Способ отмывки зернистых и дисперсных материалов от растворимых примесей и аппарат для его осуществления

 

1. Способ отмывки зернистых и дисперсных материалов от растворимых примесей, включающий подачу исходного материала в виде суспензии, диспергирование примесей в промывной жидкости, прямоточную промывку в центробежном поле посредством обтекания материала промывной жидкостью, отделение промытого материала от промывной жидкости, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса отмывки и сокращения длительности процесса за счет увеличения массобмена, в процесс дополнительно вводят промывную жидкость, с S а исходный материал подают под давлением 0,5-20,0 атм. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) SU (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOiVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

e ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3417656/22-03 (22) 31 .03 .82 (46) 07.10.83 . Бюл. М 37 (72) С.Л. Громов, B,À. Иванов, А.П. Фокин, В.Д. Мельников и В.В. Федотов (53) 622 .775(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 854415, кл, В 01 D 12/00, 1979.

2. Патент ClllA 11 3831746, кл. В 03 В 3/00, опублик. 1975 (прототип) ° (54) СПОСОБ ОТМЫВКИ ЗЕРНИСТЫХ И ДИС ПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ РАСТВОРИМЫХ

ПРИМЕСЕЙ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ зао В 0 В 00 В 01 0 12/00 (57) 1. Способ отмывки зернистых и дисперсных материалов от растворимых примесей, включающий подачу исходного материала в виде суспензии, диспергирование примесей в промывной жидкости, прямоточную промывку в центробежном поле посредством обтекания материала промывной жидкостью, отделение промытого материала от промывной жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса отмывки и сокращения длительности процесса за счет увеличения массобмена, в процесс дополнительно вводят промывную жидкость, с а исходный материал подают под давлением 0,5-20,0 атм.

1045932

2. Способ по и, 1, о т л и ч а e" ввода промывной жидкости, установленшийся тем, что содержание твер- ными на верхней и нижней крышках, дого в суспензии составляет 10-90 и турбулизирующими приспособлениями . по весу.

4. Аппарат по и. 3, о т л и ч а юАппарат для отмывки зернистых шийся тем, что штуцеры установи дисперсных материалов от Раство- лены по направлению движения потока римых примесей, включающий спирале- под углом 10-15 к горизонтали на бразныи корпус прямоугольного сече- витках спиРалеобРазного коРпУса,. крония с верхней и нижней крышками, за- ме центрального и пеРифеРийного. грузочное приспособление, соединен- 5. Аппарат по п. 3, о т л и ч а юное с периферийным витком корпуса, шийся тем, что турбулизируюгидроциклон, соединенный с централь- щие приспособления выполнены в виде ным витком корпуса, о т л и оч а ю- ромбических призм с возможностью их шийся тем, что, с целью интенси- поворота. фикации процесса отмывки и сокраще- б.. Аппарат по и. 3, о т л и ч а юния длительности процесса за счет шийся тем, что турбулизирующие увеличения массообмена, аппарат снаб- приспособления выполнены в виде высжен штуцерами для дополнительного тупов на стенке корпуса

Изобретение относится к химической, пищевой, фармацевтической и др. отраслям промышленности, где необходима отмывка растворимых примесей от зернистых и дисперсных материалов, преимущественно при обогащении полезных ископаемых .

Известен способ отмывки зернистых и дисперсных материалов от растворимых примесей с использованием разбавления, перемешивания и отделения загрязненной промывной жидкости от промытого материала (! ).

Недостатками известного способа являются большие расходы промывной жидкости, длительность операции отмывки, сложность схемы.

Известно устройство для осуществления этого способа, включающее конусный элемент, обращенный меньшим основанием вниз и снабженный патрубкачи ввода суспензии, промывной жидкости и продуктов разделения, спиральной вставкой s верхней части конусного элемента 2 1.

Однако. известное устройство характеризуется потерями мелких дисперсных частиц, преимущественно менее

400 мкм, с промывной жидкостью, вследствие чего имеют место потери полезных компонентов, а также значительным временем промывки, 2

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ отмывки зернистых и дисперсных материалов

5 от растворимых примесей, включающий подачу исходного материала в виде суспензии, диспергирование примесей в промывной жидкости, прямоточную промывку в центробежном поле посредством обтекания материала промывной жидкостью, отделение промытого материала от промывной жидкости, при этом ,промывка осуществляется в мощном центробежном попе P2).

Недостатками известного способа являются длительность процесса отмывки вследствие ее многоступенчатости и ухудшение процесса отмывки за счет выравнивания концентрации примесей

20 во всем объеме аппарата.

Известен аппарат для осуществления этого способа, включающий спиралеобразный корпус прямоугольного сечения с верхней и нижней крышками, 25 загрузочное приспособление, соединенное с периферийным витком корпуса, гидроциклон, соединенный с центральным витком корпуса (2) .

Однако в таком аппараre происхоЗ0 дит выравнивание концентраций приме сей во всем объеме аппарата и выпадение отмываемых частиц и прохожде10459

3 ние ими рабочей зоны в плоскости, . расположенной под углом к горизонтали, что ухудшает. процесс отмывки °

Цель изобретения - интенсификация процесса отмывки и сокращение длительности процесса эа счет увеличения массообмена .

Указанная цель достигается тем, что согласно способу отмывки зернистых и дисперсных материалов от раст- 1О воримых примесей, включающему подачу исходного материала в виде суспензии, диспергирование примесей в промывной жидкости, прямоточную промывку в центробежном поле посредством обтекания материала промывки жидкостью, отделение промытого материала от промывной жидкости, в процесс дополнительно вводят промывную жидкость, а исходный материал подают 20 под давлением 0,5-20 атм.

Содержание твердого в суспензии составляет 1О-904 по весу.

Для реализации предлагаемого способа аппарат для отмывки зернистых 25 и дисперсных материалов от растворимых примесей, включающий спиралеобразный корпус прямоугольного сечения с верхней и нижней крышками, загрузочное приспособление, соединенное 30 с периферийным витком корпуса, гидроциклон, соединенный с центральным витком корпуса, снабжен штуцерами для дополнительного ввода промывной жидкости, установленными на верх35 ней и нижней крышках, и турбулизирующими приспособлениями .

Штуцеры установлены по направлению движения потока под углом 10-15О к горизонтали на витках спиралеобраз40 ного корпуса, кроме центрального и периферийного.

Турбулизирующие приспособления выполнены в виде ромбических призм с возможностью их поворота или в ви45 де выступов на стенке корпуса.

На фиг. 1 изображена схема аппарата; на фиг. 2 — вид Я на фиг. 1; на фиг. 3 - расположение штуцеров; на фиг. 4 - аппарат с турбулизирующими приспособлениями, разрез; на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. б - сечение В-В на фиг. 1.

Аппарат состоит. иэ спиралеобразного корпуса 1 прямоугольного сечения, верхней 2 и нижней 3 крышек, гидроциклона 4, соединенного с центральным витком корпуса 1, загрузочного приспособления 5, соединен32 4 ного с периферийным витком корпуса 1. Под углом 10-15 к горизонтали Ъ на верхней 2 или нижней 3 крышках установлены штуцеры б для дополнительного ввода промывной жидкости.

В спиралеобразном корпусе 1 установлены турбулизирующие приспособления в виде ромбических призм 7 с возможностью их поворота или выступов 8 на внутренней стенке.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный зернистый или дисперсный материал вместе с промывной жидкостью в виде суспензии вводится под давлением 0,5-20 атм в загрузочное приспособление 5. Содержание твердого в суспензии может изменяться от 10 до 901 по весу. Через штуцеры б, которые могут устанавливаться на любых витках корпуса 1, кроме центрального и периферийного, как на верхней

2, так и на нижней 3 крышках, дополнительно вводится промывная жидкость.

Ввод промывной жидкости через штуце. ры б, расположенные на нижней крыш" ке 3, целесообразно осуществлять в случае подачи суспенэий, содержащих крупные частицы материала высокого удельного веса.

При движении суспенэии по спиралеобразному корпусу 1 происходит растворение примесей на частицах материала и переход их в промывную жид" кость. Благодаря дополнительному вводу промывной жидкости через штуцеры б интенсифицируется процесс отмывки вследствие увеличения массообмена при прямоточном контакте загряз" ненного материала с промывной жидкостью. Под действием увеличения угловой скорости потока до 10 раз при движении суспензии от периферии корпуса 1 к его центру происходит ее разделение на промытую твердую фазу и загрязненную растворимыми примесями промывную жидкость. Окончательное разделение суспенэии осуществляется в гидроциклоне 4, из которого продук ты разделения удаляются раздельно.

П р и и е р 1. Суспензия с углекислым кадмием CdC03 при содержании твердого 10i по весу вводится под давлением 3 атм в поток промывной жидкости (дистиллированной воды).

При содержании примесей в исходном материале 0,53 в промытом остается

3з

1,10 i. Время промывки в рабочей зоне 2,5 с.

3 1045932 б

Пример 2. Суспензия с серно- по весу подается под давлением кислым Оловом п О с содержанием 1>5 атм в поток промывной жидкости твердого 123 по весу подается под (дистиллированной воды) . При содержадавлением 18 атм в поток промывной нии в исходном материале примесей жидкости (иэобутиловый спирт). При 5 0,02 г-экв/кг в промытом продукте содержании примесей в исходном мате- остается 1,10 г-зкв/кг. Время от-Ф риале 1Ô в промытом остается 0,013, мывки в рабочей зоне 7,8 с.

Время промывки в рабочей зоне 2 с.

Пример 3. Паcòà фталата ме- B таблице приведены дополнительди- свинца с содержанием твердого 853 ные данные отмыв и р р

10 к по и име ам 1-3.

I 1

Возрастание угловой скорости потока, раэ

2,5 8

Удельный расход промывной жидкости, л/кг.7 0 2,0

2 5

Производительность по отмытому продукту, кг/мин

Гидродинамическое сопротивление, атм

0,45

0,4 0,2

Вид A

Фиг. Г

Фиг. У

Проведение процесса промывки по предлагаемому способу значительно интенсифицирует массообменные процессы и сокращает время пребывания отмываемого материала в рабочей зоне процесса промывки до 1,5-12 с, по сравнению с 1-2 мин в прототипе.

Предлагаемый способ позволяет проводить глубокую промывку в условиях одной ступени (в одном аппарате), сводит к минимуму потребности во вспомогательном оборудовании по сравнению с прототипом, существенно уменьшает поверхность контакта с конструкционными материалами промывной жидкости и целевого продукта, что особенно важно при производстве особо чистых химических веществ, снижает габариты установки в 2 раза и ее энергоемкость примерно в 3 раза.

104593

Фиг.4

Фиг. Ф

Составитель Л. Антонова

Ре акто Т. Митейко Техре И.Гайду Кор екто А. Зимокосов

Заказ 7 03/6 Тираж 5 0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. . 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,