Колонна-классификатор

1 О Изобретение относится к устройствам противоточного типа для гидравлической классификации, промывкиосадков и может быть применено вгидрометаллургии, химической и других отраслях промышленности,Известен классификатор для разделения сыпучих материалов по крупности в псевдоожиженном состоянии,включающий корпус, разделенный насекции горизонтальными решеткамис перфорированными тарелками и конусными перегородками и конусныерешетки 1,Недостатком данного устройства 15является низкая производительностьпроцесса гидравлической классификации и невозможность одновременнойпромывки осадков,Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является сорбционнаяпульсационная колонна непрерывногодействия с противотоком, включающаяверхнюю и нижнюю отстойные камеры,пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами, приэтом нижняя отстойная камера снабжена соплом, а верхняя - горизонтальными перегородками разделена на триполости 2 .Недостатком известного устройстваявляется низкая эффективность классификации за счет осаждения твердойфазы на наклонных стенках верхнейотстойной камеры и потерь ее в сливе при пульсационных воздействиях настолб пульпы в колонне.Цель изобретения - повышение эффективности классификации и увеличение производительности при одно в 4 О. временной промывке осадка путемсоздания постоянных межфазных ускорений потоков по высоте колонны.Указанная цель достигается тем,что колонна-классификатор непрерывного действия с противотоком, содер"жащая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами,снабжена установленным в верхнейотстойной камере отбойным козырькомв виде перевернутого усеченного конуса, а площади проходных сечений контактных элементов, установленных первыми по ходу движения осадка, в 551,8-2,7 раза больше площадей проходного сечения последующих контактныхэлементов. Контактные элементы с большей площадью проходного сечения расположены на участке 0,15-0,25 высоты рабочей зоны.В отбойном козырьке выполнены клиновидные прорези.На фиг. 1 изображена колонна-классификатор, общий вид, на фиг. 2 вид А на фиг. 1.Колонна-классификатор содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 отстойные камеры, пульсационную камеру 3, рабочую зону 4, верхняя часть которой снабжена контактными элементами 5 с площадью проходного сечения большей, чем площадь 6 в средней и нижней частях, и отбойный козырек 7 с клиновидными прорезями 8.Колонна-классификатор работает следующим образом,Исходная пульпа, содержащая растворимый ценный компонент, например молибден, поступает в верхнюю отстойную камеру 1, в нижнюю часть рабочей зоны 4 подается промывная жидкость, например вода, являющаяся одновременно и классифицирующим агентом. В верхней отстойной камере 1 и верхней части рабочей зоны 4 происходит разделение твердой фазы исходной пульпы на песковую и шламовую фракции восходящим потоком жидкости.Пески, многократно контактируя с промывной жидкостью, выгружаются из нижней отстойной камеры 2, а шламы вместе с ценным компонентом выводятся через переливной карман верхо ней отстойной камеры 1. Столбу пульпы в колонне через пульсационную камеру 3 сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения.1набжение верхней части рабочей зоны 4 контактными элементами 5 с площадью проходного сечения в 1,8- 2,7 раза большей, чем в средней и нижней частях, препятствует накоплению осадков в верхней отстойной камере 1 при превышении максимально возможной производительности колонного аппарата, так как механическое разделение (гидравлическая классификация) твердой фазы исходной пульпы происходит главным образом в ней, а в верхней части рабочей зоны 4 - вытеснение шламов, увлеченных туда лесковой фракцией.1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Если контактные элементы 5 с большей площадью проходного сечения установлены на протяжении менее 0,15 общей высоты рабочей зоны, то ожидаемого эффекта не достигается. При снабжении верхней части рабочей зоны 4 контактными элементами 5 на протяжении более 0,25 высоты рабочей зоны произвОдительность колонны не увеличивается, но повышается содержание ценного компонента во влаге песков, выгружаемых из нижней отстойной камеры 2.Большое значение для ликвидации застойных ( мертвых" ) зон в верхней отстойной камере 2 имеет то, что она снабжена отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса с клиновидными прорезями 8 (фиг. 2). Без снабжения верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 происходит эффективное пульсационное перемешивание только столба пульпы, находящегося над рабочей зоной 4. На наклонной поверхности возможно образование застойных зон и отложение осадков, что приводит к уменьшению рабочего объема верхней камерыи, следовательно, эффективности классификации. Снабжение верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса и установленного там, способствует перераспределению пульпы и ликвидации застойных зон.Для того, чтобы осадок не накапливался на отбойном козырьке 7 и не препятствовал осаждению песков, он снабжен клиновидными прорезями 8 с направлением клина от перифении к центру. Выбор формы прорезей обусловлен тем, что столб пульпы при пульсации ударяется о центральную часть отбойного козырька, которая должна иметь большее гидравлическое сопротивление, а твердые частицы опускаются через периферийную часть, обладающую меньшим гидравлическим сопротивлением. Таким образом, снабжение верхней части рабочей эоны колонны контактными элементами, с площадью проходного сечения в 1,8-2,7 раза большей, чем в средней и нижней частях, а верхней отстойной камеры - отбойным козырьком в виде обратного усеченного конуса с клиновидными прорезями,способствует повышению эффективности классификации и увеличению производительности колонного аппарата при одновременной промывке осадков.П р и м е р 1. В колонном аппарате ф 200 мм и высотой 5,7 м (высота рабочей зоны - 4,2 м), выполненном в соответствии с предлагаемым устройством в первой серии опытов, во второй серии - без П-образной трубы, отдельной пульсационной камеры, насосаи сетчатых элементов - производится классификация выщелоченной пульпы и отмывка молибдена от песков. Столбу пульпы в колонне сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения с помощью золотниково-распределительного механизма. Частота колебания 32 мин 1, амплитуда в рабочей зоне - 13- 15 минаМетодика экспериментов состоит в следующем. Исходная пульпа, содержащая молибден, с определенным расходом подается в верхнюю отстойную камеру колонны-классификатора, где в основном происходит классификация ее твердой фазы на песковую (частицы класса более 0,1 мм) и шламовую (частицы размером менее 0,1 мм) фракции восходящим потоком воды, которая вводится в нижнюю часть колонны. Расход воды составляет 3,2-3,6 л/мин. Пески, многократно контактируя с промывной водой в рабочей зоне аппарата, сгущаются в нижней его части и разгружаются. Шламы и раствор, содержащий. молибден, выводятся в верхний слив колонны. Таким образом, в колонне- классификаторе за одну стадию происходит два процесса: механический (гидравлическая классификация) и диффузионный (отмывка молибдена от песков).Исходная пульпа имеет следующую характеристику: содержание молибдена,в жидкой фазе - 0,4-0,45 г/л, плотность 1470-1490 кг/мз, содержание твердых частиц класса +0,1 мм 32,35%, содержание твердых частиц класса (-0,1) - (+0,04 мм) - 22-24 , содержание твердых частиц класса - 0,04 мм - 41-45 . Площадь исходного сечения контактных элементов, установленных в верхней части рабочей зоны в первой серии опытов - 60% (массообменная1106536 контактная тарелка, содержащая коль-цо с жестко прикрепленных к нему подуглом к горизонту ряду параллельныхпласТин), в средней и нижней частях -303. Площадь проходного сечения контактных элементов, которые установ" лены по всей высоте рабочей зонь 1во второй серии опытов - ЗОБ.Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 1. 0Из результатов экспериментов видно, что при одинаковой эффективности классификации производительность предлагаемой колонны на 10-153 больше, чем производительность известного аппарата. При одинаковой производительности вынос песков .в верхнийслив снижается в 1,7-2,0 раза, что имеет важное значение для последующего сорбционного процесса. 20В первой серии опытов колонный аппарат снабжают контактными элементами на протяжении от 0,2 до 1,8 м(0,048-0,428 высоты рабочей эоны, считая от начала рабочей зоны). Ре зультаты представлены в табл, 2(расход пульпы " 5,5 л/мий, расход воды - 3,6 л/мин).Согласно табл. 2, оптимальнымусловием для проведения процесса классификации с одновременной отмывкой молибдена от песков является снабжение верхней части рабочей зоны колонны контактными элементами с площадью проходного сечения болЬ" шей, чем в средней и нижней частях на протяжении 0,15-0,25 высоты рабочей зоны, При снабжении колонного аппарата контактными тарелками с большей площадью проходного сечения на протяжении менее 0,15 высоты рабочей зоны не наблюдается снижения содержания песков класса +О, 1 мм в сливе, при снабжении - на протяжении более 0,25 высоты ра" 45 бочей зоны. Достигнутое минимальное содержание песков в сливе остается практически постоянным, но увеличивается содержание молибдена во влаге песков нижнего продукта что,при 50 водит к уменьшению эффективности отмыв ки 40 П р и м е р 3 Производительность гидрометаллургического цеха, перерабатывающего молибденсодержащие руды - 2000 т/сут. Для обеспечения полной производительности цеха и получения верхнего слива с минимальным содержанием песков класса П р и м е р 2. В колонном аппа" рате ф 200 мм и высотой рабочей зоны 4,2 м производится классификация вьпцелоченной пульпы и отмывка молибдена от песков. условия проведе" ния опыта и характеристика исходной пульпы такие же, как в примере 1.На протяжении 0,8 м верхней частирабочей эоны устанавливают контактные элементы с площадью проходногосечения от 40 до 857. В среднейи нижней частях рабочей зоны находятся контактные элементы с площадьюпроходного сечения ЗОБ.Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 3 (расход пульпы 5,3-5,5 л/мин, расход воды - 3,6 л/мнн).Из йриведенных результатов видно,что оптимальное отношение площадипроходного сечения контактных эле"ментов, установленных в верхней части рабочей зоны, к площади проходного сечения контактных элементов,установленных в средней и нижнейчастях рабочей зоны колонного аппа"рата, составляет 1,8-2,7. При снабжении верхней части рабочей зоныконтактными элементами с площадьюпроходного сечения менее 557 содержание песков класса +0,1 мм в верх"нем сливе в 1,5-2,3 раза выше достигаемого минимального, при снабжении контактными элементами с площадью проходного сечения более 807значительно повышается содержаниемолибдена в песках нижнего продукта(при постоянном минимальном содержании песков +О, 1 мм в верхнем сли"ве аппарата).Предлагаемая колонна-классификатор может служить для интенсификации процессов классификации рудных и вьпцелоченных пульп с одновременной отмывкой ценного компонента от песков. Использование предложенных колоннь 1 х аппаратов при осуществлении процесса классификации выщелоченной пульпы и отмывки ценного компонента от песков создает экономический эффект за счет повышения производительности в 1, 1-1, 16 раза, а также за счет снижения содержания песков в сливе колонны-классификатора, направляемом на сорбцию, снижения потерь ионообменных смол путем уменьшения истирания нх песками.7 1106536 +0,1 мм (менее 57) необходимо 8 аппаратов диаметром 1,3 м и производительностью 190 т/ма сут, выполненных в соответствии с известнымустройством. При использовании предложенных колонн-классификаторов для обеспечения полной производительности цеха требуется 7 колонных аппаратов диаметром 1,3 м, Годовойэкономический эффект от внедрения 5 предложенных аппаратов составляет31,3 тыс. руб. ТаблицаСодержаниепесков Расходпульпы, л/мин Содержаниепесков СерияопытовВ Аппарат классаСодержание песков класса +0,1 мм в верхнем сливе, 7 319 . Зэ 5 Зэб Зеб Зэ 7 Зэб 8,2 7,7 5,1 Содержание молибденаво влаге песков,г/л 0,00 ОООО 0,001 ОООО 01002 Оэ 003 004 0027 Ов 062 Содержание песков класса +0,1 мм в верхнемсливе, 7Содержание молибденаво влаге песков нижнего продукта, г/л Удельнаянагрузкапо твердости т/максут класса1106536 и Составитель В. ОлюниРедактор П, Коссей Техред М.Гергель орректор А.Лэятк Зака Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 659/5НИИПИ Государстпо делам изоб035, Москва,Ж ираж 535енного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб., д. 4