Ионообменная колонна Советский патент 1978 года по МПК B01J43/00 B01D15/04 C02F1/42 C02F103/02 C02F103/16 

1

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для сорбционного изапечения ценных компонентов из растворов, и может найти применение в гидрометаллургии цветных металлов, например, при извлечении молибдена из раствора кучного и подземного вышелачивания, а также в системах воцоподготовки для умягчения и обессолива- НИН промышленных вод.

Известна ионообменная колонна для

проведения процессов массообмена в противоточном режиме.

Недостатком такой колонны является низкая производительность. Для повышения последней в такой колонне вместо запорных устройств применяют всп омогательные секции, что приводит к увеличению ее размеров и непроизводительной загрузке сорбента во вспомогательные секции i ..

Известна ионообменная колонна, включающая корпус со штуцерами для ввода И вывода раствора и смолы, загрузбчные бункер с горловиной, верхнее ti нижнее .дренажные устройства, запорное устройство, уста-новленное над горловиной 1.2 J .

Недостатком такой колонны является сложная конструкция запорного устройства.

Целью изобретения является упрощение конструкции запорного устройства, повышени его надежности за счет предотвращения измельчения смолы.

Цель достигается тем, что запорное устройство предлагаемой ионообменной колоннь выполнено в виде полой камеры с перфорированным основанием, обращенным к горловине загрузочного бункера и диаметром, большим диаметра горловины, а боковая поверхность камеры снабжена штуцерами для отвода раствора и промывного осадка.

На фиг. 1 изображена ионообменная колонна, продольный разрез} на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1.

Ионообменная колонна включает корпус Ij нижнюю камеру с. дренажным устройсгвом 2j верхнее дренажное устройство 3| загрузочный бункер 4} полую камеру 5с перфорированным основанием 6 и боковой поверхностью ; щтудерБ для вывода раствор из камеры 5; штуцер 9 для ввода промывочного раствора в эту камеру; штуцер 10 для .

ввода продукционного раствора; штуцер 11 для сброса части этого раствора; штуцер 12 для загрузки смолы; штуцер 13 для вывода бедных растворов. Штуцеры 8 и 9 вьтолнены в боковой поверхности камеры 5

и крепятся в стенках бункера 4. Основание камеры 5 обращено к горловине этого бункера, т.е. навстречу движению раствора.

Диаметр основания 6 больше диаметра горловины бункера 4 на 2О-40% и располо-жено оно над горловиной этого бункера на расстоянии, при котором обеспечивается отношение площади этого основания к площади замкнутого пространства, которое образовано перфорированной поверхностью и стен ками бункера 4, от 1:1 до 1:4, При таком отношении рбеспечиваются свободное и равномерное истечение ионообменной смолы из бункера 4 в корпус колонны и полное обезвоживание смолы. При отношении меньше 1:4 происходит недостаточное обезвоживание, а увеличение его(больше 1:1) препятствует быстрой загрузке смолы из бункера 4 в корпус колонны.

Расстояние Ь , на котором распопагается основание 6 от горловины бункера 4, определяется из соотношения

А d -aVi- n-cosrt.

W

sin

где О - диаметр основания б;

с. - половинный угол конусности

бункера 4; П 1-4 - отношение площади замкнутого

пространства к площади осно- вания 6.

Зная диаметр основания 6 и выбрав огношение площадей и конусность бункера, из соотношения (1) можно определить расстояние, на котором распо; агается это основание.

Камера 5 выполнена в виде полого конуса и закреплена в бункере 4 на штуцерах 8 и 9. Конструктивное исполнение этой камеры может быть различным, однако в Л1обом случае она должна йМеть перфорированное основание, которое должно быть обращено навстречу движению, раствора, боковую поверхность, обеспечиваюШую беспрепятственное поступление смолы в колонну, и штуцеры для вывода растЬора из этой камеры и ввода промывочного раствора.

Предложенная колонна работает следующим образом.

Продукционный раствор вводится по щтуаеру 10 в устройство 2, а оттуда - в корпус колонны. Смола в колонне насьщается ионами этого раствора, а бедные растворы

отделяются в устройстве 3 и вьюодятся по штуцеру 13. По окончании цикла массообмена подача раствора в колонну прекращается.

Смола из корпуса колонны под действием веса перемещается и заполняет нижнюю камер при этом часть раствора для ускорения загруки выводится по штуцеру 11, Одновременно с этим свежая смола из бункера 4 заполняет освобождающийся объем в верхней части корпуса колонны, В заполненную смолой ниж- нюю камеру подают раствор, который вытесняет насьдденную смолу по штуцеру 12. Затем процесс фильтрации через слой смолы повторяется. Камера 5, установленная в бункере 4, служит запорным устройством. Поступающая из верхней части колонны смесь смолы и раствора обезвоживается на основании 6, а раствор постоянно выводится из камеры 5 по штуцеру 8, Таким образом, в горловине бункера 4 создается пробка достаточный объем обезвоженной смолы, препятствующий выносу ее в этот бункер.

В момент загрузки смолы в колонну по штуцеру 9 на основание 6 подается промьгвочный раствор, который обводняет смолу в горловине бункера 4, способствуя ее быстрой загрузке в колонну.

Формула изобретения

Ионообменная колонна, включающая корпус со штуцерами для ввода и вывода раствора и смолы, загрузочный бункер с горловиной, верхнее и нижнее дренажные устройства, запорное устройство, установленное над горловиной, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции запорного устройства, повышение его надежности за счет предотврашения измельчения смолы, запорное устройство вьтолнено в виде полой камеры с перфорированным основанием, обращенным к горловине загрузочного бункера и диаметром, большим диаметра горловины, а боковая поверхность камеры снабжена штуцерами для отвода раствора ипромывного осадка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США N 3378339, кл. 23-100, 1973.

2.Горшков В. И. и др. Цветные металлы, № 1, 1974, с. 53-54.

-/

/f

/

-

W

. . ...У

..:У

Л

/г