Способ непрерывного извлечения целевого компонента из мелкодисперсного твердого материала, содержащего инертную фазу, и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится к способам проведения массо- и теплообменных процессов в системе твердое тело - жидкость, в частности к способам извлечения целевых компонентов, и может быть использовано в химической промышленности для извлечения растворимых компонентов из их смесей с нерастворимыми компонентами, а также для растворения мелкодисперсных продуктов.

Цель изобретения - повышение степени извлечения целевого компонента и степени насыщения раствора.

Способ осуществляют путем ввода в нижнюю часть аппарата потока со скоростью в 100-200 раз больше средней скорости потока в цилиндрической части аппарата, при этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2-1,5 раз выше скорости уноса твердых частиц.

На чертеже схематически изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, разрез.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с эллиптическим днищем 2 и двумя диаметрально противоположными тангенциальными патрубками 3, расположенными под углом 30-35° к горизонтальной плоскости и направленными к днищу устройства, и распределительную решетку 4.

Устройство работает следующим образом.

Исходная суспензия с большой скоростью подается в нижнюю часть устройства через тангенциальные патрубки 3. В нижней части устройства образуется закрученный поток суспензии. Интенсивно перемешанный поток движется к сливному патрубку 5, проходя через распределительную решетку 4. В процессе интенсивного перемешивао о ю о

О

ния и столкновения с днищем устройства раскрывается поверхность растворимых частиц и возрастает скорость извлечения целевого компонета. По мере движения суспензии к сливному патрубку 5 после прохождения распределительной решетки 4 процесс извлечения продолжается в режиме, постепенно приближающемся к идеальному вытеснению, поэтому проскок фаз через устройство характерный для аппарата идеального перемешивания, исключается, а средняя движущая сила процесса в устройстве увеличивается. П р и м е р 1. Сравнение эффективности изестного и предлагаемого способов прово - дили на пилотной установке в известном и предлагаемом устройствах. Известное устройство представляет собой цилиндрическую камеру диаметром 5 см, высотой 20 см с коническим днищем и тангенциальным патрубком в нижней части аппарата диаметром 8 мм. Предлагаемое устройство представляет собой цилиндрическую камеру диаметром 5 см, высотой 120 см с эллиптическим днищем и двумя диаметрально про- тивоположными тангенциальными патрубками в нижней части камеры, развернутыми относительно горизонтальной плоскости на 35° и направленными к днищу устройства. Диаметр патрубков 4 мм. В качестве дисперсного материала используется шлам флотационной фабрики калийного производства класса 0,25 мм, содержащий 15% растворимого компонента (KCI). Извлечение проводили 20%-ным водным раствором KCI при 50°С. Расходная скорость суспензии в среднем сечении цилиндрических камер 2 см/с.

При этом среднее время пребывания суспензии в известном и предлагаемом устройствах составляет соответственно П 20-0,9/2,0 9с;т2 120- 0,9/2,0 54 с, где 0,9 - коэффициент заполнения устройства.

Эффективность устройств оценивалась по степени извлечения KCI из исходного продукта и степени насыщения конечного раствора.

Экспериментальные данные приведены в табл.1.

П р и м е р 2. Опытные устройства по изобретению (пример 1) отличались углом поворота входных патрубков. Исходную суспензию подавали в устройство через два

тангенциальных диаметрально противоположных патрубка диаметром 4 мм, повернутых к горизонтальной плоскости в одном устройстве под угЛом 25°, в другом - под углом 40°.

Полученные результаты процесса извлечения KCI из шлама флотации (пример 1) приведены в табл.2.

0 Формула изобретения

1,Способ непрерывного извлечения целевого компонента из мелкодисперсного твердого материала, содержащего инертную фазу, в вертикальном аппарате с цилин5 дрической камерой и днищем, включающий смещение фаз посредством тангенциального направленного под углом к основному потоку ввода фаз с образованием закрученного потока, отличающийся тем, что,

0 с целью повышения степени извлечения целевого компонента и степени насыщения раствора, в нижнюю часть аппарата поток вводят со скоростью в 100-200 раз больше средней скорости потока в цилиндрической

5 части аппарата, при этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2-1,5 раза выше скорости уноса твердых частиц.

2.Устройртво для непрерывного извле- 0 чения целевого компонента из мелкодисперсного твердого материала, содержащего инертную фазу, включающее вертикальную цииндрическую камеру с днищем, тангенциальные патрубки для ввода суспензии в

5 нижней части камеры, патрубок для вывода суспензии в верхней части камеры, отличающееся тем. что, с целью повышения степени извлечения целевого компонента и степени насыщения раствора, тангенциаль0 ные патрубки расположены диаметрально противоположно непосредственно над днищем под углом 30-35 к горизонтальной плоскости и направлены к днищу аппарата, выполненного эллиптической формы.

5 3. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что оно снабжено распределительной решеткой, установленной над патрубками для ввода суспензии на высоте, равной диаметру аппарата с живым сечением 0,70 0,8 сечения аппарата.

4. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что отношение высоты аппарата к его диаметру составляет 10-15;

Таблиц-а1

Изобретение относится к способам и устройствам для проведения массо-и теплообменных процессов в системах твердое тело-жидкость и позволяет повысить степень извлечения целевого компонента и степень насыщения раствора. Процесс осуществляют путем ввода суспензии в нижнюю часть аппарата в двух диаметрально противоположных точках под углом 30 - 35° со скоростью, в 100 - 200 раз большей средней скорости потока в цилиндрической части аппарата. При этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2 - 1,5 раза выше скорости уноса твердых частиц. В аппарате установлена распределительная решетка с живым сечением 0,7 - 0,8 сечения аппарата, высота которого в 10 - 15 раз больше его диаметра. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Примечание, У - М/М0 - степень извлечения KCI из продукта; М - масса KCI, перешедшая а раствор; М0 - масса KCI в исходном шламе.

Таблица2