Аппарат для непрерывного разделения металлов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскикСфциапистичвскиаРвснублии и 897872(5 )М. К,п. С 22 В 9/02 С 22 В 9/12 9 кударстеенные комитет СССР в делам нзобретеннй н втерытнй(54) .АППАРАТ Д ветноиразделеожетботке по ц, сен Изобретение относится к ц металлургии, к аппаратам для ния металлов дистилляций и мбыть использовано при перера лупррдуктов, содержащих свине ребро, цинк.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вакуумный аппарат для непрерывного разделения металлов, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненный гранулированной засыпкой, токоподводыи конденсатор 13 .Недостатки известного аппаратасостоят в значительном расходе элек. троэнергии и относительно низкой частоте получаемых металлов,Целью изобретения является сниже ие расхода электроэнергии и повышение частоты получаемых металлов.Поставленная цель достигается тем что аппарат, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненный ЕПРЕРЫВНОГО РАЗДЕЛЕНИЯМЕТАЛЛОВ гранулированнои засыпкои, токоподводы и конденсатор, снабжен колоннойзаполненной электропроводной насадкоии расположенной коаксиально между5корпусом и дистилляцйонным цилиндромколонна и дистилляционный цилиндрсоединены токоподводами с разнымифазами источника тока, при этом дистилляционный цилиндр в нижней полоовине снабжен воронкой, расположеннойв его разъеме и сборной тарелью со.сливными отверстиями в дистилляционный цилиндр.За счет подключения одной фазы 15источника тока к дистилляционномуцилиндру, а другой Фазы к электропроводным стенкам колонны, токпротекает в радиальном направлениимежду их поверхностями. При этомплотность линий тока максимальна уповерхности дистилляционного цилиндра и здесь создается максимальнаяконцентрация энергии, которая убы"вает в радиальном направлении про.897872 ф 3порциэнально расстоянию от оси ко" лонны. Это обеспечивает интенсивный нагрев дистилляционного цилиндра и прилегающего к нему слоя насадки при относительно холодных стенках колонны, Изменяя расстояние между стенкамт цилиндра и колонны, можно получить требуемый в радиальном направле нии градиент температур. Градиент температур по высоте колонны, необходимый для протекания процесса ректификации, достигается применением для насадки материалов различной электропроводности, например кокса в нижней части и смеси кокса и кар-. борунда в верхней части колонны.Поступающий на переработку сплав сверху непрерывно подают в дистилляционный цилиндр, где по мере перемещения вниз он нагревается до температуры интенсивного испарения. Па. ры легколетучего компонента удаляются через разъем трубчатого цилиндра и через воронку, заполненную коксом, размещенную в области разъема. В воронке происходит разделение жидкой и паровой фазы, чем предупреждают механический унос жидкой Фазы па" рами легколетучего компонента. Пары, перемещаясь снизу вверх по заполненному насадкой пространству между станками цилиндра и колонны, охлажда ются за счет градиента. температур в радиальном направлении и по высоте колонны. Образующаяся жидкая фаза флегма промывает пары металлов и помере обогащения труднолетучим компонентом возвращается в нижнюю часть дистилляционного цилиндра с помощью сборной тарели где осуществляется перегрев и окончательная очистка ее от летучего компонента. Экономию электроэнергии достигают за счет избирательного нагрева только жидкой фазы в дистилляционном цилиндре за счет разделения потоков жидкости и пара и осуществления их противотока. Нагреваемая жидкость сверху вниз, а пары металла поступают снизу вверх так, чтобы они смывали стенки дистил ляционного цилиндра. За счет внутри- печной конденсации паров достигают утилизации тепла аккумулированного парами металлов. За счет размещения высокотемператуной зоны по оси колонны, применения внутреннего элек" тронагрева создаются условия для эффективной теплоизоляции и герметизациЬ колонны. Высокая степеньочистки труднолетучего компонентадостигается путем избирательногоперегреважидкой фазы в нижней части 3 дистилляционного цилиндра.Для повышения степени очисткииспользуют также градиент температурот оси к периферии колонны и достигают многократной конденсации и ис парения внутри колонны, Чистоту конденсата обеспечивают использованиемэлектропроводной насадки для электрического нагрева и для ректификации получаемых паров легколетучего И компонента, Повышение извлечениядостигают возвратом флагмы, обогащенной труднолетучим компонентом вдистилляционный цилиндр на повторныйнагрев и испарение, а также примене нием улавливающей воронки, предупреждающей механический унос жидкойФазы парами на выходе из дистилляционного цилиндра в области разъемаНа чертеже приведен аппарат, общий 3 вид, продольный разрез.Аппарат, содержащий корпус 1,дистилляционный цилиндр 2 выполненный иэ графита и заполненный гранулированной, например, углеродистойзасыпкой 3, снабжен колонной 1, расположенной коаксиально с дистилляционным цилиндром 2, соединенным сразными фазами источника тока, Пространство между колонной и цилиндромзаполнено электропроводной насадкой.Дистилляционный цилиндр снабжен воронкой 5, выполненной из огнеупорно"го, например, углеродистого материала, расположенной в разъеме б дистилляционного цилиндра. Ниже воронки расположена сборная тарель 7, имеющая сливные отверстия 8 в стенкахцилиндра. В верхней части колоннырасположены тарели 9 и 10 для конденсации металла, причем верхняя снабжена внутренними бортами и имеетсливное отверстие 11, Аппарат такжеснабжен доватором 12, внешним конденсатором 13 и сборникомметалла 1 М.Аппарат работает следующим образом.Струю жидкого металла из дозатора 2 непрерывно подают в дистилляционный цилиндр 2, нагреваемый припропускании тока от стенки колонны фф 1 к цилиндру. По мере продвижениявниз металл нагревается до температуры интенсивного испарения легколетучего компонента с разделени м5 .89 потоков жидкой и паровой фазы в раэь. еме 6 с помощью воронки 5, заполненной гранулированной засыпкой иэ ог" неупорного материала, например гра" фита. Неиспаривааяся часть, состоя" щая в основном из труднолетучего компонента, в нижней части цилиндра подвергается перегреву выве температуры кипения легколетучего компонента для полного удаления последнего иэ сплава. Пары легколетумего компонента, отделенные от жидкой фазы, перемещаясь по слою насадки снизу вверх, охлаждаются с частичным выделением конденсата (флегмы), которым промывают встречные пары при стекании его вниз через слой насадки, Обогащенная труднолетучим компонентов флегма возвращается в нижнюю часть цилиндра на перегрев с помощью сборной тарели 7 через сливные отверстия 8 для отделения остатков легколетучего компонента. Пары легколетучего компонента охлаждают и конденсируют на тарели - дефлегматоре 9 и тареликонденсаторе 10, откуда через сливное отверстие 11 поступают в наружный конденсатор 13, где завервается , их конденсация. Конечными продуктами процесса являются ректификат с высокой степенью очистки от трудно- летучего компонента в верхней части колонны и жидкая фаза с высокой степенью очистки от легколетучего компонента в нижней части цилиндра.В качестве исходного материала берут сплав цинк-свинец с содержанием 97 цинка и 3 свинца. В колонане поддерживается восстановительная атмосфера. Температура сплава в дозаторе 550 С, Температура испарения цинка 907 цС. Температура перегрева свинца со следами. цинка 1200-1300 С.а 7872 4фаэовое напряжение 35 В. Сила тока250 А. Мощность 8,75 квт. Общее количество переработанного сырогосплава 13 кг. Длительность опыта 1 ч.10 мин. Расход электроэнергии0,79 квт/ч на 1 кг цинка. Получено:очищенного цинка 12,58 кг; очищенного свинца 0,388 кг. Потери: цинка0,0025 кг (0,2 Ж)1 свинца 0,002 кг 1 в (0,53). Содержание: свинца в цинке0,006; цинка в свинце 0,017..Применение предложенного аппаратапозволяет снизить расход электроэнергии и повысить чистоту получае мого металла.Формула изобретения26 Аппарат для непрерывного разделения металлов, содержащий корпус,дистилляционный цилиндр, заполненный гранулированной засыпкой, токо- .подводы и конденсатор, о т л иП ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения расхода электроэнергии иповыаения чистоты получаемых металлов, снабжен колонной, заполненнойэлектропроводной насадкой и располозв .венной коаксиально между корпусом идистилляционным цилиндром, колоннаи дистилляционный цилиндр соединенытокоподводами с разными фазами источника тока, при этом дистилляционный цилиндр в нижней половине снабжен воронкой, расположенной в егоразъеме, и сьорной тарелью со сливными отверстиями в дистилляционныйцилиндр,Источники . информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР м 463338,кл. с гг в 2 У 08, 1971.