FI96968B - Menetelmä metallien uuttamiseksi suurista liuosvirtauksista ja laitteisto tämän toteuttamiseksi - Google Patents

Description

96968

MENETELMÄ METALLIEN UUTTAMISEKSI SUURISTA LIUOSVIRTAUK-SISTA JA LAITTEISTO TÄMÄN TOTEUTTAMISEKSI

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään metallien uuttamiseksi suurista liuosvirtauksista neste-nesteuutossa sekä laitteistoon tämän toteuttamiseksi. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston avulla voidaan valita, kumpi faasi pidetään dispersiovaiheessa jatkuvana toisen ollessa pisaroina, estetään orgaanisen faasin ilmastuminen ja suoritetaan faasien pumppaus eteenpäin alhaisella kehänopeudella emulgoitumisen estämiseksi. Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan sekoitus-osasta poistuvan dispersion tasainen jakautuminen selkeytysosaan yli koko sen poikkipinnan. Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto soveltuu erityisesti suuriin kuparin uuttolaitoksiin.

Varsinkin suuria liuosvirtauksia käsittelevissä neste-nesteuuttoprosesseissa on vaikeaa hallitusti siirtää prosessiliuoksia eri prosessivaiheiden välillä. Tämä koskee erityisesti kevyempää orgaanista uuttoainetta sisältävää liuosta, kuten kerosiiniliuosta, jota on vaikeaa saada tunkeutumaan raskaampaa dispersiota sisältävään sekoitustilaan. Tämä vaikeus pahenee laitekoon kasvaessa, sillä nykytekniikan mukaan liuokset tulevat sekoitustilaan laitteiston alaosassa ja poistuvat yläosan kautta. Kun laitteiden korkeus kasvaa, myös hydrostaattinen paine kasvaa ja joudutaan käyttämään entistä suurempaa ulkopuolista voimaa halutun liuosvirtauksen aikaansaamiseksi.

Kerosiiniliuoksen ominaispaino on noin 0,80 g/cm3, yleensä 0,83 g/cm3 ja vesiliuoksen ominaispaino on prosessista ja sen vaiheesta riippuen 1,02 - 1,20 g/cm3. Kun näitä liuoksia sekoitetaan dispersioksi, jossa toinen liuos on pisaroina toisessa liuoksessa ja sekoitussuhde 96968 2 kyseisten liuosten välillä tässä sekoitustilassa on 1,0, saadaan dispersio, jonka ominaispaino on alueella 0,93 - 1,02 g/cm3. Tällaisessa tilanteessa sekoitustilan hydrostaattinen vastapaine kasvaa uuttoliuoksena toimivan kerosiiniliuoksen osalta määrällä 100 - 190 mm H20 jokaista metriä kohden, millä syöttökohta siirtyy sekoitustilan pinnasta alemmaksi. Sekoitussuhdetta on prosessiteknisistä syistä edullista pitää lähellä arvoa 1,0. Jos sekoitussuhde on pienempi, sekoitustilan aiheuttama hydrostaattinen paine kasvaa ja sen ollessa suurempi kuin 1,0 hydrostaattinen paine pienenee.

Uuttolaitoksissa, joissa käsitellään suuria syöttöliuos-määriä kuten 500 - 1500 m3/h mikseri-settlerilinjaa kohden, on nykyisin yleensä käytössä ns. Low Profile-tekniikka, jolle on tyypillistä sekoitustilavuuden jako kolmeen osan syvien rakenteiden välttämiseksi. Tässäkin tapauksessa joudutaan kuitenkin noin 3 m korkuisiin sekoitustiloihin käsiteltäessä esim. 1000 m3/h liuosta, mikä on esim. kupariuutossa tyypillinen liuosvirtaus-määrä. Ensimmäinen sekoitustila on tämän tekniikan mukaan rakennettu pumppumikseriksi, johon molemmat liuokset johdetaan alakautta ja josta liuokset poistuvat seuraa-vaan mikseriin yläkautta. Toisella ja kolmannella mikse-rillä ei ole pumppaus tehtävää, vaan ne toimivat pelkkinä sekoitusreaktoreina.

Pumppumikserin liuokset johdetaan sisään pohja-aukon kautta välittömästi pohja-aukon yläpuolella pyörivän radiaaliturbiinin imuvaikutuksen ansiosta. Pumppumikserin . pohjan alla on keräystila, johon sekä vesi- että uuttoliuos ensin johdetaan, joten uuttoliuoskin joudutaan imemään ylös kohdasta, joka aiheuttaa 300 - 57 0 mm H20:n suuruisen hydrostaattisen vastapaineen. Tämä johtaa siiheen epäedulliseen tilanteeseen, että kyseistä radi-aaliturbiinia joudutaan pyörittämään suuremmilla kier- 3 96968 roksilla kuin mitä itse sekoituksen kannalta tarvittaisiin. Turbiinin kehänopeutta on siten nostettava alueelle 5,0 - 6,0 m/s, jotta uuttoliuoksen tulo mikseriin turvattaisiin. Kehänopeudella 5,5 m/s voidaan tuottaa noin 700 mm H20:ta vastaava paine-ero kyseisen turbiinin yli.

Pumppumikserissä varsinkin lähellä itse turbiinia olevien liuosten ylisekoittamista pyritään hillitsemään kasvattamalla turbiinin halkaisijaa sen suhteessa itse mikseriin. Vaikka tätä suhdetta nostetaan aina sellaiseen arvoon asti, mikä teknisesti on mahdollista (käytännössä on noin 0,65), niin sitä aluetta, missä itse turbiini pyörii, joudutaan kuitenkin sekoittamaan liian voimakkaasti. Sekoitus on tällöin luokkaa 5-15 kW/m3. Tällaisesta sekoituksesta on auttamatta seurauksena pienten, alle 0,1 mm halkaisijaltaan olevien pisaroiden muodostuminen. Tämä tarkoittaa sitä, että osa pisaroista on niin pieniä, että ne eivät ehdi painovoiman vaikutuksesta erottua settleriosassa. Tilannetta vaikeuttaa vielä se, että turbiinin sekoitus vaikuttaa vaimenta-mattomana yli koko mikseritilavuuden. Kahden seuraavan sarjassa olevan mikserin sekoitusolosuhteet eivät olennaisesti poikkea ensimmäisen olosuhteista. Nykyisen tekniikan mukaan näissä käytetään myös paikallisia sekoittimia, jotka ovat tyypiltään lapasekoittimia. Koska näillä ei ole pumppaustehtävää, sekoituksen voimakkuus voidaan pitää hieman alhaisempana kuin ensimmäisessä mikserissä, eli sekoitus on alueella 2-7 kW/m3, mutta vielä tälläkin nopeudella syntyy erotusmielessä liian ,; pieniä pisaroita.

Nykyisin käytössä olevan tekniikan mukaan suurissa uuttoyksiköissä dispersio virtaa suoraan vaakatasossa ulos viimeisestä mikseristä. Ulostuloaukko on yleensä yhtä syvä kuin liuosten erotusosa eli settleri.

96968 4

Liuosvirtauksen syvyys on siten noin 0,6 - 1,0 m ja leveys on sama tai vähän pienempi kuin viimeisen sekoitustilan leveys eli luokkaa 3,5 m. Käyttämällä isoa virtausaukkoa pyritään vaakatasossa etenevän virtauksen nopeus samaan arvoon noin 0,2 m/s. Virtaus törmää etuosan primäärijakolaitteeseen, jossa on esim. 10-25 mm:n pystyraoilla varustettu, pystysuoraan yli koko erotusosan leveyden rakennettu aita (picket fence). Erotusteknisistä syistä on nykyisin siirrytty leveisiin erotusosaraken-teisiin, joiden leveys on noin 20 - 30 m. Settlerin poikkileikkaus on usein neliömäinen, jolloin dispersion sisääntulo on pelkkä aukko yhden sivun yläosassa. Tämän seurauksena mikseristä tuleva dispersio virtaa suoraan settleriosaan ja tuo tullessaan sekoittimen aiheuttamaa pyörivää liikettä, mikä häiritsee dispersion tasaista jakautumista yli koko erotusleveyden.

Kuten edellä on todettu, voidaan viimeisen mikserin ulostuloaukosta virtaavan dispersion primäärijakoon yli settleritilan leveyden käyttää erilaisia virtausvastusta lisääviä rakoaitakonstruktioita. Settlerikoon kasvaessa myös näiden käyttäminen hankaloituu. Yhtenä vaikeutena on saada aikaan virtauksen tasainen jako koko poikkipinnan leveydelle niin, ettei erityisesti keskellä virtaus ole voimakkaampaa kuin sivuilla. Tätä pisaraerotusta hait-taavaa ilmiötä on pyritty estämään sulkemalla ne aukot, jotka ovat suoraan dispersion tuloaukon kohdalla. Haitallinen ilmiö ei ole kuitenkaan täysin poistunut. Suljetun kohdan takana nesteen pinta muodostaa painuman, joka aiheuttaa vastaavasti virtauksia sitä kohti. Nämä , : virtaukset törmäävät toisiinsa ja kääntyvät settleritilan keskilinjan suuntaisiksi, joten keskilinjan kohdalle syntyy taas sivureunoja voimakkaampi virtaus, joskin sen alue on pienempi kuin edellä kuvatussa tapauksessa.

5 9696b

Isoja liuosvirtauksia käsiteltäessä on myös dispersio-muodon hallinta vaikeampaa kuin pienissä virtauksissa. Dispersiomuodolla tarkoitetaan sitä, kumpi neste on pisaroina toisen jatkuvassa liuoksessa. Dispersiomuodon hallinta on kuitenkin tärkeätä, sillä siten voidaan vaikuttaa siihen, paljonko uutossa muodostuu sakkaa (crud) syöteliuoksessa esiintyvän kiintoaineen vaikutuksesta. Yleensä sakkautuminen on vähäisempää silloin kun valitaan vesiliuos olemaan pisaroina uuttoliuoksessa, eli orgaaninen liuos on jatkuvana faasina. Siten saadaan seuraaviin prosessin osavaiheisiin menevien vesiliuosten orgaanisen faasin osuus pienenemään. Orgaanisen faasin saaminen jatkuvaksi onnistuu esim. siten, että pumpataan käynnistettäessä aluksi vain uuttoliuosta ja käynnistetään sekoitus, jolloin uuttoliuoksen osuus kasvaa erityisesti viimeisessä mikserissä, jonne uuttoliuosta pumpataan, ja siten orgaaninen faasi on helpompi saada jatkuvaksi. Konventionaalisessa tekniikassa tämä on osoittautunut ainoaksi keinoksi, mutta sekin on vaikeaa erityisesti silloin, kun uuttoliuoksen viskositeetti on alhainen. Viskositeetti taas on alhainen erityisesti silloin, kun kerosiiniliuoksen uuttoainepitoisuus on alhainen. Uuttoaineena käytetään esim. kupariuutossa jotakin kuparia selektiivisesti uuttavaa uuttoainetta.

« «

Ilman mukaantulo mikseriin liuosten syötön yhteydessä on häiritsevä tekijä ja aiheuttaa sekä ylimääräistä liikehdintää settleriosassa että saattaa myös muuttaa uuttoliuosta hitaasti tapahtuvan hapettumisen ansiosta. Pahimmillaan ilma voi vaarantaa uuttoprosessin toimi- ] vuutta. Normaalisti ilmaa kuitenkin sekoittuu dispersioon miksereissä, jotka yleensä ovat päältä avoimia. Turbiinit ja lapasekoittimet aiheuttavat niin voimakasta pinta-liikehdintää, että ilman mukaantulolta ei voi välttyä. Uutto- ja vesiliuosten ylivuodot settleriosan peräpäässä ovat myös paikkoja, joissa liuoksiin imeytyy ilmaa.

96968 6 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edelläkuvattuja, erityisesti suurten liuosvirtausten käsittelyssä esille tulleita ongelmia. Siten keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen neste-nesteuuton sekoitusosassa vallitsevan dispersiomuodon hallitsemiseksi, liuosten hallituksi siirtämiseksi uuttoprosessin eri osavaiheiden eli askeleiden välillä käyttämällä pientä pumppauspainetta, dispersion johtamiseksi tasaisesti yli settlerin poikkipinnan. Keksinnön tarkoituksena on myös estää ilman mukaantulo prosessiin. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.

Keksinnön mukaisesti neste-nesteuuton sekoitusvaihe muodostuu edullisesti vähintään kolmesta erillisestä osasta, joista ensimmäinen osa toimii dispersiota pumppaavana laitteena, ns. pumppusäiliönä ja muut ovat varsinaisia sekoitusosia eli miksereitä. Liuosten pumppaus tapahtuu alhaisella kehänopeudella, joka on alle 5 m/s, yleensä alueella 3,5 - 4,5 m/s, pumpputurbiinin avulla, joka on koteloitu sivulta ja päältä. Pyörimisliike on jarrutettu tasolle, joka riittää pitämään pumppusäiliössä olevat liuokset dispersiotilassa. Pump-pauslaitteseen syötettävät liuokset johdetaan välittö-> · mästi turbiinin alapuolelle vastapaineen pienentämiseksi t ja tarvittavan turbiinin kehänopeuden alentamiseksi.

Kotelorakenteen ansiosta pumppusäiliön turbiinin asennus-taso on lähellä pintaa, 0,5 - 1,0 kertaa turbiinin halkaisijan verran pinnasta, Tämän vuoksi dispersion pumppusäiliö (Dispersion Overflow Pump = DOP) voidaan rakentaa matalana, jolloin liuossyvyys voi olla jopa alle puolet pumppusäiliön halkaisijasta. Tämä puolestaan vähentää orgaanisen faasin hydrostaattista vastapainetta ja tekee mahdolliseksi ajaa pumppusäiliön turbiinia em. pienellä kehänopeudella. Pumppusäiliö on sijoitettu 7 9696ο sellaiselle korkeudelle, että turbiininsta poistuva dispersio virtaa vaakatasossa pumppusäiliöstä vasten pohjaa avautuvasta aukosta seuraavan mikserin yläosaan.

Dispersion pumppausosasta dispersio johdetaan sekoituksen ensimmäiseen vaiheeseen, ensimmäisen mikserin ylätilaan. Tämä virtauksen syöttötapa alentaa virtausvastusta varsinkin silloin, kun dispersion sisääntulo on mikserin sekoitussuuntaan nähden samansuuntainen. Molemmat ja/tai kaikki mikserit on varustettu esim. US patentissa 5 185 081 kuvatulla kierukkasekoittimella. Mikserien yläosat on suljettu vaakalevyllä, joka on sijoitettu hieman alemmaksi kuin settlerin orgaanisen liuoksen ylivuotokynnys. Tämä järjestely estää ilman sekoittumisen miksereihin varsinkin kun miksereissä on lievä hydrostaattinen ylipaine. Ensimmäisen mikserin keski- tai alaosasta dispersio johdetaan edelleen toiseen mikseriin, sen keski- tai alaosaan, vaakakanavaa tai putkea pitkin.

Viimeisestä sekoitusvaiheesta eli toisesta mikseristä dispersio johdetaan selkeytys- eli settleriosaan erityisen nousukuilun kautta. Dispersio johdetaan tästä mikseristä läheltä sen pohja-osaa nousukuiluun, joka sijaitsee mikserin sekoitussuuntaan nähden tangenti-aalisesti. Nousukuilu on mikserin korkuinen ja leveydeltään noin puolet mikserin halkaisijasta. Dispersio nousee hallitusti settlerin nestepinnan korkeudelle ja virtaa nousukuilusta ylöspäin suuntautuneena virtauksena settleriosaan, eikä koko settlerin syvyisenä vaakasuorana tulovirtauksena kuten konventionaalisesti tapahtuu.

«

Dispersion jakamiseksi tasaisesti yli settlerin leveyden käytetään hyväksi juuri edellä mainittua nousukuilua, jonka ansiosta nestepinta settlerin alkupäässä nousee, varsinkin kun dispersio virtaa kohti puolilieriön muotoisesti asetettua säätöporttia. Rakoaitaan, joka 8 96966 muodostuu dispersiovirtausta kohti suunnatusta säätö-portista ja siitä selkeytysosan etukulmia kohti suunnatuista sivuista, on muodostettu virtaussuunnassa eteenpäin suunnattuja pystyrakoja. Säätöportin alueella pysty-raot ovat edullisesti kapeampia kuin sivuissa sijaitsevat raot, jolloin niiden leveys on 1/5 - 1/3 sivuissa olevien rakojen leveydestä. Rakojen määrä on edullisesti 3-7 kpl metriä kohti. Ylöspäin suuntautuvan tulovirtauksen tarkoituksena on jarruttaa dispersion tulonopeutta settleriin painovoiman avulla samalla kun dynaaminen pinnannousu edesauttaa tasaista jakoa sivusuunnassa ja vähentää puolilieriön muotoiseen säätöporttiin kohdistuvaa voimaa.

Keksinnön mukaisella järjestelyllä saadaan normaalisti orgaaninen faasi jatkuvaksi, mutta jotta voitaisiin mahdollistaa myös vesifaasin saaminen jatkuvaksi faasiksi dispersiossa, voidaan käyttää ns. starttiputkia venttii-leineen miksereiden ja nousukuilun yläosan välissä. Oleellisena edellytyksenä tähän on myös miksereiden keski- tai alaosaan sijoitettu mikserien välinen väli-putki, ja viimeisen mikserin jälkeinen nousukuilu. Kun syöttökatkon syntyessä starttiputkien venttiilit avataan, vesifaasi virtaa painovoiman vaikutuksesta mikserien alaosaan ja kun vielä uudelleen käynnistettäessä syötetään vesifaasia saman uuttoaskeleen settleristä pumppusäiliöön, on myös vesifaasin saaminen jatkuvaksi mahdollista.

Keksinnölle olennaisiin piirteisiin kuuluu vielä settie- f rin peräpäähän sijoitettu orgaanisen faasin laskukuilu, jonka alaosasta vedetään paluuvirtauskanavat seuraavaan käsittelyvaiheeseen sekä myös saman yksikön pumppu-säiliöön. Molemmat putkistot johdetaan olennaisesti vaakasuorina. Vesiliuokselle tehdään vastaavanlaiset putkistot .

9 9696b

Keksintöä kuvataan vielä oheisten piirrosten avulla, joissa kuva 1 esittää pumppusäiliöstä ja miksereistä koostuvaa sekoitusosaa sivustakatsottuna, kuva 2 esittää sekoitusosaa päältäkatsottuna, kuvassa 3 on pumppusäiliön pystyleikkaus, kuva 4 esittää mikseri-settleriyksikköä päältäkatsottuna, kuva 5 on sivukuvanto settlerin peräpäähän sijoitetusta laskukuilusta, ja kuvassa 6 on kaksi toisiinsa kytkettyä uuttoaskelta päältäkatsottuna.

Kuten kuvista 1 ja 2 nähdään, sekä vesiliuos 1 että orgaaninen faasi 2 johdetaan pumppusäiliöön 3 väittömästi turbiinin 4 alapuolelle, jossa ne sekoittuvat toisiinsa turbiinin 4 avulla ja virtaavat tangentiaalisesti sijoitetun yhdysputken 5 kautta ensimmäiseen mikseriin 6. Yhdysputki on sijoitettu sellaiselle korkeudelle, että se johtaa toisiinsa sekoittuneita liuoksia tämän mikserin sekoitustilan yläosaan. Mikseri 6 on edullisesti varustettu kierukkasekoittimella (ei kuvassa) ja katettu ilman tulon estävällä vaakalevyllä 7. Ensimmäisestä mikseristä 6 dispersio virtaa mikserin keski- tai alaosasta kanavaa 8 pitkin seuraavan mikserin 9 keski- tai alaosaan. Kanava 8 on umpinainen putki. Mikseri 9 on varustettu vaakalevyllä 10 ilman sekoittumisen estämiseksi samoin kuin ensimmäinenkin mikseri, ja myös tämä mikseri on varustettu kierukkasekoittimella (ei kuvassa).

Miksereiden vaakalevyt ovat jonkin verran, esim. 50 - 200 . mm alempana kuin uuttoliuoksen ylivuotoreuna settlerissä.

Mikserit ovat kohtalaisen korkeita; niiden halkaisija tai leveys on samaa luokkaa kuin niiden korkeus. Toisesta mikseristä 9, joka tässä tapauksessa on myös viimeinen mikseri, dispersio poistetaan mikserin alaosasta disper- 10 9 6 y 6 g sion pyörimissuuntaan nähden tangentiaalisesti sijoitettuun nousukuiluun 11. Nousukuilussa dispersio nostetaan settlerin pohjan ja pinnan väliselle korkeudeudelle virtaamaan settleriin 12.

Jos prosessissa tapahtuu syöttökatko tai alasajo, pumppusäiliössä ja nousukuilussa oleva vesifaasi painuu miksereiden pohjaosaan. Miksereiden kevyt orgaaninen faasi vastaavasti virtaa joko pumppusäiliöön ja jää enemmän tai vähemmän miksereihin riippuen siitä, miten kummankin mikserin ja nousukuilun väliin sijoitettujen starttiputkien 13 ja 15 venttiilejä 14 ja 16 pidetään auki. Vesi valuu pumppusäiliöstä yhdysputkea 5 pitkin pois ja tilalle tulee orgaanista faasia samaa putkea pitkin, joten pumppusäiliö täyttyy orgaanisella faasilla, ja siten sekoituksen alkaminen syöttökatkon jälkeen tässä faasissa ylläpitää orgaanisen faasin jatkuvana. Kun syötön käynnistyessä johdetaan vielä jonkin aikaa saman askeleen settleristä orgaanista faasia pumppusäiliöön, on orgaanisen faasin pysyminen jatkuvana varmistettu.

Jos kuitenkin halutaan saada vesifaasi jatkuvaksi faasiksi, voidaan tämä varmistaa starttiputkijärjestelyn avulla. Tätä varten ensimmäisen mikserin 6 ja nousukuilun . . 11 välille on mikserin yläosaan sijoitettu starttiputki 13 venttiileineen 14, ja samanlainen starttiputki 15 venttiileineen 16 on sijoitettu toisen mikserin 9 ja nousukuilun välille. Syöttökatkon tai alasajon tapahtuessa venttiilit avataan, jolloin miksereihin valuu settleristä nousukuilun kautta raskaampaa vesifaasia, mikä työntää starttiputkien kautta kevyempää orgaanista faasia miksereiden yläosasta nousukuilun yläosaan. Tämä on mahdollista myös ensimmäisen mikserin osalta mikserien alhaalle sijoitetun yhdysputken ansiosta. Syötön käynnis- 11 9696b tyessä voidaan vielä pumppusäiliöön johtaa saman uutto-askeleen settleristä vesifaasia, joka varmistaa vesi-faasin saamisen jatkuvaksi.

Kuten kuvasta 3 tarkemmin nähdään, pumppusäiliön 3 sisälle on sijoitettu akselinsa 17 varassa pyörivä pumppu-turbiini 4. Turbiini on koteloitu sivulta ylöspäin avautuvan kartiomaisen sivukotelon 18 ja päältä ilman-estolevyn 19 avulla siten, että niiden väliin jää rengasmainen aukko 20. Aukko on sijoitettu sellaiselle korkeudelle, että se on settlerin 12 orgaanisen liuoksen keräyskourun ylivuotoreunan yläpuolella. Kun aukon alaosa on sijoitettu sopivalle korkeudelle (esim. <100 mm) settlerin orgaanisen keräyskourun ylivuotoreunaa ylemmäksi, ovat uuttoyksiköt hydrodynaamisesti riippumattomia toisistaan. Rengasmaisesta aukosta 20 toisiinsa sekoittuneet faasit purkautuvat joka suuntaan ulospäin pumppusäiliön 3 sisällä ja tämä riittää pitämään pumppusäiliön sisällön dispersiotilassa.

Ilmanestolevy 19 on sijoitettu akselista 17 ulospäin oleellisesti vaakasuoraan, ja se voi olla ulkoreunoistaan osittain ylöspäin taivutettu. Levyn ulkoreunoille on sijoitettu ilmakotelon muotoa vaakasuorassa suunnassa : : myötäileviä ja koteloiden ulkopuolella alaspäin suun nattuja kulmavirtaushaittoja 21. Ilmanestolevyn alapuolelle on edullista sijoittaa sisävirtaushaittoja 22. Pumppusäiliön ulkokehälle on sijoitettu konventionaali-sisa virtaushaittoja 23. Sisävirtaushaittojen lukumäärä on edullisesti pienempi kuin kulmavirtaushaittojen määrä, edullisten määrien ollessa esim. 4 ja 8. Rakenne estää ilman pääsemisen turbiinikoteloon ja ohjaa ulos purkautuvan dispersiovirtauksen lähes vaakasuoraksi.

Kotelorakenteen sisälle asennetut virtaushaitat yhdessä muun kotelorakenteen kanssa tasaavat kotelon sisäistä 9696b 12 painetta samaksi mikä vallitsee itse pumppulieriössä. Siten estetään imulle meneminen hydrodynaamisista syistä. Virtaushaittojen pinta-ala on edullista mitoittaa sellaiseksi, että pyörimisliike välittyy pumppusäiliöön ja siten leikkausnopeudet kotelon sisällä jäävät pienemmiksi. Virtaushaittojen avulla pyörimisliike jarrutetaan sellaiselle tasolle, että sekoittuneet faasit vielä pysyvät dispersiossa. Dispersion viipymisaika turbiinin pyörimistilassa on vain 3 - 20 s, edullisesti vain noin 5 s, jolloin aika ei riitä tasapainopisarakoon saavuttamiseksi eli pisarakoko jää suuremmaksi.

Kotelorakenteen ansiosta turbiinin asennustaso on lähellä nestepintaa ollen 0,5 - 1,0 kertaa turbiinin halkaisijan verran nestepinnan alapuolella. Tällöin pumppusäiliö voidaan rakentaa matalana siten, että liuossyvyys voi olla jopa alle puolet säiliön halkaisijasta. Tämä vähentää huomattavasti sisäänsyötettävän orgaanisen faasin hydrostaattista painetta ja tekee mahdolliseksi sen, että turbiinia voidaan ajaa alhaisella kehänope-udella, kuten edellä on todettu. Pumppusäiliössä käytetty pumppauspaine jää alle 700 mm H20 vastaavaa kokonaispainetta, yleensä tasoon 300 - 500 mm H20.

: Kuten kuvasta 4 nähdään, dispersio virtaa viimeisen mikserin perässä olevan nousukuilun 11 ja sen tuloaukon 24 kautta settlerin 12 alkupäähän. Jotta nousukuilusta purkautuva dispersio saataisiin jaettua mahdollisimman tasaisesti yli settlerin poikkipinnan, on settlerin alkupäähän keskelle sijoitettu olennaisesti pystysuoraan rakoaita, joka muodostuu puolilieriön muotoisesta säätöportista 25, joka avautuu kohti dispersion tulo-aukkoa 24, ja säätöportin sivuista 26 ja 27, jotka ulottuvat yli settlerin poikkipinnan ja ne on suunnattu kohti settlerin etukulmia. Säätöportissa 25 on settlerin pituussuuntaisia aukkoja, joiden leveys on pienempi kuin 13 9696ö sivuissa 26 ja 27 olevien aukkojen, siten että puolilieriön alueella aukkojen leveys on noin 1/5 - 1/3 sivuilla sijaitsevien aukkojen leveydestä. Sivuaukkojen leveys on välillä 15 - 25 mm ja niiden määrä on 3 - 7 kpl metriä kohti.

Koska säätöportin sivut on suunnattu kohti etukulmia, tämä aikaansaa settleriin syötettävän dispersiovirtauksen levittäytymisen kohti settlerin reunoja siten että rako-aidan jälkeen virtaus etenee settlerissä sen pituussuunnassa ja koko leveydeltä.

Selkeytyneet faasit poistetaan settlerin peräpäästä olennaisesti vaakasuorina putkilinjoina 28 ja 29 uuttoaskeleesta riippuen joko seuraavaan mikseri-settle-riaskeleeseen tai edelleen käsiteltäväksi. Settlerin peräpäästä johdetaan liuoksia myös saman askeleen pumppu-säiliöön putkilinjaa 30 myöten halutun dispersiotyypin ylläpitämiseksi ylösajovaiheessa. Kun avataan venttiili 31 yhdyslinjassa 32, ja venttiili 34 on kiertolinjassa 33 kiinni, saadaan orgaanista faasia kierrätettyä putki-linjan 30 kautta pumppusäiliöön 3. Päinvastaisesti, jos venttiili 31 suljetaan ja avataan venttiili 34 putkilinjassa 33, joka avaa linjan vesifaasiin, voidaan ; vesifaasia syöttää saman askeleen kiertoon. Orgaanisen faasin kierrätys varmistaa tämän faasin jatkuvaksi dispersiotyypiksi pumppusäiliössä ja miksereissä, ja vastaavasti vesikierto varmistaa vesifaasin jatkuvaksi faasiksi. Sisäisillä kierrätyksillä voidaan myös parantaa liuoskontaktia pumpussa ja itse miksereissä.

Kuvassa 5 on tarkemmin esitetty settlerin 12 peräpäähän muodostettu orgaanisen liuoksen laskukuilu 35. Lasku-kuilun avulla orgaaninen liuos hallitusti lasketaan virtaamaan syöttökanavassa 28 samalle tasolle kuin saman tai seuraavan uuttoaskeleen pumppusäiliön sisääntuloputki 9696b 14 2, jolloin orgaaninen faasi virtaa vaakatasossa pumppu-säiliöön 3. Myös vesifaasi johdetaan oman syöttökanavansa 36 kautta ja käännetään virtaamaan vaakatasossa seuraa-vaan käsittelyvaiheeseen.

Kuten edellä on kuvatusta on käynyt ilmi, kaikki sellaiset kohteet, joissa orgaaninen faasi voi sekoituksen tai voimakkaamman virtauksen vuoksi ilmastua, on katettu tämän ilmiön estämiseksi. Samoin myös laskukuilu 35 on kokonaan katettu.

Kuvassa 6 nähdään kahden uuttoaskeleen sovittaminen yhteen. Ensimmäiseen uuttoaskeleen I pumppusäiliöön 37 orgaaninen faasi 38 tuodaan toisen askeleen II settlerin 39 peräpäästä ja vesiliuos 40 tulee malmin liuotuksesta. Ensimmäisen vaiheen settlerin 41 peräpäästä vesiliuos 42 johdetaan toisen uuttoaskeleen pumppusäiliöön 43 ja orgaaninen faasi 44 menee pesuun tai suoraan takai-sinuuttoon. Toisen askeleen pumppusäiliöön 43 orgaaninen faasi 45 johdetaan esim. varastosäiliöstä. Toisen askeleen vesiliuos 46 johdetaan takaisin malmin liuotukseen. Kuvassa nähdään myös askeleen sisäiset kierrot 47 ja 48, jotka voivat olla orgaanisen tai vesifaasin kiertoja riippuen siitä, kumpi faasi on valittu jatkuvaksi.

Claims (14)

1. Menetelmä metallien uuttamiseksi neste-nesteuutossa, jolloin sekoitusosaan johdettavat faasit saatetaan ensin pumppaavan ja sen jälkeen useampivaiheisen sekoittavan käsittelyn alaiseksi ja johdetaan tämän jälkeen selkey-tysosaan, jossa virtaus suunnataan selkeytysosan pituussuuntaiseksi, tunnettu siitä, että uuttoaskeleen sekoitusvaiheesssa katettuun matalarakenteiseen pumppaus-osaan johdetut faasit dispergoidaan alhaisella kehä-nopeudella ja poistetaan pumppausosan alaosasta olennaisesti vaakasuorana virtauksena sekoitusosan ensimmäisen vaiheen yläosaan, hyvin sekoittunut dispersio poistetaan sekoitusosan viimeisestä vaiheesta sen alaosasta, jolloin dispersiovirtaus käännetään nousukuilussa virtaussuuntaan nähden tangentiaalisesti nousemaan selkeytysosan pinnan ja pohjan väliselle korkeudelle ja virtaamaan selkeytysosaan tämän tuloaukosta yhtenäisenä nousevana virtauksena, joka täten saatetaan levittäytymään yli koko selkeytysosan poikkipinnan virtausta kohti suunnatun puolilieriön muotoisen ja siitä kohti selkeytysosan etukulmia suunnattujen rakoaitojen vaikutuksesta; ilmas-tumisen estämiseksi sekoitusosan kaikki osavaiheet sekä ;; kaikki orgaanisen faasin siirtovirtaukset tapahtuvat suljetussa tilassa; halutun faasin pitämiseksi jatkuvana dispersiossa on uuttoaskel varustettu paluuvirtauskana-villa, jotka ulottuvat selkeytysosan peräpään lasku-kuilusta saman askeleen pumppausosaan, sekä ylhäältä sekoitusosista nousukuilun yläosiin ulottuvilla, virtausta syötön lopetusvaiheessa säätävillä putkilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että pumppausosaan johdetut faasit johdetaan välittömästi pumppauslaitteen alapuolelle vastapaineen 16 96^68 pienentämiseksi ja tarvittavan pumppauslaitteen kehäno-peuden pienentämiseksi.

3. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jolloin kussakin uuttoaskeleessa faasien sekoitusosa muodostuu pumppaavasta ja sekoittavista osista ja settleri on varustettu virtausta suuntaavalla rakoaidalla, tunnettu siitä, että uuttoaskeleen pumppusäiliön (3) alaosaan, välittömästi turbiinin (4) alapuolelle, on johdettu vesifaasin (1) ja orgaanisen faasin (2) putkiyhteet, ja pumppusäiliö (3) on varustettu kotelorakenteiden ((18,19) ympäröimällä turbiinilla (4); pumppusäiliön alaosa on yhdistetty ensimmäisen mikserin (6) yläosaan dispersion yhdysputken (5) välityksellä; kansina toimivilla vaakalevyillä (7,10) varustetut ensimmäinen (6) ja muut mikserit (9) ovat yhteydessä toisiinsa lähelle pohjaa sijoitetun yhdyskanavan (8) välityksellä; viimeisen mikserin (9) alaosasta ylöspäin nouseva ja mikserin sekoittimen pyörimissuuntaan nähden tangenti-aalisesti sijoitettu nousukuilu (11) avautuu settlerin (12) pohjan ja nestepinnan väliselle korkeudelle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että lähelle pintaa sijoitettu . pumppusäiliön turbiini (4) on koteloitu ilman mukaantulon estämiseksi turbiinin ympäriltä ylöspäin nousevalla kartiomaisella sivukotelolla (18) ja turbiinin akselista (17) ulospäin suunnatulla ilmanestolevyllä (19).

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, t u n - · n e t t u siitä, että pumppusäiliön (3) turbiini (4) on asennettu sellaiselle korkeudelle nestepinnasta, joka on 0,5 - 1,0 kertaa turbiinin halkaisija.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että pumppusäiliön turbiinin (4) ilman- estolevy (19) on varustettu ylä- ja ulkopuolelta levyn muotoa myötäilevillä kulmavirtaushaitoilla (21) ja levyn alapuolelle sijoitetuilla sisävirtaushaitoilla (22). 17 9. f 6 f,

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pumppusäiliön turbiinin (4) sivu-kotelon (18) muodostama ylivuotokynnys on settlerin (12) orgaanisen faasin keräyskourun ylivuotoreunaa ylempänä.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mikserit (6,9) on varustettu vaakalevyillä (7,10), jotka on sijoitettu orgaanisen faasin keräyskourun ylivuotoreunaa alempana.

9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mikserit (6,9) ovat yläosastaan yhteydessä nousukuiluun (11) starttiputkien (13,15) ja niiden venttiilien (14,16) välityksellä dispersiomuodon hallitsemiseksi.

10. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jolloin kussakin uuttoaskeleessa faasien sekoitusosa muodostuu pumppaavasta ja sekoittavista osista ja settleri on varustettu virtausta suuntaavalla * rakoaidalla, tunnettu siitä, että uuttoaskeleen settleri (12) on varustettu puolilieriön muotoisesta säätöportista (25) ja settlerin etukulmia kohti suunnatuista sivuista (26,27) muodostuvasta rakoaidasta.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätöportin (25) puolilieriö avautuu nousukuiluun (11) päin.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätöportin (25) sivut on varus- 18 9696ο tettu settlerin pituussuuntaisin aukoin, joiden leveys on 15 - 25 mm ja määrä 3-7 kpl metriä kohden.

13. Patenttivaatimusten 10 ja 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätöportti (25) on varustettu settlerin pituussuuntaan olevilla aukoilla, joiden leveys on 1/5 - 1/3 rakoaidan sivuissa olevien aukkojen leveydestä.

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että settlerin (12) peräpää on varustettu katetulla orgaanisen -faasin laskukuilulla (35), jonka jälkeen seuraavat yhdyskanavat (28) on sijoitettu olennaisesti vaakatasoon. « < 96968 19 PAT ENT KR AV