Массообменный аппарат

 

Изобретение относится к конструкциям -колонных аппаратов и предназначено для использования в химической промышленности, гидрометаллургии редких и цветных металлов при осуществлении противоточных массообменных процессов в системе жидкость-твердое тело . Изобретение позволяет уменьшить потери растворимых веществ за счет вывода из аппарата более плотной пульпы . Это достигается тем, что цилиндрическая часть верхней отстойной камеры снабжена коническим элементом с трапецеидальными прорезями, оснащенными сеткой, расположенным над сетчатой конической обечайкой и установленным с возможностью перемещения в вертикальном направлении, и комбинированной шаровой насадкой, расположенной между сетчатой конической обечайкой и коническим элементом. При этом коническая часть верхней отстойной камеры снабжена трубопроводами с обратными клапанами, соединяющими ее с цилиндрической частью. 3 ил., 1 табл. (Л

А2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (111 51)5 В 01 0 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

OPH ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1284579 (21) 4483506/26 (22) 16.09.88 (46) 30.01.91. Бюл. 11 4 (72) А.А.Буланов, В.И. Козубенко, Г.Ф.Маланичев, А.А.Матвеев и В. Г.Фомеиков (53) 66. 015. 23 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1284579, кл. 8 Ol 0 3/32, 15/02, 1987. (54 ) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к конструкциям колонных аппаратов и предназначено дпя использования в химической промышленности, гидромет аплур гни редких и цветных металлов при осуществлении противоточных массообменных проИзобретение относится к конструкциям колонных аппаратов и предназначено для использования в химической промышленности, гидромет аллур гии редких и цветных металлов при осуществлении противоточных массообменных процессов в системе жидкость - твердое тело, таких, как классификация пульп с одновременной промывкой песков, сорбция растворимых веществ ионнообменными смолами и др.

Цель изобретения - уменьшение потерь растворимых веществ за счет вывода иэ аппарата более плотной пульпы а

На фиг. 1 представлен массаабменный аппарат, общий вид; на фиг. 2— цессов в системе жидкость-твердое тело. Изобретение позволяет уменьшить потери растворимых веществ за счет вывода из аппарата более плотной пульпы. Это достигается тем, что цилиндрическая часть верхней отстойной камеры снабжена коническим элементом с трапецеидальными прорезями, оснащенными сеткой, расположенным над сетчатой конической обечайкой и установленным с возможностью перемещения в вертикальном направлении, и комбинированной шаровой насадкой, расположенной между сетчатой конической абечайкой и коническим элементом. При этом коническая часть верхней отстойной камеры снабжена трубопроводами с обратными клапанами, соединяющими ее с цилиндрической частью. 3 ил., 1 табл. элемент верхней отстойной камеры; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2.

Массообменный аппарат содержит верхнюю отстайную камеру, состоящую из цилиндрической 1 и конической 2 частей, нижнюю отстойную 3 и пульсацианную 4 камеры, реакционную камеру 5, патрубки для подвода пульпы 6 и отвода песков 7, для подвода

8 и отвода 9 ионита, для подвода промывной жидкости 10 и отвода шламовой Ф суспензии 11. Цилиндрическая часть 1 Щ верхней отстойной камеры и реакционная камера 5 снабжены контактными зле ментами 12, а коническая часть 2 камеры — пакетам усеченных конусов 13 и конической трубой 14. Цилиндричес1623684 кая часть верхней отстойной камеры снабжена также сетчатой конической обечайкой 15, коническим элементом 16 с трапецеидальными прорезями 17, оснащенными сеткой, и комбинированной (тонущей 18 и плавающей !9) шаровой насадкой, Кроме этого, массообменный аппарат содержит трубопроводы 20 с обратными клапанами 21, 10

Массообменный аппарат работает следукщим образом.

Пульпа, содержащая твердые частицы я растворимый компонент, через патрубок 6 подается в коническую трубу

14 конической части 2 верхней отстойной камеры. Снизу через патрубок 10 поступает промывная жидкость. Выделенный крупнодисперсный материал взаимодействует с промывной жидкостью в ка- 20 мере 5, сгущается в нижней отстойной камере 3 и выводится иэ аппарата через патрубок 7 ° Шламовая суспензия (гидросмесь из раствора и тонкодисперсного твердого материала) восходящим потоком увлекается вверх, проходит последовательно через пакет прямых усеченных конусов 13, в пространстве между шарами насадки 1S и 19, конический элемент 16 и поступает в цилиндрическую часть I верхней отстойной камеры. Туда же через патрубок 8 подается ионит, который многократно контактируя со шламовой суспензией, насыщается, осаждается на конический элемент 16 и выводится на десорбцию

35 через патрубок 9, Суспензия после взаимодействия с иоиитом удаляется из аппарата через патрубок 11. Объему пульпы в колонне через пульсационную камеру 4 сообщаются в оз вр ат но-по ступательные коле бательные движения с помощью золотниково-распределительного механизма. Ддя обеспечения эффективного взаимодействия крупнодисперсного 45 материала с промывной жидкостью и ионообменной смолы со шламовой суспензией, а.также снижения продольного перемещения используются контактные элементы 12.

Перед вь груэкой ионита с помощью того или иного механизма опускают конический элемент 16 таким образом, что он плотно прижимает первую шаровую насадку 18 и 19 к сетчатой конической обечайке 15 ° В результате такого мг55 ханического действия над сетчатой конической обечайкой 15 создается гидравлическое сопротивление значительной величины. Над коническим элементом 16 - во всем объеме цилиндрической части l верхней отстойной камеры -- практически исчезает пульсация, Создается благоприятная гидродинамическая обстановка для сгущения пульпы ионообменной смолы. За счет гидравлического напора открываются обратные клапаны 21 и поток суспенэии устремляется иэ конической части 2 верхней отстойной камеры в ее цилиндрическую часть 1 по трубопроводам

20. Практически прекращается движение восходящего потока шламовой суспензии через. сетчатую коническую обечайку

15. После выгрузки определенного объема насыщенного ионита конический элемент 16 поднимается (возвращается в исходное положение), возобновляется пульсационяое перемешивание в цилиндрической части 1 верхней отстойной камеры и движение восходящего потока шламовой суспензии последовательно через сетчатую коническую обечайку 15, комбинированную шаровую насадку 18, 19, которая расширяется и переходит во взвешенное состояние, и конический элемент 16, Таким образом, конструктивные особенности аппарата позволяют снизить потери ценных растворимых веществ вследствие вывода из процесса более плотной пульпы ионита.

Пример ° В колонном аппар;те аметр реакционной камеры 0,2 м, диаметр цилиндрической части верхней отстойной камеры 0,3 выделяют и промывают пески из твердой фазы пульпы после выщелачивания, сорбционно извлекают молибден из раствора шламовой суспензии ионитом. В первой серии опытов испытывают массообменный аппарат, конструкция которого соответствует прототипу. Во второй серии опытов известный массообменный аппарат дополнительно снабжают коническим элементом с трапецеидальиыми прорезями, комбинированной насадкой (тонущими и плавающими шарами диаметром 8 мм), тремя трубопроводами диаметром 30 мм с обратными клапанами и механизмом перемещения конического элемента в вертикальном направле нии, Выщелочснлая" пульпа имеет следующие характеристики:

162

Содержание

Мо в жидкой фазе входящей шламовой

От ноше ние

Ж: Т выгружаемой

Содержание

Мо в жидкой фазе

Оы амовой суспензии, г/л

Сод ерж ание

Мо в жидкой фазе выгружаемой пул ьпы ионита, г/л

Серия о пыто в пульпы ионит а суспензии, г/л

0,80

1,20

0,90

7,3: I

8,2:I

6,1:1

2,4

2,3

2,3

0,008

О, 009

0,008

0,09

0,08

0,09

2,3

2,4

2,3

191:1

0,8:1

0,9:!

0,010

О, 008

О, 009

Содержание молибдена в жидкой фазе, г/л 3,8-4,0

Плотность, кг/м 1450-!490

Содержание песков класса +О, 1 мм, 7. 37-40

Исходную пульпу с расходом 4,85,0 л/мин подают в коническую часть верхней отстойной камеры, где в основном происходит гидромеханическое паэделение твердой фазы пульпы на песковую (частицы размером более 0, 1 мм) и шпамовую (частицы размером менее Ц! мм) фракции. Снизу через ротаметр поступает вода. Расход води составлчет

4,9-5,1 л/мин. Пески, многократно контактируя с водой, сгущаются и выводятся из нижней отстойной камеры аппарата. Шпамовая суспензия поступает в цилиндрическую часть верхней отстойной камеры, в которую сверху с расходом 0,9-1,0 л/мин подается ионит, толбу суспензии в аппарате сообщают возвратно-поступательные колебательиые движения (частота пульсаций

0,45 с, амплитуда в ре акцио иной к амере 0,012-0,014 м) . Результаты экспериментов представлены в таблице.

Как видно из результатов экспериментов, в предлагаемом аппарате (вторая серия опытов) значительно снижается содержание жидкой фазы в выгружа3684 емой пульпе ионита, а также снижается содержание в ней ценного растворимого компонента. Снижение концентрации мо5 либдена в жидкой фазе пульпы ионита наблюдается вследствие практически полного прекращения попадания раствора шламовой суспенэии с большим содержанием извлекаемого вещества (2,32,4 r/ë) в патрубок для отвода ионита. формул а изобретения

Массообмевный аппарат по авт. св. У 1284579, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения потерь растворимых веществ за счет вывод а из а пи ар ат а 6 оп е е плот ной пул ь20 пы, цилиндрическая часть верхней отстойной камеры снабжена коническим элементом с трапецеидальиыми прорезями, оснащенными сеткой, расположенным над сетчатой конической обечайкой и

25 установленным с возможностью перемещения л вертикальном направлении, и комбинированной шаровой насадкой, расположенной между сетчатой конической обечайкой и коническим элементом|

30 кони |еская часть верхней отстойной камеры снабжена при этом трубопроводами с обратными клапанами, соединяющими ее с цилиндрической частью.

162 3684

162 3684

Bud А

Составитель А. Бабочкин

Текред M.Èîðãåíòàë Корректор А,Осауленко

Редактор Л, Пчалинская

Заказ 154 Тир ак Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьпиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент™, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101