Способ непрерывного извлечения целевого компонента из мелкодисперсного твердого материала, содержащего инертную фазу, и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для проведения массо-и теплообменных процессов в системах твердое тело-жидкость и позволяет повысить степень извлечения целевого компонента и степень насыщения раствора. Процесс осуществляют путем ввода суспензии в нижнюю часть аппарата в двух диаметрально противоположных точках под углом 30 - 35° со скоростью, в 100 - 200 раз большей средней скорости потока в цилиндрической части аппарата. При этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2 - 1,5 раза выше скорости уноса твердых частиц. В аппарате установлена распределительная решетка с живым сечением 0,7 - 0,8 сечения аппарата, высота которого в 10 - 15 раз больше его диаметра. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ос, О Ы, (7 (") ! (21) 4338674/26

1 (22) 07.12,87 (46) 15.07,91. Бюл. ¹ 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии (72) Г.П.Игнатьева, В.А.Себалло, Н.М.Винников, В.А.Грабовенко и Н.А.Марпулевич (53) 66,061.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 577223, кл. В 01 D 11/02, 1970.

Патент Японии ¹ 58-57970, кл, В 01 0 1 1/02 1975, (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗВЛE4ЕНИЯ ЦЕЛЕВОГО КОМПОНЕНТА ИЗ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА, СОДЕРЖАЩЕГО ИНЕРТНУЮ ФАЗУ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам проведения массо- и теплообменных процессов в системе твердое тело — жидкость, в частности к способам извлечения целевых компонентов, и может быть использовано в химической промышленности для извлечения растворимых компонентов из их смесей с нерастворимыми компонентами, а также для растворения мел кодис перс н ых продуктов.

Цель изобретения — повышение степени извлечения целевого компонента и степени насыщения раствора.

Способ осуществляют путем ввода в нижнюю часть аппарата потока со скоростью в 100 — 200 раз больше средней скорости потока в цилиндрической части аппарата, при этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2 — 1,5 раз выше скорости уноса твердых частиц.

„„„ рЦ „„1662601 А1 (57) Изобретение относится к способам и устройствам для проведения массо- и теплообменных процессов в системах твеф1ое тело — жидкость и позволяет повысить степень извлечения целевого компонента и степень насыщения раствора. Процес осуществляют путем ввода суспензии в нижнюю часть аппарата в двух диаметрально противоположных точках под углом 30 — 35 С со скоростью, 0 в 100-200 раз большей средней скорости потока в цилиндрической части аппарата.

При этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2 — 1,5 раза выше скорости уноса твердых частиц. В аппарате установлена распределительная решетка с живым сечением 0,7 — 0,8 сечения аппарата, высота которого в 10 — 15 раз большее его диаметра. 2 с. и 2 з.п.ф-л ы, 1 ил., 2 табл.

На чертеже схематически изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, разрез, Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с эллиптическим днищем 2 и двумя диаметрально противоположными тангенциальными патрубками 3, расположенными под углом 30 — 35 к горизонтальной плоскости и направленными к днищу устройства, и распределительную решетку 4, Устройство работает следующим образом.

Исходная суспензия с большой скоростью подается в нижнюю часть устройства через тангенциальные патрубки 3, В нижней части устройства образуется закрученный поток суспензии. Интенсивно перемешанный поток движется к сливному патрубку 5, проходя через распределительную решетку

4. В процессе интенсивного перемешива1662601 ния и столкновения с днищем устройства раскрывается поверхность растворимых частиц и возрастает скорость извлечения целево- го компонета, По мере движения суспензии к сливному патрубку 5 после прохождения рас- 5 пределительной решетки 4 процесс извлечения продолжается в режиме, постепенно приближающемся к идеальному вытеснению, поэтому проскок фаз через устройство характерный для аппарата идеального перемеши- 10 вания, исключается, а средняя движущая сила процесса в устройстве увеличивается.

Пример 1, Сравнение эффективности изестного и предлагаемого способов прово дили на пилотной установке в известном и 15 предлагаемом устройствах. Известное устройство представляет собой цилиндрическую камеру диаметром 5 см, высотой 20 см с коническим днищем и тангенциальным патрубком в нижней части аппарата диамет- 20, ром 8 мм. Предлагаемое устройство представляет собой цилиндрическую камеру диаметром 5 см, высотой 120 см с эллиптическим днищем и двумя диаметрально противоположными тангенциальными 25 патрубками в нижней части камеры, развернутыми относительно горизонтальной плоскости на 35 и направленными к днищу устройства. Диаметр патрубков 4 мм. В качестве дисперсного материала использует- 30 ся шлам флотационной фабрики калийного производства класса 0,25 мм, содержащий

15% растворимого компонента (КС1), Извлечение проводили 20%-ным водным раствором KCI при 50 С. Расходная скорость 35 суспензии в среднем сечении цилиндрических камер 2 см/с.

При этом среднее время пребывания суспензии в известном и предлагаемом устройствах составляет соответственно 40 т = 20 0,9/2,0 = 9 c; rg = 120 0,9/2,0 = 54 с, где 0,9 — коэффициент заполнения устройства.

Эффективность устройств оценивалась по степени извлечения КО из исходного 45 продукта и степени насыщения конечного раствора.

Экспериментальные данные приведены в табл.1.

Пример 2, Опытные устройства по 50 изобретению (пример 1) отличались углом поворота входных патрубков. Исходную суспензию подавали в устройство через два тангенциальных диаметрально противоположных патрубка диаметром 4 мм, повернутых к горизонтальной плоскости в одном устройстве под угЛом 25, в другом — под углом 40О, Полученные результаты процесса извлечения КО из шлама флотации (пример 1) приведены в табл.2.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного извлечения целевого компонента из мелкодисперсного твердого материала, содержащего инертную фазу, в вертикальном аппарате с цилиндрической камерой и днищем, включающий смещение фаз посредством тангенциального направленного под углом к основному потоку ввода фаз с образованием закрученного потока, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения целевого компонента и степени насыщения раствора, в нижнюю часть аппарата поток вводят со скоростью в 100 — 200 раз больше средней скорости потока в цилиндрической части аппарата, при этом средняя скорость движения потока в цилиндрической камере в 1,2 — 1,5 раза выше скорости уноса твердых частиц.

2. Устройство для непрерывного извлечения целевого компонента из мелкодисперсного твердого материала, содержащего инертную фазу, включающее вертикальную цииндрическую камеру с днищем, тангенциальные патрубки для ввода суспензии в нижней части камеры, патрубок для вывода суспензии в верхней части камеры, о т л и ч аю щ е е с я тем. что; с целью повышения степени извлечения целевого компонента и степени насыщения раствора, тангенциальные патрубки расположены диаметрально противоположно непосредственно над днищем под углом 30 — 35 к горизонтальной плоскости и направлены к днищу аппарата, выполненного эллиптической формы..

3. Устройство по п.2, о.т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено распределительной решеткой, установленной над патрубками для ввода суспензии на высоте, равной диаметру аппарата с живым сечением 0,70,8 сечения аппарата.

4. Устройство по п.2, отл и ч а ю ще ес я тем, что отношение высоты аппарата к его диаметру составляет 10-15;

1662601

Таблица1

Способ

Степень извлечения

KCI, У

Степень насыщения аство а, П р и м е ч а н и е. ) - М/M, — степень извлечения KCI из продукта; М вЂ” масса KCI, перешедшая в раствор; Мр — масса KCI в исходном шламе.

Табл ица2

Степень насыщения раствоИзвестный

П е агаемый гол 30 — 35

Угол поворота входных патрубков, град

0,15

0,136

0,05

0,20

97,5

97,0