Ионообменная противоточная колонна

 

ИОНООБМЕННАЯ ПРОТИВОТОЧНАЯ КОЛОННА, вкот)чающая вертикальный цилиндрический корпус, приспособления для ввода раствора и ионита, вывода ионита и дренажное устройство в верхней части корпуса, о т л и ч а ю щ а я с я . тем, что, с целью повышения надеткности работы колонны за. счет уменьшения динамических нагрузок на дренажное устройство и снижения потерь ионита, дренажное устройство выполнено в виде кассеты с плоскими перфорированными поверхностями , расположенньми вертикально, и сйабжено установленными над и под кассетой обтекателями, соединенньми с корпусом. (Л CZ и со Од 00 СХ

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТ)ИЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

1,11)в В 01 Л 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г,;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500091/23-26 (22) 14.10.82 (46) 30.11.85. Вюл. В 44 (72) В.В,Хабиров, М.П.Петров, Л.П.Михайлов, Е.И,Власов, И.П.Агвлаков и В.А.Кравцов (53) 669.053.4(088 ° 8) (56) I. Авторское свидетельство СССР

В 814441, кл. В 01 J 47/02, 1980.

2. Патент GHA У 3611558, 210-35, опублнк,1971. (54)(57) ИОНООБМЕННАЯ ПРОТИВОТОЧНАЯ

КОЛОННА, включающая вертикальный цилиндрический корпус,. приспособления для ввода раствора и иокита, вывода ионита и дренажное. устройство в верхней части корпуса, о т л и— ч.а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы колонны

sa счет уменьшения динамических нагрузок на дренажное устройство и снижения потерь ионита, дренажное устройство выполнено в виде кассеты, с плоскими перфорированными поверхностями, расположенными вертикально, и сйвбжеко установленными кад и под кассетой обтекателями, соединенквии с корпусом.

1137638

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для ионообменного извлечения ценных компонентов Н9 растворов, и может найти применение в гидрометаллургии цветных металлов, 5 например, при извлечении молибдена иэ растворов кучного и подземного выщелачивания.

Известна ионообменная колонна, содержащая цилиндрический корпус, в котором на поддерживающей решетке расположен слой ионообменной смолы и распределитель раствора, выполненный в виде горизонтальной перфорированной трубы $1)

Недостатки известного аппарата состоят в сложности изготовления, эксплуатации и обеспечении надежной работы колонны без потерь ионита.

Известна ионообменная противоточ- 20 ная колонна, включающая вертикальный цилиндрический корпус, приспособле- ния для ввода раствора и ионита, вывода ионита и дренажное устройство . в верхней части корпуса (2).

В данной конструкции колонны верх. ние дренажные элементы испытывают .значительные динамические нагрузки, что вызывает их деформацию, увеличение проскока и потерь ионита через 30 фильтрующую поверхность.

Цель изобретения — повышение надежности работы колонны за счет уменьшения динамических нагрузок на дренажное устройство и снижение потерь ионита.

Эта цель достигается тем, что в ионообменной противоточной. колонне, включающей вертикальный цилиндрический корпус, приспособления для .40 ввода раствора и ионита, вывода ионита и дренажное устройство, дренаж-. ное устройство выполнено в виде кассеты с плоскими перфорированными поверхностями, расположенными верти- 45 кальяо, и снабжено установленными над и под кассетой обтекателями, соединенными с корпусом.

На фиг.1 изображена предлагаемая колонна; на фиг,2 — дренажное уст- 50 ройство; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2.

Ионообменная колонна включает вертикальный корпус 1 с днищем, трубу 2 для ввода раствора, ввод 3 ионообменной смолы, вывод 4.отработанного ионита и дренажное устройство 5 с горизонтальной перфорированной трубой 6, служащей для вывода технологических растворов и жестко прикрепленной к корпусу колонны.

На трубу 6 свободно надевается кассета 7, имеющая каркас 8 и плоские перфорированные поверхности 9. Каркас 8 закреплен на фланце 10. Фигурная проточка во фланце 10 является. гнездом для крепления второго (свободного ) конца дренажной трубы 6.

К каркасу 8 прикреплены втулки 11, которые при съеме кассеты 7 свободно перемещаются вдоль дренажной трубы 8. Торец втулки 11 упирается в шайбу 12, препятствуя попаданию ионообменной смолы внутрь кассеты 7.

Обтекатель 13 прикреплен к корпусу колонны таким образом, чтобы зазор между каркасом 8 и основанием 14 обтекателя 13 находился в пределах

0,3-0,7 толщины кассеты (B). К основанию 14 закреплены боковые пластины 15. Расстояние между пластинами равно 1,2-1,5 толщины кассеты(В).

Работа колонны осуществляется в два цикла: фильтрация технологического раствора через- слой ионообменной смолы; выгрузка и -загрузка ионита в колонну. Рабочий цикл — фильтрация раствора через слой ионообменной смолы — в колонне осуществляется с помощью устройства ввода раствора. Раствор подается трубой 2 в нижнюю часть колонны, где расположен распределитель потока. Обрабаты" ваемый раствор после контакта с ионообменной смолой в колонне отделяется на дренаже 5 и выводится через перфорированную трубу 6, Продолжительность цикла фильтрации определяется технологическим регламентом, и по окончании его производится цикл перегрузки ионообменной смолы. Обработанный ионит выводится из колонны через патрубок 4, при этом происходит равномерное опускание всего слоя ионита. Одновременно через патрубок

3 в колонну подается на обработку ионит. Отделение транспортной влаги (с созданием плотного обезвоженного слоя смолы в колонне ) осуществляется на верхнем дренаже. Обезвоженный слой смолы является своего рода

"пробкой", препятствующей выносу смолы через верхний край колонны.

Перфорированная труба 6 одним концом закреплена на корпусе колонны и служит для вывода раствора и уста1137638 новки дренажной кассеты 7. Такое конструктивное исполнение позволяет осуществить монтаж и демонтаж кассеты 7. Кассета выполняется из легких материалов, например, иэ пластмассы или дерева, так как динамические нагрузки от перемещающегося столба ионита воспринимают обтекатели 13, прикрепленные к корпусу колонны. Это снижает гидравлическое сопротивление 10 при движении слоя ионообменной смолы.

На основании экспериментальных данных установлен оптимальный размер между каркасом дренажа 8 и основанием 14 обтекателя 13. При размерах больших 0,7 В ( — толщина кассеты) имеет место забивание этого пространства смолой, в результате чего кассету заклинивает и ее трудно затем снять. Размер менее 0,3 В трудно вы- 20

/ держать при изготовлении, так как конструкция сварная и имеет большие линейные размеры. К основанию 14 обтекателя 13 крепятся пластины 15, назначение которых предотвратить 2$ вращение. кассеты вокруг своей оси.

Минимальный зазор между кассетой и пластинами, при. котором обеспечиваетсН удобство и легкость установки и съема кассеты, составляет 1,2-1,5 В. ЗО

При большем размере кассета начинает колебаться вокруг своей оси, что может привести к. ее разрушению, а сле. довательно, и к необходимости устанавливать более мощную и тяжелую кассету, 35

На предприятии были проведены полупромышленные гидравлические и технологические испытания колонны регенерации с отличительными признаками, приведенными в формуле изобретения.

Габариты колонны: высота 13 5 м; диаметр 0,5 м. Объем колонны = 2,7м бып заполнен ионообменной смолой

ВП-1Ап класса "А" (+0,63-1,6 мм ).

Дренаж был установлен на расстоянии 2 и 4 м от верхнего края колонны. В процессе испытаний были проверены два типа фильтрующих элемен- 50 тов: а) с плоскими фильтрующими элементами, расположенными параллельно движению раствора, по предлагаемому изобретению (на деревянный каркас 55 закреплялись сетки ); б ) с плоским йильтрующим элементом, расположенным перпендикулярно движению потока и расположенным в верхней части колонны.

Перегрузка колонны производилась

2 раза в àñ по 0,4 м смолы.

Результаты испытаний показали, что: время снижения фильтрукщей способности дренажной кассеты,. фильтрующая поверхность которой парал= лельна движению раствора, в 3-5 раэ больше, чем для кассеты, фильтрующая поверхность которой перпендикулярна движению раствора; . унос смолы через кассеты в известной колонне в 2 раза выше, чем по предлагаемому изобретению; увеличение размера ячейки сетки с 0,6х0,6 мм до 0,8х0,8 мм позволяет увеличить производительность колонны, при этом унос смолы через .кассету в известной колонне и по предлагаемому изобретению примерно одинаковый.

Для получения технологических показателей в колонну, заполненную насыщенной по молибдену смолой с емкостью 50 кг/т, подавался регенерирующий сульфатно-карбонатный раствор из расчета 2 объема/объем смолы, после чего отрегенерированную смолу (М = 0,4 м )выгружали из ниж3 ней части колонны, а в верхнюю часть эрлифтом закачивалась новая порция насыщенной .смолы. Результаты испытаний показали, что концентрация молибдена в товарном регенерате по предлагаемому изобретению составляет. 7,2 г/л (в известной колонне — 6,4 г/л ).

3е счет улучшения гидродинамики движения слоя снижена остаточная емкость смолы по молибдену с 2,0 до 0,4 кг/т, что позволяет уменьшить концентрацию молибдена в сбросном растворе на стадии сорбции.

Использование для ионного обмена колонны с отличительными признаками, изложенными в описании, позволяет реализовать преимущества фильтрации через зажатый слой в противотачном режиме, при этом полностью исключается продольное перемешивание, так как ионит перемещается в зону обработки плотным обезвоженным слоем. В колоннах данного типа возможно осуществление всех технологических процессов ионообменной технологии, а имен1 137638 но сорбция, промывка, донасыщение, конверсия, перезарядка.

Использование для ионного обмена предлагаемой колонны позволяет уменьшить забивание фильтрующей поверхности зернами ионита, увеличить межремонтный цикл и производительность кассет и всей колонны по раствору и иониту, снизить потери ионита, уменьшить динамические нагрузки на кассе. ту, упростить монтаж, демонтаж кас-. сет, обеспечить их.быструю замену с улучшением условий труда обслуживающего персонала, улучшить гидродинамику в колонне и повысить эффективность технологического процесса.

1137б38

Диг. 2

А-М Ъ 11

12+ 1И Рог. j

ВНИИПИ Заказ 7043/4 Тирам 540 Подписное

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