Аппарат для избирательного растворения полидисперсных твердых материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 (11) 51)4 В 01 Э 11 ТЕНИ йзер и Л.Б.8.8)1162206,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомолаи Производственное объединение "Белорускалий" им. 50-летия СССР(54) АППАРАТ ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО РАСТВОРЕНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к химической и горнохимической промышленности и предназначено для извлеченияцелевых компонентов иэ полидисперсныхтвердых материалов, Цель изобретения - повысить степень извлечения целевых компонентов и уменьшить расходэнергии на проведение процесса эасчет обеспечения требуемой скоростипродвижения по аппарату частиц твердого материала в соответствии с размером наиболее крупных фракций.Аппарат содержит горизонтальный цилиндрический корпус и соосно с нимвращающийся вал, на котором закреплены лопасти. Аппарат разделен на четыре секции. Первая секция перемешивающего устройства представляет собойукороченную двухрядную лопастную мешалку с двух-четь 1 рехзаходным прямымшнеком, предназначенную для разгрузки торцовой стенки аппарата от давления плотной фазы крупных фракцийтвердого материала. В эту же секциюаппарата у его торцовой стенки черезсопла, расположенные по периметруу днища аппарата, вводят растворяющуюжидкость, что способствует разгрузкеторцовой стенки аппарата от давлениякрупных фракций твердого материалаи интенсифицирует процесс растворения. Вторая секция перемешивающегоустройства снабжена одно-двухзаходным противошнеком и предназначена длясоздания в процессе движения твердого материала, в целом прямоточногос движением растворяющей жидкости,циклического возвратно-поступательного движения крупных фракций твердого материала, Третья секция содержит перемешивающее устройство безтранспортирующего шнека. Прямой шнек,установленный в четвертой секции,совместно с перемешивающими лопастями способствует быстрому удалению изаппарата крупных фракций балластныхкомпонентов, что позволяет уменьшитьэнергию, потребляемую на перемешивание. б ил, 1438816Изобретение относится к химическойи горнохимической промышленности ипредназначено для извлечения целевых компонентов из полидисперсных твердых многокомпонентных материалов, а бо 5 лее конкретно, к аппаратам для избирательного растворения целевых компонентов из измельченных солесодержащих руд, и может быть использовано для избирательного растворения хлорида калия из сильвинитовой руды, полезных компонентов иэ полиминеральных руд и т,п.Цель изобретения - повьппение степени извлечения целевых компонентови уменьшение расхода энергии на проведение процесса за счет обеспечениятребуемой скорости продвижения но аппарату частиц твердого материала всоответствии с размером наиболеекрупных фракций.На фиг.1 изображен аппарат дляизбирательного растворения полидисперсных твердых материалов; на фиг.2 -25сечение аппарата по первой секции;на фиг.З - сечение аппарата по второй секции, на фиг,4 - сечение аппарата по третьеи секции", на фиг.5 -сечение аппарата по четвертой секции", 3на фиг,б - схематическая траекториядвижения частиц твердого материала,имеющих различные размеры, во второй секции аппарата.Аппарат содерхит гориэонтапьныйцилиндрический корпус 1, соосно рас.положенный вал 2, на котором закреплено комбинированное перемешивающе-транспортирующее устройство 3состоящее иэ четырех секций, осветлительный купол 4 со стороны разгруз 4 дки твердого остатка и концентрированной жидкости.Первая секция представляет собойукороченную двух-трехрядную лопастную мешалку 5 с двух-четырехзаходным45прямым шнеком б, перемещение которым совпадает с направлением движения основного потока растворяющейжидкости и твердого материала,Вторая секция снабжена перемешивающими горизонтальными лопастямискребками 7 и одно-двухзаходным противошнеком с винтовой лопастью 8,Противошнек перемещает крупные фракции твердого материала в периоды 55их осаждения на днище аппарата в направлении, противоположном направле.нию движения раствора. Третья секция аппарата снабженаперемешивающим устройством 9 безтранспортирующего шнека,Четвертая секция снабжена перемешивающими лопастями-скребками 10и одно-трехэаходным прямым шнеком11, с помощью которого иэ аппаратаускоряют вывод крупных фракций, содержащих балластные компоненты.В первой секции по периметру уднища аппарата расположены сопла 12.Аппарат работает следующим образом.Полицисперсный твердый материалподают сверху в первую секцию, В этуже секцию снизу, через сопла 12 подают предварительно подогретую растворяющую жидкость. Жидкость и твердый материал контактируют при перемешивании и прямоточном в среднемсовместном продвижении по аппаратук осветлительному куполу А, через который отвал и концентрированный раствор раздельно выводят из аппарата.В первой секции аппарата осуществляется интенсивное перемешиваниеисходного твердого материала и раствора, что обеспечивает получениеблизкой к однородной смеси и переталкивание твердого материала вовторую секцию.Во второй секции аппарата твердый материал перемешивается и перемещается лопастями-скребками 7 и противошнеком 8. Крупные частицы материала под действием лопастей-скребков 7, противошнека 8 и поступательного дВиженчя раствора совершают цик"лическое возвратно-поступательноедвижение (фиг.б) в среднем прямоточное с растворяющей жидкостью. Поскольку вероятность попадания твердых частиц при перемешивании в зонудействия противошнека прямо пропорциональна их размерам, то в итогеполучают эффект увеличения временипребывания частиц во второй секции,который прямо пропорционален их раз=мерам, Это обстоятельство приводитк более полному извлечению целевыхкомпонентов из крупных фракций.В зоне действия противошнека 8создается повышенное содержание твердой Фазы, главным образом за счетнакопления крупных фракций, сечениедля прохода жидкости уменьшается, всоответствии с чем возрастает еескорость в осевом направлении, Ре14388 1 О компонентов,В третьей секции твердые частицывзвешиваются перемешивающим устройством 9, а вдоль аппарата перемещаютсяпотоком растворяющей жидкости. 35В четвертой секции происходитокончательное растворение целевыхкомпонентов из твердого материала,в котором они находятся вмелких фракциях, в то время как крупные фракции 20состоят практически из одних балластных компонентовЭти фракции ускоренно выводят из четвертой секции прямым шнеком 11, что снижаетрасход энергии на перемешивание,Поступающие в осветлительный купол.отвал в .смеси с концентрированнымраствором разделяются путем гравитационного отстаивания и выводятся изаппарата на дальнейшую переработку.Эффективность изобретения иллюстрирует пример сравнительного расчетапроцесса избирательного растворенияхлорида калия из сельвинитовой руды.Исходные данные:35Измельченная сильвинитовая рудас максимальным размером частиц, равным 10 мм, содержит 207 хлорида калия; остальное - хлорид натрия с примесями глинистых илов. Гранулометрическая .характеристика руды описывается уравнением Розина-Раммлера,Растворение производится горячим раствором (маточным щелоком), содержащим 127 кг/м хлорида калия и3221 кг/м хлорида натрия, при 100 С.Производительность аппарата по руде700 т/ч, по маточному раствору -1200 т/ч. Требуемая степень извлечения хлорида калия из руды в растворне менее 973.1-й вариант: измельченная руда ираствор движутся в аппарате прямотоком с одинаковой средней поступательной (по направлению оси аппарата) скоростью, равной 0,05 м/с. Ра 55 25 Формула изобретения зультатом этого является быстрыйвынос из второй секции аппаратамелких фракций твердого материала,скорость которых практически равнаскорости ждикости. Поэтому концентрация целевых компонентов в растворе возрастает медленнее, что создает условия для более интенсивногорастворения крупных фракций целевых 164счетное сечение аппарата 83 м. Расчетная длина аппарата 29,9 м.11-й вариант: измельченная руда и раствор движутся в аппарате прямо- током. Средняя поступательная скорость раствора 0,05 м/с, Средняя поступательная скорость частиц руды зависит от их размера. Распределение скорости частиц по их размерам аппроксимировано интегральной функцией нормального распределения. Средняя скорость поступательного движения самых крупных частиц принята равной 0,01 м/с. Расчетное сечение аппарата 9,01 м . Расчетная длина аппайрата 20,1 м.Незначительное, на 6,9 Е, увеличение сечения аппарата существенно перекрывается уменьшением, на 48,7 Е, длины аппарата, Уменьшение рабочего объема аппарата составляет 39,27 Аппарат для избирательного растворения полидисперсных твердых материалов, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, соосный с ним вращающийся вал с. закрепленными на нем параллельно оси аппарата перемешивающими лопастями-скребками, осветленный купол со стороны разгрузки твердого остатка и концентрированной жидкости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения целевых компонентов и уменьшения расхода энергии на проведение процесса за счет обеспечения требуемой скорости продвижения по аппарату частиц твердого материала в соответствии с размером наиболее к крупных фракций, содержащих целевые компоненты;4 перемешивающее устройство разделено на четыре секции, в первой секции на валу установлен укороченный двух-четырехзаходный прямой шнек с двумя-тремя рядами горизонтальных лопастей, во второй секции на валу установлен одно-двухзаходный противошнек, в четвертой секции установлен прямой одно-трехзаходный шнек, а по периметруу днища аппарата расположены сопла для ввода растворяющей жидкости,1438816 Составитель А,СондорТехред Л.Сердюкова К ктор З,Лончакова ктор А.Шандор Заказ 5992/9 64 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен13035, Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д, 4/