SU1359325A1 - Аппарат дл гидрометаллургических процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии цветных металлов и может использоватьс  в аппаратурном оформлении гидрометаллургических процессов . Цель изобретени  - повьшение производительности гидрометаллургических процессов. Реакционный аппарат (РА) содержит корпус (К), состо щий из обечайки 1, штуцеров (Ш) 2 подвода исходной среды и отвода 3 (Л О5 О1 QD СО to 01

Description

готового продукта, коническое днище (КД) 4 со сливным Ш 5 и крышку 6 с газоотвод щим Ш 7. Внутри К коакси- ально обечайке 1 при помощи опор 8 и раст жек 9 жестко закреплено циркул ционное устройство (ЦУ) 10, в нижней части которого размещена газова  камера (ГК) 11, внешн   стенка которой перфорирована, ГК 11 заглублена в КД 4 под горизонтальную часть обечайки 1- и подключена к газоподводу (г) 13. Над ГК 11 установлен кольцевой ресиверный коллектор (РК) 14 с Г 15. К РК 14 через полые разъемы равномерно по его кольцу подсоединены диспергаторы 16. По оси к ЦУ 10 размещено устройство дл  подачи реагентов (УПР), выполненное в виде пучка труб 17, 18 и 19 различной длины, выходные отверсти  кото1

Изобретение относитс  к металлургии цветных металлов и может быть использовано в аппаратурном оформлении гидрометаллургических процессов.

Цель изобретени  - повышение про- изводительности аппарата.

На фиг.1 изображен реакционный аппарат , разрез; на фиг.2 и 3 - варианты реакционного аппарата;на фиг.4 разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 - раз- рез Б-В на фиг.2; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.7 и 8 - соот- ветс;твенно узлы I и И на фиг.З.

Реакционный апаарат (фиг.1) содержит корпус, состо щий из обечайки 1 , штуцеров подвода 2 исходной среды и отвода 3 roTOBoi b продукта, конического днища 4 со сливным штуцером 5 и крышку 6 с газоотвод щим штуцером 7. Внутри корпуса коаксиаль но обечайке 1 при помощи опор 8 и раст жек 9 жестко закреплено циркул ционное устройство 10, в нижней части которого размещена газЪва  камера 11, внешн   стенка 12 которой перфорирована (см. фиг.6). Газбва  камера 11 заглублена в коническое дн днище 4 под горизонтальную часть обечайки 1 и подключена к газоподво

рых заглублены в ЦУ 10. В РА дополнительно может быть установлен смеситель (с) 23 соосно УПР внутри ЦУ 10. С 23 выполнено в виде.трубы (Т) 24 с ГК 25. ГК 25 образована нижним перфорированным концом (ПК) 26 Т 24 и закрепленным на нем над ПК 26 отбортованным кольцом 27. ГК 25 соединена с Г 28. Устройство позвол ет не просто диспергировать газ, а инжектировать с его разогревом в до- коалесцентном режиме, обеспечива  сильную газо- и гидродинамическую т гу рабочей среды в аппарате по всему сечению,что приводит к интенсивному протеканию химических реакций с участием нескольких фаз и реагентов, а следовательно, и к по- вьшению производительности аппарата. 1 з.п. ф-лы, В ил.

ду 13. Над газовой камерой 11 установлен кольцеовй ресиверный коллектор с газоподводом 15. К кольцевому ре- сиверному коллектору 14 через полые разъемы равномерно по его кольцу подсоединены диспергаторы 16, По оси в циркул ционном устройстве 10 размещено устройство дл  подачи реагентов, выполненное в виде пучка труб 17-19 различной длины, выходные отверсти  20-22 которых заглублены в циркул ционном устройстве 10, Газоотвод щий штуцер 7 крышки 6 может быть дополнительно снабжен каплеотбойником.

Применение циркул ционного устройства с площадью условного прохода в 4-6 раз меньшей, чем площадь живого сечени  аппарата, и высотой,равной 0,6-0,8 высоты аппарата, позвол ет обеспечить в совокупности с другими признаками многократное турбулентное движение всего объема исходной среды (раствора пульпы) через п}1ркуп - ционное устройство сверху вниз к газовой камере и диспергаторам. Такое многократное движение интенсифицирует перемешивание и увеличивает врем  пребывани  и контакта рабочей ереды с газовой фазой и реагентами,что обеспечивает протекание многофазных процессов в диффузионно-кинетической или кинeти fecкиx област х.

Уменьшение.площади условного прохода циркул ционного устройства более чем в 6 раз приводит к снижению кратности движени  исходной среды через циркул ционное устройство вплоть до прекращени  движени , а увеличение условного прохода менее чем в 4 раза приводит не только к уменьшению кратности движени , но и к образованию коалесценции их и выбросу рабо- чей среды из аппарата. Увеличение или уменьшение пористости диспергаторов приводит к снижению производительности аппарата за счет нарушени  режима инжекции или образовани  сплошно- го пузыр  газа на поверхности диспергаторов .

В реакционном аппарате может быть дополнительно установлен смеситель 23

(фиг.2 и 3) соосно устройству дл  по-25 через аппараты. После заполнени  редачи реагентов внутри циркул ционного устройства 10. Смеситель 23 выполнен в виде трубы 24 с газовой ка- мерой 25. Последн   образована нижним

перфорированным концом 26 трубы 24 и ЗО коллектор 14 через газоподвод 15 и

закрепленным на нем над перфорированным концом 26 отбортованным кольцом 27. Газова  камера 25 соединена с газоподводом 28.

Установка смесител  обеспечивает более полное равномерное смешение реагентов с рабочей средой за счет вса сьтани  1/50 - 1/60 части потока рабочей среды, выход щей из циркул ционного устройства восход  цими потоками газа, и поэтапного смешени  в восход щих потоках рабочей среды внутри смесител  реагентов с последующей равномерной раздачей в противотоке приготовленной смеси в циркул - ционное устройство, что обеспечивает дополнительное врем  контакта реагентов с рабочей средой. Это особенно важно дл  в зких рабочих сред и дл  аппаратов больщих объемов, т.е. более 90 м.

Реакционные аппараты малых объемов предпочтительно выполн ть согласно фиг.1. Реакционные аппараты малых объемов, предназначаемых дл  многофазных многокомпонентных процессов , а также дл  в зких сред, предпочтительно выполн ть согласно фиг.2. Реакционные аппараты больших, более

90

объемов предпочтительно выполн ть согласно фиг.З, использу  дл  изготовлени  корпуса обычные стали и футеровочные агрессивностойкие материалы. В реакционных аппаратах малых объемов коническое днпще мо- жет быть заменено на эллиптическое . или сферическое, а корпус изготовлен из легированных коррозионностойких материалов или сплавов.

Реакционный аппарат работает следующим образом.

В корпус аппарата через штуцер 2 подвода подают исходный раствор (пульпу), одновременно через газоподводы 13 и 15 подают газ в газовую камеру 11 и кольцевой ресиверньш коллектор 14 соответственно. Наполнение аппарата Происходит до штуцера 3 отвода готового продукта, через который производитс  посто нный перепуск раствора (пульпы) в другой реакцион- ньй аппарат. Таким образом создаетс  непрерывный поток раствора (пульпы)

акционного аппарата раствором (пульпой ) устанавливают определенные расходы газа в газовую камеру через газоподвод 13 и в кольцевой ресиверный

5

0

0

5

далее в диспергаторы 16, создава  докоалесцентный режим инжекции газа в раствор (пульпу). Образующа с  при этом газожидкостна  смесь с коэсЗ)фиг циентом газонасьш(енности 0,35-0,55 устремл етс  вверх между обечайкой 1 аппарата и циркул ционным устройством 10 до его верхней кромки, создава  разрежение под диспергаторами

16и избыточное.гидростатическое давление в нижней части циркул ционного устройства 10 перед газовой камерой 11, тем самым обеспечива  турбулентный поток раствора (пульпы) внутри циркул ционного устройства

10 и многократную циркул цию раствора (пульпы) в аппарате. Затем при помощи устройства дл  подачи реагентов , выполненного в виде пучка труб

17и 18 различной длины, подают реагенты в циркул ционное устройст-. во 10 (фиг.1), в котором происходит интенсивное турбулизированное поэтапное смешение реагентов с раствором (пульпой). Полученна  смесь реагентов с раствором (пульпой) непрерывно за счет перепада давлени  увлекаетс  к диспергаторам 16 и перфорированной стенке 12 газовой

513593258

камеры 11, а затем смеишваетс  с газом . Полученна  газожидкостна  (пуль- пова ) смесь непрерывно увлекаетс  вверх, при этом интенсивно происходит массообмен между реагентами, растворим (пульпой) и газом, создава  пленочный массообмен. При достижении верхнего конца циркул ционного устройства 10, газова  фаза уве- д личиваетс  в объеме и интенсивно флотируетс  к зеркалу раствора (пульпы), а раствор (пульпа) вновь поступает вовнутрь циркул ционного устройства. Вьщеливша с  из раствора (пульпы) 15 газова  фаза удал етс  через газоот- вод щий штуцер 7 с каплеотбойником крышки 6.

По аналогии с головным аппаратом пускают в работу последующие. Газы, 2о выход щие из аппаратов, отвод т на утилизацию в аспирационные системы.

При использовании реакционных аппаратов , дополнительно снабженных смесителем 23 (фиг.2 и 3), перед one- 25 Дл  подачи газа с перфорированной рацией ввода реагентов через уст- внешней стенкой, размещенной в нижней

ра  всегда возникает в аппаратах большого объема, т.е. более 90 м .

Результаты испытаний показали,что предлагаемый аппарат позвол ет повысить производительность более чем в 3 раза.

Claims (2)

1. Аппарат дл  гидрометаллургиче- . ских процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами подвода исходного и отвода готового продуктов , коническое днище со сливным штуцером , крышку с газоотвод щим штуцером и с устройством дл  подачи реагентов , циркул ционное устройство, установленное коаксиально внутри корпуса и заглубленное в его коническое днище, с газоподводом и элементы его креплени , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  производительности , он снабжен камерой

ройство дл  подачи реагентов, выполненное в виде пучка труб 17-1 различной длины, подают газ по газоподводу 28 в газовую камеру 25 смесител  23. Газ, проход  через перфори- рованньм конец 26 трубы 24, флотируетс , образу  турбулентный поток. Затем подают реагенты по трубопроводам 17-19, которые поэтапно смешиваютс  с раствором (пульпой), и на выходе из смесител  23 получают одно- родную смесь. Газы после выхода из смесител  23, увеличива сь в объеме, интенсивно устремл ютс  к з.еркалу раствора (пульпы), а полученна  смес реагентов с раствором (пульпой) равномерно распредел етс  по нисход щему потоку раствора (пульпы) в циркул ционном устройстве 10. Таким образом , происходит двойное смешение реагентов с раствором (пульпой), что обеспечивает более полное использование реагентов. Смеситель 23 также выполн ет дополнительную функцию - исключает образование застойной зоны перед входным отверстием сливного штуцера 5 конического днища 4, котоДл  подачи газа с перфорированной внешней стенкой, размещенной в нижней

ра  всегда возникает в аппаратах большого объема, т.е. более 90 м .

Результаты испытаний показали,что предлагаемый аппарат позвол ет повысить производительность более чем в 3 раза.

Формула изобретени 

1. Аппарат дл  гидрометаллургиче- ских процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами подвода исходного и отвода готового продуктов , коническое днище со сливным штуцером , крышку с газоотвод щим штуцером и с устройством дл  подачи реагентов , циркул ционное устройство, установленное коаксиально внутри корпуса и заглубленное в его коническое днище, с газоподводом и элементы его креплени , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  производительности , он снабжен камерой

0

5

0

5

0

части циркул ционного устройства, и кольцевым ресиверным коллектором с размещенными по его кольцу диспер- гаторами пористостью 0,35-0,55, кольцевой ресиверный коллектор установлен над перфорированной стенкой камеры дл  подачи газа, устройство дл  подачи реагентов выполнено в виде пучка трубопроводов различной длины, выходные отверсти  которых размещены вдоль оси в циркул ционном устройстве, причем площадь условного прохода циркул ционного устройства в 4-6 раз меньше, площади живого сечени  корпуса, а его высота равна 0,6-0,8 - высоты аппарата.

2. Аппарат поп.1,отлича ю- щ и и с   тем, что устройство дл  подачи реагентов снабжено смесителем , выполненным в виде трубы с перфорацией в нижней части, закрепленным в циркул ционном устройстве со- осно с ним отбортованным кольцом, размещенным .над перфорированной частью , и газоподвод щим трубопроводом, С(з«диненньм со смесителем.

фиеЛ

6

фие.2

to

rs

сриеЛ

(pus.s

1

11

75

10

фи.б

Редактор Е.Копча

Составитель В.Красина

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Т ско

Заказ 6117/27 Тираж 605Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Производственно-полигра4мческое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

фиг.7

Фиг. S