Аппарат для химической и гидрометаллургической обработки сырья

 

VАППАРАТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ И ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ , содержащий корпус, свободный эрлифт для перемешивания пульпы, трубопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы, подачи сжатого воздуха и пара и отвода газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода реагентрв и повышения безопасности аппарата, он снабжен камерой для контактирования реагентов с пульпой обрабатываемого сырья; вьтолненной с патрубками и установленной на концах трубопроводов для подачи реагентов. (Л 1 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 22 В 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю 3

Ю

«Р 4

СФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ

": (21) :3489411/22-02 (22} 18.07.82 (46) 23.03.86. Бюл. 9 11 (72) Э.К. Спирин, А.П. Филиппов, ВЛ. Тен, 10.В. Андреев, В.К. Филимонов и Е.М. Беломоин (53) 622.775(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 329233, кл. С 22 В 3/02, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 707985, кл. С 22 В 3/02, 1977.

:1„54)(57) АППАРАТ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ И

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫ„„SU„„1072473 A

РЬЯ, содержащий корпус, свободный зрлифт для перемешивания пульпы, тру-. бопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы, подачи сжатого воздуха и пара и отвода газообразных продуктов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и повышения безопасности аппарата, он снабжен камерой для контактирования реагентов с пульпой обрабатываемого сырья, выполненной с патрубками и установленной на концах трубопроводов для подачи реагентов.

72473

Аппарат состоит из корпуса 1, сво50 бодного эрлифта 2 для перемешивания пульпы, камеры 3 контактирования реагентов с пульпой обрабатываемого сырья, трубопроводов 4 и 5 подачи реагентов, например серной и азотной

55 кислот, в камеру контактирования, патрубков загрузки 6 и выгрузки 7 пульпы сырья, подачи сжатого воздуха 8, лара 9 и .отвода газообразных

1 10

Изобретение относится к устройствам для извлечения соединений металлов из руд и рудных концентратов мокрыми способами и может быть использовано в химической и гидрометаллургической промышленности.

Известен аппарат для химической и гидрометаллургической обработки сырья, например выщелачивания шлама, содержащий корпус, струйный эжектор, импеллер для перемешивания пульпы, патрубки загрузки и выгрузки сырья, патрубки подачи сжатого воздуха, пара и реагентов.

Недостатками известного аппарата являются повьппенный абразивный износ импеллера, эжектора, неэффективное использование сжатого воздуха для перемешивания пульпы, трудность производства ремонтных работ по замене эжектора и импеллера.

Наиболее близким к предлагаемому аппарату является аппарат для химической и гидрометаллургической обработки сырья, содержащий корпус, свободный эрлифт для перемешивания пульпы, трубопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы, подачи сжатого воздуха и пара.

В этом аппарате устраняются недостатки вьппеуказанного аппарата благодаря простоте конструкции перемешивающего устройства, однако он также ненадежен в эксплуатации и не обеспечивает безопасных условий проведения в нем физико-химических процессов обработки сырья, например процессов, связанных с реакциями окисления — восстановления с участием азотной и серной кислот, вследствие бурного развития химической реакции и выброса реакционной массы из аппарата при достижении в нем требуемых технологических параметров по концентрации реагентов и температуре. Выбросы реакционной массы из аппарата приводят к снижению коэффициента использования оборудования, а .также к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда работающих.

Кроме того, проведение процесса обработки сырья в указанных аппаратах требует повышенного расхода реагентов из-за необходимости создания и поддерживания требуемых концентраций реагентов во всем рабочем объеме аппарата.

t0

2

Это обусловлено тем, что реакции, протекающие по цепному механизму, и, следовательно, связанные с разложением исходных реагентов, находятся в большой зависимости от их начальных концентраций и температуры и в большинстве случаев требуют,жестких" условий проведения процесса, т.е. высоких концентраций реагентов.и температуры.

Для того чтобы "зажечь" и поддерживать такую реакцию в указанных аппаратах, в которых реагенты (растворитель и окислитель) подают .в общий реакционный объем, необходимо создать и поддерживать "жесткие условия проведения процесса во всем рабочем объеме аппарата.

При этом реакция протекает с ин дукционным периодом (как, например, при использовании серной и азотной кислот для вьпцелачивания пульпы), вслед за которым имеет место бурное развитие процесса, часто приводящее к выбросу реакционной массы из аппарата из-за обильного выделения газообразных продуктов реакции и, как следствие, к нарушению технологического процесса обработки сырья.

Целью изобретения является снижение расхода реагентов и повышение безопасности аппарата.

Указанная цель достигается тем, что аппарат для химической и гидрометаллургической обработки сырья, соГ держащий корпус, свободный эрлифт для перемешивания пульпы, трубопроводы для подачи реагентов, патрубки для загрузки и выгрузки пульпы, подачи сжатого воздуха и пара и отвода газообразных продуктов, снабжен камерой для контактирования реагентов с пульпой обрабатываемого сырья, выполненной с патрубками и установленной на концах трубопроводов для подачи реагентов °

На чертеже схематично изображен предлагаемый аппарат.

072473 4 ционален количеству отводимых из камеры контактирования газов. В резуль.тате этого камера контактирования работает по принципу транспортного газлифтного устройства.

В результате бурного протекания реакции окисления — восстановления

s камере контактирования распространение газообразных продуктов разложения азотной кислоты из нее в общий объем апцарата происходит в режиме саморегулирования: чем быстрее подаются реагенты в камеру 3, тем энергичнее протекает реакция, тем интенсивнее поток газов и активного окислителя в общий объем аппарата и тем интенсивнее поток пульпЫ из реакционного объема аппарата в камеру контактирования. B результате поступ 0 ления пульпы в камеру контактирования пропорционально количеству образующихся в ней газообразных продуктов, устраняются экстремальные условия протекания процесса, приводящие к выбросу реакционной массы из аппарата.

Глубина и полнота протекания реакции окисления в камере контактирования предлагаемого, аппарата позволяют поддерживать требуемый окислительно-восстановительный потенциал процесса разложения при более низкой остаточной кислотности в общем реакционном объеме.

Предлагаемая конструкция аппарата

35 по сравнению с известными улучшает

его технологические возможности по извлечению ценных компонентов на

l,5-2, повьппает его надежность и безопасность в эксплуатации вследст40 вне проведения процесса обработки сырья реагентами в "жестких" условиях в камере контактирования, а не в общем реакционном объеме аппарата.

ВНИИПИ Заказ 1338/3

Тираж 567 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 1 продуктов 10 из аппарата. Камера 3 выполнена с патрубками 11 и 12.

Аппарат работает следующим образом.

Сырье в виде пульпы загружают через патрубок 6 в аппарат и подогревают до температуры 60-80 С острым паром. Для перемешивания пульпы в аппарате в свободный эрлифт 2 подают сжатый воздух, который диспергируется в нижней части эрлифта. В камеру 3 контактирования по трубопроводам 4 и 5 подают растворитель и окис,литель, например концентрированные серную и азотную кислоты, в количествах, соответствующих технологическим нормам их расхода.

Вследствие того, что объем контактирования в несколько сотен раз (300-500 раз) меньше общего реакциднного объема аппарата, в ней достигаются высокие концентрации реагирующих веществ в пульпе, а также высокая температура за счет тепла экзотермической реакции. В результате достижения в камере контактирования

1) ft жестких условий процесса происходит интенсивное взаимодействие реагентов с обрабатываемым сырьем, приводящее к образованию азотистой кислоты, окислов азота и других газообразных продуктов реакции .

Образующаяся в камере контактирования пульпогазовая смесь транспортируется за счет разницы удельных весов в общий реакционный объем аппарата через верхний патрубок 12 камеры 3. Так как камера 3 контактирования расположена под слоем пульпы, газообразные продукты реакции, в том числе и окислы азота, выполняющие роль непосредственных окислителей, поглощаются пульпой.обрабатываемого сырья и.распределяются по всему редкцйонному объему аппарата за счет перемешивания пульпы свободным эрлифтом 2. Одновременно с удалением газообразных продуктов реакции из камеры контактирования в нее через ниж,ний патрубок !1 поступает пульпа из общего объема аппарата, поток которой в камеру контактирования пропор4S

Кроме того, поглощение газообразных продуктов реакции пульпой непосредственно в реакционном объеме аппарата, а также полнота и глубина

50 протекания реакций окисления-восстановления позволяют снизить расход реагентов.