Аппарат для избирательного растворения полидисперсных твердых материалов

 

Изобретение относится к химической и горнохимической промышленности и предназначено для извлечения целевых компонентов из полидисперсных твердых материалов. Цель изобретения - повысить степень извлечения целевых компонентов и уменьшить расход энергии на проведение процесса за счет обеспечения требуемой скорости продвижения по аппарату частиц твердого материала в соответствии с размером наиболее крупных фракций. Аппарат содержит горизонтальный цилиндрический корпус и соосно с ним вращающийся вал, на котором закреплены лопасти. Аппарат разделен на четыре секции. Первая секция перемешивающего устройства представляет собой укороченную двухрядную лопастную ме« шалку с двух-четырехзаходным прямым шнеком, предназначенную для разгрузки торцовой стенки аппарата от давления плотной фазы крупных фракций твердого материала. В эту же секцию аппарата у его торцовой стенки через сопла, расположенные по периметру у днища аппарата, вводят растворяющую ;жидкость, что способствует разгрузке торцовой стенки аппарата от давления крупнь1х фракций твердого материала и интенсифицирует процесс растворения . Вторая секция перемешивающего устройства снабжена одно-двухзаходным противошнеком и предназначена для создания в процессе движения твердого материала, в целом прямоточного с движением растворяющей жидкости, циклического возвратно-поступательного движения крупных фракций твердого материала. Третья секция содержит перемешивающее устройство без транспортирующего шнека. Прямой шнек, установленный в четвертой секции, совместно с перемешивающими лопастями способствует быстрому удалению из аппарата крупных фракций балластных компонентов что позволяет ьгменьшить энергию, потребляемую на перемешивание . 6 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 01 D 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

\ а (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 164243/31-26 (22) 22.12.86 (46) 23.11.88. Бюл, Р 43 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Производственное объединение "Белорускалий" им. 50-летия СССР (72) Б.Е.Ковальчук, В.В.Замосковный, Т.Е.Кубах, В.В.Кайзер и Л.Б.Чирун (53) 66.048.03(088.8) (56) Патент ГДР У 1162206, кл. С 01 D 3/08, 1975. (54) АППАРАТ ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО РАСТВОРЕНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к химической и горнохимической промышленности и предназначено для извлечения целевых компонентов иэ полидисперсных твердых материалов. Цель изобретения — повысить степень извлечения целевых компонентов и уменьшить расход энергии на проведение процесса эа счет обеспечения требуемой скорости продвижения по аппарату частиц твердого материала в соответствии с размером наиболее крупных фракций.

Аппарат содержит горизонтальный цилиндрический корпус и соосно с ним вращающийся вал, на котором закреплены лопасти. Аппарат разделен на четыре секции. Первая секция перемешива„„Я0„„14 816 А 1 ющего устройства представляет собой укороченную двухрядную лопастную мешалку с двух-четырехзаходным прямым шнеком, предназначенную для разгрузки торцовой стенки аппарата от давления плотной фазы крупных фракций твердого материала. В эту же секцию аппарата у его торцовой стенки через сопла, расположенные по периметру у днища аппарата, вводят растворяющую жидкость, что способствует разгрузке торцовой стенки аппарата от давления крупных фракций твердого материала и интенсифицирует процесс растворения. Вторая секция перемешивающего устройства снабжена одно-двухзаходным противошнеком и предназначена для создания в процессе движения твердого материала, в целом прямоточного с движением растворяющей жидкости, циклического возвратно-поступательного движения крупных фракций твердого материала. Третья секция содержит перемешивающее устройство без транспортирующего шнека. Прямой шнек, установленный в четвертой секции, совместно с перемешивающими лопастями способствует быстрому удалению из аппарата крупных фракций балластных компонентов, что позволяет уменьшить энергию, потребляемую на перемешивание. 6 ил.

1ч3881б

Изобретение относится к химической и горнохимической промышленности и предназначено для извлечения целевых компонентов из полидисперсных твердых многокомпонентных материалов, а бо5 лее конкретно, к аппаратам для избирательного растворения целевых компонентов из измельченных солесодержащих руд, и может быть использовано для избирательного растворения хлорида калия из сильвинитовой руды, полезных компонентов иэ полиминеральных руд и т.п.

Цель изобретения — повьппение степени извлечения целевых компонентов и уменьшение расхода энергии на проведение процесса за счет обеспечения требуемой скорости продвижения но аппарату частиц твердого материала в соответствии с размером наиболее крупных фракций.

На фиг.1 изображен аппарат для избирательного растворения полидисперсных твердых материалов; на фиг.2 -2сечение аппарата по первой секции; на фиг.З вЂ” сечение аппарата по второй секции; на фиг,4 — сечение аппарата по третьеи секции", на фиг.5— сечение аппарата по четвертой секции", 3 на фиг.б — схематическая траектория движения частиц твердого материала, имеющих различные размеры, во второй секции аппарата.

Аппарат содерхмт горизонтальный цилиндрический корпус 1, соосно рас=. положенный вал 2, на котором закреплено комбинированное перемешивающе-транспортирующее устройство 3,. состоящее из четырех секций, осветлительный купол 4 со стороны разгруз4д ки твердого остатка и концентрированной жидкости.

Первая секция представляет собой укороченную двух-трехрядную лопастную мешалку 5 с двух-четырехзаходным

45 прямым шнеком б, перемещение которым совпадает с направлением движения основного потока растворяющей жидкости и твердого материала, Вторая секция снабжена перемешивающими горизонтальными лойастямискребками 7 и одно-двухзаходным противошнеком с винтовой лопастью 8.

Противошнек перемещает крупные фракции твердого материала в периоды 55 их осаждения на днище аппарата в направлении, противоположном направле.нию движения раствора.

Третья секция аппарата снабжена перемешивающим устройством 9 без транспортирующего шнека.

Четвертая секция снабжена перемешивающими лопастями-скребками 10 и одно-трехзаходным прямым шнеком

11, с помощью которого иэ аппарата ускоряют вывод крупных фракций, содержащих балластные компоненты.

В первой секции по периметру у днища аппарата расположены сопла 12.

Аппарат работает следующим образом.

Полицисперсный твердый материал подают сверху в первую секцию. В эту же секцию снизу, через сопла 12 подают предварительно подогретую растворяющую жидкость. Жидкость и твердый материал контактируют при перемешивании и прямоточном в среднем совместном продвижении по аппарату к осветлительному куполу А, через который отвал и концентрированный раствор раздельно выводят из аппарата. .В первой секции аппарата осуществляется интенсивное перемешивание исходного твердого материала и раствора, что обеспечивает получение близкой к однородной смеси и переталкивание твердого материала во вторую секцию.

Во второй секции аппарата твердый материал перемешивается и перемещается лопастями-скребками 7 и противошнеком 8. Крупные частицы материала под действием лопастей-скребков 7, противошнека 8 и поступательного дйиженчя раствора совершают цик" лическое возвратно-поступательное движение (фиг.б) в среднем прямоточное с растворяющей жидкостью. Поскольку вероятность попадания твердых частиц при перемешивании в зону действия противошнека прямо пропорциональна их размерам, то в итоге получают эффект увеличения времени пребывания частиц во второй секции, который прямо пропорционален их раз= мерам. Это обстоятельство приводит к более полному извлечению целевых компонентов из крупных фракций.

В зоне действия противошнека 8 создается повышенное содержание твер дой фазы, главным образом за счет накопления крупных фракций, сечение для прохода жидкости уменьшается, в соответствии с чем возрастает ее скорость в осевом направлении. Fe14388

10 компонентов.

В третьей секции твердые частицы взвешиваются перемешивающим устройством 9, а вдоль аппарата перемещаются потоком растворяющей жидкости. 5

В четвертой секции происходит окончательное растворение целевых компонентов из твердого материала, в котором они находятся вмелких фракциях, в то время как крупные фракции 2р состоят практически из одних балластных компонентов ° Эти фракции ускоренно выводят из четвертой секции прямым шнеком 11, что снижает расход энергии на перемешивание, Поступающие в осветлительный купол .отвал в .смеси с концентрированным раствором разделяются путем гравитационного отстаивания и выводятся из аппарата на дальнейшую переработку.

Эффективность изобретения иллюстрирует пример сравнительного расчета процесса избирательного растворения хлорида калия из сельвинитовой руды.

Исходные данные:

Измельченная сильвинитовая руда с максимальным размером частиц, равным 10 мм, содержит 207 хлорида калия; остальное — хлорид натрия с примесями глинистых илов. Гранулометрическая характеристика руды описывается уравнением Розина-Раммлера, Растворение производится горячим раствором (маточным щелоком), содержащим 127 кг/м хлорида калия и

221 кг/м хлорида натрия, при 100 С.

Производительность аппарата по руде

700 т/ч, по маточному раствору—

1200 т/ч. Требуемая степень извлечения хлорида калия из руды в растворне менее 97Х.

I-й вариант: измельченная руда и раствор движутся в аппарате прямотоком с одинаковой средней поступательной (по направлению оси аппарата) скоростью, равной 0,05 м/с. Ра55

25Формулаиз обретения зультатом этого является быстрый вынос из -второй секции аппарата мелких фракций твердого материала, скорость которых практически равна скорости ждикости. Поэтому концентрация целевых компонентов в растворе возрастает медленнее, что создает условия для более интенсивного растворения крупных фракций целевых

16

4 счетное сечение аппарата 8,,3 м .

Расчетная длина аппарата 29,9 м.

II-й вариант: измельченная руда и раствор движутся в аппарате прямотоком. Средняя поступательная скорость раствора 0,05 м/с. Средняя поступательная скорость частиц руды зависит от их размера. Распределение скорости частиц по их размерам аппроксимировано интегральной функцией нормального распределения. Средняя скорость поступательного движения самых крупных частиц принята равной

0,01 м/с. Расчетное сечение аппарата 9,01 м . Расчетная длина аппай рата 20,1 м.

Незначительное, на 6,9Е, увеличение сечения аппарата существенно перекрывается уменьшением, на 48,7Х, длины аппарата. Уменьшение рабочего объема аппарата составляет 39,27..

Аппарат для избирательного растворения полидисперсных твердых материалов, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, соосный с ним вращающийся вал с. закрепленными на нем параллельно оси аппарата перемешивающими лопастями-скребками, осветленный купол со стороны разгрузки твердого остатка и концентрированной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения целевых компонентов и уменьшения расхода энергии на проведение процесса за счет обеспечения требуемой скорости продвижения по аппарату частиц твердого материала в соответствии с размером наиболее к крупных фракций, содержащих целевые компоненты1перемешивающее устройство разделено на четыре секции, в первой секции на валу установлен укороченный двух-четырехзаходный прямой шнек с двумя-тремя рядами горизонтальных лопастей, во второй секции на валу установлен одно-двухзаходный противошнек, в четвертой секции установлен прямой одно-трехзаходный шнек, а по периметру у днища аппарата расположены сопла для ввода растворяющей жидкости.

1438816

Составитель А.Сондор

Техред Л.Сердюкова Корректор З.Лончакова

Редактор А.Шандор

Тираж 642 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5992/9

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