtuvaa pyörimisliikettä ja vortexin muodostumista.

On selvää, että spiraalisekoittimen yksityiskohtaista rakennetta voidaan muunnella monella eri tavalla ja silti aikaansaada tämän keksinnön piiriin kuuluvaa pystykiertoa. Tässä yhteydessä kuvataan kuvan 6 avulla erästä toista muunnosta, jota käyttäen pystykierto muodostuu poikkeuksellisen alhaisella pyörimisnopeudella.

12 88773

Sekoittimen perusrakenne on sama kuin edellä esitettiin, joskin sekoittimen halkaisija on optimissaan välillä 0,7 0,75 kertaa mikserilieriön halkaisija. Ensimmäiseen spiraaliputkeen 26 nähden on etäisyydelle 0,5 - 1,5 kertaa putken halkaisija, ja 45°:een suunnassa ylöspäin asennettu toinen, samasta materiaalista tehty vastaavanlainen spiraali 41, joka on tuettu ulompaan putkeen 26 esimerkiksi jaolla 225°. Myös putkeen 27 nähden on asennettu samassa suhteessa kuin edellä toinen spiraali 42. Tukiin 29, 30 ja 31 on edelleen käytetty samaa putkimateriaalia kuin spiraaleihinkin.

· · t · « • · * · · • · « · · • ·

Claims (12)

13 88773

1. Tapa neste-nesteuuton kahden eri liuosfaasin sekoittamiseksi hallitusti toisiinsa dispersioksi sekä faasien erottamiseksi toisistaan niiden välisen aineensiirron tapahduttua, jolloin dispersio muodostetaan mikserissä, ja dispersiossa olevien faasien erottaminen toisistaan tapahtuu ensin mikseriä ympäröivässä esi-settlerissä, jonne dispersiota poistetaan jatkuvana ylivuotona sekä sen jälkeen settleritilassa, tunnet-t u siitä, että dispergoitavat faasit sekoitetaan toisiinsa ennen niiden tuomista uuttoaskeleen mikseri-osaan, mikserisisältö saatetaan alhaisella kehänopeudella pyörivän sekoittimen avulla pystykiertoon, jolloin dispergoitavat faasit virtavat mikserin kehällä alhaalta ylöspäin ja käännetään pinnassa tasaisesti kohden keskustaa ja keskustasta jälleen alaspäin; esisettle-ritilassa dispersion virtausnopeus saatetaan vaihtelemaan ja siten pienet pisarat saatetaan kohtaamaan toistensa kanssa ja yhtymään suuremmiksi pisaroiksi; esisettleristä osittain selkeytynyt dispersio saatetaan purkautumaan leveänä virtana settleriin, jonka pituus on korkeintaan sama kuin sen leveys, jolloin selkeytyvien faaasien kerrokset pystytään pitämään ohuina ja siten aikaansaamaan kirkkaat liuokset.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että emulsioiden syntymisen ja dispersion ilmas-tumisen estämiseksi dispergoitavat faasit syötetään mikseriin toisiinsa sekoittuneina mikserin alaosaan; mikserisisältö saatetaan alhaisella kehänopeudella pyöri- ; vän sekoittimen avulla pystykiertoon, jolloin disper goitavat faasit virtaavat mikserin kehällä alhaalta ylöspäin ja käännetään pinnassa tasaisesti kohden keskustaa, josta virtaus taas käännetään alas kohti m 8877! pohjaa jakautumaan pohjan lähellä virtaamaan kohti mikserin kehää ja vaakatasossa tapahtuvaa pyörimisliikettä estetään virtaushaittojen avulla; hyvin toisiinsa sekoittuneiden faasien dispersiota poistetaan jatkuvasti mikserin yläosasta ylivuotona.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että pystykierron lisäksi dispersion keskusta- ja kehävirtauksien välille aiheutetaan säteensuuntaista sekoittumista.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että mikserivirtaus on nouseva alueella, joka on enemmän kuin 0,7 kertaa mikserin poikkipinnan säde, ja laskeva tämän alueen sisäpuolella.

5. Laitteisto neste-nesteuuton kahden eri faasin sekoittamiseksi toisiinsa ja syntyneen dispersion eri faasien erottamiseksi toisistaan, jolloin kaikki uuttoaskeleet on järjestetty samansuuntaisiksi, ja jolloin yhden uuttoas-keleen uuttolaitteisto (1) muodostuu ainakin yhdestä mikseristä (2), sen ympärille sijoitetusta esisettleristä (4) ja settleristä (5) , ja uuttolaitteisto (1) on muodostettu suorakaiteen muotoiseksi kompaktiksi paketiksi, jossa settlerin pituus on korkeintaan sama kuin sen leveys, tunnettu siitä, että settlerin sisään on sijoitettu liuospumppu (6), jonne mikseriin syötettävät liuokset (7,8) johdetaan, ja josta toisiinsa sekoittuneet liuokset syötetään esisettlerin (4) ympäröimään mikseriin (2), joka on varustettu pystykierron aikaansaavalla sekoittimella (25). 1 2 3 4 Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tun 2 nettu siitä, että esisettleriin (4) on sijoitettu 3 kaksi mikseriä (2,3), jolloin virtaussuunnassa jälkim 4 mäisen mikserin (3) jälkeen on esisettlerin puolelle is 88773 mikserien väliin sijoitettu syöttösola (11), josta dispersio saatetaan virtaamaan rakolevyn (12) kautta kohti esisettlerin päätyä.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen mikserilaitteisto, tunnettu siitä, että hyvän dispersion aikaansaamiseksi mikserissä on mikseriin (2, 3, 32) sijoitettu sekoitin (25), joka on muodostuu vähintään kahdesta putkimaisesta spiraalista (26, 27), jotka on tuettu akseliin (28) tukivarsien (29, 30, 31) avulla ja sekoittimen yläosaan on kiinnitetty virtauskääntäjä (33), mikserin ulkolaidalle, välittömästi nestepinnan alapuolelle on sijoitettu profiilirengas (36), ja mikserin ulkolaidoille on sijoitettu virtaushaitat (40) .

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sekoittimen halkaisija on 0,5 -0, 75 kertaa mikserin halkaisija.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sekoittimen korkeus on 0,6 - 0,9 kertaa mikserin tehollinen korkeus.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ylimmät tukivarret (31) ovat akselia kohti laskevia.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että virtauskääntäjän (33) alapinta (34) on profiloitu, siten, että se kääntyy olennaisesti vaakasuorasta ulkoreunasta lähes pystysuoraan napaan, ja yläpinta (35) on olennaisesti vaakasuora. 1 Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että profiilirenkaan (36) alapinta (37) is 8877! on juoheasti kaareva ja yläpinta (38) olennaisesti vaakasuora.

13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että profiilirengas ulottuu etäisyydeltä 0,75 kertaa mikserin säde mikserin lieriökehälle (39) asti.