Устройство для экстракционного извлечения металлов из растворов или пульп

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М КзВ 01 Р 11/02 С 22 В 3/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЭКСТРАКЦИОННОГОИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВИЛИ ПУЛЬП Изобретение относится к металлургии цветных металлов, преимущественно 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- О 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 2 О 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 решеткойНедостатком этого устройства является то, что объемный вес неподвиж- ной насадки больше объемного веса жидкой фазы, в которую насадка поме щена, а это, в случае использованиятакой насадки для экстракции металлов иэ растворон или пульп, приводитк эабинанию подвижной насадки и решеток эмульсией, твердыми частицами,что ухудшает массообмен и полностьювыводит аппарат из строя.Цель изобретения - повьхаение эффективности массообмена эа счет исключения забивания решеток твердымичастицами пульпы и эмульсией,указанная цель достигается тем,что подвижная насадка, выполненнаяв виде небольших изделий различнойгеометрической Формы и помещеннаямежду смежными решетками пульсационной колонны, выполнена иэ материала,который имеет объемный вес на 0,01.0,2 г/смменьше объемного весажидкости, в которой эта насадка на-ходится, и объем, которОй ранен 2070 объема, заключенного между смежными решетками.Разница в объемных весах подвижнойнасадки и жидкости в указанных преде-.лах позволяет избежать забивания насадки и решеток твердыми частицами.Если объем поднижной насадки менее20 объема между смежными решетками,то влияние насадки на массообмен незначительно, а если ее объем более70, то движение насадки по объемужидкости затруднено что также снижает массообмен,На чертеже представлено предлагаемое устройство общий нид,Устройство нключает верхнююотстойную камеру 1 для отделения легкой Фазы, рабочую часть колонны 2,где осуществляется массообмен междуводной и органической фазами, решетки 3 неподвижной насадки, подвижнуюнасадку 4, нижнюю отстойную камеру5 для отделения тяжелой Фазы и пульсокамеру б для передачи импульса врабочую часть колонны,Устройство работает следующим образом.Перед пуском нижнюю отстойную камеру заполняют водной (тяжелой) Фазойа рабочую часть колонны 2 - органической (легкой) Фазой. Затем нключают пневматический (или механический)пульсатор, который передает колебательный импульс через пульсокамеруб в 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 способстнуют эФФективности массообмена.Легкая Фаза собирается в отстойнойкамере 1, а тяжелая - н камере 5,откуда они выводятся на дальнейшуюпереработку,Предлагаемое устройство испытанов лабораторном масштабе при экстракции хлорного железа из солянокислогои скандия из соленого растворов трибутилфосфатом (ТБФ). Для испытанийприменяют пульсационную колонну, имеющую высоту рабочей части 1000 и,диаметр 50 мм, количество решетокнеподвижной насадки 50 шт, диаметротнерстий н решетках 4 мм, проходноесечение решеток 21, амплитуду колебаний жидкости 15 мм, интенсивностьколебаний 1800,мм/мин, Подача водной Фазы производится н верх колонны,вынод - через низ. Подача ТБФ осуществляется в ниэ колонны, нынод -через верх.В качестве реагента используютрастнор хлористого железа, содержа"щий г/л: РеГ К 112, ЙСР 110, тнердые - нет, с объемным весом- 1,11 г/см; органическую Фазу100-ный ТБФ с объемным весом0,98 г/см ; а также соленой раст"вор, в состав которого входят (г/л)ЯсОа 0,10 р ИдСРа 121, СаСРа 48;ГеСР 108; НСР 704 БаСР 62, тнердые18,4; с объемным весом (: 1,30 г/сморганическая фаза - 70-ный (обьемный) раствор ТБФ и керосине; с объем.ным весом 1: 0,84 г/смЬОб интенсивности массообмена дела"ют заключение по извлечению металлов(Ре и Бс ) н органическую Фазу,анализируя на изнл-:каемые компонентыисходные растворы;". рафинаты.В примерах приведены средние данные, полученные в пяти параллельныхопытах. Отклонения процесса экстракции от нормы фиксируют визуально ипутем анализа рафинатов. В примерах1-4 приводятся данные по экстракциихлористого железа ТБФ, н примерах5-10 - данные по экстракции скандияТБФ,10 П р и м е р 1. Процесс проводятн следующем режиме: соотношениеводной и органической фаз 1:1; удельная производительность колонны10,5 м /мт по суммарному потоку15 Фаэ. Подвижная насадка отсутствует,Объемный вес смеси нодной и органической фаз в рабочей части колонны1,02 г/смИзвлечение ГаСР н экстракт сос 2 О тавляет 58, высота, эквивалентнаятеоретической ступейи, 880 мм,П р и м е р 2, Процесс ведут притом же режиме, что и н примере 1, номежду решетками неподвижной насадкипомещают подвижную насадку извинилпласта, выполненную в ниде цилиндров диаметром и высотой 5 мм;объемный вес 1: 1,2 г/см преныша 3ет объемный вес жидкости н рабочейчасти колонны на 0,18 г/см . Объемзподвижной насадки составляет 40 отобъема между смежными решетками.Извлечение ЕаОРЗ в экстракт составляет 79, высота, эквивалентнаятеоретической ступени, 620 мм.З 5 П р и м е р 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. меньшеЪ40 объемного веса жидкости в рабочейчасти колонны на 0,07 г/см ЗИзвлечение РаСИ составляет 96,4,высота. эквивалентная теоретическойступени, 410 мм.П р и м е р 4, Процесс ведут в режиме примера 1, поднижная насадкавыполнена из стеклянных, полых. шариков диаметром 55 мм, Объем насадки 42,2 от объема, заключенного между смежными решетками, Объемный веснасадки 0,81 г/см , т,е. меньше объемного веса. жидкой Фазы н рабочейчасти колонны на 0,21 г/смэ,Изнлечение Гаоа составляет 83,высота, экниналентная теоретической55 ступени, 680 см,П р и м е р 5. Процесс проводят вследующем режиме: соотношение воднойи органической Фаз 3."1 удельная производительность колонны 10,0 м /м чО по суммарному. потоку фаз; объемныйвес жидкости в рабочей части колонны1,14 г/см . Насадка отсутствует.Извлечение Бв н экстракт составляет 48,2, высота, эквивалентная теу оретической ступени, 1240 мм, Наблю 789125дается незначительное заиливаниерешеток неподвижной насадки.П р и м е р 6. Процесс ведут в режиме примера 5. Подвижная насадка извинилпласта высотой и диаметром 5 мм.Объем насадки 41 от объема, заключенного между двумя смежными решетками неподвижной насадки. Объемный вес1,2 г/см , т,е. выше объемного весаЪжидкссти в рабочей части колонны на0,06 г/смИзвлечение 6 е составляет 34,8,высота, эквивалентная теоретическойступени, 1320 мм. В процессе работынаблюдается забивание подвижной насадки твердыми частицами, передвижениеводной и органической фаз происходит не по всей площади решетокнеподвижной насадки, а по отдельнымканалам.П р и м е р 7. Процесс ведут врежиме примера 5, Подвижная насадка д)из полиэтилена. Ее объем 41, размеры по примеру 6 Объемный вес0,95 г/см , т.е, меньше объемного3веса жидкости в рабочей части копонны на 0,19 г/см.25Извлечение Зс 95, высота, эквивалентная теоретической ступени,520 мм, Заиливания подвижной насадкии решеток осадком не наблюдается.Подвижная насадка передвигается повсему объему, заключенному междусмежными решетками,П р и м е р 8. Процесс ведут в ре.жиме примера 5. Подвижная насадкастеклянные шарики как в примере 4.Объемный вес насадки на 0,23 г/смменьше объемного веса жидкости врабочей части колонны.Извлечение скандия ссставляет86,2, высота, эквивалентная теоретической ступени, 640 мм, Подвижная 40насадка движется, в основном,. в верхней части объема, заключенного междурешетками неподвижной насадки. Наблюдается незначительное заиливаниерешеток,П р и м е р 9, Процесс ведут врежиме примера 5, Насадка из полиэтилена, Объем насадки составляет 18объема, заключенного между смежнымирешет . ами,Извлечение скандия 88,2 забивание решеток осадком не наблюдается.П р и м е р 10, Процесс ведут врежиме примера 5. Насадка из полиэтилена, Объем насадки составляет 72от объема, заключенного между смежными решетками.Извлечение скандия 71,4, Подвижная насадка почти не передвигаетсяпо объему, так как цилиндрическиеэлементы насадки заклиниваются междусмежными решетками. Наблюдается заиливание осадком подвижной насадки.Следовательно наибольшую эффективность дает подвижная насадка, объемный вес которой на 0,01-0,20 /смменьше объемного веса жидкости в рабочей части колонны, кроме того объем подвижной насадки должен составлять 20-70 от объема, заключенногомежду смежными решетками. формула изобретенияУстройство 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, с целью повышения эффективности массоубмена за счет исключения забивания решеток твердыми частицами пульпы и эмульсией, подвижная насадка выполн - на из материала, с объемным весом на 0,01-0,20 г/см меньше объемногоьвеса раствора, в котором она находится и объем которого равен 20-70 объема, заключенного между смежными решетками.789125 ставитель И.Нехред Н,Граб; в едактор В.М(иленко Те Корректор Г.Решетни 3 8924/4 илиал ППП фПатентф, г Ужгород, ул Проект Тираж 809 Государственног елам изобретениЯ Москва, Ж"35, НИИпо 130 комитета и открытий аушская на дписноеСРд. 4/5