RU2572322C1

RU2572322C1 - Plant for thickening of belite slime suspension

Info

Publication number: RU2572322C1
Application number: RU2014141489/05A
Authority: RU
Inventors: Иоан Владимирович Давыдов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-01-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: claimed unit comprises the cylindrical body with conical bottom and cover, mixer with the drive arranged at said cover, feed barrel arranged at top part along the body axis, pipes to feed slime suspension to the feed barrel and to discharge thickened slime and clarified liquid phase. The mixer blades are concaved are fitted by their concave surface towards the mixer shaft and in parallel with the conical bottom generatrix.

EFFECT: ruled out sedimentation of belite slime on the conical bottom surface, mixer elements and feed barrel inner surface.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для осуществления процесса сгущения суспензии белитового шлама, образующейся в процессе производства глинозема из нефелинового сырья, и может быть использовано также в других областях промышленности, где требуется сгущение быстросхватывающихся шламов.The invention relates to equipment for hydrometallurgical production, is intended to carry out the process of thickening a suspension of belitic sludge formed in the process of producing alumina from nepheline raw materials, and can also be used in other industries where thickening of rapidly setting sludges is required.

Известен сгуститель для сгущения и промывки красного шлама, образующегося в процессе переработки на глинозем бокситового сырья по методу Байера либо спекания (А.И. Лайнер, Н.И. Еремин, Ю.А. Лайнер, И.З. Певзнер, «Производство глинозема», М., Металлургия, 1978, С. 120-122). Сгуститель состоит из цилиндрического корпуса, конического днища (8°) и крышки, на которой установлен привод вала «гребкового» устройства, которое предназначено для перемещения сгущенного шлама к разгрузочному патрубку. Гребковое устройство включает радиальные траверсы, на которых закреплены так называемые «косые» гребки. Пульпа, подлежащая сгущению, подается в аппарат через стакан, установленный в верхней части по оси аппарата.Known thickener for thickening and washing red mud, formed during processing of alumina bauxite raw materials according to the Bayer method or sintering (A.I. Liner, N.I. Eremin, Yu.A. Liner, I.Z. Pevzner, "Production of alumina ", M., Metallurgy, 1978, S. 120-122). The thickener consists of a cylindrical body, a conical bottom (8 °) and a cover on which the shaft drive of the “rowing” device is installed, which is designed to move the thickened sludge to the discharge pipe. The rowing device includes radial traverses on which so-called “oblique” strokes are fixed. The pulp to be thickened is fed into the apparatus through a glass mounted in the upper part along the axis of the apparatus.

К недостаткам этого аппарата следует отнести незначительный уклон конусного днища и особенности конструкции гребкового устройства, состоящего из соединенных с валом радиальных траверс, на которых закреплены «гребки». Последние представляют собой пластины, жестко закрепленные под определенным углом к траверсе, к которой они крепятся. Назначение такого гребкового устройства - перемещение сгущенного красного шлама к разгрузочному патрубку. Подобные сгустители обычно применяются для сгущения шламов, обладающих хорошей текучестью и, в частности, для сгущения красных шламов, образующихся в процессе получения глинозема из бокситового сырья. Однако они не могут использоваться для сгущения белитового шлама, получаемого в больших количествах при переработке на глинозем нефелинов, поскольку этот шлам - двухкальциевый силикат (2CaO*SiO₂), обладает вяжущими свойствами, склонен к быстрому схватыванию и кристаллизации с образованием настылей как на поверхности конусного днища сгустителя, так и на элементах перемешивающего устройства.The disadvantages of this apparatus include a slight slope of the conical bottom and the design features of the rowing device, consisting of radial traverses connected to the shaft, on which the "ribs" are fixed. The latter are plates rigidly fixed at a certain angle to the traverse to which they are attached. The purpose of this rowing device is to move the thickened red mud to the discharge pipe. Such thickeners are usually used to thicken sludges with good fluidity and, in particular, to thicken red sludges formed in the process of obtaining alumina from bauxite raw materials. However, they cannot be used to thicken belite sludge obtained in large quantities during processing of nepheline on alumina, since this sludge is dicalcium silicate (2CaO * SiO ₂ ), has astringent properties, is prone to rapid setting and crystallization with the formation of crusts on the surface of a conical thickener bottom, and on the elements of the mixing device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является фильтр-сгуститель (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема, М., Металлургия, 1970, С. 272). Аппарат состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой, на которой установлен привод перемешивающего устройства. Перемешивающее устройство, представляющее собой мешалку шнекового типа, служит для перемещения сгущенного белитового шлама вниз, к разгрузочному патрубку. Подача шлама в сгуститель осуществляется через питающий стакан, установленный по оси аппарата в верхней зоне.The closest in technical essence and the achieved technical result is a filter thickener (Handbook metallurgist non-ferrous metals. Production of alumina, M., Metallurgy, 1970, S. 272). The apparatus consists of a cylindrical body with a conical bottom and a cover on which the drive of the mixing device is mounted. A mixing device, which is a screw type mixer, serves to move the condensed belitic sludge down to the discharge pipe. Sludge is fed into the thickener through a supply cup mounted along the axis of the apparatus in the upper zone.

К недостаткам данной конструкции аппарата следует отнести то, что перемешивающее устройство шнекового типа не обеспечивает очистку поверхности конусного днища от отложений белитового шлама. Поэтому эта поверхность быстро зарастает твердыми отложениями с образованием настылей, что существенно снижает работоспособность сгустителя. Интенсивному зарастанию подвергается также внутренняя поверхность питающего стакана.The disadvantages of this design of the apparatus include the fact that the mixing device of the screw type does not provide cleaning of the surface of the conical bottom from deposits of belitic sludge. Therefore, this surface quickly overgrows with solid deposits with the formation of sediments, which significantly reduces the efficiency of the thickener. Intensive overgrowing also undergoes the inner surface of the feeding cup.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в предотвращении отложений белитового шлама на поверхности конусного днища, элементах перемешивающего устройства и внутренней поверхности питающего стакана.The basis of the invention is the task of preventing deposits of belitic sludge on the surface of the conical bottom, elements of the mixing device and the inner surface of the supply glass.

При этом техническим результатом является повышение работоспособности аппарата для сгущения суспензии белитового шлама.In this case, the technical result is to increase the operability of the apparatus for thickening a suspension of belite sludge.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в аппарате для сгущения белитового шлама, включающем цилиндрический корпус с коническим днищем и крышкой, перемешивающее устройство с приводом, установленным на крышке, питающий стакан, размещенный в верхней части по оси корпуса, патрубки для подачи суспензии в питающий стакан и отвода сгущенного шлама и осветленной жидкой фазы, лопасти перемешивающего устройства выполнены вогнутыми, установлены вогнутой поверхностью в направлении к валу и размещены параллельно образующей конусного днища.The achievement of the technical result is ensured by the fact that in the apparatus for thickening belitic sludge, including a cylindrical body with a conical bottom and a lid, a mixing device with a drive mounted on the lid, a supply cup placed in the upper part along the housing axis, nozzles for supplying the suspension to the feed cup and removal of thickened sludge and clarified liquid phase, the blades of the mixing device are made concave, mounted with a concave surface in the direction of the shaft and placed parallel to front bottom.

В аппарате для сгущения белитового шлама нижний конец вала перемешивающего устройства может быть жестко соединен с лопастями тягами, при этом лопасти соединены между собой горизонтальными распорками.In the apparatus for thickening belitic sludge, the lower end of the shaft of the mixing device can be rigidly connected to the blades by rods, while the blades are interconnected by horizontal spacers.

В питающем стакане может быть размещена мешалка, вертикальные элементы которой установлены параллельно стенке питающего стакана и крепятся к валу перемешивающего устройства тягами.An agitator can be placed in the supply cup, the vertical elements of which are mounted parallel to the wall of the supply cup and are attached to the shaft of the mixing device by rods.

Выполнение лопастей перемешивающего устройства вогнутыми, установка их вогнутой поверхностью в направлении к валу и размещение параллельно образующей конусного днища обеспечивает предотвращение отложений белитового шлама на поверхности днища, повышая тем самым работоспособность аппарата.The execution of the blades of the mixing device concave, installing their concave surface in the direction of the shaft and placing parallel to the generatrix of the conical bottom ensures the prevention of deposits of belitic sludge on the surface of the bottom, thereby increasing the efficiency of the apparatus.

Жесткое соединение нижнего конца вала перемешивающего устройства с лопастями тягами и при этом соединение лопастей между собой горизонтальными распорками обеспечивает устойчивость всей конструкции перемешивающего устройства и гарантирует постоянную и фиксированную величину зазора между лопастями и поверхностью конусного днища, поскольку собственно вал перемешивающего устройства выполнен укороченным и не имеет подпятника. При этом укороченная конструкция вала перемешивающего устройства позволяет исключить его зарастание твердыми отложениями с образованием так называемых «груш».A rigid connection of the lower end of the shaft of the mixing device with the blades of the rods and at the same time connecting the blades to each other with horizontal struts ensures the stability of the entire structure of the mixing device and guarantees a constant and fixed clearance between the blades and the surface of the conical bottom, since the shaft of the mixing device itself is made shortened and has no thrust bearing . In this case, the shortened shaft design of the mixing device eliminates its overgrowing with solid deposits with the formation of so-called "pears".

Размещение в питающем стакане мешалки, вертикальные элементы которой установлены параллельно стенке стакана и крепятся к валу перемешивающего устройства поперечными тягами, исключает возможность отложения и кристаллизации шлама на внутренней поверхности питающего стакана. Поперечные тяги гарантируют постоянство величины зазора между внутренней поверхностью питающего стакана и вертикальными элементами этой мешалки.Placing an agitator in the feed cup, the vertical elements of which are parallel to the cup wall and are attached to the mixing device shaft by transverse rods, eliminates the possibility of deposits and crystallization of sludge on the inner surface of the feed cup. The transverse traction ensures a constant gap between the inner surface of the supply cup and the vertical elements of this mixer.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 показана схема аппарата для сгущения белитового шлама; на фиг. 2 - поперечный разрез аппарата для сгущения белитового шлама.The invention is illustrated by the following drawings. In FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for thickening belitic sludge; in FIG. 2 is a cross-sectional view of an apparatus for thickening belite sludge.

Аппарат для сгущения белитового шлама состоит из цилиндрического корпуса 1, конусного днища 2, крышки 3, на которой установлен привод 4, соединенный с валом 5 перемешивающего устройства. Лопасти 6 перемешивающего устройства выполнены вогнутыми, расположены вогнутой поверхностью в направлении вала 5 и установлены параллельно образующей конусного днища 2. С целью предотвращения «зарастания» вала 5 отложениями белитового шлама и образования, вследствие этого, на нем так называемых «груш», он выполнен «укороченным», т.е. не на всю высоту аппарата. При этом нижний конец вала 5 жестко соединен с лопастями 6 тягами 7, а лопасти 6 между собой распорками 8. В верхней части по оси аппарата установлен питающий стакан 9, в котором размещена мешалка 10, вертикальные элементы которой крепятся к валу 5 тягами 11. Подача суспензии шлама в аппарат производится через патрубок 12, введенный в питающий стакан 9. Отбор сгущенного шлама и осветленной жидкости осуществляется соответственно через патрубки 13 и 14. Строго вертикальное положение перемешивающего устройства фиксируется подпятником 15. Для наблюдения за работой перемешивающего устройства и отбора проб на крышке 3 размещен люк 16.The apparatus for thickening belitic sludge consists of a cylindrical body 1, a conical bottom 2, a cover 3, on which a drive 4 is mounted, connected to the shaft 5 of the mixing device. The blades 6 of the mixing device are made concave, are arranged with a concave surface in the direction of the shaft 5 and are installed parallel to the generatrix of the conical bottom 2. In order to prevent “clogging” of the shaft 5 with deposits of whitewash sludge and the formation of so-called “pears” on it, it is made “ shortened ”, i.e. not to the full height of the device. At the same time, the lower end of the shaft 5 is rigidly connected to the blades 6 by rods 7, and the blades 6 are interconnected by struts 8. In the upper part along the axis of the apparatus there is a supply cup 9, in which a stirrer 10 is placed, the vertical elements of which are attached to the shaft 5 by rods 11. Supply slurry slurry into the apparatus is made through a nozzle 12 inserted into the supply cup 9. The thickened slurry and clarified liquid are taken through nozzles 13 and 14 respectively. The vertical position of the mixing device is fixed by the thrust bearing 15. For observation the operation of the mixing device and sampling the lid 3 is placed hatch 16.

Аппарат для сгущения белитового шлама работает следующим образом.Apparatus for thickening belitic sludge works as follows.

Суспензия белитового шлама, подлежащиая сгущению, подается в аппарат через питающий стакан 9, в который введен патрубок 12. Из стакана 9 суспензия поступает в объем аппарата, ограниченный цилиндрической обечайкой корпуса 1. Под действием гравитационных сил происходит разделение твердой и жидкой фаз суспензии. Твердая фаза осаждается и накапливается в зоне, ограниченной поверхностью конусного днища. При этом большая часть частиц твердой фазы суспензии осаждается на поверхность конусного днища, откуда лопастями 6 перемешивающего устройства удаляется и перемещается благодаря вогнутому профилю лопастей 6 в среднюю зону аппарата. Предотвращение зарастания внутренней поверхности питающего стакана 9 отложениями шлама обеспечивается размещенной в нем мешалкой 10. Сгущенный шлам удаляется из аппарата через патрубок 13, а очищенная от частиц шлама жидкая фаза - через патрубок 14.The suspension of belitic sludge to be thickened is fed into the apparatus through the supply cup 9 into which the nozzle 12 is inserted. From the cup 9, the suspension enters the apparatus volume limited by the cylindrical shell of housing 1. Under the influence of gravitational forces, the solid and liquid phases of the suspension are separated. The solid phase precipitates and accumulates in the zone bounded by the surface of the conical bottom. In this case, most of the particles of the solid phase of the suspension are deposited on the surface of the conical bottom, from where the blades 6 of the mixing device are removed and moved due to the concave profile of the blades 6 in the middle zone of the apparatus. Prevention of overgrowth of the inner surface of the supply cup 9 by sludge deposits is provided by the mixer 10 located therein. The thickened sludge is removed from the apparatus through the nozzle 13, and the liquid phase purified from the sludge particles is removed through the nozzle 14.

Claims

1. Apparatus for thickening belitic sludge, including a cylindrical body with a conical bottom and a lid, a mixing device with a drive mounted on the lid, a feeding cup placed in the upper part along the housing axis, nozzles for supplying a slurry suspension to the feeding cup and discharging the thickened slurry and clarified liquid phase, characterized in that the blades of the mixing device are made concave, installed with a concave surface in the direction of the shaft of the mixing device and are placed parallel to the conically forming th bottom.

2. The apparatus according to p. 1, characterized in that the lower end of the shaft of the mixing device is rigidly connected to the blades by rods, while the blades are interconnected by horizontal spacers.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that a stirrer is placed in the supply cup, the vertical elements of which are mounted parallel to the wall of the supply cup and are attached to the shaft of the mixing device by transverse rods.