SU770516A1 - Способ извлечения из растворов тонкодисперсных продуктов и ионов 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области обогащения и гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для ионоотделения, цементации, тонкой фильтрации и улавливания дис- 5 персных шламов из растворов, например, при извлечении цветных металлов из растворов, при осветлении сливов сгустителей, при очистке электролитов. ю

Известен способ фильтрации жидкости, осуществляемый намагниченными фильтрующими элементами, к которым притягиваются твердые ферромагнитные частицы, а отделение осадка происхо- 15 дит при помощи встряхивания фильтрующих элементов, создаваемого путем взаимодействия постоянного магнитного поля соленоидов с переменным током, который протекает через пластины с 20 фильтрующими элементами £ΐ^ .

Недостатком „'Увестного способа является невысокая эффективность очистки фильтрующих элементов, связанная с необходимостью намагничивания фильт-25 рующих элементов для обеспечения четких движений при встряхивании. Оде"' 'временно с этим намагничивание фильтрующих элементов обуславливает появление сил притяжения к ним ферромаг- 30

2

нитных частиц, что и снижает эффективность удаления осадка. Кроме того, указанный способ не позволяет регулировать процесс улавливания дисперсных фаз из-за наличия неизменяемых зазоров .

Целью изобретения является повьшение интенсивности процесса, обеспечивающего регулируемость его путем направленной вибрации, последовательного динамического изменения проникающих зазоров, подвижности, индукции и сорбционной емкости фильтрующего слоя, позволяющего также осуществлять полное отделение осадка и стабилизацию активности улавливающих поверхностей при значительном упрощении конструкции и повииении надежности соответствующего устройства в агрессивных элек· троопасных условиях с использованием осадителей любой структуры.

Поставленная цель достигается тем, что извлечение продуктов ия растворов производят фильтрующим слоем переменного, например уменьшающегося с глубиной, сечения из ферромагнитных частиц с электрополяризуемым, например ионитовым/ покрытием в электромагнитном поле , пульсирующем с инфра,звуковой частотой в диапазоне 1-25

3

770516

4

Гц, напряженность которого возрастает с глубиной, а отделение осадка осуществляется отмывкой фильтрующих частиц в состоянии кипящего слоя, достигаемого путем переменного наложения выше и ниже границы фильтрующего слоя продольных противоположно воздействую- ³ щих электромагнитных полей со ступенчато, например, возрастающей напряженностью верхнего поля и снижающейся напряженностью нижнего поля. Частота попеременного наложения электромагнитных полей определяется временем

Серемещения ферромагнитных частиц из феры действия одного поля в другое и равна 0,5-5 Гц.

При этом с целью избирательности, 15 повышения полноты и скорости улавливания ценных компонентов, извлечение продуктов осуществляют, например, постадийно при постепенно нарастяющих напряженности и частоте пульсаций ула-20 вливающего электромагнитного поля по мере падения осТаточногб содержания и увеличения степени дисперсности улавливаемого продукта.

На чертеже представлена схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ. Устройство состоит из реакционной немагнитной цилиндроконической емкости. 1, приемного растворопровода 2, донного сливного патрубка 3, сбросовой для осадка трубы 4, ра- 30 бочего переключающего клапана 5, измельченного ферромагнитного улавливающего агента 6, например, с ионитовым покрытием, рабочего улавливающего электромагнита 7 с конической обмоткой35 сйлового споласкивающего электрома.1— нита 8, блока 9 управления электромагнитами и трубчатой системы восходящей отмывки 10.

В качестве улавливающего ферромаг- 40 нитного агента 6 применяется фильтрационный порошок магнитных нейтральных материалов: керамических ферритов, кислотоупорных сталей, природных минералов, например, магнетита. 45

Устройство работает следующим образом.

Раствор через приемный растворопровод 2 поступает в емкость 1 и проходит через фильтрующий слой 6. Частицы этого слоя находятся в пульсирующем по напряженности магнитном поле (электромагнита 7) и вибрируют в такт его колебаниям.

При этом фильтрующий слой, уменьшающий свое сечение с глубиной по ко- ³³ нической образующей, имеет переменные проникающие зазоры, большие в верхней и меньшие в нижней более узкой части на его выходе. Соответственно в период вибрации амплитуда колебаний, как и 60 зазоры, пропорционально уменьшается от верхних к нижним частицам, что дополнительно усиливается за счет соответствующего статического возрастания напряженности воздействующего на них 65

электромагнитного поля. Последнее учитывает неравномерность поступления и улавливания извлекаемого продукта, стабилизирует процесс фильтрации во времени, дает возможность продолжать его до момента полного и равномерного заполнения всего фильтрующего слоя в целом.

В данном случае, например, при уве личении напряженности и частоты пульсаций в момент улавливания еще более уменьшается величина проникающих зазоров и амплитуда колебаний частиц. Эти параметры еще далее уменьшаются пространственно с увеличением степени втягивания частиц вглубь профилирован ного слоя и статически возрастающего по напряженности электромагнитного поля, сформированного, например, элек тромагнитом 7 с конической конфигурацией внутренней полости электрообмотки. Одновременно у электрополяризуемо го, например ионитового, покрытия ферромагнитных частиц под влиянием на растающих пульсаций магнитного поля повышается степень поляризации, смачиваемость, сорбционная емкость и улавливающая активность, что ведет к Интенсификации и стабилизации работы фильтрующего слоя.

Таким образом, частота и напряженность пульсаций поля электромагнита 7 определяют величину индукции, смачиваемости, сорбционной емкости и активности ионитового покрытия и размер проникающих зазоров между отдельными частицами.

В первые периоды улавливания, при частотах 1-5 Гц и напряженности поля менее 1000 Э, проникающие зазоры таковы, что профилированный фильтрующий слой задерживает только более крупные частицы, т.е. осуществляет грубую фильтрацию.

В дальнейшем, по мере падения остаточного содержания и увеличения степени дисперсности продукта, производится последовательное повышение напряженности, например, до 6000 и частоты поля до 15-25 Гц. Это уменьшает амплитуду колебаний частиц, особенно по мере их втягивания в глубину конической полости, в зону повышенной напряженности поля электромагнита. Одновременно с этим уменьшается проникающие зазоры фильтра, что обеспечивает более тонкую фильтрацию, т.е. улавливание более дисперсных шламов.

В данном случае частоты ниже 15 Гц не обеспечивают колебательности или динамических условий улавливания, а увеличение частоты выше 15-25 Гц приводит к неоправданному уменьшению амплитуды колебания частиц фильтрующего слоя вплоть до его неподвижного состояния.

В результате процесса улавливания

в заданном диапазоне частот наблю5 7

дается пульсационное ''дыхание'' всего профилированноео фильтрующего слоя, которое усиливается с глубиной, регулируется во времени, полностью обеспечивает динамические условия улавливания как грубых так и тонких продуктов. В целом это способствует полному насыщению фильтрующего слоя улавливаемым продуктом на всю глубину, одновременно повышает сорбционные свойства ионита и стабилизирует процесс улавливания во времени.

Отмывка Фильтрующих частиц от осадка производится после отключения улавливающего инфразвукового поля.

С блока управления 9 на силовой споласкивающий электромагнит 8 подается импульсное ступенчато возрастающее напряжение, на рабочий электромагнит 7 - снижающееся напряжение. При достижении определенной величины напряженности нагнитного поля электромагнита 8 происходит разрыхление фильтрующего слоя из-за втягивания ферромагнитных частиц в зону его действия. Отключение электромагнита 8 от источника тока и подача ступенчато-возрастающего напряжения на электромагнит 7 вызывает перемещение ферромагнитных частиц в зону действия этого электромагнита. Чередующееся попеременное подключение электромагнитов 7 и 8 с частотой 0,55 Гц переводит ферромагнитные частицы в состояние кипящего слоя из-за возникновения поперечной осцилляции и установившегося колебательного движения частиц вверх-вниз вдоль осей всей вертикальной полости емкости 1.

В период отмывки, одновременно с отключением рабочего электромагнита 7 от инфразвукового электронапряжения, клапаном 5 перекрывается сливной патрубок 3 и открывается труба 4 сбора осадка. Параллельно через приемный растворопровод 2 и через трубчатую систему восходящей отмывки “10 подается чистая смывная вода или регенерирующий раствор.

Таким образом, попеременное воздействие электромагнитов частотой ' 0,5-5 Гц вызывает резонансное автоколебательное движенже массы частиц в пределах всей высоты емкости, а ступенчатое возрастание соответствующих импульсных напряжений ликвидирует ударное расклинивание последних, обеспечивая последовательные развороты и массовые соударения отдельных час-, тиц друг с другом независимо от их структуры, в том числе и пластинчатых .

Это вызывает мгновенный отход и смыв улавливаемого продукта иэ фильтрующего слоя и вместе с тем да—

16 6

ет возможность использовать для фильтрации любые по структуре, в том числе пластинчатые, осадители.

В результате множественных соударений в кипящем слое происходит полное отделение и отбрасывание осадка, уходящего в сбросовую трубу 4 для переработки.

После'отмывки осадка и регенерации фильтрующего слоя производится возврат схемы на режим улавливания путем подачи пульсирующего инфразвукового напряжения на рабочий электромагнит 7 и отключения споласкивающего электромагнита 8.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ извлечения из растворов тонко'дисперсных продуктов и ионов, включающий улавливание продукта с помощью магнитного фильтрующего слоя и электромагнитных полей, последущее отделение и разгрузку готового продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов за счет динамического регулирования подвижности фильтрующего слоя, увеличения эффективности отделения улавливаемых продуктов,на фильтрующий слой накладывают пульсирующее электромагнитное поле с инфразвуковой частотой в диапазоне 1-25 Гц, возрастающее по напряженности по ходу движения потока раствора, д отделение продукта осуществляют отмывкой фильтрующих частиц при импульсном попеременном наложении продольных противоположно воздействующих электромагнитных полей с инфразвуковой частотой 0,5-5 Гц, со ступенчато изменяющейся напряженностью.
2. 2. Способ по π. 1, отлича ющ и й с я тем, что, с целью избирательности, повышения полноты и скорости улавливания ценных компонентов, улавливание продукта осуществляют постадийно при постепенно нарастающих напряженности и частоте пульсаций электромагнитного поля по мере уменьшения остаточного содержания и увеличения степени дисперсности извлекаемого продукта.
3. 3. Способ попп. 1 и 2, отличающийся тем, что улавливание осуществляют фильтрующим слой с сечением, уменьшающимся по ходу движения потока и сотоящим из ферромагнитных с электрополяризуемым покрытием частиц.