Колонна-классификатор Советский патент 1984 года по МПК B03B5/62 B01D15/02 

9)

сл

со

Од 11 Изобретение относится к устройствам противоточного типа для гидравлической классификации, промывки осадков и может быть применено в гидрометаллургии, химической и других отраслях промьшшенности. Известен классификатор для разделения сыпучих материалов по крупности в псевдоожиженном состоянии, включающий корпус, разделенный на секции горизонтальными решетками с перфорированными тарелками и конусными перегородками и конусные решетки ij . Недостатком данного устройства является низкая производительность процесса гидравлической классифика ции и невозможность одновременной промывки осадков. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сорбционна пульсационная колонна непрерывного действия с противотоком, включающая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, при этом нижняя отстойная камера снабже на соплом, а верхняя - горизонтальными перегородками разделена на три полости 2 . ;, (.-J Недостатком известного устройств является низкая эффективность классификации за счет осаждения твердой фазы на наклонных стенках верхней отстойной камеры и потерь ее в еливе при пульсационных воздействиях н столб пульпы в колонне. Цель изобретения - повьшение эффективности классификации и увеличение производительности при одно- временной промывке осадка путем создания постоянных межфазных уско рений потоков по высоте колонны. Указанная цель достигается тем, что колонна-классификатор непрерыв кого действия с противотоком, содер жащая верхнюю и нижнюю отстойные ка меры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами снабжена установленным в верхней отстойной камере отбойным козырьком в виде перевернутого усеченного ко са, а площади проходных сечений ко тактных элементов, установленньрс п выми по ходу движения осадка, в 1,8-2,7 раза больше площадей проход ного сечения последующих контактны элементов. . Контактные элементы с большей площадью проходного сечения расположены на участке 0,15-0,25 высоты рабочей зоны. В отбойном козырьке выполнены клиновидные прорези. На фиг. 1 изображена колонна-классификатор, общий вид на фиг. 2 вид А на фиг. 1. Колонна-классификатор содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 отстойные камеры, пульсационную камеру 3, рабочую зону 4, верхняя часть которой снабжена контактными элементами 5 с площадью проходного сечения большей, чем площадь 6 в средней и нижней частях, и отбойный козырек 7 с клиновидными прорезями 8. Колонна-классификатор работает следующим образом. Исходная пульпа, содержащая растворимый ценньй компонент, например молибден, поступает в верхнюю отстойную камеру 1, в нижнюю часть рабочей зоны 4 подается промывная жидкость, например вода, являющаяся одновременно и классифицирующим агентом. В верхней отстойной камере 1 и верхней части рабочей зоны 4 происходит разделение твердой фазы исходной пульпы на песковую и шламовую фракции восходящим потоком жидкости. Пески, многократно контактируя с промывной жидкостью, выгружаются ИЗ нижней отстойной камеры 2, а шпамы вместе с ценным компонентом выводятся через переливной карман верхней отстойной камеры 1. Столбу пульпы в колонне через пульсационную камеру 3 сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения. Снабжение верхней части рабочей зоны А контактными элементами 5 с площадью проходного сечения в 1,82,7 раза большей, чем в средней и нижней частях, препятствует накоплению осадков в верхней отстойной камере 1 при превышении максимально возможной производительности колонного аппарата, так как механическое разделение (гидравлическая классификация) твердой фазы исходной пульпы происходит Главным образом в ней, а в верхней части рабочей зоны 4 - вытеснение шламов, увлеченных туда песковой фракцией.

Если контактные элементы 5 с большей площадью проходного сечения установлены на протяжении менее 0,15 общей высоты рабочей зоны, то ожидаемого эффекта не достигается. При снабжении верхней части рабочей зоны 4 контактными элементами 5 на про.т жении более 0,25 высоты рабочей зоны произвйдительность колонны не увеличивается, но повьшается содержание ценного компонента во влаге песков, выгружаемых из нижней отстойной камеры 2.

Большое значение для ликвидации застойных (мертвык) зон в верхней отстойной камере 2 имеет то, что она снабжена отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса с клиновидными прорезями 8 (фиг. 2).

Без снабжения верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 происходит эффективное пульсационное перемешивание только столба пульпы, находящегося над рабочей зоной 4. На наклонной поверхности возможно образование застойных зон и отложение осадков, что приводит к уменьшению рабочего объема верхней камеры 1 и, следовательно, эффективности классификации. Снабжение верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса и установленного там, способствует перераспределению пульпы и ликвидациизастойных зон.

Для того, чтобы осадок не накапли-вался на отбойном козырьке 7 и не препятствовал осаждению песков, он снабжен клиновидными прорезями 8 с направлением клина от перифении к центру. Выбор формы прорезей обусловлен тем, что столб пульпы при пульсации ударяется о центральную часть отбойного козырька, которая должна иметь большее гидравлическое сопротивление, а твердые частицы опускаются через периферийную часть обладающую меньшим гидравлическим сопротивлением.

Таким образом, снабжение верхней части рабочей зоны колонны контактными элементами, с площадью проходного сечения в 1,8-2,7 раза большей чем в средней и нижней частях, а верхней отстойной камеры - отбойным козьфьком в виде обратного усеченного конуса с клиновидными прорезями

способствует повышению эффективности классификации и увеличению производительности колонного аппарата при одновременной промывке осадков.

-Пример 1. В колонном аппарате 0 200 мм и высотой 5,7м (высота рабочей зоны - 4,2 м), вьшолненном в. соответствии с предлагаемым устройством в первой серии опытов,

во второй серии - без U-образной трубы, отдельной пульсационной камеры, насоса и сетчатых элементов - производится классификация выщелоченной пульпы и отмывка молибдена от

песков. Столбу пульпы в колонне сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения с помощью золотниково-распределительного механизма. Частота колебания 32 мин,

амплитуда в рабочей зоне - 1315 мин.

Методика экспериментов состоит в-следующем. Исходная пульпа, содержащая молибден, с определенным расходом подается в верхнюю отстойную камеру колонны-классификатора, где в основном происходит классификация ее твердой фазы на песковую (частицы класса более О,1 мм) и

шламовую (частицы размером менее О,1 мм) фракции восходящим потоком воды, которая вводится в нижнюю часть колонны. Расход воды составляет 3,2-3,6 л/мин. Пески, многократно контактируя с промывной водой в рабочей зоне аппарата, сгущаются в нижней его части и разгружаются. Шламы и раствор, содержащий, молибден, выводятся в верхний слив

колонны. Таким образом, в колоннекпассификаторе за одну стадию происходит два процесса: механический (гидравлическая классификация) и диффузионный (отмывка молибдена от

песков).

Исходная пульпа имеет следующую характеристику: содержание молибдена ,в жидкой фазе - 0,4-0,45 г/л, плотность 1470-1490 кг/м, содержание твердых частиц loiacca +0,1 мм 32,35%, содержание твердых частиц класса (-0,1) - (+0,04 мм) - 22-24%, содержание твердых частиц класса 0,04 мм - 41-45%.

Площадь исходного сечения контактных элементов, установленных в верхней части рабочей зоны в первой серии опытов - 60% (массообменная 51 контактная тарелка, содержащая коль цо с жестко прикрепленных к нему по углом к горизонту ряду параллельных пластин), в средней и нижней частях 30%. Площадь проходного сечения кон тактных элементов, которые установлены по всей высоте рабочей з.оны во второй серии опытов - 30%. Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 1. Из результатов экспериментов вид но, что при одинаковой эффективност классификации производительность предлагаемой колонны на 10-15% боль ше, чем производительность известно го аппарата. При одинаковой произво дительности вынос песков в верхний слив снижается в 1,7-2,0 раза, что имеет важное значение для последующего сорбционного процесса. В первой серии опытов колонный аппарат снабжают контактными элемен тами на протяжении от 0,2 до 1,8 м (0,048-0,428 высоты зоны, считая от начала рабочей зоны). Результаты представлены в табл. 2 (расход пульпы - 5,5 л/мий, расход воды - 3,6 л/мин). Согласно табл. 2, оптимальным условием для проведения процесса классификации с одновременной отмыв кой молибдена от песков является снабжение верхней части рабочей зоны колонны контактными элементами с площадью проходного сечения , чем в средней и нижйей частях на протяжении 0,15-0,25 высоты рабо чей зоны. При снабжении колонного аппарата контактными тарелками с большей площадью проходного сечения на протяжении менее 0,15 высоты рабочей зоны не наблюдается снижения содержания песков класса ,1 мм в сливе, при снабжении - . на протяжении более 0,25 высоты ра- бочей зоны. Достигнутое минимальное содержание песков в сливе остается практически постоянным, но увеличивается содержание молибдена во влага песков нижнего продукта что.приводит к уменьшению эффективности йтмывки. Пример 2. В колонном аппарате 200 мм и высотой рабочей зоны 4,2 м производится классификация выщелоченной пульпы и отмывка молибдена от песков. Условия проведе ния опыта и характеристика исходной 6 пульпы такие же, как в примере 1. На протяжении 0,8 м верхней части рабочей зоны устанавливают контактные элементы с площадью проходного сечения от 40 до 85%. В средней и нижней частях рабочей зоны находятся контактные элементы с площадью проходного сечения 30%. Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 3 (расход пульпы 5,3-5,5 л/мин, расход воды - 3,6 л/мин). Из приведенных результатов видно, что оптимальное отношение площади проходного сечения контактных элементов , установленных в верхней части рабочей зоны, к площади проходного сечения контактных элементов, установленных в средней и нижней частях рабочей зоны колонного аппарата, составляет 1,8-2,7. При снабжении верхней части рабочей зоны контактными элементами с площадью проходного сечения менее 55% содержание песков класса +0,1 мм в верхнем сливе в 1,5-2,3 раза выше достигаемого минимального, при снабжении контактными элементами с площадью проходного сечения более 80% значительно повьш1ается содержание молибдена в песках нижнего продукта .(при постоянном минимальном содержании песков +0,1 мм в верхнем сливе аппарата). Предлагаемая колонна-классификатор может служить для интенсификации процессов классификации рудных и вьш1елоченных пульп с одновременной отмывкой ценного компонента от песков. Использование предложенных колонных аппаратов при осуществлении процесса классификации выщелоченной пульпы и отмывки ценного компонента от песков создает экономический эффект за счет повьпиения производительности н 1, раза, а также за счет снижения содержания песков в сливе колонны-классификатора, направляемом на сорбцию, снижения потерь ионообменных смол путем уменьшения истирания их песками. Пример 3. Производительность гидрометаллургического цеха, перерабатывакяцего молибденсодержащие руды - 2000 т/сут. Для обеспечения полной производительности цеха и получения верхнего слива с минимальным содержанием песков класса

711065368

+0,1 мм (менее 5%) необходимо 8 ап- для обеспечения полной производительпаратов диаметром 1,3 м и проиэво- ности цеха требуется 7 колонных апдительностью 190 т/м сут, выпол- паратов диаметром 1,3 м. Годовой ненных в соответствии с известным экономический эффект от внедрения

устройством. При использовании пред-5 предложенных аппаратов составляет ложенных колонн-классификаторов 31,3 тыс. руб.

Таблица 1

1. КОЛОННА-КЛАССИФИКАТОР непрерывного действия с противотоком, содержащая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, отличающаяся тем, что, с целью повьвпения эффективности классификации и увеличения производительности при одновременной промывке осадка путем создания постоянных мелофазных ускорений потоков по высоте колонны, колонна снабжена установленным в верхней отстойной камере отбойным козырьком в иде перевернутого усеченного конуса, а площадь проходных сечений контактных элементов, установленных первыми по ходу движения осадка,в 1,8--2,7 раза больше площадей проходного сечения последующих контактных элементов. 2. Колонна-классификатор по п. 1, отличающаяся тем, чтр контактные элементы с больщей площадью проходного сечения расположены на участке 0,15-0,25 высоты рабочей зоны. .3. Колонна-классификатор по п. 1, отличающаяся тем, что в отбойном козырьке выпапнены клиновидные прорези.

Содержание песков класса +0,1 мм в верхнем сливе, % Содержание молибдена во влаге песков нижнего продукта, г/л 0,001 0,002 Содержание песков класса +0,1 мм в 8,2 7,7 5,1 верхнем сливе, % Содержание молибдена во влаге песков, 0,001 0,001 0,001 3,73,63,83,7 3,6 0,001 0,001 0,002 0,012 0,031 3,9 . 3,5 3,6 3,6 3,7 3,6 0,001 0,002 0,003 004 0027 0,062

;.«««

N

/

duffA

Фиг. 2