Ионообменная колонна

 

Использование: техника сорбционного извлечения ценных компонентов из растворов . Сущность изобретения: в ионообменной колонне конический распределитель раствора размещен в коническом днище с образованием трапециевидного кольцевого зазора, угол, между образующими которого составляет 30-55°С, а патрубок вывода сор- . бента установлен параллельно образующей конического днища, входным концом над нижним основанием распределителя раствора . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК... Ы,, 1834674 АЗ (я)з В О1 0 15/04, 8 01 J 47/02

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ 4 (21) 5021208/26 (22) 04.07.91 (46) 15.08.93. 6юл. М 30 (71) Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов и Макмальский золотодобывающий комбинат (72) В.В.Амбаров, Д.В.Бабенко и P,Å.Êèì (73) .Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1111309, кл. В 01 J 47/06, опубл. 1983.

Изобретение относится к аппаратам для массообменных процессов и может быть использовано в химической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности, для осуществления непрерывного массообмена между твердой зернистой и жидкой фазой, в частности для сорбционного извлечения металлов из растворов с низкой х концентрацией, например, из растворов хвостохранилищ, растворов кучного или подземного выщелачивания.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса путем улучшения гидродинамического режима и упрощения выгрузки обработанного сорбента.

На чертеже изображена предлагаемая ионообменная колонна, поперечный разрез.

Колонна содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2. В верхней части корпуса расположены дренажное устройство 3, патрубок 4 ввода сорбента, патрубок 5 вывода раствора с запорным (54) ИОНООБМЕ,ННАЯ КОЛОННА (57) Использование: техника сорбционного извлечения ценных компонентов иэ растворов. Сущность изобретения; в ионообменной колонне конический распределитель раствора размещен в коническом днище с образованием трапециевидного кольцевого зазора. угол. между образующими которого составляет 30-55 С, а патрубок вывода сор, бента установлен параллельно образующей конического днища, входным концом над нижним основанием распределителя раствора, 1 ил. устройством 6. 8 средней части корпуса установлен патрубок 7 ввода раствора с запорным устройством 8 на входе в патрубок

7 и коническим распределителем 9 раствора на выходе.

° и

Конический распределитель 9 раствора расположен в коническом днище 2 и образует с ним кольцевой трапециевидный зазор, (h) площадь поперечного сечения которого в нижней части составляет 1,2-2 площади О нижнего основания распределителя 9 раствора. Причем, угол конусности конического д распределителя 9 раствора и угол конусности конического днища составляет 30-550.

8 нижней части колонны расположен патрубок 10 вывода сорбента с запорным (d устройством 11 на выходе, установленный параллельно образующей конического днища входным концом над нижним основанием распределителя 9 раствора.

Колонна работает следующим образом.

Рабочий объем цилиндрического корпуса 1 и конического днища 2 колонны эагру1834674 жается сорбентом (твердой зернистой фазой) через патрубок 4. После заполнения и герметизации колонны обрабатываемый раствор через открытое запорное устройство 8 по патрубку 7 поступает в конический распределитель 9 и далее в кольцевой трапециевидный зазор между коническим днищем 2 и распределителем 9.

В кольцевом .трапециевидном зазоре линейная скорость раствора в центре и на периферии его выравнивается и раствор равномерно распределяется по сечению зазора и.корпуса колонны.

Восходящий поток раствора частично или полностью вытесняет сорбент из кольцевого зазора и уплотняет его.

Проходя через слой сорбента в колонне раствора в процессе ионообмена с ним очищается и через дренажное устройство 3 и патрубок 5 выводится из колонны.

Обработанный сорбент периодически выгружается из колонны через патрубок 10.

Для выгрузки сорбента закрывают запорное устройство 8 на патрубке 7 ввода раствора, открывают запорное устройство

11 на патрубке 10 и запорным устройством

8 по патрубку 7 подают раствор в распределитель 9 и далее в кольцевой трапециевидный зазор и патрубок 10, При этом сорбент в колонне раэрыхляется и опускается в коническое днище до уровня нижнего основания распределителя

9 и по патрубку.10 выводится потоком раствора иэ колонны. Объемную долю сорбента в смеси его с раствором выводимую по патрубку 10 регулируют запорным устройством 8.

По мере выгрузки сорбента весь слой его в.колонне опускается без перемешивания вниз. Для прекращения вывода сорбента.закрывают запорные устройства 11 и 8 на патрубках 10 и 7.

Одновременно или после выгрузки заданного количества обработанного сорбента в колонну загружают свежий сорбент.

Для этого в колонну через патрубок 4 подается сорбента в смеси с водой, избыток которой через дренажное устройство 3 выводится по патрубку 5. По окончании загрузки сорбента закрывают патрубок 4 и устанавливают скорость раствора в корпусе колонны больше скорости свободного падения частиц сорбента, увеличивая проходное сечение запорного устройства 8 на патрубке 7.

При этом поток раствора, восходящий через кольцевой трапециевидйый зазор полностью или частично вытесняет сорбент из конического днища 2, а сорбент иэ патрубка 10 высыпается коническое днище и потоком раствора поджимается к границе раздела сорбент-раствор.

Далее процесс повторяется.

Установлено, что равномерное распре10 деление раствора,по сечению кольцевого трапециевидного зазора обеспечивает устойчивый гидродинамический режим в колонне при угле между образующими кольцевого трапециевидного зазора равном

15 30-550С.

При величине угла более 55 в кольцевом трапециевидном зазоре появляются локальные потоки раствора. приводящие к неравномерному распределению потока

20 раствора no его сечению.

При величине угла менее 30 повышается трудоемкость изготовления колонны без улучшения гидродинамического режима работы.

Таким образом, предложенная конструкция колонны обеспечивает обработку сорбента, а также выгрузку обработанного и загрузку свежего сорбента без перемешивания его и, тем, самым, позволяет за счет

35 рубка.

55 улучшения гидродинамического режима повысить эффективность ионообменного процесса. Кроме того, упрощается выгрузка обработанного сорбента и предотвращается забивание сорбентом выводящего патФормула изобретения

Ионообменная колонна, включающая цилиндрический корпус с коническим днищем, дренажное устройство, патрубки для ввода и вывода сорбента и раствора и конический распределитель раствора, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса путем улучшения гидродинамического режима и упрощения выгрузки обработанного сорбента, конический распределитель раствора размещен в коническом днище корпуса и образует с ним кольцевой трапециевидный зазор с углом между образующими 30 — 350, а патрубок вывода сорбента установлен. параллельно о6разующей конического днища, входным концом над нижним основанием распределителя раствора.

1834674

Составитель B.Øèâêèí

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор С.Лисина

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

Заказ 2694 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

f f3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5