Аппарат для непрерывного разделения металлов Советский патент 1982 года по МПК C22B9/02 C22B9/12 

(5) АППАРАТ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к цветной металлургии, к аппаратам для разделения металлов дистилляций и может быть использовано при переработке полупррдуктов, содержащих свинец, серебро, цинк.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вакуумный аппарат для непрерывного разделения металлов, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненный гранулированной засыпкой, токоподводы и конденсатор 13 ;

Недостатки известного аппарата состоят в значительном расходе злектрознергии и относительно низкой частоте получаемых металлов.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и повышение частоты получаемых металлов.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненныйМЕТАЛЛОВ

гранулированной засыпкой, токоподводы и конденсатор, снабжен колонной, заполненной электропроводной насадкой и расположенной коаксиально между корпусом и дистилляцйонным цилиндром, колонна и ДИ.СТИЛЛЯЦИОННЫЙ цилиндр соединены токоподводами с разными фазами источника тока, при этом дистилляционный цилиндр в нижней половине снабжен воронкой, расположенной в его разъеме и сборной тарелью со. сливными отверстиями в дистилляционный цилиндр.

За счет подключения одной фазы источника тока к дистилляционному цилиндру, а другой фазы к электропроводным стенкам колонны, ток протекает в радиальном направлений между их поверхностями. При этом плотность линий тока максимальна у поверхности дистилляционного цилиндра и здесь создается максимальная концентрация энергии, которая убывает в радиальном направлении пропорционально расстоянию от оси колонны. Это обеспечивает интенсивный нагрев дистилляционного цилиндра и прилегающего к нему слоя насадки при относительно холодных стенках колонны. Изменяя расстояние между стенкамт цилиндра и колонны, можно получить требуемый в радиальном направле нии градиент температур. Градиент температур по высоте колонны, необходимый для протекания процесса рек тификации, достигается применением для насадки материалов различной электропроводности, например кокса в нижней части и смеси кокса и кар-, борунда в верхней части колонны. . Поступающий на переработку сплав сёерху непрерывно подают в дистилляционный цилиндр, где по мере перемещения вниз он нагревается до температуры интенсивного испарения. Пары легколетучего компонента удаляются через разъем трубчатого цилиндра и через воронку, заполненную коксом размещенную в области разъема. В воронке происходит разделение жидкой и паровой фазы, чем предупреждают механический унос жидкой фазы парами легколетучего компонента. Пары перемещаясь снизу вверх по заполненному насадкой пространству между станками цилиндра и колонны, охлажда ются за счет градиента температур в радиальном направлении и по BBtcoте колонны. Образующаяся жидкая фаза флегма промывает пары металлов и по мере обогащения труднолетучим компонентом возвращается в нижнюй часть дистиляяционного цилиндра с помбщью сборнойтарели,, где осуществляется перегрев и окончательная очистка ее от летучего компонента. Экономию электроэнергии достигают за счет избирательного нагрева только жидкой фазы в дистилляционном цилиндре за счет разделения потоков жидкости и пара и осуществления их противотока. Нагреваемая жидкость сверху вниз, а пары металла поступают снизу вверх так, чтобы они смывали стенки дистил ляционного цилиндра. За счет внутрипечной конденсации паров достигают утилизации те.пла аккумулированного парами металлов. За счет размещения высокотемператуной зоны по оси колонны, применения внутреннего электронагрева создаются условия для эффективной теплоизоляции и герме84 тизaциV1 колонны. Высокая степень очистки труднолетучего компонента достигается путем избирательного перегрева жидкой фазы в нижней части дистилляционного цилиндра. , Для повышения степени очистки используют также градиент температур от оси к периферии колонны и достигают многократной конденсации и испарения внутри колонны. Чистоту конденсата обеспечивают использованием электропроводной насадки для электрического нагрева и для ректификации получаемых паров легколетучего компонента. Повышение извлечения достигают возвратом флагмы, обогащенной труднолетучим компонентом в дистилляционный цилиндр на повторный нагрев и испарение, а также применением улавливающей воронки, предупреждающей механический унос жидкой фазы парами на выходе из дистилляционного цилиндра в области разъема. На чертеже приведен аппарат, общий вид, продольный разрез. Аппарат, содержащий корпус 1, дистилляционный цилиндр 2 выполненный из графита и заполненный гранулирюванной, например, углеродистой засыпкой 3, снабжен колонной , расположенной коаксиально с дистилляционным цилиндром 2, соединенным с разными фазами источника тока. Пространство между колонной i/r цилиндром заполнено электропроводной насадкой. Дистилляционный цилиндр снабжен воронкой 5 выполненной из огнеупорного, например, углеродистого материала, расположенной в разъеме 6 дистилляционного цилиндра. Ниже воронки расположена сборная тарель 7 имеющая сливные отверстия 8 в стенках цилиндра. В Верхней части колонны расположены тарели 9 и 10 для конденсации металла, причем верхняя снабжена внутренними бортами и имеет сливное отверстие 11. Аппарат также снабжен дозатором 12, внешним конденсатором 13 и сборником металла 1. Аппарат работает следующим образом. Струю жидкого металла из дозатора 12 непрерывно подают в дистилляционный цилиндр 2, нагреваемый при пропускании тока от стенки колонны к цилиндру. По мере -продвижения вниз металл нагревается до температуры интенсивного испарения легколетучего компонента с разделением потоков жидкой и паровой фазы в раз еме 6 с помощью воронки 5, заполнен ной гранулированной засыпкой из огнеупорного материала, например графита. Неиспарившаяся часть, состоящая в основном из труднолетучего компонента, в нижней части цилиндра подвергается перегреву выше температуры кипения легколетучего компонента для полного удаления последнего из сплава. Пары легколет лего компонента, отделенные от жид„кой. фазы, перемещаясь по слою на° садки снизу вверх, охлаждаются с i частичным выделением конденсата (флегмы), которым промывают встречные пары при стекании его вниз через слой насадки. Обогащенная труднолетучим компонентов флегма воз. вращается в нижнюю часть цилиндра на Перегрев с помощью сборной тарели 7 через сливные отверстия 8 для отделения остатков легколетучего компонента. Пары легколетучего компонента охлаждают и конденсируют ма тарели - дефлегматоре 9 и тарели конденсаторе 10, откуда через сливное отверстие 11 поступают в наружный конденсатор 13, где завершается о. их конденсация. Конечными продуктами rfpouecca являются ректификат с высокой степенью очистки от труднояетучего компонента в верхней части колонны и жидкая фаза с высокой сте пенью очистки от легколетучего компонента в нижней части цилиндра. В качестве исходного материала берут сплав цинк-свинец с содержанием 97 цинка и 3% свинца. В колон не П9ДДержи&ается восстановительная атмосфера. Температура сплава в дозаторе . Температура испарения цинка .°Температура перегрева свинца со следами.цинка 1200-1ЗОО С . 24 Фазовое напряжение 35 В. тока 250 А. Мощность 8,75 кВт. Общее количество переработанного сырого сплава 13 кг. Длительность опыта 1 ч. 10 мин. Расход электроэнергии 0,79 кВт/ч на 1 кг цинка. Получено: очищенного цинка 12,58 кг; очищенного свинца 0,388 кг. Потери: цинка 0,0025 кг (0,2%); свинца 0,002 кг (0,5%). Содержание: свинца в цинке 0,006% цинка в свинце 0,017%. Применение предложенного аппарата позволяет снизить расход электроэнергии и повысить чистоту получаемого металла. Формула изобретения Аппарат для непрерывного разделения металлов, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненный гранулированной засыпкой, токоподводы и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и повышения чистоты получаемых металлов, снабжен колонной, заполненной электропроводной насадкой и расположенной коаксиально между корпусом и дистилляционным цилиндром, колонна и дистилляционный цилиндр соединены токоподводами с разншми фазами источника тока, при этом дистилляционный цилиндр в нижней половине снаб жен воронкой, расположенной в его разъеме, и съорной тарелью со сливными отверстиями в дистилляционный цилиндр. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 463338,кл. С 22 В 25/08, 1971,