Аппарат для гидрометаллургических процессов Советский патент 1987 года по МПК C22B3/02 

готового продукта, коническое днище (КД) 4 со сливным Ш 5 и крышку 6 с газоотводящим Ш 7. Внутри К коакси- ально обечайке 1 при помощи опор 8 и растяжек 9 жестко закреплено циркуляционное устройство (ЦУ) 10, в нижней части которого размещена газовая камера (ГК) 11, внешняя 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 для подачи реагентов (УПР), выполненное в виде пучка труб 17, 18 и 19 различной длины, выходные отверстия кото1

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

Цель изобретения - 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, состоящий 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 газоотводящим штуцером 7. Внутри корпуса коаксиаль но обечайке 1 при помощи опор 8 и растяжек 9 жестко закреплено циркуляционное устройство 10, в нижней части которого размещена газЪвая камера 11, внешняя стенка 12 которой перфорирована (см. фиг.6). Газбвая 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 позволяет не просто диспергировать газ, а инжектировать с его разогревом в до- коалесцентном режиме, обеспечивая сильную газо- и гидродинамическую тягу 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 циркуляционном устройстве 10 размещено устройство для подачи реагентов, выполненное в виде пучка труб 17-19 различной длины, выходные отверстия 20-22 которых заглублены в циркуляционном устройстве 10, Газоотводящий штуцер 7 крышки 6 может быть дополнительно снабжен каплеотбойником.

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

Уменьшение.площади условного прохода циркуляционного устройства более чем в 6 раз приводит к снижению кратности движения исходной среды через циркуляционное устройство вплоть до прекращения движения, а увеличение условного прохода менее чем в 4 раза приводит не только к уменьшению кратности движения, 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 нарушения режима инжекции или образования сплошно- го пузыря газа на поверхности диспергаторов .

В реакционном аппарате может быть дополнительно установлен смеситель 23

(фиг.2 и 3) соосно устройству для по-25 через аппараты. После заполнения редачи реагентов внутри циркуляционного устройства 10. Смеситель 23 выполнен в виде трубы 24 с газовой ка- мерой 25. Последняя 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. Газовая камера 25 соединена с газоподводом 28.

Установка смесителя обеспечивает более полное равномерное смешение реагентов с рабочей средой за счет вса сьтания 1/50 - 1/60 части потока рабочей среды, выходящей из циркуляционного устройства восходя цими потоками газа, и поэтапного смешения в восходящих потоках рабочей среды внутри смесителя реагентов с последующей равномерной раздачей в противотоке приготовленной смеси в циркуля- ционное устройство, что обеспечивает дополнительное время контакта реагентов с рабочей средой. Это особенно важно для вязких рабочих сред и для аппаратов больщих объемов, т.е. более 90 м.

Реакционные аппараты малых объемов предпочтительно выполнять согласно фиг.1. Реакционные аппараты малых объемов, предназначаемых для многофазных многокомпонентных процессов, а также для вязких сред, предпочтительно выполнять согласно фиг.2. Реакционные аппараты больших, более

90

объемов предпочтительно выполнять согласно фиг.З, используя для изготовления 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 производится постоянный перепуск раствора (пульпы) в другой реакцион- ньй аппарат. Таким образом создается 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, создавая докоалесцентный режим инжекции газа в раствор (пульпу). Образующаяся при этом газожидкостная смесь с коэсЗ)фиг циентом газонасьш(енности 0,35-0,55 устремляется вверх между обечайкой 1 аппарата и циркуляционным устройством 10 до его верхней кромки, создавая разрежение под диспергаторами

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

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

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

513593258

камеры 11, а затем смеишвается с газом. Полученная газожидкостная (пуль- повая) смесь непрерывно увлекается вверх, при этом интенсивно происходит массообмен между реагентами, растворим (пульпой) и газом, создавая пленочный массообмен. При достижении верхнего конца циркуляционного устройства 10, газовая фаза уве- д личивается в объеме и интенсивно флотируется к зеркалу раствора (пульпы), а раствор (пульпа) вновь поступает вовнутрь циркуляционного устройства. Вьщелившаяся из раствора (пульпы) 15 газовая фаза удаляется через газоот- водящий штуцер 7 с каплеотбойником крышки 6.

По аналогии с головным аппаратом пускают в работу последующие. Газы, 2о выходящие из аппаратов, отводят на утилизацию в аспирационные системы.

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

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

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

Формула изобретения

1. Аппарат для гидрометаллургиче- . ских процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами подвода исходного и отвода готового продуктов, коническое днище со сливным штуцером, крышку с газоотводящим штуцером и с устройством для подачи реагентов, циркуляционное устройство, установленное коаксиально внутри корпуса и заглубленное в его коническое днище, с газоподводом и элементы его крепления, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности, он снабжен камерой

ройство для подачи реагентов, выполненное в виде пучка труб 17-1 различной длины, подают газ по газоподводу 28 в газовую камеру 25 смесителя 23. Газ, проходя через перфори- рованньм конец 26 трубы 24, флотируется, образуя турбулентный поток. Затем подают реагенты по трубопроводам 17-19, которые поэтапно смешиваются с раствором (пульпой), и на выходе из смесителя 23 получают одно- родную смесь. Газы после выхода из смесителя 23, увеличиваясь в объеме, интенсивно устремляются к з.еркалу раствора (пульпы), а полученная смес реагентов с раствором (пульпой) равномерно распределяется по нисходящему потоку раствора (пульпы) в циркуляционном устройстве 10. Таким образом, происходит двойное смешение реагентов с раствором (пульпой), что обеспечивает более полное использование реагентов. Смеситель 23 также выполняет дополнительную функцию - исключает образование застойной зоны перед входным отверстием сливного штуцера 5 конического днища 4, котоДля подачи газа с перфорированной внешней стенкой, размещенной в нижней

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

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

Формула изобретения

1. Аппарат для гидрометаллургиче- ских процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами подвода исходного и отвода готового продуктов, коническое днище со сливным штуцером, крышку с газоотводящим штуцером и с устройством для подачи реагентов, циркуляционное устройство, установленное коаксиально внутри корпуса и заглубленное в его коническое днище, с газоподводом и элементы его крепления, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности, он снабжен камерой

0

5

0

5

0

части циркуляционного 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 для подачи газа, устройство для подачи реагентов выполнено в виде пучка трубопроводов различной длины, выходные отверстия которых размещены вдоль оси в циркуляционном устройстве, причем площадь условного прохода циркуляционного устройства в 4-6 раз меньше, площади живого сечения корпуса, а его высота равна 0,6-0,8 - высоты аппарата.

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

фиеЛ

6

фие.2

to

rs

сриеЛ

(pus.s

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

1

11

75

10

фи.б

Редактор Е.Копча

Составитель В.Красина

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

Заказ 6117/27 Тираж 605Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полигра4мческое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

фиг.7

Фиг. S