Устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕШШ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержащее последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных, средних и мелких фракций твердого реагента, аэролифтную .трубу, установленную в царге для крупных фракций твердого реагента, распределители восходящего потока реагентов, установленные с зазором в нижних зонах царг для средних и мелких фракций твердого реагента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет стабилизации гидравлического сопротивления , распределители восходящего потока реагентов вьтолнены в виде распшряюпщхся сверху вниз полых конусов с (О отверстиями для прохода реагентов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

-(51) 4 С 22 В 3 02!

Е:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 2982389/22-02 (22) 08.09.80 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красно

ro Знамени институт стали и сплавов (72) 3.Г. Салихов, В.И. Мальцев и С.С. Гроздев (53) 669 ° 053 ° 4:66 ° 096 ° 5(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 4418?5, кл. С 22 В 3/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2882304, кл. С 22 В 3/029

1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В

КИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержащее последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных, средних и мелких фракций твердого реагента, аэролифтную трубу, установленную в царге для крупных фракций твердого реагента, распределители восходящего потока реагентов, установленные с зазором в нижних зонах царг для средних и мелких фракций твердого реагента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет стабилизации гидравлического сопротивления распределители восходящего пото-

Я

Ф ка реагентов выполнены в виде расши- щ ряющихся сверху вниз полых конусов с отьерстиями для прохода реагентов.!

067832

Изобретение относится к устройствам для проведения гидрометаллургических, процессов в цветной металлургии в псевдоожиженной системе "твердое вещество — газ — жидкость, например процессов выщелачивания цинковых огарков или окисления закисного железа в восходящем потоке растворов сернокислого цинка.

Известно устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое, содержащее последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных, средних и мелких фракций твердого реагента °

Однако в таком устройстве для преодоления гидравлического сопротивления кипящего слоя необходимо растворы, участвующие в процессе, подавать под напором, значительно превышающим сопротивление кипящего слоя. Это усложняет процесс обслуживания и снижает надежность работы из-за увеличения гидротрассы и количества коррозионностойкого оборудования, работающего под давлением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое, содержащее последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных, средних и мелких фракций твердого реагента, аэролифтную трубу, установленную в царге для крупных фракций твердого реагента, распределители восходящего потока реагентов, установленные с зазором в нижних зонах царг для средних и.мелких фракций твердого реагента.

Основной недостаток устройства изменение гидравлического сопротивления во времени, что снижает надежность его функционирования . Причине@ изменения гидравлического сопротивления аппарата является накопление нераСтворенных частиц на поверхностях распределителей восходящего потока реагентов> установленных с круговыми зазорами в нижних зонах .царг для средних и мелких фракций твердого регаента.

Цель изобретения — повьппение на;дежности работы устройства за счет стабилизации гидравлического сопротивления.

Цель достигается тем, что в устройстве для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое, содержащем последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных,, средних и мелких фракций твердого реагента, аэролифтную трубу, установленную в царге для крупных фракций твердого !

О реагента, распределители восходящего потока реагентов, указанные распределители восходящего потока реагентов выполнены в виде расширяющихся сверху вниз полых конусов с отверстиями для прохода реагентов.

На чертеже показано описываемое устройство.

Устройство для проведения гидроме-! таллургических процессов в кипящем слое содержит царгу 1 для псевдоожижения крупных фракций, царгу 2 для псевдоожижения средних фракций, царгу 3 для псевдоожижения мелких фракций твердого реагента, аэролифтную трубу 4 и конусообразные распределители 5 восходящего потока реагентов с отверстиями, установленные с круговым зазором 6 в нижних зонах царг 2 и

З.Креме тога, устройство имеет патрубки подачи сжатого воздуха в аэролифтную трубу, подачи и вывода реагентов.

Ltàðãè 1, 2 и 3 соединены последовательно и выполнены расширяющимися снизу вверх. Аэролифтная труба 4 установлена внутри царги 1, а конусообра.зные распределители 5 установлены с круговыми зазорами 6 в нижних зонах царг 2 и 3. Распределители 5 восходящего потока реагентов выполнены в виде конуса с отверстиями для свободного прохода восходящих струй реагентов (воздух, жидкая и твердая фазы и т.д.). Кромки распределителей 5 имеют точечные соприкосновения (например через стержни) со стенками соответствующих царг, но не имеют жесткой связи с последнигаю, что позволяет им изменять положение по вертикальной оси аппарата кипящего слоя или царг.

Устройство работает следующим образом.

Раствор сернокислого цинка и пиролюзит (твердый реагент), измельченный до крупности 1-10 мм, через патрубок поступает в царгу 1 и образует восходящий поток смеси во всех трех последовательно соединенных царгах 1, 1067832

2 и 3. Так как сечение царг неравномерно по высоте, то в царге 3 взвешиваются мелкие фракции, в царге 2 средние, а в царге 1 под воздействием аэролифтной трубы 4 циркулируют и взвешиваются крупные фракции твердого реагента. Поток смеси твердого реагента (пиролюзита), жидкого реагента и сжатого воздуха., выбрасываемый из верхней части аэролифтной тру- 10 бы 4, ударяется об распределитель

5, теряет часть своей кинетической энергии и перераспределяется по сечению царги 2. Растворы и воздух после потери части кинетической энергии t5 продолжают двигаться вверх через отверстия конусообразных распределителей, обеспечивая удержание во взвешенном состоянии средних фракций в царгах 2 и 3, а случайно выброшенные 20 крупные фракции через зазор 6 падают вниз и попадают в царгу 1. При растворении твердого реагента (пиролюзита) частицы переходят в верхние царги 2 и 3. Изменяя расстояние между . 25 верхним концом аэролифтной трубы 4 и распределителем 5 в нижней зоне царги 2, обеспечивают необходимое снижение кинетической энергии сжатого воздуха, выходящего из аэролифтной3б трубы 4. Для более равномерного распределения .восходящего потока реагентов по всему сечению царги 3 необходимо распределители 5 внутри царг установить таким образом, чтобы отверстия в них были смещены одно относительно другого. Это дополнительно нарушает прямолинейность движения воздушных пузырьков в восходящем потоке реагентов, а следователь- 40 но, разбивает их на более мелкие составляющие и тем самым обеспечивает постоянство псевдоожиженного состояния мелких фракций твердого реагента в царге 3. Укрупненные твердые реагенты, например, в результате случайных явлений окомкования, а также осевшие у стенок царг частицы через зазоры 6 вдоль стенок царг 3 и 2 попадают в царгу 1. Так как в данном стройстве реагенты вводятся в нижнюю зону аэролифтной трубы 4, то в результате создания в ней всасывающего эффекта реагенты в царгу 1 пос-, тупают самотеком. Кроме того, наличие

55 распределителей 5 при случайных исчезновениях (отключениях) сжатого воздуха исключает мгновенное оседанйе твердых частиц в царгах, т.е. возможность нарушения работоспособности устройства. Сжатый воздух, подаваемый через патрубок в аэралифтную трубу 4, имеет такое же давление (стандартное), как и давление сжатого воздуха в известных устройствах.

Парообразования или явления брызгоуноса и охлаждения растворов в данном устройстве не происходит. Это объясняется тем, что и брызги, и тепло, отбираемые воздухом из раствора, возвращаются раствору за время прохождения воздушных пузырьков через слой в последовательных царгах 1 и

2. В процессе д,пительной эксплуатации устройства на поверхности конусообразных распределителей оседают частицы твердого реагента, которые перемещаются к основанию конуса под воздействием силы тяжести, динамического напора потока реагентов через отверстия. Накопление нерастворенных частиц у кромок распределителей

5 приведет к сужению зазоров 6, т.е. к изменению гидравлического сопротивления по периферии царг 2 и 3, что приведет к возрастанию воздушно-жидкостного напора на распределители 5 и вызовет перемещение (всплывание) последних вверх. Однако это вызывает увеличение зазора 6 между кромками распределителей 5 и царг 2 и 3, т.е. снижение периферийного гидравлического сопротивления и напора на распределители 5. Твердые частицы через увеличенные зазоры 6 проскакивают вниз, а распределители 5 возвращаются в первоначальное положение.

Чувствительность положения распределителей возрастает, если в верхней зоне конус не имеет отверстий. Указанное движение может повторяться до тех пор, пока не установится первоначальное гидравлическое сопротивление устройства.

Таким образом, в данном устройстве происходит самостабилизация его гидравлического сопротивления и исключена воэможность оседания нерастворенных частиц на поверхности распределителей, что повышает надежность работы устройства. Кроме того, автоколебания конусообразных распределителей способствуют более равномерному окислению растворов пиролюзитом.

1067832

Техред И.Попович

Редактор П. Горькова

Заказ 4034/2

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 567

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор Л. Пилипенко

Подписное