Лекция №1 Аппаратура для выщелачивания

Выщелачивание может быть периодическим и непрерывным.

При периодическом выщелачивании пульпу периодически зака­чивают в параллельно работающие чаны (рисунок 1, а). После пере­мешивания в течение определенного промежутка времени пульпу выпускают или перекачивают в сборные чаны, а в выщелачивательные чаны закачивают новую порцию пульпы. В чанах-сбор­никах выщелоченная пульпа накапливается и поддерживается во взвешенном состоянии до поступления на последующую обработ­ку. Все циклы выщелачивания и отмывки можно осуществлять в одном чане.

При непрерывном выщелачивании пульпа поступает вряд по­следовательно соединенных чанов (рисунок 1,б), где она подвергается перемешиванию. Если система не обеспечивает перемещение пуль­пы самотеком, для ее перекачки применяют насосы. Непрерывно действующая система выщелачивания обычно соединяется с непре­рывной системой обезвоживания.

Преимущества непрерывной системы выщелачивания по срав­нению с периодической следующие: 1) возможность полной авто­матизации процесса; 2) сокращение рабочей силы; 3) меньшее сечение трубопроводов, меньшая мощность двигателей и на­сосов для перекачки пульпы; 4) более эффективное использо­вание чанов, так как отсутствуют операции закачивания и вывода пульпы; 5) отсутствие чанов-сборников и соответственно затрат энергии на поддержание в них пульпы во взвешенном состоянии.

1— сгуститель; 2 — чан-сбор­ник; 3 — чан для перемеши­вания;

4 — фильтр

Рисунок 1 - Схемы периодиче­ского (а) и непрерывного (б) выщелачивания

В современной практике поэтому, вподавляющем большинстве случаев применяют схему непрерывного выщелачивания.

По принципу действия аппараты в гидрометаллургии подразделяют на следующие: 1) с механическим перемешиванием; 2) с пневматическим перемешиванием; 3) с пневмомеханическим перемешиванием.

К первому типу относятся чаны-сборники и чаны с импеллерной мешалкой. Чаны-сборники — простейшие чаны, используемые для накапливания и поддержания пульпы во взвешенном состоянии. Перемешивание вэтих чанах осуществляют простой крестовиной, насаженной на вертикальный вал. Для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии скорость мешалки на концах лопастей должна быть ≥200 м/мин.

Чан с импеллерной мешалкой (рисунок 2) представляет собой аппарат, вцентре которого расположена широкая труба 5 с наклонными циркуляционными патрубками 4. Через трубу проходит вертикальный вал 3, на нижнем конце которого укреплен импеллер 7.

Рисунок 2 - Чан с импеллерной мешалкой

Вал приводится во вращение со скоростью 150÷250 об/мин, электродвигателем. В нижней части центральной трубы имеется щиток 5, предохраняющий импеллер от заиливания раствором при оста­новке мешалки. Питание агитатора пульпой проводят по желобу 2 или по трубе 1; выпуск через отверстие 6.

При работе аппарата импеллер затягивает пульпу через цир­куляционные патрубки вниз по центральной трубе, образуя ворон­ку засасывания. В эту воронку засасывается также воздух ввиде большой массы мелких пузырьков, благодаря чему происходит интенсивная аэрация пульпы. Вращающийся импеллер отбрасы­вает опускающуюся по центральной трубе пульпу и поддерживает ее во взмученном состоянии. Поднимающаяся пульпа вновь заса­сывается через боковые патрубки в центральную трубу и таким образом устанавливается непрерывная ее циркуляция в аппарате. Преимущество агитаторов с импеллерной мешалкой по сравнению с другими аппаратами — интенсивная аэрация и перемешивание пульпы. Недостаток (общий для всех механических перемешивателей) - достаточно высокий расход электроэнергии.

Основным типом чанов с пневматическим перемешиванием яв­ляется весьма распространенный аппарат с центральным эрлиф­том - пачук (рисунок 3). Пачук - высокий цилиндрический чан, диаметр которого обычно в 3 раза меньше высоты, с коническим днищем.

1 - сопло; 2 – труба эрлифта; 3 - футеровка; 4 – железобетонный корпус;

5 – выпускной желоб; 6 - лаз; 7 - крышка; 8 – крепления трубы; 9 – верх эрлифта; 10 – паровой змеевик; 11 – отвод конденсата; 12 – крепления сопла;

13 – разгрузочный патрубок

Рисунок 3 - Пачук

Технические характеристики пачуков следующие:

Размеры чана, м:

диаметр.......... 3,0 3,6 4,5

высота............ 0,9÷1,0 10,8 13,5

Масса металлических частей, т ……. 7,3 9,1 13,6

Емкость, м³......... 50,9 84,9 155,6

Расход воздуха, м³/мин..... 1,4 2,1 2,8

Давление воздуха, МПа..... 0,14÷0,21 0,14÷0,21 0,21÷0,28

В центре чана установлена открытая с обеих сторон эрлифтная труба, внутрь которой на 1/2—2/3 ее высоты введена другая труба меньшего диаметра, служащая для подвода сжатого воз­духа. По внутренней трубе пачука, наполненного пульпой, нагне­тают сжатый воздух, который в виде отдельных пузырей подни­мается вверх по центральной трубе эрлифта. Благодаря этому плотность пульпы внутри центральной трубы становится меньше плотности пульпы в самом аппарате. Менее плотная пульпа под­нимается по центральной трубе и переливается через ее верхний край. Более плотная пульпа, не содержащая пузырьков воздуха, поступает в центральную трубу снизу. Таким образом в аппарате устанавливается непрерывная циркуляция пульпы.

К преимуществам аппаратов этого типа относятся возможность перемешивания густых пульп (до ж:т = 1:1), простота устройства обусловленная отсутствием движущихся частей, а также интенсивная аэрация раствора. Недостатками рассматриваемых аппаратов являются необходимость помещений большой высоты и заиливание нижней части аппарата в случае прекращения дутья пульпу, растворы и реагенты подают на поверхность раствора через отверстие в крышке пачука, отбирают пульпу через боковые штуцера или насосом. Газовоздушную смесь удаляют вентилятором через отверстие в крышке.

К чанам с пневматическим перемешиванием относят чаны с центральным эрлифтом и гребковой мешалкой и чаны с перифери­ческими эрлифтами и импеллерной мешалкой.

Чан с центральным эрлифтом и гребковой мешалкой (рисунок 4) — цилиндрический аппарат с плоским днищем. В центре находится эрлифтная труба 1, на нижнем конце которой расположена гребковая мешалка 3. В эрлифтную трубу сверху введена труба для подачи сжатого воздуха. От верхнего конца эрлифта отходят два распределительных желоба 2, которые имеют небольшой уклон к периферии чана и ряд отверстий по дну. Желоба расположены перпендикулярно к направлению грабель и остаются все время над поверхностью пульпы.

Рисунок 4 - Чан с центральным эрлифтом и гребковой мешалкой

При медленном вращении центральной трубы (3—6 об/мин) гребковая мешалка передвигает осевшие на дно аппарата твердые частицы пульпы к центру чана, где они засасываются в эрлифт­ную трубу.

Поднимаемая эрлифтом пульпа переливается в распределитель­ные желоба и, вытекая при вращении желобов через отверстия в их днище, распределяется по поверхности чана. Твердые частицы вновь осаждаются на дно аппарата, подгребаются к эрлифтной трубе, и таким образом устанавливается непрерывная циркуляция пульпы.

Чаны этого типа широко применяются на золотоизвлекательных фабриках. Основное достоинство этих аппаратов - их небольшая высота и хорошая аэрация пульпы. К недостаткам относится посте­пенное накопление в чанах крупных тяжелых частиц, поэтому не­обходимо периодически очищать аппарат. Технические характери­стики чанов с центральным эрлифтом и гребковой мешалкой сле­дующие:

Полезный объем, м³ ….. 5,5 100 250

Размеры, м:

Диаметр.......... 4,5 6,0 8,0

высота …….. 4,5 4,5 6,0

Скорость вращения вала, об/мин … 3—6 3—6 3—4

Расход воздуха, м³/мин....... 0,6—0,8 0,9—1,2 1,8—2,2

Давление воздуха, МПа...... 0,1—0,14 0,12—0,16 0,15—0,2

Мощность электродвигателя¹, кВт …2—3 3—5 5,0

Масса металлических частей, т …… 1,15 1,50 5,25

¹Скорость вращения электродвигателя 1000 об/мин.

Чаны с периферическими эр­лифтами и импеллерной мешал­кой — усовершенствованные вари­анты уже рассмотренных чанов с импеллерной мешалкой (рисунок 2). Эти чаны (рисунок 5) име­ют четыре эрлифта, расположен­ных по окружности чана у его сте­нок. Эрлифты в верхней своей части изогнуты под углом 90 град и присоединены к центральной трубе. В результате такой конст­рукции пульпа циркулирует как через боковые патрубки цент­ральной трубы, так и через пери­ферические эрлифты. Из всех рассмотренных чанов эти аппа­раты отличаются наиболее высокими аэрационными характеристиками, а следовательно, и наибольшей производительностью.

Рисунок 5 - Чан с периферическими эрлифтами и импеллерной мешалкой

Технические характеристики чанов с периферическими эрлиф­тами и импеллерной мешалкой:

Полезный объем, м³ ………. 6 17 28 58

Высота, м …..... 2,1 3,0 3,6 4,5

Скорость вращения вала,

об/мин....... 2010 190 150 130

Расход воздуха, м³/мин…0,3—0,5 0,6—0,9 0,9—1,3 1,3—1,6

Мощность электродвига­теля, кВт..2,3 3,8 5,6 75

Масса металлических ча­стей, т 0,7 1,4 2,0 3,0

Литература:1осн. [136-142], 2 осн., 1 доп.

Контрольные вопросы

1. Каким образом производится периодическое выщелачивание?

2. Каким образом производится непрерывное выщелачивание и в чем заключается его преимущество перед периодическим?

3. Что представляет собой чан с импеллерной мешалкой?

4. Что представляет собой пачук?

5. Какие чаны относятся к чанам с пневматическим перемешиванием?

6. Что представляет собой эрлифт?

Дата добавления: 2014-01-11