Устройство для экстракционного извлечения металлов из растворов или пульп

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>789125 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 163.178 (21) 2684549/23-26 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 23.1280. Бюллетень Мо 47

Дата опубликования описания 23.12,80 (51) М. Кл.з

В 01 D 11/02

С 22 В 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 66.061.5 (088. 8) ° и В. Д. Трегубов

1,," (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДПЯ ЭКСТРАКЦИОННОГО

ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ

ИЛИ ПУЛЬП

Изобретение относится к металлургии цвет ных металлов, преимущест не н но к области .извлечения металлов иэ растворов и пульп экстракцией.

Иэнестно устройство. для извлечения 5 металлов иэ растворов и пульп, представляющее собой пульсационную колонну, заполненную неподвижной насадкой в виде колец Рашига или решеток, которые позволяют периодически пере- 1р распределять потоки реагентов.

Недостатками известного устройства являются канальный проскок фаз, недостаточно эффективный массообмен между водной и органической фазами, а также забивание насадки и решеток эмульсией и твердыми частицами.

Известно устройство для перегонки жидкостей, у которого между неподвижными решетками помещена подвижная 2р насадка в виде небольших изделий различной формы. Пары перегоняемого вещества проходят через отнерстия решетки и своим давлением перемещают подвижную насадку по всему объему 25 жидкости, находящейся над решеткой

Недостатком этого устройства является то, что объемный вес неподвиж- ной насадки больше объемного веса жидкой фазы, в которую насадка поме- Зр щена, а это, в случае использования такой насадки для экстракции металлов иэ растворон или пульп, приводит к эабинанию подвижной насадки и решеток эмульсией, твердыми частицами, что ухудшает массообмен и полностью выводит аппарат из строя.

Цель изобретения - повьхаение эффективности массообмена эа счет исключения забивания решеток твердыми частицами пульпы и эмульсией.

Указанная цель достигается тем, что подвижная насадка, выполненная в виде небольших изделий различной геометрической формы и помещенная между смежными решетками пульсационной колонны, выполнена иэ материала, который имеет объемный вес на 0,01.0,2 г/см меньше объемного веса жидкости, в которой эта насадка находится, и объем, которОй ранен 2070% объема, заключенного между смежными решетками.

Разница в объемных весах подвижной насадки и жидкости в указанных преде-. лах позволяет избежать забивания насадки и решеток твердыми частицами.

Если объем поднижной насадки менее

20Ъ объема между смежными решетками, то влияние насадки на массообмен не7891? -.: значительно, а если ее объем более

70%, то движение насадки по объему жидкости затруднено, что также снижает массообмен.

На чертеже представлено предлагаемое устройстйо общий нид.

Устройство нключает нерхнюю отстойную камеру 1 для отделения легкой фазы, рабочую часть колонны 2, где осуществляется массообмен между водной и органической фазами, решетки 3 неподвижной насадки, подвижную насадку 4, нижнюю отстойную камеру

5 для отделения тяжелой фазы и пульсокамеру б для передачи импульса в рабочую часть колонны.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском нижнюю отстойную камеру заполняют водной (тяжелой) фазой а рабочую часть колонны 2 — органической (легкой) фазой. Затем нключают пневматический (или механический) пульсатор, который передает колебательный импульс через пульсокамеру б н рабочую часть колонны 2. Органическую и водную фазы подают йротинотоком. Массообмен между ними происходит в рабочей части колонны 2, решетки 3 и подвижная насадка 4 способ. стнуют эффективности массообмена.

Легкая фаза собирается в отстойной камере 1, а тяжелая — н камере 5, откуда они выводятся на дальнейшую переработку, Предлагаемое устройство испытано в лабораторном масштабе при экстракции хлорного железа из солянокислого и скандия из соленого растворов трибутилфосфатом (ТБФ). Для испытаний применяют пульсационную колонну, имеющую высоту рабочей части 1000 >пч, диаметр 50 мм, количество решеток неподвижной насадки 50 шт, диаметр отнерстий н решетках 4 мм, проходное сечение решеток 21%, амплитуду колебаний жидкости 15 мм, интенсивность колебаний 1800,мм/мин. Подача водной фазы производится н верх колонны, вынод - через низ. Подача ТБФ осуществляется в ниэ колонны, нынод— через верх.

B качестве реагента используют растнор хлористого железа, содержащий г/л: FeC. Г. 112, ЙСЕ 110, тнердые — нет, с объемным весом — 1,11 г/см ; органическую фазу

100Ъ-ный ТБФ с объемным весом

0,98 r/ñì; а также соленой раст" вор, в состав которого входят (r/л)

Sc>O> О, 10 !!дСЕ 121, СаСР 48;

FeCP. 108; HCQ 70 NaC(! 62, тнердые

1 ° 3

18, 4; с объемным весом j = 1, 30 г/см органическая фаза — 70%-ный (объемный) раствор ТБФ и керосине; с объемным весом j= 0,84 г/см

Ь

Об интенсивности массообмена дела" ют заключение по извлечению металлов (Fe> и Sc } н органическую фазу, анализируя на из ни -. каемые компоненты исходные растворы;". рафинаты.

В примерах приведены средние данные, полученные в пяти параллельных опытах. Отклонения процесса экстракции от нормы фиксируют визуально и путем анализа рафинатов. В Примерах

1-4 приводятся данные по экстракции хлористого железа ТБФ, н примерах

5-10 — данные по экстракции скнндия

ТБФ.

10 Пример 1. Процесс проводят н следующем режиме: соотношение водной и органической фаз 1:1; удельная производительность колонны

10,5 м /м ° r по суммарному потоку

1Я фаэ. Подни>кная насадка отсутствует, Объемный вес смеси нодной и органич ской фаз в рабочей части колонны

1,02 г/см

Извлечение аС н экстракт сос20 тавляет 58%, высота, экнивалентная теоретической ступени, 880 мм, Пример 2. Процесс ведут при том же режиме, что и н примере 1, но между решетками неподвижной насадки помещают подвижную насадку из винилпласта, выполненную в ниде цилиндров диаметром и высотой 5 мм; объемный вес ) = 1,2 г/см пренышаЬ ет объемный вес жидкости н рабочей части колонны на 0,18 г/см ° Объем

3 подвижной насадки составляет 40% от объема между смежными решетками.

Извлечение ЕаОР в экстракт составляет 79 о- высота, эквивалентная теоретической ступени, 620 мм.

Пример 3. Процесс ведут н режиме примера 1, Подвижная насадка того же нида, что и н примере 2, но выполнена из полиэтилена и имеет объемный нес 0,95 г/см, т.е. меньше

Ъ

Щ объемного веса жидкости в рабочей части колонны на О, 07 г/см З„

Извлечение Fa 0 составляет 96, 4Ъ, высота. эквивалентная теоретической ступени . 4 10 мм.

Пример 4. Процесс ведут в режиме примера 1, поднижная насадка выполнена из стеклянных, полых- шариков диаметром 5„5 мм. Объем насадки 42,2% от объема, заключенного между смежными решетками. Объемный вес насадки 0,81 г/см, т,е. меньше объемного веса. жидкой фазы н рабочей части колонны на 0,21 г/см .

Изнлечение Гас g составляет 83Ъ, высота, экниналентная теоретической ступени, 680 см.

P. р и м е р 5. Процесс проводят в следующем режиме: соотношение водной и органической Фаз 3:1,,удельная производительность колонны 10,0 м /м ч (>g по суммарному. потоку фаэ; объемный вес жидкости в рабочей части колонны

1,14 г/см . Насадка отсутствует.

Извлечение Se н экстракт составляет 48,2Ъ, высота, эквивалентная теу оретической ступени, 1240 мм. Наблю789125 дается незначительное заиливание решеток неподвижной насадки.

Пример 6. Процесс ведут в режиме примера 5. Подвижная насадка из винилпласта высотой и диаметром 5мм.

Объем насадки 41% от объема, заклю ченного между двумя смежными реветками неподвижной насадки. Объемный вес

1 2 г/см, т .е. выше объемного веса .3 жидкссти в рабочей части колонны на

0,06 г/см .

Извлечение Se составляет 34,8%, высота, эквивалентная теоретической ступени, 1320 мм. В процессе работы наблюдается забивание подвижной насадки твердыми частицами, передвижение водной и органической фаз происходит не по всей площади решеток неподвижной "àñàäêè, а по отдельным каналам.

Пример 7. Процесс ведут в режиме примера 5. Подвижная насадка из полиэтилена. Ее объем 41--, размеры по примеру 6. Объемный вес

0,95 г/см, т.е. меньше объемного

3 веса жидкости в рабочей части копонны на О, 19 г/см3.

Извлечение Зс 95Ъ, высота, эквивалентная теоретической ступени, 520 мм. Заиливания подвижной насадки и решеток осадком не наблюдается.

Подвижная насадка передвигается по всему объему, заключенному между смежными решетками.

Пример 8. Процесс ведут в режиме примера 5. Подвижная насадка стеклянные шарики как в примере 4.

Объемный вес насадки на 0,23 г/см меньше объемного веса жидкости в рабочей части колонны.

Извлечение скандия ссставляет

86,2Ъ, высота, эквивалентная теоретической ступени, 640 мм, Подвижная 40 насадка движется, в основном,. в верхней части объема, заключенного между решетками неподвижной насадки. Наблюдается незначительное заиливание решеток, Пример 9. Процесс ведут в режиме примера 5. Насадка из полиэтилена, Объем насадки составляет 18% объема, заключенного между смежными решет1<ами.

Извлечение скандия 88,2% забивание решеток осадком не наблюдается.

Пример 10. Процесс ведут в режиме примера 5. Насадка из полиэ тилена. Объем насадки составляет 72% от объема, заключенного между смежными решетками.

Извлечение скандия 71,4Ъ. Подвижная насадка почти не передвигается по объему, так как цилиндрические элементы насадки заклиниваются между смежными решетками. Наблюдается з-аиливание осадком подвижной насадки.

Следовательно наибольшую эффективность дает подвижная насадка, объемный вес которой на 0,01-0,20 /см меньше объемного веса жидкости в рабочей части колонны, кроме того объ ем подвижной насадки должен составлять 20-70% от объема, заключенного между смежными решетками. формула изобретения

Устройство для экстракционного извлечения металлов из растворов или пульп, включающее пульсационную колонну с решетками, между которыми расположена подвижная насадка, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, <: целью повышения эффективности массоубмена за счет исключения забивания решеток твердыми частицами пульпы и эмульсией, подвижная насадка выполнена из материала, с объемным весом на 0,01-0,20 ;/ñì меньше объемного

3 веса раствора, в котором она находится и объем которого равен 20-70% объема, заключенного между смежными решетками.

789125

Составитель И.Ненашева

Техред Н,ГРаб Корректор r.påøåòíèê

Редактор В.М(иленко

Тираж 809 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 8924/4

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4