Способ проведения разделительного и массообменного процессов Советский патент 1989 года по МПК B01D11/02 B01J8/26 

ГтиПретенис птпослтч я к О - -.. асти См ущести iiiiH i i.jpoi-ii :аиичгч К1;у и ма-г-сд1,обмс ииых iTpDnecroji i; njv- n jia :iiia- чгпо д;лгя . в гидромстал- jiyiji itH, 1трактике (тбси ашакия, xiiMit- ч еской пром11 11Г :-нНости njni проведе- iiiti противото-;и лх проц(ч;со) в системе жидкость - тве :1дое тело таких выщелачи1 ан.че руд и концентратов, кпассифи1;ация пульп с одновременной промывкой крупнодисперспых .ГЙ твердого материала и других.

Цель изобретения - повышение эффективности классификации и массооб- мена за счет увеличения времени контакта фаз.

На фиг. 1 изображен многосекцп- оннмй колонный аппарат для осущест- рлепчя способа; на фи;-. 2 - зависимость яффективностп класс1 фикации и Э|14 ективнпсти I vrMbinKii от амп.читуды

зависимость процесса

в

аппарате

пульсаций; на фиг. 3 - обобщен)юго показателя от амплитуды пульсащп Способ осуществляют колонного типа, содержащем верхнюю коническую камеру 1, 1п{лйндрическую камеру 2, снабже1И1ую горизонтальными секционирую. цими перегородками 3, разделяющими ее на секции, 1гижнюю коническую 4 и боковую 5 камеры (фиг. 1). В нижнюю часть вертнкаль- ной цилиндрической камеры через боковую камеру подводят пульсирующие импульсы.

Способ осуществляют следующим образом (на примере проведения операции классификации твердой фазы выщелоченной пульпы п отмывки растворенного ценного комнонента от крупно- дисперснь Х частиц) .

00

3

Исходную пульпу, состоящую из частиц полидисперсного твердого материала и растворенного ценного компонента в жидкой фазе пульпы, подают в верхнюю коническую камеру 1, где происходит в основном разделение твердого материала на мелкодисперсну и крупнодисперсную фракции восходящим потоком жидкой фазы, поступающей снизу. Выделенные крупнодисперсные частицы, во влаге которых находится извлекаемое вещество, поступают в цилиндрическую камеру 2, секционированную перегородками 3 в виде кон- тактных массообменных элементов, перемещаются при непрерывном взаимо- действт- с жидкостью в нижнюю коническую камеру А и выводятся из процесса. Мелкодисперсные вмес- те с ОТМ1ЛТЫМ от крупнодисперсного материала ценным растворенным веществом вьпюсятся жидкой фазой в переливной карман верхней конической камеры и также удаляются из процесса Всему столбу пульпы в аппарате epeз боковую камеру 5 сообщают возвратно- поступательные колебательные движения с помощью золотниково-распреде- лительного механизма и сжатого воз- духа. Взаимодействие полидисперсного материала с жидкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01-0,04 м а перемещение крупнодисперсного материала из секции в секцию и контактирование его с жидкостью вляют л непрерывном режиме при объемной концентрации частиц в пределах 0,20-0,45.

Промывка крупнодисперсного материала, перемещающегося вниз в условиях свобод} ого или слабостесненного осаждения (объемная концентрация частиц в аппарате менее 0,2), характеризуется низкой эффективностью отмывки, что обусловлено высоким содержанием отмываемого ценного компонента во влаге отвального продукта вследствие недостаточного времени контактирования твердой и жидкой фаз. Ценное вещество, содержащееся в пленочной и пороговой влаге твердых частиц, не успевает перейти в объем промывной жидкости. Отмывка ценного компонента в условиях Ьиль- ностесненного осаждения крупнодис- персньк частиц (доля объема, занимаемого дисперсным материа том, более

Q j 0 5 о

0

5

5

0

184

0,45) также от:п1чается низкой эффективностью из-за каналообразования.

При создании незначительной амплитуды (менее 0,01 м) резко снижается эффективность отмывки вследствие недостаточно интенсивного разрушения пленки, обволакивающей частицы и содержащей извлекаемое вещество, а также низког о знакопеременного давления на частицы, способствующего извлечению ценного компонента в поток промывной жидкости. Увеличение амплитуды пульсаций до определенного предела приводит к увели- че1ппо эффективности массообмеиного процесса. Создание пульсационного воздействия с амплитудой более 0,04м снижает эффективность классификации в результате повыи1енного содержания мелко;;исперсных частиц Б крутшм материале.

Пример 1. В колонном аппарате диаметром 0,4 ми высотой 3,5 м осуществляли операцию к;7ассиф11кации выщелоченной пульны и отмывки молибдена от песков. Во время экспериментов создавали взвешенный слой (преимущественно из Песковых фракций разделяемого материала) с объемной концентрацией 0,05-0,52. Исходная пульпа характеризовалась следу 0щими показателями: плотность 1430- 1470 содержание молибдена в жидкой фазе пульпы 0,21-0,23 г/л; содержание частиц класса + О,1 мм 50-53%.

Пульпа с определенным расходом подавалась в верхнюю коническую камеру аппарата, в которой происходило в основном разделение твердой фазы на песковую (частицы размером более 0,1 мм) и шламовую (частницы размером менее О,1 мм) фракции восходящим потоком классифицирующего агента, являющегося одновременно и промьш- ной жидкостью. Шламы вместе с жидкой фазой выносились через переливной карман верхней камеры, а пески поступали в цилиндрическую камеру, секционированную контактными элементами. Крупнодисперсные частицы многократно контактировали в цилиндрической камере аппарата с промъгоной жидкостью, сгущались в нижней конической камере и удалялись из процесса. Столбу пульпы в аппарате сообщали

51

Еоэвратио-поступателГ)Иые колебате.чь- ные движения (частота пу.тьсаций 0,45 с , амплитуда 0,025 м) .

Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Как видно из результатов экспериментов, при одних и тех же расходах пульпы и воды достигается различная эффективность отмывки при изменении объемной концентрации крупнодисперсных частиц в аппарате (объемную концентрацию частиц в слое определяли путем отбора проб по высоте аппарата) . Р1аибольшая эффективность от- мывки наблюдается при создании взвешенного слоя из осаждающегося твердого материала с объемной концентрацией 0,20-0,45. Проведение процесса пр объемной концентрации частиц менее 0,20 снижает эффективность отм1)1вки на 5-19% вследствие недостаточного времени контакта фаз. Ос ацествление операции при сильностесненном осаждении (объемная концентрация более 0,45) частиц снижает эффективность массообменного процесса на 6-17% из-за каналообразования.

Пример2. В колонном аппарате диаметром 1,8 м и высотой 9,0 м производили выделение Песковых фракций из твердой фазы выщелоченной пульпы и их промывку. Методика эксперимента и характеристика исходной пульпы аналогичны приведенным в примере 1. При постоянной объемной концентрации частиц в цилиндрической секционированной камере аппарата изменяли амплитуду пульсаций от О.,005 до 0,055 м при частоте пульсаций 0,43 С- .

Результаты экспериментов приведены в табл. 2.

Результаты эксперимергтов показывают, что эффективность отмывки воз- растает с увеличением амплитуды пульсаций, а эффективность классификации уменьшается. Как видно из фиг.2, наибольшей эффективностью обладают процессы при амплитуде пульсационно- го воздействия в пределах 0,01- 0,04 м. При меньшей амплитуде пульсаций эффективность массообмена снижается на 3,9%; осуществление процесса классификации пульп и промывки песков при амплитуде в цилиндрической камере аппарата более 0,04 м приводит к резкому снижению эффективности классификации (на 20,8

18 . 6

53,7%) вследствие пов Гшенног о содержания шламов в песковом продукте.

В качестве обобшенного показателя характеризующего эффективность двух одновременно протекающих процессов в одном аппарате - выделения крупно- (дисперсных частиц и отмывки от них растворимых веществ, можно принять величину ор1ц . которая представляет собой произведение показателя извлечения мелкодисперсных частиц, содержащих в основном ценный компонент.

а верхний продукт (f

кдос

) на величину извлечения растворенного ценного компонента в слив аппарата ()

обш, (лас 6от«)/100(%).

Величина f ц. определяется из известной формул :

f« -

Склас- й

где П|А„ - выход твердого в верхний

, /л

продукт, % у -p -I-g-;

о(,Ьи& - содержание частиц класса - 0,1 мм соответственно в исходной пульпе, верхнем сливе и нижнем продукте, %.

Величина 8 выражению

foTM 100 -

рассчитывается по

нТн

R

K«Jt

с net

где« 100-/И - выход твердого в нижний продукт,;

ксх п концентрации молибдена в жидкой фазе исходной пульпы и во влаге промытьпс песков, г/л;

.иКн - соотношение жидкого к твердому соответственно в исходной пульпе и промытом осадке (Кцс;г 1 Ки 0,3).

Результаты расчетов, проведенных на основании экспериментальных данных (табл, 2), представлены в табл.3.

|.

Как видно из фиг. 3, наибольшая эффективность достиг ается при амплитуде пульсаций 0,01-0,04 м.

Формула изобретения

Способ проведения разделителг1но- го и массообмениого процессов в мио- госекп.ионпом шшарате колоппого типа путем 11РОТИ730ТОЧИОГО пзаимодс1 1ст- Еия тпсрдого полидисперспого материала с жидкой фазой с паложспием пульсациоипого воздеГютвия, о т л и0

ч а ю щ и и с я тем, мто, с целью повышения эффективности классификации и массообмена за счет увеличения времени контакта фаз, взаимодействие твердого полт1дис11ерсно1 о материала с жидкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01-0,04 м при объемной концентранрп частиц в пределах 0,20-0,45.

Т а б л и ц а 1

flOAuducnepcHbiu

Изобретение может быть использовано для осуществления противоточных процессов в системе жидкость-твердое тело (выщелачивание, классификация пульп с одновременной промывкой крупнодисперсных фракций твердого материала и др.) и позволяет повысить эффективность классификации и массообмена. Способ осуществляют путем противоточного контактирования твердого материала и жидкой фазы. При этом взаимодействие твердого материала с жидкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01 - 0,04 м, а контактирование крупнодисперсного материала осуществляют в непрерывном режиме при объемной концентрации частиц 0,20 - 0,45. 3 ил., 3 табл.

Мелкодисперсный

материал

ера за

Фие1

0,01Q.03

9Ъг.2

0.05

0,01

Q.OSO.OS А.М

Фие.5