Устаткування для вилуговування

 

Вилуговуванням називається процес переведення випаленого матеріалу у водорозчинну форму. Агентами, що вилуговують, можуть бути розчини кислот, солей і лугів. Загальна реакція, яка описує процес вилущування, може бути записана як:

МеО+КА=МеА+КО

Наприклад

ZnO+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂O

На швидкість вилуговування вливає тип руді, Ії будова і поверхневі властивості, крупніють помелу, температура розчину, інтенсивність перемішування та інші фактори

Нацдешевишим і малопродуктивним є перколяційне вилуговування – розчин просочується крізь шматки руди, навалені у великих чанах.

Більш продуктивним є розчинення пульпи „агітацією” з використанням механічного або пневматичного перемішування. Для оброблення бокситів у виробництві алюмінію застосовується також автоклавні методи розчинення матеріалу при високих температурах.

Агітатори (декомпозери) з механічним перемішуванням

 

Схема агітатора з механічним перемішуванням подана на рис.2.10. Апарат має сталевий циліндричний корпус, футерований всередині кислотостійким матеріалом, конічне днище і плоску кришку, на якій змонтований електродвигун перемішувального пристрою, люк для завантаження вилуговуваного матеріалу (недогарка), штуцери для підведення вилуговувального розчину і пари. Всередині апарата на кришці монтується дифузор, що забезпечує формування циркуляційних потоків пульпи. Всередині дифузора, на довгому валі розміщується пропелерна мішалка. Нагрівання розчину здійснюється за допомогою теплообмінників, укріплених на стінках апарата, або гострою парою. Пульпа відводиться зднища через спеціальний патрубок. Для запобігання забивання патрубка матеріалом, що не розчинився, патрубок зверху закривається ковпачком і крізь нього додатково продувається повітря.

 

 

 

Рис.2.10. Схема агітатора з механічним перемішуванням:

1 – нагрівальні елементи, 2 – електродвигун перемішу вального пристрою, 3 – кришка, 4 – корпус, 5 – дифузор, 6 – пропелерна мішалка

Апарат с повітряним перемішуванням (пачук)

Апарат виконаний у вигляді вертикально розташованого циліндра висотою близько 9 м і діаметром 3,5 м. Апарат сталевий, з конічним днищем і кислототривкою футеровкою. По центру апарата розташована труба, у нижній обріз якої компресором подається повітря. На верхньому обрізі труби розташований лоток для виведення вилуженої пульпи. У кришці апарата передбачений лючок для завантаження недогарка, у конічній частині апарата розміщений штуцер для зливання пульпи. Апарат безупинної дії працює таким чином. Подача повітря в центральну трубу призводить до підвищення газонаповнення в

ній, у результаті чого густина газорідинної емульсії зменшується в порівнянні з вихідним розчином.

Рис.2.11. Схема агітатора „пачук”:

1 – засипання, 2 – корпус з футеровкою, 3 – люк для технічного обслуговання, 4 – зливальний жолоб, 5 – центральна труба.

У результаті газорідинна емульсія в центральній трубі починає відніматися. Висота верхнього обрізу труби над розчином вибирається меншою розрахункової висоти стовпа газорідинної емульсії. Це призводить до переливання газонаповненої пульпи через край труби і формування циркуляційних перемішу вальних потоків. Частина пульпи при цьому відбирається і зливається по лоткові та зливальному жолобові. Вилуговувальний розчин і недогарок також подають неперервно.

 

Вилуговування в автоклавах

Для прискорення процесу вилуговування і вилуговування важкорозчинних сполук необхідне підвищення температури розчину. Для можливості збільшення температури вище 100^оС в автоклавах збільшується тиск. Автоклави тому мають корпуси підвищеної міцності з товстостінного сталевого листа. У промисловості зустрічаються автоклави двох типів:

- з поверхневим нагріванням і механічним перемішуванням;

- із застосуванням перемішування і нагрівання гострою парою.

Останні апарати вважаються більш ефективними.

Схема горизонтального і вертикального автоклавів для вилуговування бокситів гострою парою подана на рис.2.12 і 2.13.

 

 

Рис.2.12. Горизонтальний автоклав

1 – корпус, 2 – теплоізоляція, 3 – перемішувальний пристрій, 4 – сопла для подавання пари, 5 – люк для завантаження пульпи, 6 – люк для вивантаження пульпи

 

Горизонтальний автоклав, який діє безупинно, має циліндричну форму, довжиною 22 м і діаметр 2, 4 м. Для підтримання твердих часток у розчині в завислому стані автоклав має перемішувальний механізм. Рамна мішалка, розташований на центральному валі, приводиться в обертання електродвигуном. Впускний люк для безупинної подачі бокситів розташовано у верхній частині корпуса, випускний – у нижній протилежній. Гостра пара вводиться через чотири сопла в торці апарата. Для забезпечення заданої тривалості варіння бокситів два апарати можуть з´єднуватися послідовно.

Вертикальний автоклав періодичної дії являє сосбою клепаний сталевий циліндр великої міцності. У верхній частині розташований отвір для завантаження бокситів або пульпи, манометр і захисний клапан. Через кришку пропущена вертикально труба, що проходить до днища автоклава.

По цій трубі відбувається розвантаження пульпи, що вичавлюється з автоклава надлишковим тиском пари. Пара подається знизу. Для зменшення тепловитрат автоклав зовні обшито тепло ізолювальним матеріалом. Габарити автоклава: об´єм – 27 м³, висота – 9,6 м, діаметр – 2,3 м. Тиск - 12÷15 атм, температура – 195^оС.

 

 

2.13. Схема вертикального автоклава:

1 – корпус, 2 – розвантажувальна труба, 3 – завантажувальний люк.