АППАРАТ ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК C22B3/02 

Изобретение относится к оборудованию для гидрометаллургической переработки сложного полиметаллического сырья, в частности к аппаратам для выщелачивания дисперсных материалов газообразным реагентом.

Известен аппарат для выщелачивания, содержащий камеру выщелачивания с патрубком подвода пульпы и с элементом регулирования температуры, камеру насыщения пульпы газом (аэролифт) с газораспределительной коробкой, патрубок подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения, устройство для регулирования процессом и систему отвода газа.

Основными недостатками известного аппарата являются невысокая производительность из-за низкой степени усваемости газа при его барботаже, сложность обслуживания и управления процессом выщелачивания (изменение соотношения потоков ГАЗ-пульпа).

Предлагаемый аппарат предназначен для выщелачивания сложного полиметаллического сырья газообразным реагентом.

Технический результат, который достигается при использовании предлагаемого аппарата заключается в повышении эффективности выщелачивания за счет степени усваемости газа и высокой производительности аппарата.

Указанный результат достигается тем, что в известном аппарате для выщелачивания, содержащем камеру выщелачивания с патрубком подвода пульпы и с элементом регулирования температуры, камеру насыщения пульпы газом с газораспределительной коробкой, патрубок подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения, устройство для регулирования процессом и систему отвода газа, согласно предложенному аппарату, устройство для регулирования процессом выполнено в виде перекрывающего элемента, установленного на патрубке подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения, отношение площади сечения камеры выщелачивания к площади сечения камеры насыщения не менее 6, камера насыщения выполнена с теплообменником, камера выщелачивания выполнена с патрубком отвода пульпы.

Другое отличие состоит в том, что камеры выщелачивания содержит несколько секций, соединенных параллельно или последовательно с камерой насыщения (см. фиг. 3, 4).

Изобретение поясняется фиг. 1-4.

Предлагаемое устройство, два его варианта, показано на фиг. 1, и 2, включает газораспределительную коробку 1, имеющую патрубки для подвода газа 2 и слив провалившейся пульпы 3, ввод пульпы в камеру насыщения (коллектор) 4, камеру насыщения пульпы газом 5 с теплообменником 6, систему отвода газа 7, канал 8 для перетока пульпы из камеры насыщения 5 в камеру выщелачивания 9, камера выщелачивания 9 выполнена с патрубком ввода исходной пульпы 10, патрубком отвода пульпы 11, патрубком подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения 12, и элементом регулирования температуры 14. Аппарат снабжен устройством для регулирования процессом 13, выполненным в виде перекрывающего элемента, например, вентиля и установленным на патрубке 12 подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения.

Устройство работает следующим образом.

Газ через патрубок 2 поступает в газораспределительную коробку 1 и затем в камеру насыщения 5. Через отверстие в камере насыщения (коллектор) 4 в нее подается пульпа.

Скорость подачи газа такова (5-30 м/c), что пульпа дробится и поднимается вверх в виде газожидкостного потока. Провалившаяся пульпа собирается внизу газораспределительной коробки 1 и через патрубок 3 выводится в приемную емкость. С помощью теплообменника 6 осуществляется регулирование температуры газожидкостного потока. В верхней части камеры насыщения (вариант 1) или верхней части камеры выщелачивания (вариант 2) происходит разделение потока, за счет уменьшения его скорости и изменения его направления. Пульпа по каналу 8 поступает в камеру выщелачивания, а газ через патрубок 7 на следующую ступень выщелачивания или сбрасывается в атмосферу. В камере выщелачивания 9 исходная пульпа, поступающая через патрубок 10, перемешивается с пульпой прошедшей насыщение газом и доводится до нужной температуры с помощью элемента регулирования температуры 14. Пульпа через патрубок 12 поступает из камеры выщелачивания 9 в камеру насыщения пульпы газом 5, а ее избыток выводится через патрубок 11. С помощью устройства для регулирования процессом 13, выполненным в виде перекрывающего элемента, например, вентиля, устанавливается определенный поток пульпы, поступающей в камеру насыщения. Камера выщелачивания может состоять из нескольких секций, соединенных параллельно или последовательно, что позволяет в каждой секции проводить процесс при заданной температуре.

Таким образом за счет энергии газа происходит дробление пульпы, ее насыщение газом и циркуляция в аппарате. Выполнение камеры насыщения с теплообменником позволяет поддерживать различную температуру в камерах. Установка устройства для регулирования процессом выполненного в виде перекрывающего элемента на патрубке подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения позволяет менять плотность орошения без остановки аппарата. Исследования были проведены на предлагаемом аппарате с диаметром камеры насыщения 150 мм и высотой 1000 мм и диаметром камеры выщелачивания 1000 и высотой 1500 мм с наружным обогревом и механическим перемешиванием и четырех секциях диаметром 280-400 мм и высотой 1 м. В качестве исходного материала была использована пульпа серосульфидного материала с отношением Ж: Т ≈3 и содержащая в твердом: никеля 5,9, меди 1,1, железа - 25, серы общей - 53,3, в т. ч. элементной - 42,2. Выщелачивание материала проводили отходящими металлургическими газами с содержанием диоксида серы 2,4% . Качество работы аппарата определяли по показателям выщелачивания: избирательному растворению железа и степени поглощения диоксида серы из газа.

В таблице приведены сопоставительные данные испытаний предлагаемого устройства и прототипа. Как следует из полученных результатов выщелачивания материала газом, содержащим, например, диоксид серы, в течение 4 ч при производительности по пульпе 600 л/ч позволяет в предлагаемом аппарате перевести в раствор около 70% железа от его содержания в твердом за счет повышения степени использования газа путем распыления в нем пульпы, а не наоборот, как это происходит в известном устройстве при барботаже газа через пульпу. В связи с ограниченностью скорости подъема пузырька газа в слое воды (пульпы) производительность известного аппарата будет во столько же раз меньше производительности предлагаемого аппарата (по газу): во сколько раз скорость газа в нем будет выше. При уменьшении сечения камеры выщелачивания в камере насыщения меньше 6 возрастает в 1,5 раза брызгоунос с отходящим газом. За счет регулирования плотности орошения можно влиять как на показатели выщелачивания, так и качество работы аппарата. Уменьшение диаметра камеры выщелачивания за счет увеличения количества секций позволяет поддерживать ту же самую продолжительность выщелачивания. При этом сокращается металлоемкость аппарат, но возрастает количество перемешивающих устройств. (56) Авторское свидетельство СССР N 382715, кл. C 22 B 3/02, 1973.

Сущность: аппарат состоит из камеры выщелачивания и камеры насыщения. Камеры соединены патрубком для подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения, на котором установлен перекрывающий элемент для регулирования процессом. Камеры снабжены элементами для регулирования температуры в них. Причем отношение площади сечения камеры выщелачивания к площади сечения камеры насыщения не менее 6. 1 з. п. ф-лы.

1. АППАРАТ ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ/ содержащий камеру выщелачивания с патрубком подвода пульпы и с элементом регулирования температуры, камеру насыщения пульпы газом с газораспределительной коробкой, патрубок подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения, устройство для регулирования процессом и систему отвода газа, отличающийся тем, что устройство для регулирования процессом выполнено в виде перекрывающего элемента, установленного на патрубке подачи пульпы из камеры выщелачивания в камеру насыщения, отношение площади сечения камеры выщелачивания к площади сечения камеры насыщения не менее 6, камера насыщения выполнена с теплообменником, камера выщелачивания выполнена с патрубком отвода пульпы. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что камера выщелачивания содержит несколько секций, соединенных параллельно или последовательно с камерой насыщения.