Способ повышения скорости химических реакций в жидких средах

(51) 22 3/00 (2011.01) 22 15/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Предложен способ повышения скорости химических реакций в жидких средах путем увеличения скорости движения струи жидкости,заключающийся в том, что жидкую среду предварительно смешивают с воздухом, завихряют в вихревых камерах, а затем движущуюся жидкую среду обрабатывают в коническом диффузоре. Техническим результатом изобретения является сокращение продолжительности процесса и снижение тепло-и энергозатрат.(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ЖИДКИХ СРЕДАХ(57) Изобретение относится к металлургии,конкретно, к гидрометаллургии и может быть использовано в процессах выщелачивания различных полиметаллических руд, а также в других областях промышленности. Изобретение относится к металлургии,конкретно, к гидрометаллургии и может быть использовано в процессах выщелачивания различных полиметаллических руд, а также в других областях промышленности. Известны способы переработки медьсодержащих руд или шламов, в которых медь выщелачивают серной кислотой ( 6784 А 1, кл.С 22 В 3/06,опубл.2001 г Способ обработки медносульфидных руд 116384 А 1, кл. С 22 В 1/06, опубл. 2002 г Способ сульфатирования для экстракции металла из сульфидных руд). Этот процесс ведут в автоклавах, которые могут достигать объема 40 м 3,температура растворов составляет 200 и выше, а давление достигает 25 атмосфер. Загруженные в автоклав измельченная руда и раствор серной кислоты постоянно перемешиваются мешалкой,продуваются воздухом до тех пор, пока медь не перейдет в раствор. На этот процесс уходит 15 часов и более. После охлаждения раствор перекачивают в промежуточные емкости. Когда раствор отстоится,его сливают, а руду промывают водой и подают на фильтры для удаления влаги. Отфильтрованную руду загружают снова в автоклавы и заливают раствор щелочи для удаления серы. Перевод серы в раствор идет по той же технологии, что и при извлечении меди. К основным недостаткам относятся значительная продолжительность процесса и большие затраты тепловой и электрической энергии. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение продолжительности процесса и снижение тепло-и энергозатрат. Это обеспечивается в способе повышения скорости химических реакций в жидких средах путем увеличения скорости движения струи жидкости, заключающемся в том, что жидкую среду предварительно смешивают с воздухом, завихряют в вихревых камерах, а затем движущуюся жидкую среду обрабатывают в коническом диффузоре. Сущность изобретения заключается в следующем. Разработан новый технологический процесс выщелачивания металлургического сырья,например, меди и других компонентов из руды и шламов,основанный на воздействии так называемой энергии физического вакуума на струю реагирующих компонентов в жидкой среде в вихревых камерах и диффузоре. Мелкоизмельченную руду или шлам равномерно перемешивают в выщелачивающем растворе в баке с мешалкой. Полученный раствор (пульпу) перекачивают в реактор, куда подается воздух и происходит смешивание жидкой среды с воздухом. Далее раствор поступает в вихревые камеры, где воздух и раствор тщательно перемешиваются и начинается интенсивный процесс химической реакции, который продолжается при последующей обработке жидкой среды в диффузоре. Растворение меди в серной кислоте происходит мгновенно. Способ позволяет в струе раствора осуществлять реакцию реагирующих веществ в течение 0,01-0,015 сек, что значительно быстрее,чем эти процессы протекают в автоклавах. Время перекачки раствора из бака зависит от производительности насоса. Нами был использован насос производительностью 4 м 3/час, при этом в раствор переходило до 99 меди. Разработанный процесс выщелачивания является универсальным и предназначен для выщелачивания меди, серы, никеля, кобальта, магния, железа, золота и т.д. с высокой производительностью и низкими потерями металлов. Способ обеспечивает также выщелачивание химических элементов из руд,которые ранее считались непригодными для данного металлургического процесса. На фиг. схематически показано устройство, в котором осуществляют обработку жидких сред,состоящее из камеры смешения 1, вихревых камер 2 и диффузора 3. В зависимости от исходного сырья подбираются размеры и количество вихревых камер. Раствор под давлением подается в камеру смешения,за счет движения струи происходит подсасывание воздуха из окружающей атмосферы. Далее раствор с воздухом поступает последовательно в вихревые камеры и диффузор, где под воздействием энергии осуществляется интенсивный процесс химических реакций. При использовании заявленного способа повышения скорости химических реакций в жидких средах путем увеличения скорости движения струи жидкости,применяемого в процессах выщелачивания металлургических продуктов,достигается значительная экономия тепловой и электрической энергии, снижаются трудозатраты и значительно сокращается время процесса выщелачивания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ повышения скорости химических реакций в жидких средах путем увеличения скорости движения струи жидкости,заключающийся в том, что жидкую среду предварительно смешивают с воздухом, завихряют в вихревых камерах, а затем движущуюся жидкую среду обрабатывают в коническом диффузоре.