Противоточный аппарат для контактирования твердого зернистого материала с жидкостью

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ! ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ . ПРИ ТКНТ СССР (я)з В 01 J 8/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

0с (л

С

Пцавю

4tOJO вью

1 (21) 4768216/26 (22) 12.12.89 (46) 30.01.92. Бюл. N. 4 (71) Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр" (72).А.М.Путрин (53) 66.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1247073, кл. В 01 J 8/18, 1984. (54) ПРОТИВОТОЧНЬ1И АППАРАТ ДЛЯ

КОНТАКТИРОВАНИЯ ТВЕРДОГО ЗЕРНИ; С1ОГ0 МАТЕ РИАЛА С ЖИДКОСТЬ Ю. .(57) Изобретение относится к аппаратам для химических процессов, может быть использовано. в частностй, для химического обогаÄ., Û3 „„1708399 А1 щения кварцевого сырья и позволяет повысить качество получаемого продукта за счет равномерности обработки частиц. Аппарат включает вертикальную цилиндрическую . колонну 1 с основанием в виде конуса 2, загрузочное 3 и разгрузочное 4 устройства, технологические патрубки 8-13. Кор ус коIloHHbl 1 состоит из отдельных секций 5, между которыми вставлены перегородки 6.

Верхняя секция сверху перекрыта крышкой

7, Каждая перегородка 6, выполненная в виде цилиндрического стакана, вставлена коаксиально с кольцевым зазором в секцию

5 и имеет в дне отверстия, которые снизу оборудованы ступенчатыми технологическими патрубками 13, направленными вниз, Боковая поверхность перегородки 6 снабжена окнами 14. 1 з.п. ф-лы, 6 ил„1 табл. !

1708399

20

D2.u — —, k h2

45

55

Изобретение относится к аппаратам для химических процессов, может быть использовано, в частности, для химического обогащения кварцевого сырья.

Целью изобретения является повышение качества получаемого продукта за счет равномерности обработки частиц.

Поставленная цель достигается тем, что в известном противоточном аппарате для . контактирования твердого зернистого материала с жидкостью, включающем цилиндрическую колонну с коническим основанием и крышкой; перегородки с отверстиями и тех. нологическими патрубками,. каждая перегородка выполнена. в виде цилиндрического стакана, в верхней части боковой поверхности которого размещены окна, расположенные выше нижних концов технологических патрубков, причем перегородки в колонне .размещены с зазором к ее боковой поверхности. Количество отверстий. в дне перегородки определено из соотношения где n — количество отверстий;

D - внутренний диаметр перегородки;

h — толщина дна; к — коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра отверстия и его конусйости.

Выполнение каждой из перегородок в виде цилиндрического стакана с расчетным количеством конических отверстий в дне позволяет осуществить более равномерное и йнтенсивное контактирование твердой и жидкой фаз по всему объему аппарата. Это повышает эффективность процесса выщелачивания минеральных примесей с поверхности зерен кварца.

Наличие окон, размещенных в верхней . части боковой поверхности цилиндрическоlo стакана и расположенных выше нижних кОнцов технологических патрубков, а также размещение перегородок в колонне с зазором к ее боковой поверхности позволяет жидкой фазе беспрепятственно циркулиро,. вать по колонне снизу вверх, способствуя тем.сэмым беспрепятственному перемещению твердой фазы сверху вниз через отверстия и патрубки в дне цилиндрического стакана. Наличие окон позволяет также бес, препятственно удаляться из-под каждой перегородки и из колонны в целом газам, образующимся в процессе химического взаимодействия жидкой фазы с твердой. Таким образом, наличие окон в перегородках и размещение перегородок в колонне с зазором к ее боковой поверхности способствуют интенсивному и равномерному контактированию твердой и жидкой фаз и получению продукта высокого качества, Выполнение в дне каждого цилиндрического стакана расчетного количества конических отверстий рационального размера позволяет частицам твердого равномерно перемещаться по всему сечению аппарата.. эа счет чего улучшаются условия для контактирования твердой и жидкой фаз и, следовательно, повышается качество обрабатываемого раствором материала, Нэ фиг,1 показан вертикальный разрез аппарата по оси; на фиг.2 — разрез рабочих камер; на фиг,3 — поперечный разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг,2; на фиг.5 — разрез дна перегородки; на фиг,6— разрез В-В на фиг.5, Аппарат включает вертикальную цилиндрическую колонну 1 с основанием в виде конуса 2, загрузочное 3 и разгрузочное 4 устройства, Корпус колонны 1 состоит из отдельных секций 5, между которыми вставлены перегородки 6. Число перегородок на одну меньше, чем секций. Верхняя секция сверху перекрыта крышкой 7, имеющей два патрубка: загрузочный 8 для ввода твердого зернистого материала в колонну 1 и патрубок 9 для вывода газов из колонны 1, обраэующихся при кислотной обработке материала.

На внешней боковой поверхности верхней секции в верхней части имеется направленный наружу патрубок 10, в который коаксиально (соосно, один в другой) герметично вставлен патрубок 11; соединяющий верхнюю часть верхней перегородки с атмосферой, Патрубок 11 расположен выше нижнего конца загрузочного патрубка 8 и служит для вывода жидкой фазы из колонны 1. На внешней боковой поверхности нижней секции в верхней части имеется патрубок 12, служащий для ввода рабочего раствора в колонну 1.

Каждая перегородка 6 вставлена коаксиально с кольцевым зазором в секцию 5 и имеет в дне отверстия, которые снизу оборудованы ступенчатыми технологическими патрубками 13 специальной конструкции, направленными вниз. Боковая поверхность перегородки 6 снабжена окнами 14.

Ступенчатые пэгрубки 8 и 13 выполнены из двух соосно расположенных обечаек

15 и 16, между которыми имеется кольцевой зазор, причем нижний конец верхней (меньmегоäèàìåòðà) обечайки 15 находится ниже верхнего конца нижней (большего диаметра) Обечэйки 16. Обечэйки 15 и 16 закреплены между собой крестообразной перемычкой 17. Между корпусом аппарата

1708399

50

1 и разгрузочным устройством 4 установлен затвор 18.

На фйг.1 показаны только четыре камеры, но в колонне их количество может быть любым. Это зависит от необходимой продолжительности и интенсивности контактирования твердой и жидкой фаз при заданной производительности, Чем больше число камер, тем больше продолжительность нахождения частиц в колонне, тем выше интенсивность обработки (перемешивания) материала рабочим раствором.

Аппарат работает следующим образом, B начале запуска аппарата в работу на разгрузочном патрубке перекрывают затвор 18 и через патрубок 12. расположенный на внешней боковой поверхности нижней части колонны, заполняют ее рабочим раствором до перелива через верхний боковой патрубок 11. Затем в загрузочный конус 3 начинают подавать обезвоженную твердую фазу (кек фильтра) и рабочий раствор, Твердая фаза под.действием собственного веса перемещается по колонне 1 сверху вниз с перегородки на перегородку

6 через патрубки 13, постепенно заполняя колонну аппарата. После заполнения колонны твердым (в каждой камере находится заданное количество твердого, T:Æ в:которой регулируется длиной ступенчатого песковоro патрубка 13) затвор 18 на разгрузочном конце колонны открывают и аппарат начи-нает действовать непрерывно — сколько будет выгружено твердого снизу, столько же поступит его сверху иэ загрузочной воронки

3 через патрубок 8.

Рабочий раствор, постоянно подаваемый в аппарат в нижнюю часть колонны через патрубок 12 и вытесняемый движущейся сверху вниз твердой фазой, поднимается через кольцевые зазоры между секциями 5 и перегородками 6 и далее через окна 14 в перегородках 6 вверх по колонне и выходит из нее через верхний патрубок 11 в систему на регенерацию и подогрев и затем самотеком возвращается в нижнюю часть колонны для повторного использования. Циркуляция твердой. жидкой и газовой фаз в аппарате на фигурах показана стрелкэми.

Предлагаемый аппарат испытан в лабораторных условиях на кварцевой крупке

Кыштымского месторождения, предвари5

25 тельно обогащенной методами флотации и . магнитной сепарации при высокой напряженности магнитного поля.

Выщелачивание проводилось в смеси плавиковой, соляной и серной кислот в соотношении 2:1:1 при 60-65 С. Крупность исходного продукта 0,4+0,1 мм, содержание твердого 41,3%.

Результаты сравнительных испытаний известного и предлагаемого аппаратов, а также требования промышленности на кварц глубокого обогащения для выплавки прозрачного кварцевого стекла приведены в таблице.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показал, что предлагаемый аппарат по сравнению с прототипом позволяет значительно повысить качество кварцевой крупки за счет снижения в ней содержания основп p M e c e A: ж е л е 3 э с 4 . 1 0 4 д о 2 . 1 0 4 % алюминия с 50 10 до 6,3 10 %, натрия с

14 104 до 1,5 10 %, калия с 8,1 10 до

2 10 %, Формула изобретения

1. Противоточный аппарат для контактирования твердого зернистого материала с жидкостью, включающий цилиндрическую колонну с крышкой и коническим основанием, в которой расположены одна над другой перегородки с отверстиями и технологическими патрубками, отличающийся тем, что, с целью повышения качества получаемого продукта путем обеспечения равномерности обработки частиц, каждая перегородка выполнена в виде цилиндрического стакана, в верхней части боковой поверхности которого размещены окна, расположенные выше нижних концов технологических патрубков, при этом перегородки размещень1 с зазором к боковой поверхности колонны.

2. Аппарат по и. 1, отл и ч а ю щи и ся тем, что количество и отверстий в дне перегородки определено из соотношения где 0 — внутренний диаметр перегородки;

h — толщина днэ;

К вЂ” коэффициент пропорциональности; зависящий от диаметра отверстия и его конусности.

1708399

1708399

Составитель А.Путрин

Техред М. Моргентал

Корректор А.Осауленко

Редактор О.Спесивых

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ф

Зайаз 381 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5