Контактный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратам для разделения и глубокой очистки веществ, близких по своим физико-химическим свойствам, таких как лантаноиды, антиноиды и другие вещества, и может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии, преимущественно в технологии получения особо чистых веществ. Изобретение позволяет увеличить степень очистки веществ за счет совмещения процессов экстракции и кристаллизации. Это достигается тем, что в экстракторе-кристаллизаторе с цилиндрическим корпусом, камерой смещения и диспергирующим устройством, связанных с камерой отстоя, разделенной вертикальными перегородками с диагонально расположенными вырезами в виде угольников, и устройством для ввода и вывода фаз, аппарат снабжен узлом растворения, связанным с камерой отстоя и оснащенным мешалками в нижней и средней частях, камера отстоя выполнена в виде плоского вертикального резервуара с наклонным дном, вертикальные перегородки параллельны друг другу и не доходят до камеры отстоя, образуя коридор, так что верхний их край совпадает с верхом камеры отстоя, наклон лопастей мешалок противоположен, а диаметр мешалки, расположенной в нижней части узла растворения больше, чем в средней. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄ SUÄÄ 1607854 (51)5 В 01 Р 11/04, 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4433116/23-26 (22) 14.04.88 (46) 23.!1.90. Бюл. № 43 (71) Московский институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (72) А. А. Колесников, Н. H. Игнатова, С. В. Овчаренко, Б. Д. Степин и Ю. П. Галактионов (53) 66.061.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 762911, кл. В 01 D 11/04, 1978. (54) КОНТАКТНЫЙ АПГ1АРАТ (57) Изобретение относится к аппаратам для разделения и глубокой очистки веществ, близких по своим физико-химическим свойствам, таких как лантаноиды, антиноиды и другие вещества, и может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии, преимущественно в технологии получения особо чистых веществ. ИзобретеИзобретение относится к аппаратам для разделения и глубокой очистки веществ, близких по своим физико-химическим свойствам, таких как лантаноиды, антиноиды и другие вещества, и может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии, преимущественно в технологии получения особо чистых веществ.

Цель изобретения — увеличение степени очистки веществ за счет совмещения процессов экстракции и кристаллизации.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 — разрезы А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Экстрактор-кристаллизатор состоит из трех основных узлов: смесителя 1, узла 3 растворения. Смеситель состоит из дисперние позволяет увеличить степень очистки веществ за счет совмещения процессов экстракции и кристаллизации. Это достигается тем, что в экстракторе-кристаллизаторе с цилиндрическим корпусом, камерой смешения и диспергирующим устройством, связанных с камерой отстоя, разделенной вертикальными перегородками с диагонально расположенными вырезами в виде угольников, и устройством для ввода и вывода фаз, аппарат снабжен узлом растворения, связанным с камерой отстоя и оснащенным мешалками в нижней и средней частях, камера отстоя выполнена в виде плоского вертикального резервуара с наклонным дном, вертикальные перегородки гараллельны друг другу и не доходят до камеры отстоя, образуя коридор, так что верхний их край совпадает с верxoì камеры отстоя, наклон лопастей мешалок противоположен, а диаметр мешалки, расположенной в нижней части узла растворения больше, чем в средней. 3 ил. гирующе-трачспортного устройства 4, штуцеров 5 и 6 для двух жидких фаз камеры 7 смешения с расположенной вокруг нее рубашкой 8 для охлаждения отражательной перегородки с подвижной трубкой 9, установленной в камере 7- смещения, прямоугольного отверстия 10 для выхода эмульсии и суспензии, а также крышки 11. Отстойник 2 состоит из камеры 12 отстоя с вертикальными перегородками 13, штуцера 14 для вывода фазы, дна 15, отверстия 16 для выхода суспензии. Узел 3 растворения состоит из камеры 17 растворения, в которой установлены мешалки 18, расположенные в нижней и средней частях узла 3 растворения, рубашки ! 9, расположенной вокруг камеры растворения, штуцера 20 и крышки 21. Лопасти

1607854 мепгалок 18 в узле 3 растворения противоположно. направлены, а диаметр мешалки !8 в нижней части растворения больше, чем в средней. При использовании предлагаемого аппарата оптимальными будут угол наклона дна 15 камеры 12 отстоя 30 — 35, а угол поворота перегородок 3 — 180 .

Зкстрактор-кристаллизатор работает следующим образом.

Водная фаза, например насыщенный цри 50 С раствор нитрата лантана, содержащий примеси нитратов церия, празеоди-!

А а, вводим а H cBM3pHH, H нагретый jlo 50 С, органическая фаза, например трибутилфосфат, насыщенный особо чистым нитратом лантана, засасывается через штуцеры 5 и 6 диспергирующе-транспортным устройст ;ом в камеру 7 смешения, смесь охлаждастся через рубашку 8 и происходит кри:. галлизация и экстракция одновременно, таким образом, происходит очистка вещества литрата лантана в процессе экстрактивной .;ристаллизации. Примесь переходит в экстракт, смесь эмульсии и суспензии через прямоугольное отверстие !О поступает в отстойник 2, где разделяется в камере 12 отсз оя на три потока: органический экстракт —— верхний слой, водную фазу — средний слой и кристаллы. Для лучшего расслаивания органической и водной фаз камера отстоя ;.íàáæåíà вертикальными перегородками 13.

Перегородки выполнены с двумя вырезами в форме угольников, расположенных в верхнем и нижнем диаметрально противоположных углах. После расслаивания органическая фаза через верхнюю регулируемую часть лтуцера !4 выводится из аппарата. Кристаллы самопроизвольно скатываются по наклонному дну 15 к отверстию 16 и через это отверстие кристаллы и водный раствор засасываются в растворитель путем создания лопастями мешалки 18 противоположных потоков с преобладанием потока смеси снизу. Растворение кристаллов осущест«ляется путем нагрева суспензии через рубашку 19". .Ускорение растворения и предотвращения проскока кристал.koB на выходе обеспечивает направление потока сверху и его дополнительная турбулентность. Полученный гомогенный раствор выводится из растворителя через штуцер 20.

Предлагаемый экстрактор-кристаллиз";-ор обеспечивает очистку веществ экстрактивной кристаллизацией и позволяет организовать этот процесс в виде ступенчатого каскада и получать вещества с высокой степенью чистоты.

Угол наклона 30 †-35 выбран экспериментально на системах типа соль †вод экстрагент, где в качестве слои используют

La(N0) 6Н20, Си504 5НзО, СоС4Х

10 Х6Н20зА/(%0-) з ° 9Н20, Л Н4МОз ° LkЛОз, Се(ЙОз) з.6НзО.

В качестве экстрагента испытывались трибутилфосфат, раствор трибутилфосфата в керосине, раствор flH -2-этил гексилфосфорной кислоты в толуоле, раствор -ри-н-октиламина в керосине и керосин.

Так, при очистке нитрата лантана, ci:держащего примеси других лантаноидов в количестве -10 мас.Я, за одну ступень в экстракторе-кристаллизаторе содержание

20 примеси уменьшается до значения 1 ° 10 мас.4! О, а при очистке нитрата лантана с тем же содержанием примеси лантаноидов за одну ступень в известном аппарате содержание примеси уменьшается только до

25 величины 7,1 ° 10 мас.о . о.

Формула изобретения

Контактный аппарат, содержащий цилиндрический корпус, камеру смешения с

3> диспергирующе-транспортным устройством, связанную с камерой отстоя, разделенной вертикальными перегородками с диагонально расположенными вырезами в виде угольников и устройства для ввода и вывода фа;, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени очистки вещества за счет совмещения, процессов экстракции и кристаллизации, аппарат снабжен узлом растворения., связанным с камерой отстоя и оснагценным меи алками в своей нижней и средней частях, камера отстоя выполнена в виде плоского вертикального резервуара с наклонным дном, вертикальные перегородки параллельны друг другу и не доходят до дна камеры отстоя, образуя коридор, так, что верхний их край совпадает. с верхом камеры отстоя, наклон лопастей мешалок противоположен, а диаметр мешалки, расположенной в нижней части узла растворения, больше расположенkk0A В сРедней.

1607854

l7

78

1607854

Составитель А. Бабочкин

Редактор Г. Гербер Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 3577 Тираж 560 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101