Автоклавная установка для обескремнивания алюминатных растворов

 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к автоклавным установкам, предназначенным для обескремнивания алюминатных растворов. Цель изобретения - снижение зарастания греющих автоклавов и повышение эффективности обескремнивания. Автоклавная установка состоит из греющих автоклавов со сливными трубопроводами и паролифтами, струйных подогревателей, расположенных на крышках первого и второго автоклавов, последовательно соединенных между собой сифонообразным перетоком с насосом, реакционых автоклавов с паролифтами, последовательно соединенных между собой трубами, и сепаратора. Последний реакционный автоклав также соединен сифонообразным перетоком с сепаратором. Верхние части первого и второго автоклавов со струйными подогревателями соединены трубами со сливными трубопроводами этих автоклавов, а верхняя часть сепаратора соединена с паролифтом первого автоклава и струйным подогревателем. Установка позволяет снизить зарастание первых автоклавов и повысить интенсивность обескремнивания. 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к автоклавным установкам, предназначенным для обескремнивания алюминатных растворов. Целью изобретения является повышение производительности автоклавной установки. На чертеже изображена предлагаемая автоклавная установка. Автоклавная установка состоит из греющих автоклавов 1 с паролифтами 2, струйных подогревателей 3, расположенных на крышках автоклавов и последовательно соединенных между собой сифонообразным перетоком 4 с насосом 5, реакционных автоклавов 6 с паролифтами 2, последовательно соединенных между собой сливными трубами 7, и сепаратора 8. Последний автоклав 6 также соединен сифонообразным перетоком 4 с сепаратором 8. Верхняя часть первого автоклава 1 соединена трубой 9 с вершиной перетока 4 между автоклавами 1 и верхней частью второго автоклава, которая соединена трубой 9 также с вершиной сифонообразного перетока 4 между последним автоклавом 6 и сепаратором 8 для удаления газов. На чертеже показан один сепаратор 8. В установке их может быть большее число. Верхняя часть сепаратора 8 соединена трубой 10 с паролифтом 2 автоклава 1 для использования дополнительной энергии сепараторного пара на перемешивание пульпы. В случае использования сепараторного пара на выпарке раствора возможно соединение трубой 10 верхней части второго по ходу раствора сепаратора 8 с паролифтом 2 первого реакционного автоклава 1. Установка работает следующим образом. Пульпа поступает через струйный подогреватель 3, расположенный над уровнем раствора, в автоклав 1, где частично нагревается и обескремнивается, затем в сифонообразный переток 4 и струйный подогреватель, перекачивается насосом 5 во второй автоклав, где достигается максимальная температура кипения раствора. Дальнейшая перекачка пульпы по сливной трубе 7 между автоклавами 6 осуществляется паролифтом 2. Из последнего автоклава 6 обескремненная пульпа самотеком поступает через переток 4 в сепараторы 8. Пар поступает одновременно в паролифты 2 автоклавов 1 и 6 и, проходя через них, осуществляет перемешивание пульпы в автоклавах и далее через коллектор поступает в струйный подогреватель 3, где конденсируется. При нагреве раствора из него выделяются газы и раствор становится пересыщенным по кремнезему. Газы и раствор с большой скоростью струей раствора поступают в сепарационное пространство и циркулирующий объем частично обескремненного раствора реакционного автоклава 1. Далее газы, частично освободившись от брызг раствора, по трубе 9 поступают в сифонообразный переток 4. Последний выполняет функцию поддерживания уровней циркулирующей пульпы в автоклавах по принципу сообщающихся сосудов на уровне вершины перетоков. В нисходящей ветви перетока 4 поддерживается уровень раствора ниже уровня пульпы в автоклавах, при этом от вершины перетока до уровня раствора он в трубе падает в виде водопада, увлекая с собой и газы. Пузыри, попав в сплошной поток раствора, могут всплывать со скоростью не более 0,5 м/с, тогда как скорость потока обеспечивается более 0,5 м/с, что и позволяет удалять газы из автоклава 1 в сепаратор 8. Такой способ удаления газов обеспечивает достаточно большое сечение перетока 4 и исключение значительного перепада давлений. В сепараторе 8 раствор испаряется с образованием значительного количества пара, который по трубе 10 направляется в паролифт 2 первого автоклава. Таким образом, увеличением общего количества пара для перемешивания пульпы достигается интенсификация процесса и снижение зарастания автоклава. Снижению зарастания струйных подогревателей и первых автоклавов способствует снижение пересыщения раствора в результате снижения разности температур нагрева раствора и обескремнивания раствора при интенсивном перемешивании перед второй ступенью нагрева, а также сокращение пребывания раствора после нагрева в струйном подогревателе до долей секунды и повышение скорости движения раствора до нескольких метров в секунду. Соединение верхний частей автоклавов с трубопроводами обеспечивает непрерывное удаление чистых газов при минимальной разнице давлений (менее 0,1 атм) способом гидрокомпрессии из наибольшего сепарационного пространства реакционных автоклавов. Использование струйных подогревателей вместо автоклава позволяет выдуть газы в наибольшее сепарационное пространство реакционных автоклавов, сократить время пребывания раствора в струйном подогревателе после нагрева в течение долей секунды и ввести наиболее пересыщенный раствор в объем более обескремненного раствора. В результате из наибольшего сепарационного пространства автоклавов в переток достаточно большого сечения при перепаде давлений менее 0,1 атм попадает меньшее число брызг, менее пересыщенного раствора, что и обеспечивает непрерывное удаление газов, при этом резко повышается нагрев раствора в струйном подогревателе и исключаются потери пара на догрев растворов в паролифтах. В результате отвод газов из наибольшего сепарационного пространства реакционного автоклава способствует его очистке от брызг раствора, а отвод газов при минимальном перепаде давлений менее 0,1 атм позволяет выбрать достаточно большое сечение проточки, энергичное удаление газов струей раствора из струйного подогревателя и большая скорость движения струи раствора обеспечивает непрерывное удаление газов, меньшее зарастание подогревателя, при этом повышаются нагрев раствора и утилизация отработанного пара паролифтов в струйном подогревателе, что позволяет использовать весь греющий пар для интенсификации перемешивания. Соединение трубой верхней части сепаратора и паролифта первого автоклава позволяет значительно усилить перемешивание пульпы в автоклавах за счет использования дополнительной энергии сепараторного пара, а также снизить зарастание первых автоклавов за счет снижения пересыщения раствора с помощью интенсификации перемешивания и сокращения интервала нагрева в каждом струйном подогревателе. Снижение пересыщения раствора в автоклавах способствует меньшему зарастанию проточек. Использование дополнительной энергии сепараторного пара для интенсификации перемешивания и сдувки газов позволяет нагревать раствор во втором и третьем автоклавах до температуры кипения и осуществлять перемешивание, что обеспечивает повышение производительности установки. Установка позволяет снижать зарастание первых автоклавов и повышает интенсивность обескремнивания за счет интенсификации паролифтного перемешивания.

Формула изобретения

АВТОКЛАВНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ, состоящая из автоклавов со сливными трубопроводами и паролифтами, сепараторов, отличающаяся тем, что, с целью снижения зарастания греющих автоклавов и повышения эффективности обескремнивания, она снабжена устройствами для конденсации отработанного пара, выполненными в виде струйных подогревателей и расположенных на первом и втором по ходу раствора автоклавах, и насосом, установленным между первым и вторым автоклавом, при этом верхние части первого и второго автоклавов соединены трубами со сливными трубопроводами, а верхняя часть по крайней мере одного сепаратора соединена трубой с паролифтом первого автоклава.

РИСУНКИ

Рисунок 1