Автоклав "Урал Советский патент 1987 года по МПК C22B3/02 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может найти применение в алломиниевой и никель-кобальтовой промьшленности при выщелачивании различных минералов и материалов, в частности бокситов в производстве глинозема.

Цель изобретения -- повышение производительности и степени извлечения полезных компонентов из исходного сырья.

На фиг. изображен наклонный автоклав с последовательшзм расположением контактных каналов, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.4 (вертикальный автоклав с после- довательньм расположением контактных каналов); на фиг,4 - разрез В-В на фиг.3.

Автоклав включает герметичшзш корпус 1, патрубки 2 и 3 для подвода пульпы и пара, патрубки 4 и 5 для отвода пульпы и пара, нижние и

верхние

поперечные кессонированные ппк плос кие поперечные перегородки 6 .и 7, переливную трубу 8, каплеуловитель 9 и контактные каналы 10 для распыления пульпы паром или газом (например, воздухом, кислородом,, аммиаком и др. нагретыми до 200-300 С и выше) ,

Нилшие перегородки имеют окна 11 для естественной автоматической .замкнутой рециркуляции вокруг них пульпы.

Каплеуловитель 9 содержит систему параллельных пластин под углом 30- 60 к горизонтали и обеспечивает сепарацию капель пульпы размером крупнее 5 мкм за счет инерционного эффекта.

Автоклав может быть установлен горизонтально и имеет дополнительные разделительные перегородки для орга-низации непрерывного последовательного движения пульпы внутри автоклава одновременно с ее перемешиванием и

.распылением в контактных каналах па- ом или нагретым газом.

Автоклав работает следуклцим образом.

Через патрубок 2 в аппарат под давлением от до 160 ат (0,1 - 6 Mlla) подается пульпа, содержащая, например, щелочной водный раствор и

-твердь е частицы боксита. Через патрубок 3 под давлением 2-162 ат (0, 2

5

0

5

16,2 ffla) подают пар с температурой 300°С.

Пар (или газ) входит в контактные каналы 10 со скоростью 50 м/с, механически за счет сил газожйдкостного трения захват1,1вает с собой верхний слой пульпы и мгновенно дробит его на капли размером 10-60 мкм. При этом внутри каналов 10 создается режим турбулентной диффузии, при котором за счет громадной кинематической энер гии высокоскоростного паро-и газожидкостного потока образуется большое количество мелких турбулентных вихрей, механически сдирающих наружный поверхностный диффузионный слой с твердых частиц боксита. Непрерывно обновляемая поверхность соприкосновения твердых частиц минералов с жидкой фазой обеспечивает высокие скорости гидрометаллургических процессов, особенно при повышенных и высоких температурах (на вход контактных каналов 10 могут подаваться кроме пара продукты сгорания топлива с температурой до .

Благодаря наличию в аппарате окон 11 пульпа непрерывно автоматически циркулирует вокруг нижних перегородок 6 навстречу паровому (газовому) потоку до тех пор, пока ее не вытеснят в переливную трубу 8 свежие порции пульцы, подаваемой в автоклав через патрубок 2.

Таким образом, в предлагаемом автоклаве легко установить любой режим тепломассообмена от режима идеально-. го смешения (при периодической и непрерывной подаче п:/льпы и периодической по.даче пара) ,

Наиболее оптимальным при этом является смешанный противоточный режим подачи пара (газа) и пульпы навстречу друг другу.

Гидравлическое сопротивление контактного канала 1 О зависит от скорости пара (газа в них и от уровня пульпы в аппарате и составляет обычно 5,0-10,0 МПа (500- п 1000 мм рт, ст.),поэтому на выходе из автоклава давление пара (газа) снижается на эту величину,В каплеуловителе 9 скорость газа{пара)снижается до 4-5 м/с и происходит сепарация паро- и газожидкостной сме- си на газовую фазу и падающие капли,

Через патрубок 5 отработанный пар (газ) направляется в соседний автоклав или на утилизацию его энергии в другие аппараты (теплообменники) ,

0

5

0

5

Пульпа из аппарата непрерывно или периодически удаляется через патрубок 4 в последующий технологический аппарат или самоиспаритель.

Интенсивное перемешивание твердых частиц минералов и жидкой фазы повышает скорость автоклавных процессов, в частности, степень извлечения . из бокситов (примерно на 10-20%) и сокращает продолжительность выщелачивания в 2-3 раза.

Формула изобретения

1.Автоклав для выщелачивания минералов и гидрометаллургической переработки различных материалов, содержащий корпус, патрубки для подвода и отвода пульпы и пара (или газа) и устройство для их перемешивания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и степени извлечения компонентов из

сырья, устройство для перемешивания выполнено в виде системы верхних и нижних изогнутых в направлении движения пара (газа) поперечных перегородок, расположенных последовательно или параллельно друг к другу с образованием- системы каналов, причем в нижних перегородках выполнены окна.

2.Автоклав по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что при последова тельном расположении каналов корпус установлен наклонно.

3.Автоклав по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что при последовательном расположении каналов корпус расположен вертикально.

4. Автоклав по п. I, отличающийся тем, что при параллельном расположении каналов корпус расположен горизонтально.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов. ЦеЛь изобретения - повышение производительности и степени извлечения компонентов из сьфья. Автоклав содержит корпус 1, патрубки 2 и 3 для подвода пульпы и пара, патрубки 4 и 5 для отвода пульпы и пара, нижние и верхние поперечные кессонированные или плоские перегородки. Система перегородок образует контактные каналы для распыления пульпы паром. При работе автоклава внутри каналов 10 создается режим турбулентной диффузии, обеспечивающей высокие скорости гидрометаллургических процессов, особенно при высоких температурах, что приводит к повышению степени извлечения ценного компонента и производительности автоклава. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л со IsD со ел IX)

А-А

10

.

фиг2

срие.З

L

W

.i

Редактор М.Недблуженко

Составитель В.Красина Техред А.Кравчук

Заказ 2934/31Тираж 604Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор С.Черни