Вакуумная установка для извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов

(51)7 22 43/00 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Храпунов Владимир Евгеньевич Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич Володин Валерий Николаевич Исакова Руфина Афанасьевна Абрамов Александр Сергеевич Марки Ирина Александровна Требухов Сергей Анатольевич Садвакасов Динмухамед Абдадилевич Молдабаев Максат(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт металлургии и обогащения Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр химико-технологических исследований Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Исакова Р.А., Челохсаев Л.С., Мельников С.М. и др. Опытно-промышленные испытания вакуумтермической переработки ртутно-сурьмяных концентратов // В кн. Процессы цветной металлургии при низких давлениях. М. Наука, 1983, с. 8-10(54) ВАКУУМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ ИЗ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии, к аппаратурному оформлению извлечения ртути из концентратов, промпродуктов, вторичного сырья и других ртутьсодержащих материалов, а также подобных легколетучих соединений и веществ, может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Вакуумная установка для извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов включает устройства для загрузки и выгрузки, аппарат для высокотемпературной обработки материала псевдоожижением направленными колебаниями, соединенный с, по меньшей мере, одним циклонным пылеуловителем,конденсатор, сборник конденсата, при этом она дополнительно содержит аппарат для сушки исходного материала псевдоожижением направленными колебаниями, соединенный с циклонным пылеуловителем аппарата для высокотемпературной обработки материала, вакуумное устройство для очистки газов фильтрацией и вакуумное устройство для сорбционной очистки газов, установленные последовательно после конденсатора, причем устройства загрузки аппаратов для сушки и высокотемпературной обработки материалов расположены соответственно в верхней и нижней частях аппаратов, а устройства для выгрузки - наоборот, в нижней и верхней частях, при этом устройство для выгрузки аппарата для сушки сообщается с устройством загрузки аппарата для высокотемпературной обработки материала. Технический результат заключается в повышении степени извлечения ртути. 13680 Изобретение относится к области цветной металлургии, к аппаратурному оформлению извлечения ртути из концентратов, промпродуктов, вторичного сырья и других ртутьсодержащих материалов,а также подобных легколетучих соединений и веществ, может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Известно устройство для переработки ртутносурьмяных концентратов, представляющее собой вакуумную печь, включающую горизонтальный герметичный, цилиндрический, электрообогреваемый снаружи корпус, снабженный внутри перегребателем - валом с лопатками для перемещения материала от места загрузки к выгрузке (Вакуумные процессы в цветной металлургии. Алма-Ата Наука,1971, с. 268). Корпус размещен в теплоизолирующем кожухе и соединен с системами загрузки, выгрузки и конденсации паровой фазы. Для данного технического решения свойственен недостаток, обусловленный невысоким качеством ртутного конденсата - ступпы, что затрудняет ее переработку и снижает суммарное извлечение ртути в конечный продукт. Известны также способ и устройство для извлечения ртути из высоковлажных ртутьсодержащих материалов (предпатент РК 10791, кл. С 22 В 9/04,43/00, 2001). Устройство для извлечения ртути из высоковлажных ртутьсодержащих материалов включает герметичный корпус, размещенный в теплоизолирующем кожухе, конденсатор, устройства для загрузки материала, выгрузки продукта и напуска воздуха, перегребатель, при этом корпус размещен в кожухе, выполненном в виде шахтной печи, и снабжен ребрами жесткости, образующими с футеровкой печи направляющие каналы для топочных газов, загрузочное устройство выполнено в виде трубы, соединяющей корпус с конденсатором,снабженной на концах подвижными запорными крышками, устройство для напуска воздуха размещено на противоположной от загрузочного стороне корпуса, перегребатель выполнен с возможностью автореверсного изменения направления вращения. Здесь, как и в Предыдущем случае, низкое качество ступпы является недостатком, влияющим на общее извлечение ртути. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является вибровакуумная установка для переработки ртутно-сурьмяных концентратов(Исакова Р.А., Челохсаев Л.С., Мельников С.М. и др. Опытно-промышленные испытания вакуумтермической переработки ртутно-сурьмяных концентратов // В кн. Процессы цветной металлургии при низких давлениях. М. Наука, 1983, с. 8-10),включающая устройства для загрузки и выгрузки,аппарат для высокотемпературной обработки материала псевдоожижением направленными колебаниями, соединенный с циклонными пылеуловителями, конденсатор, сборник конденсата. Присутствие в паровой фазе различных по составу и форме газовых включений способствует образованию различных соединений ртути в ступпе, ухудшающих ее 2 качество, затрудняет ее переработку и уменьшает в конечном счете извлечение в товарный металл. Технический результат от совокупности влияния признаков, предлагаемых в изобретении, заключается в повышении степени извлечения ртути. Указанный технический результат достигается при использовании вакуумной установки для извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов, включающей устройства для загрузки и выгрузки, аппарат для высокотемпературной обработки материала псевдоожижением направленными колебаниями,соединенный с, по меньшей мере, одним циклонным пылеуловителем, конденсатор, сборник конденсата, при этом она дополнительно содержит аппарат для сушки исходного материала псевдоожижением направленными колебаниями, соединенный с циклонным пылеуловителем аппарата для высокотемпературной обработки материала, вакуумное устройство для очистки газов фильтрацией и вакуумное устройство для сорбционной очистки газов,установленные последовательно после конденсатора, причем устройства загрузки аппаратов для сушки и высокотемпературной обработки материалов расположены соответственно в верхней и нижней частях аппаратов, а устройства для выгрузки - наоборот, в нижней и верхней частях, при этом устройство для выгрузки аппарата для сушки сообщается с устройством загрузки аппарата для высокотемпературной обработки материала. Суть изобретения заключается в следующем. Снабжение установки аппаратом для сушки способствует более полному переводу ртути в паровую фазу при последующей высокотемпературной обработке материала вследствие того, что при испарении ртути и воды в одном объеме происходит подавление испарения ртути вследствие значительно большего давления пара воды по сравнению с давлением пара ртути при одинаковой температуре. Псевдоожижение исходного материала при сушке направленными колебаниями сопровождается интенсивным его перемешиванием во всем объеме с выносом частиц на поверхность слоя и наиболее полным обезвоживанием ртутьсодержащего материала,подлежащего демеркуризации. Соединение аппарата для сушки с циклонным пылеуловителем аппарата для высокотемпературной обработки позволяет объединить парогазовую смесь процесса сушки,которая кроме влаги может содержать увлеченную паровым потоком ртуть в той или иной форме, со ртутьсодержащей парогазовой смесью процесса обработки и избежать дополнительных потерь ртути, неизбежных при раздельной переработке указанных потоков промпродуктов. В предлагаемой установке предусмотрена очистка газов после конденсации ртути из парогазовой смеси, которая осуществляется сначала в вакуумном устройстве для очистки газов фильтрацией и затем в вакуумном устройстве для сорбционной очистки газов. Снабжение установки вакуумным устройством для очистки газов фильтрацией, установленным после конденсатора, позволяет очистить газы после 13680 процесса конденсации и способствует с одной стороны доизвлечению ртути в ступпу, с другой улучшению условий процесса последующей сорбционной очистки отходящих газов и компании собственно сорбента. Присутствие в установке вакуумного устройства для сорбционной очистки газов позволяет повысить степень очистки газов, выбрасываемых в атмосферу и одновременно суммарное извлечение ртути при последующей переработке сорбента, осуществляемой совместно с исходным материалом. Установка устройства загрузки аппаратов для сушки и высокотемпературной обработки материалов соответственно в верхней и нижней частях аппаратов, а устройства для выгрузки - наоборот, в нижней и верхней частях, и сообщение устройства для выгрузки аппарата для сушки с устройством загрузки аппарата для высокотемпературной обработки материала уменьшает время перехода от одного процесса к другому и неизбежное при этом понижение температуры ртутьсодержащего материала и соответственно увеличивает время обработки материала при оптимальной температуре. Последнее положительно сказывается на увеличении степени извлечения ртути. На фигуре приведена схема предлагаемой установки, где устройство для загрузки 1 соединено в верхней части с аппаратом для сушки 2 исходного материала направленными колебаниями, устройство для выгрузки 3 которого в свою очередь соединено с устройством для загрузки 4 аппарата для высокотемпературной обработки материала 5 направленными колебаниями, имеющего разгрузочное устройство 6 в верхней части. Разгрузочное устройство 6 снабжено системой выгрузки обработанного материала 7 в непрерывном режиме. Аппарат для сушки 2 и аппарат для высокотемпературной обработки 5 соединены газопроводами соответственно 8 и 9 с, по меньшей мере, одним обогреваемым циклонным пылеуловителем 10, снабженным сборником пыли 11. Циклонный пылеуловитель соединен обогреваемым газопроводом 12 с охлаждаемым конденсатором 13, нижняя часть которого посредством затвора 14 соединена со сборником 15 конденсата-ступпы. Конденсатор 13 сообщается с вакуумным устройством для очистки газов фильтрацией 16 газопроводом 17 и далее газопроводом 18 с вакуумным устройством для сорбционной очистки газов 19, которое газопроводом 20 через вакуумный затвор 21 соединено с вакуумным насосом 22. Устройство для очистки газов фильтрацией 16 через затвор 23 также соединено со сборником конденсата 15, сборник конденсата 15 снабжен затворами для выгрузки ртути 24 и пульпы 25. Система выгрузки 7 снабжена регулятором 26. Сборник пыли 11 отсечен от пространства циклонного пылеуловителя 10 затвором 27. Установка работает следующим образом. Приемник устройства для загрузки 1 заполняют исходным ртутьсодержащим материалом. Разогревают до температур, определенных технологическим режимом, аппарат для сушки 2, аппарат 5 для высокотемпературной обработки материала, газопроводы 8,9,12, и, по меньшей мере, один циклонный пылеуловитель 10. Псевдоожижение обрабатываемого ртутьсодержащего материала в аппаратах 2 и 5 осуществляют направленными колебаниями. Вакуумным насосом 22 из установки эвакуируют газы до давления, обусловленного технологическим режимом. Посредством загрузочного устройства 1 в верхнюю часть аппарата для сушки 2 направленными колебаниями (на виброконвейер) подают исходный ртутьсодержащий материал с заданной производительностью. Загруженный материал, проходя аппарат для сушки 2, вследствие направленных колебаний перемешивается и высушивается и через разгрузочное устройство 3 направляется в загрузочное устройстве 4 аппарата 5 для высокотемпературной обработки ртутьсодержащего материала. Высушенный материал в аппарате 5 вследствие направленных колебаний перемещается снизу вверх, в результате чего при высокой температуре перемешивается и из него извлекается - отгоняется ртуть. Остаток высокотемпературной обработки через разгрузочное устройство 6, регулятор 26 выводится в систему выгрузки 7. Паропылегазовая фаза из аппарата для сушки 2 через газопровод 8 и из аппарата высокотемпературной обработки 5 через газопровод 9 выводятся в, по меньшей мере, один циклонный пылеуловитель 10. В пылеуловителе 10 происходит отделение пыли, которая собирается в нижней части, и парогазового потока, который по газопроводу 12 направляют в конденсатор 13. Пыль периодически, по мере накопления, выпускают в сборник 11 через затвор 27. В конденсаторе 13 из парогазового потока конденсируется пар ртути и ртутьсодержащих соединений. Конденсат собирается в нижней части и по мере накопления выпускается через затвор 14 в сборник конденсата 15. Газовый поток,содержащий незначительные количества пылевидной фракции и ртути, через газопровод 17 направляют в устройство для фильтрации 16. Продукт,уловленный в устройстве 16, собирается в нижней его части и по мере накопления через затвор 23 выводится в сборник конденсата 15. Подвергшийся фильтрации газовый поток со следами паров ртути по газопроводу 18 направляют в устройство 19 для сорбционной очистки от ртути. Очищенные неконденсирующиеся газы через газопровод 20, затвор 21 выбрасываются в атмосферу вакуумным насосом 22. Конденсат-ступпа в сборнике конденсата 15 подвергается разделению на ртуть и пульпу, частично содержащую ртутные соединения, и выводятся из него через соответствующие затворы 24 и 25. Ртуть является товарным продуктом. Пульпу подвергают фильтрации на вакуумном фильтре (на фиг не показано), после чего раствор направляют в оборот используют для работы вакуумного насоса и отбивки ступпы, а кек объединяют с исходным ртутьсодержащим материалом. Сорбент из вакуумного устройства для сорбционной очистки 19 по мере насыщения его ртутью также выводят из работы и объединяют с исходным ртутьсодержащим материалом. Система выгрузки 7 вследствие работы регулятора 3 13680 26 производит поочередное заполнение обработанным материалом - огарком, отсечение от вакуумного пространства и опорожнение одной из двух емкостей, что обеспечивает непрерывность работы установки. Огарок и пыль из сборника 11 практически не отличаются по содержанию ртути и направляют в отвал, или другую переработку при содержании в них других извлекаемых компонентов. Установка для извлечения ртути использована для переработки различного ртутьсодержащего сырья. Условия и результаты переработки двух из них Условия и результаты переработки 1. Содержание ртути, мас. 2. Влажность материала,3. Подача материала при сушке при обработке 4. Температура вакуумной сушки, С 5. Условия псевдоожижения направленными колебаниями при сушке вертикальная составляющая, мм горизонтальная составляющая, мм частота колебаний, Гц 6. Температура операции обработки, С 7. Давление в корпусе, кПа (мм рт. ст.) 8. Условия псевдоожижения направленными колебаниями при обработке вертикальная составляющая, мм горизонтальная составляющая, мм частота колебаний, Гц 9. Производительность, т/сутки 10. Температура обеспыливания, С 11. Входная скорость паропылегазового потока в уловитель, м/сек 12. Площадь дополнительной фильтрации при доочистке газов перед сорбцией, м 2 13. Суммарное извлечение ртути из материала,14. Содержание ртути в огарке,Проведенные, таким образом, испытания вакуумной установки по переработке ртутьсодержащего материала в большом интервале значений содержания ртути при значительной влажности материала и полученные при этом технологические показатели подтвердили повышение суммарной степени извлечения ртути. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Вакуумная установка для извлечения ртути из ртутьсодержащего материала, включающая устройства для загрузки и выгрузки, аппарат для высокотемпературной обработки материала псевдоожижением направленными колебаниями, соединенный с,по меньшей мере, одним циклонным пылеуловителем, конденсатор и сборник конденсата, отличаю 4 Ртутно-сурьмяный концентрат 2,6 6,1 сверху вниз снизу вверх 80-100 Шлам 29,8 10,3 сверху вниз снизу вверх 80-100 щаяся тем, что она дополнительно содержит аппарат для сушки исходного материала псевдоожижением направленными колебаниями, соединенный с циклонным пылеуловителем аппарата для высокотемпературной обработки материала, вакуумное устройство для очистки газов фильтрацией и вакуумное устройство для сорбционной очистки газов установленные последовательно после конденсатора, причем устройства для загрузки аппаратов для сушки и высокотемпературной обработки материалов расположены соответственно в верхней и нижней частях аппаратов, а устройства для выгрузки наоборот, в нижней и верхней частях, при этом устройство для выгрузки аппарата для сушки сообщается с устройством загрузки аппарата для высокотемпературной обработки материала.