Колонна-классификатор

 

1. КОЛОННА-КЛАССИФИКАТОР непрерывного действия с противотоком , содержащая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, отличающаяся тем, что, с целью повьвпения эффективности классификации и увеличения производительности при одновременной промывке осадка путем создания постоянных мелофазных ускорений потоков по высоте колонны, колонна снабжена установленным в верхней отстойной камере отбойным козырьком в иде перевернутого усеченного конуса, а площадь проходных сечений контактных элементов, установленных первыми по ходу движения осадка,в 1,8--2,7 раза больше площадей проходного сечения последующих контактных элементов . 2. Колонна-классификатор по п. 1, отличающаяся тем, чтр контактные элементы с больщей площадью проходного сечения расположены на участке 0,15-0,25 высоты рабочей зоны. .3. Колонна-классификатор по п. 1, отличающаяся тем, что в отбойном козырьке выпапнены клиновидные прорези.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦ1аЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД)(РСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛММ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3554260/22-03 (22) 18.02.83 (46) 07.08.84. Бюп. В 29 (72) А.А. Буланов, И.А. Якубович, В.А. Толкачев и В.И. Козубенко (53) 66.023.23(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Hp 649464, кл. В 03 В 5/62, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

H 285898, кл. В 01 Р 15/02, 1967 (прототип). (54)(57) 1. КОЛОННА-КЛАССИФИКАТОР непрерывного действия с противотоком, содержащая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, отличающая с я тем, что, с целью повьипения эффективности классификации и увеличения производительности при одновременной промывке осадка путем создания пос(19) (И)

gag В 03 В 5/62; В 01 D 15/02 тоянных меж@азных ускорений потоков по высоте колонны, колонна снабжена установленным в верхней отстойной камере отбойным козырьком s виде перевернутого усеченного конуса, а площадь проходных сечений контактных элементов, установленных первыми по ходу движения осадка,в 1,8-2,7 раза больше площадей дроходного сечения последующих контактных элементов.

2. Колонна-классификатор по п. 1, отличающаяся тем, что контактные элементы с большей площадью проходного сечения расположены на участке 0,15-0,25 высоты рабо- g чей зоны. . 3. Колонна-классификатор по п. 1, отличающаяся тем, что в отбойном козырьке выполнены клиновидные прорези.

Ф% с:

1106536

1О

Изобретение относится к устройствам противоточного типа для гидравлической классификации, промывки осадков и может быть применено в гидрометаллургии, химической и других отраслях промышленности.

Известен классификатор для разделения сыпучих материалов по крупности в псевдоожиженном состоянии, включающий корпус, разделенный на секции горизонтальными решетками с перфорированными тарелками и конусными перегородками и конусные решетки f1) .

Недостатком данного устройства 15 является низкая производительность процесса гидравлической классификации и невозможность одновременной промывки осадков.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сорбционная пульсационная колонна непрерывного действия с противотоком, включающая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, при этом нижняя отстойная камера снабжена соплом, а верхняя — горизонтальными перегородками разделена на три полости (2) .

Недостатком известного устройства является низкая эффективность классификации за счет осаждения твердой фазы на наклонных стенках верхней отстойной камеры и потерь ее в сли- З5 ве при пульсационных воздействиях на столб пульпы в колонне.

Цель изобретения — повышение эффективности классификации и увеличение производительности при одно в 4О . временной промывке осадка путем создания постоянных межфазных ускорений потоков по высоте колонны.

Указанная цель достигается тем, что колонна-классификатор непрерыв- 4

-ного действия с противотоком, содержащая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, снабжена установленным в верхней отстойной камере отбойным козырьком в виде перевернутого усеченного конуса, а площади проходных сечений контактных элементов, установленных первыми по ходу движения осадка, в 55

1,8-2,7 раза больше площадей проходного сечения последующих контактных элементов.

Контактные элементы с большей площадью проходного сечения расположены на участке 0,15-0,25 высоты рабочей зоны.

В отбойном козырьке выполнены клиновидные прорези.

На фиг. 1 изображена колонна-классификатор, общий вид, на фиг. 2 вид А на фиг. 1.

Колонна-классификатор содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 отстойные камеры, пульсационную камеру 3, рабочую зону 4, верхняя часть которой снабжена контактными элементами 5 с площадью проходного сечения большей, чем площадь 6 в средней и нижней частях, и отбойный козырек 7 с клиновидными прорезями 8.

Колонна-классификатор работает следующим образом.

Исходная пульпа, содержащая растворимый ценный компонент, например молибден, поступает в верхнюю отстойную камеру 1, в нижнюю часть рабочей зоны 4 подается промывная жидкость, например вода, являющаяся одновременно и классифицирующим агентом. В верхней отстойной камере 1 и верхней части рабочей зоны

4 происходит разделение твердой фазы исходной пульпы на песковую и шламовую фракции восходящим потоком жидкости.

Пески, многократно контактируя с промывной жидкостью, выгружаются из нижней отстойной камеры 2, а шламы вместе с ценным компонентом выводятся через переливной карман верхо ней отстойной камеры 1. Столбу пульпы в колонне через пульсационную камеру 3 сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения.

1 набжение верхней части рабочей зоны 4 контактными элементами 5 с площадью проходного сечения в 1,82,7 раза большей, чем в средней и нижней частях, препятствует накоплению осадков в верхней отстойной камере 1 при превышении максимально возможной производительности колонного аппарата, так как механическое разделение (гидравлическая классификация) твердой фазы исходной пульпы происходит главным образом в ней, а в верхней части рабочей зоны 4 — вытеснение шламов, увлеченных туда лесковой фракцией.

1106536

Если контактные элементы 5 с большей площадью проходного сечения установлены на протяжении менее 0,15 общей высоты рабочей зоны, то ожидаемого эффекта не достигается. При снабжении верхней части рабочей зоны 4 контактными элементами 5 на протяжении более 0,25 высоты рабочей зоны произвОдительность колонны не увеличивается, но повышается содержание ценного компонента во влаге песков, выгружаемых из нижней отстойной камеры 2.

Большое значение для ликвидации застойных (мертвых") зон в верхней отстойной камере 2 имеет то, что она снабжена отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса с клиновидными прорезями 8 (фиг. 2).

Без снабжения верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 происходит эффективное пульсационное перемешивание только столба пульпы, находящегося над рабочей зоной 4.

На наклонной поверхности возможно образование застойных зон и отложение осадков, что приводит к уменьшению рабочего объема верхней камеры 1 и, следовательно, эффективности классификации. Снабжение верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса и установленного там, способствует перераспределению пульпы и ликвидации застойных зон.

Для того, чтобы осадок не накапливался на отбойном козырьке 7 и не препятствовал осаждению песков, он снабжен клиновидными прорезями 8 с направлением клина от перифении к центру. Выбор формы прорезей обусловлен тем, что столб пульпы при пульсации ударяется о центральную часть отбойного козырька, которая должна иметь большее гидравлическое сопротивление, а твердые частицы опускаются через периферийную часть, обладающую меньшим гидравлическим сопротивлением.

Таким образом, снабжение верхней части рабочей эоны колонны контактными элементами, с площадью проходного сечения в 1,8-2,7 раза большей, чем в средней и нижней частях, а верхней отстойной камеры — отбойным козырьком в виде обратного усеченного конуса с клиновидными прорезями, 25

50 способствует повышению эффективности классификации и увеличению производительности колонного аппарата при одновременной промывке осадков. .Пример 1. В колонном аппарате ф 200 мм и высотой 5,7 м (высота рабочей зоны — 4,2 м), выполненном в соответствии с предлагаемым устройством в первой серии опытов, во второй серии — без U-образной трубы, отдельной пульсационной камеры, насоса и сетчатых элементов — производится классификация выщелоченной пульпы и отмывка молибдена от песков. Столбу пульпы в колонне сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения с помощью золотниково-распределительного механизма. Частота колебания 32 мин 1, амплитуда в рабочей зоне — 1315 мин.

Методика экспериментов состоит в ° следующем. Исходная пульпа, содержащая молибден, с определенным расходом подается в верхнюю отстойную камеру колонны-классификатора, где в основном происходит классификация ее твердой фазы на песковую (частицы класса более О,1 мм) и шламовую (частицы размером менее

О, 1 мм) фракции восходящим потоком воды, которая вводится в нижнюю часть колонны. Расход воды составляет 3,2-3,6 л/мин. Пески, многократно контактируя с промывной водой в рабочей зоне аппарата, сгущаются в нижней его части и разгружаются. Шламы и раствор, содержащий. молибден, выводятся в верхний слив колонны. Таким образом, в колоннеклассификаторе за одну стадию происходит два процесса: механический (гидравлическая классификация) и диффузионный (отмывка молибдена от песков).

Исходная пульпа имеет следующую характеристику: содержание молибдена,в жидкой фазе — 0,4-0,45 г/л, плотность 1470-1490 кг/мз, содержание твердых частиц класса +0,1 мм

32,357, содержание твердых частиц класса (-0,1) — (+0,04 мм) — 22-24Х, содержание твердых частиц класса—

0,04 мм — 41-45 .

Площадь исходного сечения контактных элементов, установленных в верхней части рабочей зоны в первой серии опытов — 601 (массообменная

1106536 контактная тарелка, содержащая коль- цо с жестко прикрепленных к нему под углом к горизонту ряду параллельных пласТин), в средней и нижней частях—

ЗОХ. Площадь проходного сечения контактных элементов, которые установ" лены по всей высоте рабочей зонь1 во второй серии опытов — ЗОХ.

Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 1. 30

Из результатов экспериментов видно, что при одинаковой эффективности классификации производительность предлагаемой колонны на 10-15Х больше, чем производительность известного аппарата. При одинаковой производительности вынос песков .в верхний слив снижается в 1,7-2,0 раза, что имеет важное значение для последующего сорбционного процесса. 20

В первой серии опытов колонный аппарат снабжают контактными элементами на протяжении от 0,2 до 1,8 м (0,048-0,428 высоты рабочей эоны, считая от начала рабочей зоны). Ре- 2s зультаты представлены в табл. 2 (расход пульпы - 5,5 л/мин, расход воды — 3,6 л/мин).

Согласно табл. 2, оптимальным условием для проведения процесса классификации с одновременной отмывкой молибдена от песков является снабжение верхней части рабочей зоны колонны контактными элементами с площадью проходного сечения болЬ" шей, чем в средней и нижней частях на протяжении 0,15-0,25 высоты рабочей зоны. При снабжении колонного аппарата контактными тарелками с большей площадью проходного сечения на протяжении менее 0,15 высоты рабочей зоны не наблюдается снижения содержания песков класса

+О, 1 мм в сливе, при снабжении— на протяжении более 0,25 высоты ра" 4 бочей зоны. Достигнутое минимальное содержание песков в сливе остается практически постоянным, но увеличивается содержание молибдена во влаге песков нижнего продукта что.при50 водит к уменьшению эффективности отмывки

Пример 3. Производительность гидрометаллургического цеха, перерабатывающего молибденсодержащие руды — 2000 т/сут. Для обеспечения полной производительности цеха и получения верхнего слива с минимальным содержанием песков класса

Пример 2. В колонном аппарате ф 200 мм и высотой рабочей зоны 4,2 м производится классификация вьпцелоченной пульпы и отмывка молибдена от песков. условия проведе" ния опыта и характеристика исходной пульпы такие же, как в примере 1.

На протяжении 0,8 м верхней части рабочей эоны устанавливают контактные элементы с площадью проходного сечения от 40 до 85Х. В средней и нижней частях рабочей зоны находятся контактные элементы с площадью проходного сечения ЗОХ.

Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 3 (расход пульпы 5,3-5,5 л/мин, расход воды — 3,6 л/мин).

Из йриведенных результатов видно, что оптимальное отношение площади проходного сечения контактных элементов, установленных в верхней части рабочей зоны, к площади проходного сечения контактных элементов, установленных в средней и нижней частях рабочей зоны колонного аппарата, составляет 1,8-2,7. При снабжении верхней части рабочей зоны контактными элементами с площадью проходного сечения менее 55Х содержание песков класса +0,1 мм в верх" нем сливе в 1,5-2,3 раза выше достигаемого минимального, при снабжении контактными элементами с площадью проходного сечения более 80Х значительно повышается содержание молибдена в песках нижнего продукта (при постоянном минимальном содержании песков +О, 1 мм в верхнем сли" ве аппарата).

Предлагаемая колонна-классификатор может служить для интенсификации процессов классификации рудных и вьпцелоченных пульп с одновременной отмывкой ценного компонента от песков. Использование предложенных колонных аппаратов при осуществлении процесса классификации выщелоченной пульпы и отмывки ценного компонента от песков создает экономический эффект за счет повышения производительности в 1,1-1 16 раза, а также за счет снижения содержания песков в сливе колонны-классификатора, направляемом на сорбцию, снижения потерь ионообменных смол путем уменьшения истирания их песками.

7 1 106536

+0,1 мм (менее 57) необходимо 8 аппаратов диаметром 1,3 м и производительностью 190 т/ма сут, выполненных в соответствии с известным устройством. При использовании предложенных колонн-классификаторов для обеспечения полной производительности цеха требуется 7 колонных аппаратов диаметром 1,3 м. Годовой экономический эффект от внедрения

5 предложенных аппаратов составляет

31 3 тыс. руб.

Таблица

Содержание песков

Расход пульпы, л/мин

Содержание песков

Серия опытов, Ф

Аппарат класса

-0,1 мм в нижнем продукте, Ж

Предлагаемый

91,0

4,5

163

1,8

89,8

5,5

199

3,7

88,6 — 83,9

6,5

235

5 0

89,0

82,5

II Известный 4,5

163

3,2

88,1

85,4

5,5

199

6 5

87,9

79,1

235

10,4

85,4

70, 1

Та блица 2

Показатели

0,048 0,119 0,166 0,217 0,238 0,285 0,428

7,! 64 37 36 38 37 36

0,001 0,002 0,001 0,001 0,002 0,012 0 ОЗ!

Таблица 3

40 45 50 55 60 70 75 80 сечения, Ж

1,33 1 5 1,67 1,83 2,0 2,33 2,5 2,67 2,83

:Отношение площадей

Содержание песков класса +0,1 мм в верхнем сливе, 7

3,9 3,5 3,6 3,6 3,7 3,6

8,2 7,7 5,1

Содержание молибдена во влаге песков, . г/л

0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,003 004 0027 0,062

Содержание песков класса +0,1 мм в верхнем сливе, Ж

Содержание молибдена во влаге песков нижнего продукта, г/л

Удельная нагрузка по твердости т/максут класса

+0,1 мм в нижнем продукте, Ж

Эффективность классификации, Ж

1106536

Составитель В. Олюнин

Редактор П. Коссей Техред M.Ãåðãåëü Корректор А.Лэятко

Заказ 5659/5 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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