Колонна-классификатор

изобретение относится к устройствам противоточного типа для гидравлической классификации, промывки осадков и может быть применено в гидрометаллургин, химческой и дРУ гих отраслях промышленности.Известен классификатор для разделения сьтучих материалов по крупности в псевдоожиженном состоянии,включающий корпус, разделенный на секции горизонтальными решетками с перфорированньвпктарелкам и конусными перегородками и конусные решетки Ц.Недостатком данного устройства является низкая производительность процесса гидравлической классифика дин и невозможность одновременной промывки осадков.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сорбционная пульсационная колонна непрерывного действия с противотоком, включающая верхнюю и нижнюю отстойные камеры,пульсационную камеру с рабочей зоной и контактным элементами, при этом ниняя отстойная камера снабжена соплом, а верхняя - горизонтальными перегородками разделена на триявляется нзкая эффективность классификации за счет осаждения твердой фазы на наклонных стенках верхней отстойной камеры и потерь ее в спиве при пульсационныи воздействиях на столб пульпы в колонне.Цель изобретения - повышение эффективности классификации и увеличение производительности при одно временной промывке осадка путем создания постоянных межфаэных ускорений потоков по высоте колонны. Указанная цель достигается тем,что колонна-классификатор непрерывного действия с противотоком, содержащая верхнюю и нижнюю отстойные камеры, пульсационную камеру с рабочей зоной и контактными элементами,снабжена установленным в верхней отстойной камере отбойньм козырьком в виде перевернутого усеченного конуса, а площади проходньш сечений контактньш элементов, установленных первым по ходу движения осадка, в 1,82,7 раза больше площадей проходного сечения последующх контактньж элементов.Контактные элементы с большей площадью проходного сечения расположены На Участке 0,15-0,25 высоты рабочей зоны.В отбойном козьтьке вьшолиены КЛИП 0 ВНдные прорези.На фиг. 1 изображена колониа-класснфикатор общий вид на фнр 2 вид А на фиг. 1.Колонна-классификатор содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 отстойные камеры, пульсациоиную камеру 3, рд 5 ЧУЮ зону 4, верхняя часть которой снабжена контактными элементам 5 с площадью проходного сечения больтега чем площадь 6 в средней и нижнеи частях, и отбойный козьшек 7 с клиновидными прорезями 8.исходная пульпа, содержащая растворимый ценный компонент, например Молибден, поступает в верхнюю отстойную камеру 1, в нинюю часть рабочей зоны 4 подается Промывная ЖИДКОСТЬ, например вода, являющаяся одновремеино и классифицирующим агентом. В верхней отстойной камере 1 и верхней части рабочей зоны 4 ПР 0 НСХОдНт разделение твердой фазы исходной пульпы на песковую иШЛЗМОВУЮ Фракции восходящим потоком жидкости.Пески, многократно контактируя с промывной жидкостью, выгружаются из нижней отстойной камеры 2, а шлам вместе с ценным компонентом выводятся через переливной кдрман верхней отстойной камеры 1. Столбу пульпы в колонне через пульсацнонную камеру 3 сообщаются возвратно-поступательные колебательные движения.иабжение верхней части рабочей зоны 4 контактными элементами 5 с площадью проходного сечения в 1,827 раза большей, чем в средней и нижней частях, препятствует накоплению осадков в верхней отстойной камере 1 при превышении максимально возможной производительности колонного аппарата так как механическое разделение (гидравлическая классификация) твердой фазы исходной пульпы происходит главным образом в ней, а в верхней части рабочей зоны 4 - вытеснение шламов, увлечениых туда песковой фракцией.п Если контактные элементы 5 с больдшей площадью проходного сечения установлены на протяжении менее 0,15 общей высоты рабочей зоны, то ожидаемого эффекта не достигается. При снабжении верхней части рабочей зоны Д контактными элементами 5 на протяжении более 0,25 вьюоты рабочей зоны производительность колонны не увеличивается, но повышается содержание ценного компонента во влаге песков, выгружаемых из ниней отстойной камеры 2.Большое значение для ликвидации застойных (мертвы) зон в верхней отстойной камере 2 имеет то, что она снабжена отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса с клиновиднымм прорезями 8 (фиг. 2).Без снабжения верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 происходит эффективное пульсациоиное перемешивание только столба пульпы,находящегося над рабочей зоной Д.На наклонной поверхности возможно образование застойньш зон и отложеННЕ осадков, ЧТО ПРИВОДИТ К УМЕНЬ шению рабочего объема верхней камеры 1 и, следовательно, эффективности классификацни. Снабжение верхней отстойной камеры 1 отбойным козырьком 7 в виде обратного усеченного конуса и установленного там,способствует перераспределению ПУЛЬпы и ликвндациизастойных зон.Для того, чтобы осадок не накапливался на отбойном козырьке 7 и не препятствовал осаждению песков, он снабжен клиновидными прорезями 8 с направлением клина от перифении к центру. Выбор формы прорезей обусловлен тем, что столб пульпы при пульсации ударяется о ЦентралЬНУЮ часть отбойного козырька, которая должна иметь большее гидравлическое сопротивление, а твердые частицы опускаются через периферийную часть,обладающую меньшим гидравлическим сопротивлением.Таким образом, снабжение верхней части рабочей зоны колонны контактнымм элементами, с площадью проходного сечения в 1,82,7 раза большей,чем в средней и нижней частях, а верхней отстойной камеры - отбойным козьтьком в виде обратного Усеченного конуса с клиноэидньмн прорезями, 3477способствует повьшению эффективности классификации и увеличению производительности колонного аппарата при одновременной промывке осадков.П р и м ер 1. В колонном аппарате И 200 мм и высотой 5,7 м (высота рабочей зоны ,2 м), вьтолиеином в соответствии С прсдлагаемъп устройством в первой серии опытов, 0 во второй серии - без П-образной трубы, отдельной пульсационной камеры,насоса и сетчатьж элементов производится классификация выщелоченной пульпы и отшнвка молибдена от песков. Столбу пулвпы в колонне сообщаются возвратнопоступательные колебательные движения с помощью золотниково-распределительного механизма. Частота колебания 32 ммн амплитуда в рабочей зоне - 1315 мин.Методика экспериментов состоит в-следующем. Исходная пульпа, содержащая молибден, с определенным расходом подается в верхнюю отстойную камеру колонны-классификатора, где в основном происходит классификация ее твердой фазы на песковую(частицы класса более 0,1 мм) и шламовую (частицы размером менее 0,1 мм) Фракции восходящим потоком воды, которая вводится в нинюю часть колонны. Расход воды составляет 32-36 л/мин. Пески, многократно контактируя с проьывной водой в рабочей зоне аппарата, сгущаются в ншкней его части и разгружаются. Шламы н раствор, содержащий молибден, выводятся в верхний слив колонны. Таким образом, в колоннекпассификаторе за одну стадию происходит два процесса механическийИсходная пульпа имеет следующую характеристику содержание молибдена в жидкой фазе - 0,6-0,45 г/Л,плотность д 701490 кг/м 3, содержание твердых частиц класса 01 мм 32,352, содержание твердых частиц класса С-0,1) - (0,0 д мм) - 22-24 содержание твердых частиц класса 0,04 мм 41-452.Площадь исходного сечения контактньш элементов, установленных в верхней части рабочей зоны в первой серин опытов - 602 (массообменнаяконтактная тарелка, содержащая кольцо с жестко прнкрепленньш к нему под углом к горизонту РЯДУ параллельныхпластин), в средней и нижней частях 302. Площадь проходного сечения контактньш элементов, которые установлены по всей высоте рабочей зоныво второй серии опытов - 302.Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 1.на результатов экспериментов видно, что при одинаковой эффективности классификации производительность предлагаемой колонны на 10-152 больше, чем производительность известного аппарата. При одинаковой производительности вынос песков в верхний слив сниается в 1,7-2,0 раза, что имеет важное значение для последующего сорбционного процесса.В первой серии опытов колонньт аппарат снабжакп контактными элементамм на протяжении от 0,2 до 1,8 м(0,0 д 80,428 высоты рабочей зоны,считая от начала рабочей зоны). Результаты представлены в табл. 2Согласно табл. 2, оптимальньш условием для проведения процесса классификации с одновременной отмывкой молибдена от песков является снабжене верхней части рабочей зоны колонны контактными элементами с площадью проходного сечения большей, чем в средней и нижней частях на протяжении 0,15-0,25 вьюоты рабочей зоны. При снабжении колонного аппарата контактный тарелкаи с большей площадью проходного сечения-на протяжении менее 0,15 высоты рабочей зоны не наблщдается снижения содержания песков класса 0,1 мм в сливе, при снабжении на протяжении более 0,25 высоты рабочей зоны. Достигнутое минимальное содержание песков в сливе остается практически постоянньш но Увеличивается содержание молибдена во влаге песков нижнего продукта, что.приводит к уменьшению эффективности отмывки.П р и м е р 2. В колонном аппаратедф 200 м и высотой рабочей зон 42 м производится классификация вышелоченной пульпы и отмывка молибдена от песков. Условия проведения опыта и характеристика исходнойпульпы такие же, как в примере 1. На протяжении 0,8 м верхней части рабочей зоны устанавливают контактные элементы с площадью проходного сечения от 40 до 851. В средней и нижней частях рабочей зоны находятся контактие элементы с площадью проходного сечения 302.Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 3 (расход пульпы 53-5,5 л/мин, расход во ды - 3,6 л/мин). из приведенньт результатов видно, что оптимальное отношение площади проходного сечения контактных злементов, установленных в верхней части рабочей зоны, к площади проходного сечения контактных элементов,установленных в средней и нижней частях рабочей зоны колонного аппарата, составляет 1,8-2,7. При снабжении верхней части рабочей зоны контактными элементами с площадью проходного сечения менее 55 содержание песков класса 0,1 мм в верхнем сливе в 1,5-2,3 раза выше достигаемого минмапьного, при снабжении контактньмм элементами с площадью проходного сечения более 802 значительно повышается содержание молибдена в песках нижнего продуктажании песков 0,1 мм в верхнем сли ве аппарата). Предлагаемая колонна-классифика тор может служить для интенсификации процессов классификации рудных и выелоченных пульп с одновременной отмывкой ценного компонентаот песков. использование предложенньш колонныж аппаратов при осуществлении процесса классификации выщелоченной пульпы н отмывки ценного компонента от песков создает экономический эффект за счет повышения производительности в 1,1-1,16 раза,а также за счет снижения содержания песков я сливе колонныклассификатора, направляемом на сорбцию, снижения потерь ионообменных смол путем уменьшения истирания их песками.П р и м е р 3. Производительность гидрометаллургического цеха,перерабатывающего молибденсодержащие РУДЫ 2000 т/сут. для обеспечения полной производительности цеха и получения верхнего слива с минимальным содержанием песков классаО 1 мм (менее 52) необходимо 8 ап для обеспечения полной производительч паратов диаметром 1,3 м и пронзво ности цеха требуется 7 копонньш апднтельностью 190 т/на сут, вьшол паратов диаметром 1,3 м. Годовой непньш в соответствии с известным экономический эффект от внедрения устройством. При использовании пред предложенным аппаратов составляет ложенным колоннклассификаторов 31,3 тыс. руб.Расход Удельная Содержание Содержание Серия пульпы, нагрузка песков песков Эффектив опытов, Аппарат л/мин по твердос- классат класса несть н ТН Т/МСУТ -0,1 НМ 0,1 ММ В классифив нижнем нинем про- кацин,продукте, дукте 2 1 1 -1--- - -- Предлагае мый д,5 163 1,8 89,8 91,0 5,5 199 3,7 88,6 83,9 6,5 235 5,0 89,0 82,5 11 Известный 4,5 163 3,2 88,1 0 пГ 5,5 199 6,5 87,9 79,1 6,5 235 10,4 85 д 70,1 Д Г 715 77 Г.д.-... Показатели 0,048 о,119 о,16 Ь 0,217 о,23 в 0,285 о,а 2 а ЕБЕЕБ 3 ЕйЕБ 2 ЕЕБЪЪ 21 аса 01 мм в верхнем сливе, 2 7,1 6,4 3,7 3,6 3,8 3,7 3,6 Содержание молибдена во влаге песков нижнего продукта, г/л 0,001 0,002 0,001 0,001 0,002 0,012 О 031щадь Рхд до 45 во 55 во 70 75 во 35 сечения, 2 д 6 ББББщЬБ 1.33 1,5 1,67 1,83 2,0 2,33 2,5 2,67 3,93 Содержание песков класса О,1 мм в верхнем сливе, 2 3.2 77 51 3.9 35 35 3,6 3 д 7 396Содержание молибдена во влаге песков, г/л 0.001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,003 004 0027 0,062