Лекция 8. Оборудование гидрометаллургических цехов

Аппаратура для 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 импеллерноймешалкой. Чаны-сборники — простейшие чаны, используемые длянакапливания 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 6) 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 6 - Чан с импеллерной мешалкой

Основным типом чанов с пневматическим перемешиванием яв­ляется весьма распространенный аппарат с центральным эрлиф­том - пачук (рисунок 7). 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 7 - Пачук

Автоклав

В гидрометаллургии используется герметичный аппарат — ав­токлав, позволяющий проводить операции при повышенных темпе­ратурах и давлениях.

Разнообразие полиметаллических руд цветных металлов, ра­створов и газовых фаз, применяемых для их обработки, вносит ряд специфических особенностей в конструкцию автоклавов. Использу­ются автоклавы с перемешивающими устройствами и без переме­шивающих устройств, горизонтальные и вертикальные.

Автоклавы без перемешивающих устройств чаще всего изго­тавливаются вертикальными. Материал перемещается в них с по­мощью пара (паралифтные), воздуха или газа— реагента (эрлифтные).

Промышленные автоклавы без перемешивающих устройств для процессов, протекающих с участием газовой фазы, имеют объемы 40—50 м³ (рисунок 8).

1— двигатель; 2 — корпус; 3 — перемеши­вающее устройство

Рисунок 8 - Вертикальный автоклав объемом 50 м³

Наиболее универсальными и распространенными аппаратами для процессов, протекающих с участием газовой фазы, являются автоклавы с механическим перемешиванием как горизонтальные, так и вертикальные

На гидрометаллургических заводах сгущение применяют для осветления растворов, а фильтрование — для снижения влаги в продукте (кеках, растворах и др.). Очищен­ный, осветленный раствор перекачивают на электролиз, а осадок направляют в пирометаллургическое производство. Сгущение и фильтрование широко используют для обезвоживания сырья во многих отраслях промышленности. Эти процессы осуществляются в сгустителях, фильтрах, центрифугах и сушилках.

Сгустители

Аппараты (механизмы), в которых осуществляется процесс сгущения (осветления) пульп, называются сгустителями (отстойниками) (рисунок 9). Тради­ционный сгуститель представляет собой цилиндрический резервуар (чан), в центре которого медленно вращается устройство, перемешивающее осевшие твердые частицы пульпы к центру, на разгрузку.

1 — подъемный механизм; 2 — червячная передача; 5-двигатель; 4 -щит управления; 5 - опорная рама-мост; 6 -сливной желоб;

7-загрузочная воронка; 8 — чан; 9 — граблина; 10 — запорный кран;

11 —патрубок; 12 — разгрузочная воронка; 13 —мешалка; 14 - крестовина; 15 -вертикальный вал; 16 – растяжка; 17 —устройство для погашения пены

Рисунок 9 - Сгуститель с центральным приводом

Фильтры

Фильтрация — это процесс отделения твердой фазы от раствора при помощи пористой перегородки. Эту опера­цию осуществляют на специальном аппарате, называемом фильт­ром (сосудом, разделенным пористой фильтровальной перегород­кой).

Вакуум-фильтры непрерывного действия относятся к группе фильтров, наиболее совершенных в конструктивном отношении и наиболее часто используемых в гидрометаллургии.

Основные типы таких фильтров: 1) барабанные с фильтрацией на внешней и на внутренней поверхности; 2) дисковые.

В барабанных вакуум-фильтрах (рисунок 10) с фильтрацией на внешней поверхности барабан фильтра погружен на ~1/3 в филь­труемую пульпу и вращается со скоростью 5÷20 об/ч.

1 – мешалка; 2 – корыто; 3 - редуктор; 4 - электродвигатель; 5 - подшипники; 6 - барабан; 7 - цапфа; 8 – распределительная головка; 9 – устройство для затирания трещин в осадке

Рисунок 10 - Барабанный вакуум-фильтр

Литература:10 осн.[364-395], 11 осн.[205-229]

Контрольные вопросы

1. По какому принципу разделяются аппараты в гидрометаллургии?

2. Что представляет собой пачук?

3. Какие виды автоклавов используются в гидрометаллургии?

4. Что представляет собой традиционный сгуститель?

5. К какой группе фильтров относится вакуум-фильтр?