Способ разделения суспензий

 

Изобретение относится к разделению суспензий путем центрифугирования и может быть использовано для качественной очистки фугата от твердой фазы и улавливания ценных или токсичных взвесей. Цель изобретения - повышение степени очистки жидкой фазы и уменьшение потерь ценного или токсичного продукта. Способ разделения суспензий заключается в том, что перед введением суспензии в ротор 1 в него засыпают частицы твердого материала, устанавливают ротор 1 наклонно к вертикальной оси и перемешивают указанный материал с подаваемой суспензией. Затем ротор 1 устанавливают под углом, равным от 20° до ARCTG H/D, где H - высота ротора, D - диаметр ротора, и осуществляют его разгон до рабочих частот вращения для образования намывного фильтрующего слоя из твердого материала в форме параболоида вращения. Далее ротор 1 устанавливают вертикально и в процессе центрифугирования производят циркуляцию фугата 4 посредством трубки 3 на фильтрующий слой, находящийся вне фугата 4. Такой способ разделения суспензий повышает степень очистки жидкой фазы и уменьшает потери ценного или токсичного продукта. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ПИ 4 В 04 В 3/00

::,. „;,нф,",.".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

h . р t где h — выным от 20 до arctg

hГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4223731/23-13 (22) 06.04.87 (46). 1". 11.89. Бюл . ¹ 42 (72) И.И.Пугачев, В.А.Барков, В.В.Каждан и А.Ф.Сироткин (53) 66.067.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 957970, кл. В 04 В 3/00, 1982.

Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии.

M. Химия, 1981, с.206. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ (57) Изобретение относится к разделению суспензий путем центрифугирования и может быть использовано для качественной очистки фугата от твердой фазы и улавливания ценных или токсичных взвесей. Цель изобретения — повышение степени очистки жидкой фазы и уменьшение потерь ценно.го или токсичного продукта. Способ разделения суспензий заключается в том, что перед введением суспензии.Я0 1521502 А 1

2 в ротор 1 в него засыпают частицы твердого материала, ус танавливают ротор 1 наклонно к вертикальной оси и перемешивают указанный материал с подаваемой суспензией. Затем ротор 1 устанавливают под углом, равсота ротора, D — диаметр ротора, и осуществляют его разгон до рабочих частот вращения для образования намывного фильтрующего слоя из твердого материала в.форме параболоида вращения. Далее ротор 1 устанавливают вертикально и в процессе центрифугирования производят циркуляцию фугата 4 посредством трубки 3 на фильтрующий слой, находящийся вне фугата 4. Такой способ разделения суспензий повышает степень очистки жидкой фазы и уменьшает потери ценного Или токсичного продукта.

2 ил.

1521502

Изобретение относится к разделе, нию суспензий путем центрифугирования и предназначено для качественной очистки фугата от твердой фазы и улавливания ценных или токсичных взвесей, а также может быть использовано для отмывки мелкозернистых полидисперсных твердых материалов от растворимых примесей. 10

Цель изобретения — повышение степени очистки жидкой фазы и уменьшение потерь ценного или токсичного продукта.

На фиг.1 изображен ротор в установившемся режиме работы;на фиг.2 то же, в режиме разгона и формирования осадка.

Способ разделения суспензий заключается в следующем.

В ротор 1 засыпают частицы твердого материала (при дальнейшей работе используют часть осадка от предыдущей операции), устанавливают ро- 25 тор 1 наклонно к вертикальной оси и при его медленном вращении с частотой 15-45 об/мин перемешивают указанный твердый материал с подаваемой суспензией. Затем устанавливают угол наклона ротора 1 к вертиh кали равным от 20 go arctg, где

h — высота ротора, D — диаметр ротора (фиг.2), и осуществляют разгон ротора до рабочих частот вращения в наклонном положении. При этом в результате совместного действия центробежных сил и сил тяжести загружен- g0 ный твердый. материал располагается намывным слоем 2 в форме параболоида вращения ° Далее ротор 1 устанавливают вертикально и в режиме центрифугирования при помощи дополнительной 45 трубки 3, подвергая циркуляции фугат

4 из зона его забора на находящийся вне фугата 4 слой 2 твердого материала, осуществляя фильтрацию фугата

4 через образованный фильтрующий слой осадка. Центрифугирование и фильтрацию фугата осуществляют до его очистки от взвешенных частиц, которые оседают как в фильтрующем слое осадка, так и вне этого слоя на внутренней поверхности ротора 1.

Общий объем разовой загрузки осадка и суспензии U выбирают в диапан h зоне (0,6-0,85) V„, где V„= -4- Ф 2

d ) — кольцевой объем, определяемый разностью между внутренним диаметром ротора D и диаметром переливного порога ротора d.

Границы определяют следующими критериями: при Uo (0,5 Ч„ уменьшается разовая загрузка суспензии и тем самым производительность процесса, при V ) 0,85 Vk заметно уменьшается объем части осадка, находящейся вне кольцевого слоя фугата 4, что приводит к ухудшению фильтрации и существенному удлинению фазы циркуляционной фильтрации, кроме того, появляется опасность выплескивания суспензии из ротора во время формирования фильтрующего слоя.

После окончания фильтрационного центрифугирования фугат 4 отбирают при помощи отборной трубки 5.

В случае мало о содержания взвесей в суспензии возможно разделение нескольких порций суспензии с использованием одного сформированного фильтрующего слоя. При этом после отбора фугата от предыдущей порции, не останавливая ротора, подают следующую порцию суспензии. Работу центрифуги продолжают до накопления предельного количества твердой фазы, которое определяют экспериментально.

Частота вращения барабана зависит от дисперсного состава твердой фазы и соотношения плотностей жидкой и твердой фазы и подбирается опытным путем.

Способ. можно также использовать для отмывки мелкозернистых полидисперсных материалов от растворимых примесей, пользуясь многократной циркуляцией растворителя через слой отмываемого твердого материала, при которой растворитель очищается от взвешенных частиц продукта. В этом случае в наклоненный ротор 1 центрифуги загружают порцию подлежащего отмывке твердого материала и заливают необходимое количество отмывочной жидкости, которое выбирают, как в предыдущем случае. Включают центрифугу и при небольшой частоте вращения (15-45 об/мин) перемешивают твердый материал с отмывочной жидкостью. При этом в жидкость переходит в виде взвеси мелкодисперсная часть твердого материала. Затем устанавливают угол

5 15215 наклона оси вращения ротора к вертиразгоняют ротор 1 центрифуги до ра5 бочих частот вращения. Крупнодисперсная часть отмываемого материала, как и в предыдущем случае, образует слой в форме параболоида вращения. Далее переводят ротор в вертикальное положение и проводят центрифугирование с циркуляционной фильтрацией фугата через фильтрующий слой с помощью дополнительной циркуляционной трубки

3, верхний конец которой вводят в слой фугата 4. В процессе циркуляционной фильтрации происходит отделение перешедшего в состояние взвеси материала, растворение примеси и отмывка от них твердой фракции ° При необходимости операцию отмывки повторяют. Опытный образец центрифуги, на котором отрабатывали технологию отмывки полидисперсного гранулята от остаточных солей, имел следующие размеры ротора: внутренний диаметр

D = 250 мм, диаметр переливного порога d = 208 мм, высота ротора h =

= 300 мм, объем V 4,5 л.

Пример 1. В ротор центрифуо ги, наклоненный на 45, загружают

8000 r диоксида урана полидисперсного состава с размерами частиц

-0,01-1000 мкм, заливают 3 л дистил- . лированной воды. Ведут перемешивание 35 с частотой вращения 30 об/мин.

После перемешивания в пробе фугата содержит 79 г/л твердой фракции с размерами частиц 0,01-25 мкм. Затем разгоняют ротор центрифуги до частоты вращения 900 об/мин, и после 30-минутного отстоя содержание твердой фазы в фугате составляет

0,80 г/л, т.е. всего 2,4 г фракции

0,1-10 мкм вместе с несмачиваемыми частицами. В результате пятикратной промывки суммарный унос твердой фрак ции составляет 12 г, а затраты времени на отстойный режим работы

150 мин, Формула изобретения

Способ разделения суспензий, пре40 имущественно содержащих ценный или токсичный материал в твердой фазе, предусматривающий введение суспенэии в ротор центрифуги, его разгон до рабочих частот вращения и центрифу45 Гирование отличающийся тем, что, с целью ь1овышечия стспени очистки жидкой фазы ч уменьшения потерь ценного или токсичного продукта, перед введением суспензия в ротор в него засыпают частицы твердого материала, ротор устанавливают никлонно к вертикальной оси и перемешивают указанный твердый материал с подаваемой суспензией, после чего угол наклона ротора устанавливают о h равным от 20 до arctg †â€, где h— высота ротора, D — диаметр ротора, о h кали равным от 20 до arctg — — и

Пример 2. В ротор центрифуо ги, наклоненный на 45, загружают

8000 r продукта того же состава, что и в примере 1, -аливают 3,0 л дистиллированной воды, Ведут перемешивание с частотой вращения 30 об/мин, после которого содержание твердой фазы в пу.1ь11е составляет 80 г/л.

02 6

Затем устанавливают ротор с наклон ном 25 к вертикали и разгоняют до частоты вращения 900 об/мин. В пробе фугата содержание твердой фазы составляет 0,82 г/л, т.е. всего

2,46 г фракции 0,01 — 10 мкм. После работы центрифуги в режиме циркуляционной фильтрации в течение 10 мин и режиме отстоя 5 мин содержание твердой фазы в фугате составляет

0,06 г/л, т.е. всего 0,18 r с гранулометрическим составом 0,01-1,0 мкм.

В результате пятикратной промывки суммарный унос продукта составляет

0,9 r и затраты времени на работу в режимах циркуляционной фильтрации и отстоя 75 мин.

Содержание солей в отмь1том продукте в первом случае составляет

0,04 мас.Е, во втором — 0,0!3 мас.X.

Использование изобретения для отмывки гранулированного материала от захваченных солей позволяет уменьшить унос продукта с фугатом более чем в 10 раз, улучшить отмывку гранулята и-уменьшить остаточное содержание солей в продукте в 3 раза и сократить машинное время на отмывку одной партии материала.

Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить степень очистки жидкой фазы и уменьшить потери ценного или токсичного продукта, что дает положительный экономический эффект.

t 521502

Составитель Н. Котелевский

Редактор N.Циткина Техред Л.Олшшык Корр ек т ор И. Муск а

Заказ 6788/11 Тираж 494 Подписное

ВНИИ(П(Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 ((роиэнодственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 и разгон ротора до рабочих частот вращения осуществляют в его наклонном положении для образования намывного слоя твердого материала в форме параболоида вращения, а затем ротор устанавливают вертикально и в процессе центрифугирования осуществляют циркуляцию фугата на слой твер5 дого материала находящийся вне фуга9 та.