Устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое

(19) (11) 1)4 С 22 ВЗО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Московский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Краснго Знамени институт стали и сплаво(56) Авторское свидетельство СССРВ 441825, кл. С 22 В 3/02, 1972.Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2882304, кл. С 22 В 3/02,1980.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕН 1 ИГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержащее последовательно соединенные и расширяющиесяпо высоте конусообразные царги длякрупных, средних и мелких фракцийтвердого реагента, аэролифтную трубу,установленную в царге для крупныхфракций твердого реагента, распределители восходящего потока реагентов,установленные с зазором в нижних зонах царг для средних и мелких фракций твердого реагента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет стабилизации гидравлического сопротивления, распределители восходящего потока реагентов выполнены в виде расширяющихся сверху вниз полых конусов сотьерстиями для прохода реагентов.1067832 О реагента, распределители восходящего потока реагентов, указанные распредеустройство. Изобретение относится к устройствам для проведения гидрометаллургических, процессов в цветной металлургии в псевдоожиженной системе "твердое вещество - газ - жидкость , например процессов выщелачивания цинковых огарков или окисления закисного железа в восходящем потоке растворов сернокислого цинка.Известно устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое, содержащее последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных, средних и мелких Фракций твердого реагентаОднако в таком устройстве для преодоления гидравлического сопротивления кипящего слоя необходимо растворы, участвующие в процессе, подавать под напором, значительно превышающим сопротивление кипящего слоя. Это усложняет процесс обслуживания и снижает надежность работы из-за увеличения гидротрассы и количества коррозионностойкого оборудования, работающего под давлением.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое, содержащее последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных, средних и мелких Фракций твердого реагента, аэролифтную трубу, установленную в царге для крупных Фракций твердого реагента, распределители восходящего потока реагентов, установленные с зазором в нижних зонах царг для средних и.мелких фракций твердого реагента. 20 25 30 35 40 Я 5 50 Основной недостаток устройства изменение гидравлического сопротивления во времени, что снижает надежность его Функционирования . Причиной изменения гидравлического сопротивления аппарата является накопление не- раСтворенных частиц на поверхностях распределителей восходящего потока реагентов, установленных с круговыми зазорами в нижних зонах .царг длясредних и мелких фракций твердого регаента.Цель изобретения - повышение на;дежности работы устройства за счет стабилизации гидравлического сопротивления. Цель достигается тем, что в устройстве для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое,содержащем последовательно соединенные и расширяющиеся по высоте конусообразные царги для крупных среднихи мелких фракций твердого реагента,аэролифтную трубу, установленную вцарге для крупных фракций твердого лители восходящего потока реагентов выполнены в виде расширяющихся сверхувниз полых конусов с отверстиямидля прохода реагентов.На чертеже показано описываемое Устройство для проведения гидрометаллургических процессов в кипящем слое содержит царгу 1 для псевдоажижения крупных фракций, царгу 2 для псевдоожижения средних Фракций, царгу 3 для псевдоожижения мелких Фракций твердого реагента, аэролифтную трубу 4 и конусообразные распределители 5 восходящего потока реагентов с отверстиями, установленные с круговым зазором 6 в нижнихзонах царг 2 и З.Креме тога, устройство имеет патрубки подачи сжатого воздуха в аэролифтную трубу, подачи и вывода реагентов.Царги 1, 2 и 3 соединены последовательно и выполнены расширяющимися снизу вверх, Аэролифтная труба 4 установлена внутри царги 1, а конусообра.зные распределители 5 установлены с круговыми зазорами 6 в нижних зонах царг 2 и 3. Распределители 5 восходящего потока реагентов выполнены в виде конуса с отверстиями для свободного прохода восходящих струй реагентов воздух, жидкая и твердая фазы и т.д.). Кромки распределителей 5 имеют точечные соприкосновения например через стержни) со стенками соответствующих царг, но не имеют жесткой связи с последниья, что позволяет им изменять положение по вертикальной оси аппарата кипящего слоя или царг. Устройство работает следующим образом.Раствор сернокислого цинка и пиролюзит твердый реагент), измельченный до крупности 1-10 мм, через патрубок поступает в царгу 1 и образует восходящий поток смеси во всех трех последовательно соединенных царгах 1, 10678322 и 3, Так как сечение царг неравномерно по высоте, то в царге 3 взвешиваются мелкие фракции, в царге 2 средние, а в царге 1 под воздействием аэролифтной трубы 4 циркулируют и взвешиваются крупные фракции твердого реагента, Поток смеси твердого реагента (пиролюзита), жидкого реагента и сжатого воздуха выбрасываемый из верхней части аэролифтной тру бы 4, ударяется об распределитель 5, теряет часть своей кинетической энергии и перераспределяетсяпо сечению царги 2. Растворы и воздух после потери части кинетической энергии 15 продолжают двигаться вверх через отверстия конусообразных распределителей, обеспечивая удержание во взвешенном состоянии средних фракций в царгах 2 и 3, а случайно выброшенные 20 крупные фракции через зазор 6 падаютвниз и попадают в царгу 1, При растворении твердого реагента (пиролюзита) частицы переходят в верхние царги 2 и 3. Изменяя расстояние между . 25 верхним концом аэролифтной трубы 4 и распределителем 5 в нижней зоне царги 2, обеспечивают необходимое снижение кинетической энергии сжатого воздуха, выходящего из аэролифтнойзО трубы 4. Для более равномерного распределения восходящего потока реагентов по всему сечению царги 3 необходимо распределители 5 внутри царг установить таким образом, чтобы отверстия в них были смещены одно относительно другого. Это дополнительно нарушает прямолинейность движения воздушных пузырьков в восходящем потоке реагентов, а следователь О но, разбивает их на более мелкие составляющие и тем самым обеспечивает постоянство псевдоожиженного состояния мелких фракций твердого реагента в царге 3. Укрупненные твердые реагенты, например, в результате случайных явлений окомкования, а также осевшие у стенок царг частицы через зазоры 6 вдоль стенок царг 3 и 2 попадают в царгу 1, Так как в данномстройстве реагенты вводятся в нижнюю зону аэролифтной трубы 4, то в результате создания в ней всасывающего эффекта реагенты в царгу 1 пос-, тупают самотеком. Кроме того, наличие55 распределителей 5 при случайных исчезновениях (отключениях) сжатого воздуха исключает мгновенное ос еданйетвердых частиц в царгах, т.е. возможность нарушения работоспособности устройства. Сжатый воздух, подаваемый через патрубок в аэралифтную трубу 4, имеет такое же давление (стандартное), как и давление сжатого воздуха в известных устройствах. Парообразования или явления брызгоуноса и охлаждения растворов в данном устройстве не происходит. Это объясняется тем, что и брызги, и тепло, отбираемые воздухом из раствора, возвращаются раствору за время прохождения воздушных пузырьков через слой в последовательных царгах 1 и 2. В процессе д,пительной эксплуатации устройства на поверхности конусообразных распределителей оседают частицы твердого реагента, которые перемещаются к основанию конуса под воздействием силы тяжести, динамического напора потока реагентов через отверстия, Накопление нерастворенных частиц у кромок распределителей 5 приведет к сужению зазоров 6, т.е. к изменению гидравлического сопротивления по периферии царг 2 и 3, что приведет к возрастанию воздушно-жидкостного напора на распределители 5 и вызовет перемещение (всплывание) последних вверх, Однако это вызывает увеличение зазора 6 между кромками распределителей 5 и царг 2 и 3, т.е. снижение периферийного гидравлического сопротивления и напора на распределители 5. Твердые частицы через увеличенные зазоры 6 проскакивают вниз, а распределители 5 возвращаются в первоначальное положение. Чувствительность положения распределителей возрастает, если в верхней зоне конус не имеет отверстий. Указанное движение может повторяться до тех пор, пока не установится первоначальное гидравлическое сопротивление устройства.Таким образом, в данном устройстве происходит самостабилизация его гидравлического сопротивления и исключена воэможность оседания нерастворенных частиц на поверхности распределителей, что повьппает надежность работы устройства. Кроме того, авто- колебания конусообразных распределителей способствуют более равномерному окислению растворов пиролюзитом.1067832 Техред И.Попо орректор Л. Пилипенко Редактор П, Горько аз 4034/ Тираж 567Государственного комитета ССелам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб д. писн 1303 1 роизводственн полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4