Аппарат для гидрометаллургических процессов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 135932)4 С 22 В 302 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬС 23-02 ГИЧЕ,86урги гина нат инь Аьство СССР02, 1978.Под ред.ллургия, 1975,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 40926 (22) 10,07 (46) 15. 12 (71) Норил ский комби (72) А.В.С И.В.Бойко (53) 669,2 (56) Автор У 663745,Основы А,И,Стриги т.7, с.577(54) АППАРАТ ДЛЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРСКИХ ПРОЦЕССОВ(57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов и можетиспользоваться в аппаратурном оформленин гидрометаллургических процессов. Цель изобретения - повышениепроизводительности гидрометаллургических процессов. Реакционный аппарат (РА) содержит корпус (К), состоящий из обечайки 1, штуцеров (Ш)2 подвода исходной среды и отвода 3(КД) 4 со сливным Ш 5 и крышку 6 сгазоотводящим Ш 7. Внутри К коаксиально обечайке 1 при помощи опор 8и растяжек 9 жестко закреплено циркуляционное устройство (ЦУ) 10, внижней части которого размещена газовая камера (ГК) 11, внешняя стенкакоторой перфорирована. ГК 11 заглублена в КД 4 под горизонтальную частьобечайки 1 и подключена к газоподводу (Г) 13. Над ГК 11 установленкольцевой ресиверный коллектор (РК)14 с Г 15. К РК 14 через полые разьемы равномерно по его кольцу подсоединены диспергаторы 16. По оси кЦУ 10 размещено устройство для подачи реагентов (УПР), выполненное ввиде пучка труб 17, 18 и 19 различной длины, выходные отверстия кото 1Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в аппаратурном оформлении гидрометаллургических процессов,Цель изобретения - повышение про изводительности аппарата.На фиг,1 изображен реакционный аппарат, разрез; на фиг,2 и 3 - варианты реакционного аппарата;на фиг.4 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.5 - раз 10 рез Б-Б на фиг,2; на фиг,б - разрез В-В на фиг.З; на фиг.7 и 8 - соответственно узлы 1 и 11 на фиг.З.Реакционный апаарат (фиг,1) содержит корпус, состоящий из обечай 15 ки 1, штуцеров подвода 2 исходной среды и отвода 3 готового продукта, конического днища 4 со сливным шту- цером 5 и крышку 6 с газоотводящим штуцером 7. Внутри корпуса коаксиаль но обечайке 1 при помощи опор 8 и растяжек 9 жестко закреплено циркуляционное устройство 10, в нижней части которого размещена газовая ка 25 мера 11, внешняя стенка 12 которой перфорирована (см. фиг.б), Газдвая камера 11 заглублена в коническое дниднище 4 под горизонтальную часть обечайки 1 и подключена к газоподворых заглублены в ЦУ 10. В РА дополнительно может быть установлен смеситель (С) 23 соосно УПР внутри ЦУ 10, С 23 выполнено в виде. трубы (Т) 24 с ГК 25, ГК 25 образована нижним перфорированным концом (ПК) 26 Т 24 и закрепленным на нем над ПК 26 отбортованным кольцом 27. ГК 25 соединена с Г 28. Устройство позволяет не просто диспергировать газ, а инжектировать с его разогревом в докоалесцентном режиме, обеспечивая сильную газо- и гидродинамическую тягу рабочей среды в аппарате по . всему сечению,что приводит к интенсивному протеканию химических реакций с участием нескольких фаз и реагентов, а следовательно, и к повышению производительности аппарата.1 з.п. ф-лы, 8 ил. 2ду 13. Над газовой камерой 11 установлен кольцеовй ресиверный коллектор с газоподводом 15. К. кольцевому ре сиверному коллектору 14 через полые разъемы равномерно по его кольцу подсоединены диспергаторы 16. По оси в циркуляционном устройстве 10 размещено устройство для подачи реагентов, выполненное в виде пучка труб 17-19 различной длины, выходные отверстия 20-22 которых заглублены в циркуляционном устройстве 10. Газоотводящий штуцер 7 крышки 6 может быть дополнительно снабжен каплеотбойником. Применение циркуляционного устройства с площадью условного прохода в 4-6 раз меньшей, чем площадь живого сечения аппарата, и высотой, равной 0,6-0,8 высоты аппарата, позволяет обеспечить в совокупности с другими признаками многократное турбулентное движение всего объема исходной среды (раствора пульпы) через циркуляционное устройство сверху вниз к газовой камере и диспергаторам. Такое многократное движение интенсифицирует перемешивание и увеличивает вре. мя пребывания и контакта рабочей сре 13593ды с газовой фазой и реагентами,что обеспечивает протекание многофаэных процессов в диффузионно-кинетической или кинетических областях,5Уменьшение. площади условного прохода циркуляционного устройства более чем и 6 раз приводит к снижениюкратности движения исходной среды через циркуляционное устройство вплоть 10до прекращения движения, а увеличение условного прохода менее чем в 4раза приводит не только к уменьшениюкратности движения, но и к образованию коалесценции их и выбросу рабочей среды из аппарата, Увеличение илиуменьшение пористости диспергаторовприводит к снижению производительности аппарата за счет нарушения режима инжекции или образования сплошного пузыря газа на поверхности диспергаторов.В реакционном аппарате может бытьдополнительно установлен смеситель 23(фиг,2 и 3) соосно устройству для по дачи реагентов внутри циркуляционного устройства 10, Смеситель 23 выполнен в виде трубы 24 с газовой камерой 25, Последняя образована нижнимперфорированным концом 26 трубы 24 и 30закрепленнымна нем над перфорированным концом 26 отбортованным кольцом27. Газовая камера 25 соединена сгазоподводом 28,Установка смесителя обеспечиваетболее полное равномерное смешение реагентов с рабочей средой за счет всасывания 1/50 - 1/60 части потока рабочей среды, выходящей из циркуляционного устройства восходящими потоками газа, и поэтапного смешения ввосходящих потоках рабочей средывнутри смесителя реагентов с последующей равномерной раздачей в противотоке приготовленной смеси в циркуляционное устройство, что обеспечиваетдополнительное время контакта реагентов с рабочей средой, Это особенноважно для вязких рабочих сред и дляаппаратов больших объемов, т.е, более 90 мРеакционные аппараты малых объемов предпочтительно выполнять согласно фиг1. Реакционные аппаратымалых объемов, предназначаемых длямногофазных многокомпонентных процессов, а также для вязких сред, предпочтительно выполнять согласно фиг. 2,Реакционные аппараты больших, более 32590 м объемов предпочтительно выпол 3нять согласно фиг,3, используя дляизготовления корпуса обычные сталии футеровочные агрессивцостойкиематериалы, В реакционных ап.араратахмалых объемов коническое днище может быть заменено на эллиптическоеили сферическое, а корпус изготовлениз легированных коррозионностойкихматериалов или сплавов.Реакционный аппарат работает следующим образом,В корпус аппарата через штуцер2 подвода подают исходный раствор(пульпу), одновременно через газоподводы 13 и 15 подают газ в газовую камеру 11 и кольцевой ресиверный коллектор 14 соответственно, Наполнениеаппарата происходит до штуцера 3 отвода готового продукта, через который производится постоянный перепуск раствора (пульпы) в другой реакционный аппарат. Таким образом создается непрерывный поток раствора (пульпы) через аппараты. После заполнения реакционного аппарата раствором (пульпой) устанавливают определенные расходы газа в газовую камеру через газоподвод 13 и в кольцевой ресиверный коллектор 14 через гаэоподвод 15 и далее в диспергаторы 16., создавая докоалесцентный режим инжекции газа в раствор (пульпу). Образующаяся при этом газожидкостная смесь с коэффи. - циентом газонасыщенности 0,35-0,55 устремляется вверх между обечайкой 1 аппарата и циркуляционным устрой - ством 10 до его верхней кромки, создавая разрежение под диспергаторами 16 и избыточное. гидростатическое давление в нижней части циркуляционного устройства 10 перед газовой камерой 11, тем самым обеспечивая турбулентный поток раствора (пульпы) внутри циркуляционного устройства 10 и многократную циркуляцию раствора (пульпы) в аппарате. Затем при помощи устройства для подачи реагентов, выполненного в виде пучка труб 17 и 18 различной длины, подают реагенты в циркуляционное устройст-. во 10 (фиг,1), в котором происходит интенсивное турбулизированное поэтапное смешение реагентов с раствором (пульпой), Полученная смесь реагентов с раствором (пульпой) непрерывно эа счет перепада давления увлекается к диспергаторам 1 б и перфорированной стенке 12 газовойкамеры 11, а затем смешивается с газом. Полученная газожидкостная (пульповая) смесь непрерывно увлекаетсявверх, при этом интенсивно происходит массообмен между реагентами,раствором (пульпой) и газом, создавая пленочный массообмен, При достижении верхнего конца циркуляционного устройства 10, газовая фаза увеличивается в объеме и интенсивно флотируется к зеркалу раствора (пульпы),а раствор (пульпа) вновь поступаетвовнутрь циркуляционного устройства,Выделившаяся из раствора (пульпы)газовая фаза удаляется через газоотводящий штуцер 7 с каплеотбойникомкрышки 6,По аналогии с головным аппаратомпускают в работу последующие. Газы,выходящие из аппаратов, отводят наутилизацию в аспирационные системы.При использовании реакционных аппаратов, дополнительно снабженныхсмесителем 23 (фиг,2 и 3), перед операцией ввода реагентов через устройство для подачи реагентов, выполненное в виде пучка труб 17-19 различной длины, подают газ по газоподводу 28 в газовую камеру 25 смесителя 23. Газ, проходя через перфори-рованный конец 26 трубы 24, флотируется, образуя турбулентный поток.Затем подают реагенты по трубопроводам 17-19, которые поэтапно смешива 35ются с раствором (пульпой), и на выходе из смесителя 23 получают одно-родную смесь, Газы после выхода изсмесителя 23, увеличиваясь в объеме,интенсивно устремляются к зеркалураствора (пульпы), а полученная смесьреагентов с раствором (пульпой) равномерно распределяется по нисходящему потоку раствора (пульпы) в циркуляционном устройстве 10. Таким образом, происходит двойное смешение реагентов с раствором (пульпой), чтообеспечивает более полное использование реагентов, Смеситель 23 такжевыполняет дополнительную функцию -исключает образование застойной зоныперед входным отверстием сливногоштуцера 5 конического днища 4, которая всегда возникает в аппаратах большого объема, т,е. более 90 м3Результаты испытаний показали,что предлагаемый аппарат позволяет повысить производительность более чем в 3 раза.Формула изобретения1. Аппарат для гидрометаллургиче-, ских процессов, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами подвода исходного и отвода готового продуктов, коническое днище со сливным штуцером, крышку с газоотводящим штуцером и с устройством для подачи реагентов, циркуляционное устройство, установленное коаксиально внутри корпуса и эаглубленное в его коническое днище, с газоподводом и элементы его крепления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения производительности, он снабжен камерой для подачи газа с перфорированной внешней стенкой, размещенной в нижней части циркуляционного устройства, и кольцевым ресиверным коллектором с размещенными по его кольцу диспергаторами пористостью 0,35-0,55, кольцевой ресиверный коллеКтор установлен над перфорированной стенкой камеры для подачи газа, устройство для подачи реагентов выполнено в виде пучка трубопроводов различной длины, выходные отверстия которых размещены вдоль оси в циркуляционном устройстве, причем площадь условного прохода циркуляционного устройства в 4-6 раз меньше. площади живого сечения корпуса, а его высота равна 0,6-0,8.высоты аппарата.2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что устройство для подачи реагентов снабжено смесителем, выполненным в виде трубы с перфорацией в нижней части, закрепленным в циркуляционном устройстве соосно с ним отбортованным кольцом, размещенным .над перфорированной частью, и газоподводящим трубопроводом, соединенным со смесителем.1359325 ль В,КрасинаСердюкова Корректор остави дактор Е.Копч хре ско аз 6117/27 5 ая наб., д.Проектная,4 оизводствеино"полигра ческое предприятие, г.Уж 05 стненного бретений и Ж, Рауш Тираж НИИПИ Госуда по делам из 035, Москва,Подписиомитета СССРоткрытий