Способ проведения разделительного и массообменного процессов
Изобретение может быть использовано для осуществления противоточных процессов в системе жидкость-твердое тело (выщелачивание, классификация пульп с одновременной промывкой крупнодисперсных фракций твердого материала и др.) и позволяет повысить эффективность классификации и массообмена. Способ осуществляют путем противоточного контактирования твердого материала и жидкой фазы. При этом взаимодействие твердого материала с жидкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01 - 0,04 м, а контактирование крупнодисперсного материала осуществляют в непрерывном режиме при объемной концентрации частиц 0,20 - 0,45. 3 ил., 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТС(-(ИХ.
СО(1ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБ.ПИН (191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(1Я
Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТ1(РЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) >2 >(31 3 >/ 3 — 26 (22) ЗО,ОГ>, Г) 7 (4Г)) 2307. В!. (M . >," 2, (/? ) Л,, > ..".К Г e I!el!! 3>, >, >>„Э»1 НГ > I>
1 :.A. Òoë!<;3! ñ:11 . (1.A.ßI<ór ович, H. В, ГГ>-!!овкo, ((.(1.J!. Г>!.и11, 8,1).1(!3етeнГ в
Г. Б. 11Г>(.ы»,.
f г. ) Г) г, : ° /«,.>II 8)
Г, )f)),яр>!я> < н,1 1,,1,, } )>6 1;!!<ов }>, >,, ((УJff à!t:! > I>ЯЯ Япп P;I f ÓÐ;1 13 хими-I ск)й - 1<,.".. †. (.: . . Ml 19е> с, 111 1> 1 °
1 > >) 011! СОВ ((I)t)(lFJ!1 .(В(Я РЛ3, 1(."(l! ПЛ1>—
11Ol !3 1(()>Г 00(3(,,"(,!(1(0(0 (3()ОЦ(. 0001; (57 1(,o6-,:Г Г<-!! >< .!ож» i !)If r i, !!el>o> 1,,— >о 1:11 <, ";!я Гя .">O< ч>!elf If>ÿ п>)о fин;>",<)»-. ((>об>р>)тон!>о отпоГ итcÿ Ic» 1яс rII ун!е с нч ;»,>. f lpol.;е><я!И1-и ок>::- и
t l;lc Г)l>: !>! !о!tfff I a, 1! Г,>не< о(>II i, пр )!;1«1!а>> . 11>) Д)!Я 1 : <). 11 .3 О > Яfl!! Я 13 1! + PОМС Та)1
l »<И > If l1 > ITP <31< I ИКО (>О Г> t)f>fr .1!И Я с ? 1!1 !И
:-ской IlpoMbiftl" ниости ири пронедеlilt! . !3РГ)т13ВОтГ)>11!!>1:< IIPOij(Г;Г О!3 и CffCòЕЖИДКО..тЬ вЂ” тГЕРПИЕ то)!О тЯКИХ ,11 выщелячи) я11ие руд I . ко!И,е!!тратеf), I(. IB.ссифш;,Ltf,ия пульп с oIl,ffofiðåманной промыт)ко1"! крупнодис«ерсных (рякций т13ерлГ)г о материала и других.
Цель изобретения — повышение эффективности к:!ассификации и массообмена зя счет увеличения времени кон-! акта фаз. ((я фиг. 1 изображен многосекциониый колонный tllfllярат для осушест1;!е!п1я способа; !ьз ф1!и. 2 — зависимость .>ффектив1!о<.ти к:1яссификации и зГ>>!1>e кти 13 ftoc II > гь!Ыя ки о I:я м>1:!f3TQ ды (511 4 " О1 D 11/02 В 01 Д 8!26 иых ир>)цес < f. If: те1!е ):з1дкость т1)е рдое тело . !>ь шел>я -11и>а!31fe, классифи!.ация пу .Ihl: с i>;! Iic>13 >еме !пои промывкой! круплодисг1орсн!Гх фракций твердо-!
Г> ыят>.риа"» 11 др.) и позволяет пов11сить эффективность классификации
;.;:.ccoo6ìåftà. Способ осуществляют
iI1 гем прс тино: . иного контяктирования твердого материала и жидкой фазы.
При этом взаимодействие твердого материяля с жилкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01 — 0,04 м, а кГ !тякт1!Дован13е крупподиc!-,åðсного материала осушеств..!яют в непрерыв Г .! ре)3<1!х!с при б ьемной I I> )!ьсяции; ня фиг, 3 — зягпсимость o6>)6ùefIffoãî покязятсля прс цесса С.„,„, Г) т яt fit >3!f3 yf) t! пуль с я пи1! . Сiiocoá осуществ;IDIOT в аппарате колонного типа, годержашем верхнюю кони>!ескую камеру 1, цилиндрическую камеру 2, снабженную горизонтальными секционирующими перегородками 3, рязделяющими се ня секции, иижнюю коническую 4 и боковую 5 камеры (фиг. 1). В нижнюю часть вертикаль ной цилиндрической камеры через боковую камеру подводят пульсирующие импульсы. Способ осуществляют следующим образом (на примере проведения операции классификации твердой фазы выщелоченной пульпы lt отмь!вки растворениого ценного компонента от крупнодисперсных частиц). 1494918 риала, перемещающегося вниз в условиях свободного или слабостесненного осаждения (объемная концентрация частиц в аппарате менее 0,2), характеризуется низкой эффективностью отмывки, что обусловлено высоким содержанием отмываемого ценного компонента во влаге отвального продукта вследствие недостаточного времени контактирования твердой и жидкой фаз. Ценное вещество, содержащееся в пленочной и пороговой влаге твердых частиц, не успевает перейти в объем промывной жидкости. OTMblFKB ценного компонента в условиях 1ильностесненного осаждения крупнодисперсных частиц (доля объема, занима— емого jIHI:ïålIñным материл. .IoM более Исходную пульпу, состоящую из частиц полидисперсного твердого материала и растворенного ценного компонента в жидкой фазе пульпы, подают в верхнюю коническую камеру 1, где 5 происходит в основном разделение твердого материала на мелкодисперсную и крупнодисперсную фракции восходящим потоком жидкой фазы, поступающей снизу. Выделенные крупнодисперсные частицы, во влаге которых находится извлекаемое вещество, поступают в цилиндрическую камеру 2, секционированную перегородками 3 в виде контактных массообменных элементов, перемещаются при непрерывном взаимодействии с жидкостью в нижнюю коническую камеру 4 и выводятся пз процесса. Мелкодисперсные час п цы вместе с отмытым от крупнодисперсного материала ценным растворенным веществом выносятся жидкой фазой в переливной карман верхней конической камеры и также удаляются из процесса. 25 Всему столбу пульпы в аппарате через боковую камеру 5 сообщают возвратнопоступательные колебательные движения с помощью золотниково-распределительного механизма и сжатого воздуха. Взаимодействие полидисперсного материала с жидкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01-0,04 м, а перемещение крупнодисперсного материала из секции в секцию и контак35 тированпе его с жидкостью осуществляют и непрерывном режиме при объемной концентрации частиц в пределах 0,20-0,45. Промывка крупнодисперсного мате0,45) также отличается низкой эффективностью из-за клналообразования При создании незначительной амплитуды (менее 0,01 м) резко снижается эффективность отмывки вследствие недостаточно интенсивного разрушения пленки, обволакивающей частицы и содержащей извлекаемое вещество, а также низко о знакопеременного давления на частицы, способствующего извлечению ценного компонента в поток промывной жидкости. увеличение амплитуды пульсаций до определенного предела приводит к увеличешпо эффективности массообме нного процесса. Создание пульсационного воздействия с амплитудой более 0,04 м снижает эффс ктивность классификации в результате повьппенного содержания мелкодисперсных частиц в крупном материале, Пример 1. В колонном аппарате диаметром 0,4 м и высотой 3,5 м QcóIIIåñòâëÿëè операцию классификации вьпцелоченной пульпы и отмывки молибдена от песков. Вп время экспериментов создавали взвешенный слой (преимущественно из песковых фракций разделяемого материала) с объемной концентрацией 0,05-0,52. Исходная пульпа характеризовалась следующими показателями: плотность 14301470 кг/мз; содержание молибдена в жидкой фазе пульпы 0,21-0,23 г/л; содержание частиц класса + 0,1 мм 50-537.. Пульпа с определенным расходом подавалась в верхнюю коническую камеру аппарата, в которой происходило в основном разделение твердой фазы на песковую (частицы размером более 0,1 мм) и шламовую (частицы размером менее 0,1 мм) фракции восходящим потоком классифицирующего агента, являющегося одновременно и промывной жидкостью. IllJIBMbl вместе с жидкой фазой выносились через переливной карман верхней камеры, а пески поступали в цилиндрическую камеру, секционированную контактными элементами, Крупнодисперсные частицы многократно контактировали в цилиндрической камере аппарата с промывной жидкостью, сгущались в нижней конической камере и удалялись из процесса. Столбу пульпы в аппарате сообщали ХьР выраже нию н 7н О» 100 оти 3 кийк ис влаге промытых песков, г/л; соотношение жидкого RuCg@ » к твердому соответственно в исходной пульпе и промытом (R cq = 1, RH- =0,3) . 5 14949 возвратно-нос тупатель ные коле бательные движения (частота пу ьсаций 0,45 с, амплитуда 0,025 м). Результаты испытаний представлены н табл. 1. Как видно иэ результатов экспериментов, при одних и тех же расходах пульпы и воды достигается различная эффективность отмывки при изменении объемной концентрации крупнодисперсных частиц в аппарате (объемную концентрацию частиц в слое определяли путем отбора проб по высоте аппарата). Наибольшая эффективность отмывки наблюдается при создании взвешенного слоя из о"ажлающегося твердого материала с объемной концентрацией 0,20-0,45. Проведение процесса при объемной концептрацип частиц менее 20 0,20 снижает эффективность отмывки на 5-197 нследстние недостаточного времени контакта фаз. Осуществление операции при сшп постесненпом осаждении (объемная концентрация более 25 0,45) частиц снижает эффективность массосбменного процесса на 6-177. из-за каналообразонапия. Пример 2. В колонном аппарате диаметром 1,8 м и высотой 9,0 м 30 производили выделение песковых фракций из твердой фазы ныщелоченпой пульпы и их промывку. Методика эксперимепra и характеристика исходной пульпы аналогичны приведенным н примере 1. При постоянной объемной кон35 центрации частиц в цилиндрической секционировапной камере аппаратаизменяли амплитуду пульсаций от 0.,005 до 0,055 м при частоте пульсаций 0,43 с Результаты экспериментов принедены н табл. 2. Результаты экспериментов показывают, что эффективность отмывки ноз45 растает с увеличением амплитуды пульсаций, а эффективность классификации уменьшается. Как видно из фиг.2, наибольшей эффективностью обладают процессы при амплитуде пульсационно- 50 го воздействия н пределах 0,01— 0,04 м. При меньшей амплитуде пульсаций эффективность массообмена снижается на 3,97.; осуществление процесса классификации пульп и промывки 55 песков при амплитуде н цилиндрической камере аппарата более 0,04 м приводит к резкому снижению эффективности классификации (на 20,818 6 53,7Ж) вследствие повышенного содержания шламон н лесковом продукте. В качестве обобшенного показателя, характеризующего эффективность двух одновременно протекающих процессов в одном аппарате — выделения крупно дисперсных частиц и отмывки от них растворимых веществ, можно принять величину Eor a o онщ=(»ллс - orvM) 100(7) . Величина „,рс опРеделЯетсЯ из известной формулы: где И вЂ” выход твердого в верхний П Ь Ы вЂ” g продукт,7 o(, P и С вЂ” содержание частиц класса 0,1 мм соответственно в исходпой пульпе, верхнем сливе и нижнем продукте, 7. Величина „ рассчитывается по В где а =100- и — выход твердого в нижний продукт, 7.; С» и С». — концентрации молибдена в жидкой фазе исходной пульпы и во Результаты расчетов, проведенных на основании экспериментальных данных (табл. 2), представлены н табл.3. Как видно из фпг. 3, наибольшая эффективность достигается при амплитуде пульсаций 0,01-0,04 м. 1 9 f 918 Ф о р и у л а 1! з о б р е т е и и я ч а ю шийся тем, !то, с целью повьш!ения эффективности классификации и массообмена за счет увеличения времени контакта фаз, взаимодействи! твердого полидисперсного материала с жидкой фазой ведут при амплитуде пульсаций 0,01-0,04 м при объемной ! онцентра!и!и частиц в ироде!!ах 10 0,20-0,45 ° Способ проведения разделите.!ьно— го и массообменного процессов в многосекцl!îHíîì аппарате колонного тll па путем противоточного взаимодействия твердого полидисиерсного материала с жидкой фазой с наложением пульсационного воздействия, о т л иТ а б л и ц а 1 ЭффективСодержание Мо во влаОбъемная конце нтрац1!я, до.!и! Содержаш!е Ио в исход1 !!сход 1 а с хг д пульпы, л/мии ность от мывки, 7 в о!1т -I / à I II ге промытых песков, г/и ной пульпе, Г/JI О, 041 0,029 0,012 О, Г)02 0,001 0,001 0,003 0,014 0,038 Г1, 05 0,11 0,18 0,20 0,29 0,36 0,45 О, 17 0,52 20 20 Т . -! 1! ц а 2 Содержание частиц класса+О 1 1!!.1, 0ффе 1: тив нос . !.1!а! r !! Зффе ктивОбч ем- 1н!лп1 2cход Содер— Содер1 асход l! 1, l иа>! К O!1це нтрация Ч11С I I!!1 дс . И! жаши 1!о в жаш!е Ио в! ОДI»!, "-/ I! yЛ1, П !.1, 1Э/„ Циж- ность 1с х од-! i ая Берх1IIIII и родук т фпК 2 ! ПИ!. i ПИI!! тмыв ки 7 нил:— исходной п;ль— ПУЛ1.иа нем I! P О;!унте, 1 / ll пе, /т 51 2 50 3 51 2 52 3 53 2 53 2 51 .3 О, 00 . !! О I О 0„0 !О (2,If!IÎ 0,045 0,055 " 2 25 0,32 "..О Таблица 3 Л, м 2! e,, i fI, !2, - !1т!1,, с оьщ,2 з8 67,8 68,9 71,8 62,3 42,5 27,5 31,8 78,3 84,5 91,6 90,8 89,0 88,0 86т 81,4 78,4 68,6 -17, 7 31,3 0,22 0,23 0,23 0,22 0,22 0,21 0,21 0,005 0,010 0,020 0,030 Л, 0- . 0 0,045 0,О55 0,009 0,003 0,002 0,00l 0,001 0,001 0,001 4!4, 3 14 7 40,7 38,8 32,9 22,7 15,8 0,21 0,21 О,:?2 > 2 0,23 0,23 0 22 Г1, 22 О,,? 1 88 84 83 78 68 "0,.5 86,2 9 /, 99,1 г 99, 5 98,6 93 95.,6 9,/ 99,1 99 99,5 99,5 99, 2 86„Ч 84, () ! / 76,i f) 7 46 г 30,3 1494918 Ьт3ислерсныи СИАМА ЮО Фие. 5 005 Я,рр Заказ 4145/3 Тираж б00 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагар 11 II Гага ина 101 5, ф Фме1 Составитель С.Трифонов Редактор О.Юрковецкая Техред A,ÊðàB÷óê Корректор О.Ципле 99 > 1 уу %
