20.11.2018
На сегодняшний день Бельгию вполне заслужено называют одним из самых крупных поставщиков продовольственных товаров, а также...


19.11.2018
В последние годы всё большее количество люде используют для обшивки фасадной части своего жилого здания металлический сайдинг (из...


19.11.2018
Горячекатаный швеллер в последние годы считается весьма популярным типом металлического проката. Он нашёл широчайшее во многих...


19.11.2018
Участие профессионального адвоката в уголовном производстве в настоящий момент считается важнейшим условием для того, чтобы моно...


19.11.2018
Наличие надежных дверных замков в рабочем состоянии — залог того, что квартира и все ее имущество останутся целыми. Это защита от...


17.11.2018
Сантехнические ревизионные люки являются технологичными углублениями или же, иными словами, колодцами, где располагаются счётчики...


Выщелачивание перемешиванием пульпы твердого материала с растворителем в урановой технологии

30.05.2018
Основные особенности


Выщелачивание урансодержащих материалов чаще всего проводят при интенсивном перемешивании твердого материала с растворителем. Различают два способа проведения процесса — периодический и непрерывный. В первом случае в реакторы периодически закачивают пульпу измельченного твердого материала и растворитель. После определенного времени контакта в условиях интенсивного перемешивания содержимое реактора откачивают в сборник, а в реактор подают новые порции пульпы и растворителя, и весь процесс повторяется. Из сборника пульпу направляют на дальнейшую обработку. При непрерывном выщелачивании пульпа твердого материала и растворитель прямотоком проходят через ряд реакторов, соединенных последовательно, перемешиваясь в каждом из них. При этом пульпа обычно движется по каскаду от верхнего реактора к нижнему, имея определенное среднее время пребывания в каждом из них. Каскады, как правило, состоят из 2—8 аппаратов, и, кроме того, для обеспечения бесперебойной работы всего каскада имеется несколько резервных реакторов. Удобно устанавливать аппараты в два ряда по три реактора в ряд. Каждый реактор соединяют переливными патрубками с тремя соседними, что позволяет отключить любой из аппаратов, не нарушая работы всего каскада в целом.

При непрерывном проведении выщелачивания оборудование используется более эффективно, так как отсутствуют промежуточные операции заполнения и опорожнения реакторов, и, кроме того, снижаются эксплуатационные расходы и облегчается возможность автоматизации процесса.

Количество реакторов, необходимых для того, чтобы обеспечить непрерывное ведение процесса при заданной производительности, можно определить с помощью уравнения

где n — количество аппаратов (без учета резервных); Q — суточная производительность по пульпе, м3; т — продолжительность процесса, ч; v — объем аппарата, м3; n — коэффициент заполнения аппарата, принимаемый равным 0,8—0,9.

На каждые 3—4 реактора рекомендуется устанавливать один резервный аппарат.

Стоимость процесса выщелачивания во многом зависит от расхода энергии на перемешивание, который в свою очередь определяется выбранным способом перемешивания, а также плотностью и вязкостью пульпы.

На урановых заводах процесс растворения чаще всего проводят в условиях механического или воздушного перемешивания. Последний способ перемешивания особенно распространен на заводах Канады и Южной Африки. На некоторых заводах США для выщелачивания используют также реакторы с пневмо-механическим перемешиванием (агитаторы Дорра).

Реакторы с механическим перемешиванием


В аппаратах для выщелачивания с механическим перемешиванием чаще всего используются пропеллерные или турбинные мешалки из устойчивого против коррозии материала.

Материал аппарата и перемешивающего устройства выбирают в зависимости от коррозионных свойств жидкости и абразивности твердых частиц пульпы.

Реакторы могут выполняться из обычной или нержавеющей стали или дерева; затем их гуммируют и футеруют кислотоупорным кирпичом или плиткой. Корпус реактора обычно имеет цилиндрическую форму, а днище — коническую.


На урановых заводах часто применяют аппараты, построенные по типу контактного чана, используемого при флотации (рис. 6.2). Технические характеристики аппарата приведены в табл. 6.1. Подобные аппараты выполняются с двумя сливными отверстиями: одно в верхней, а другое в нижней части. Вал с насаженной на его нижнем конце импеллерной мешалкой помещается внутри приемной трубы, имеющей ряд расположенных по винтовой линии рециркуляционных патрубков. Через одно из отверстий приемной трубы осуществляется питание аппарата, а остальные обеспечивают внутреннюю рециркуляцию потоков.

Пульпа засасывается через отверстия приемной трубы благодаря созданию разрежения в вертикальном столбе жидкости внутри трубы, а затем разбрасывается мешалкой по всему сечению аппарата. При этом твердые частицы пульпы постоянно удерживаются во взвешенном состоянии, а все содержимое аппарата интенсивно перемешивается.

На нижнем конце приемной трубы обычно имеется кольцевой щиток, который во время остановки мешалки защищает ее от оседающих твердых частиц пульпы.

Привод вала мешалки осуществляется от электродвигателя, укрепленного на ферме или двух швеллерах, перекрывающих реактор.

Для нагревания перемешиваемой пульпы внутрь аппарата обычно вводят острый пар.

Реакторы с пневматическим (воздушным) перемешиванием


Реакторы с пневматическим перемешиванием имеют вид цилиндрических аппаратов с коническим днищем (рис. 6.3), в центре которых при подаче сжатого воздуха образуется интенсивный восходящий поток перемешиваемой жидкости. Такие аппараты обычно называют чанами Пачука, или просто пачуками. Для увеличения скорости восходящего потока и улучшения циркуляции пульпы в аппарате в центре пачука часто устанавливают аэролифтную трубу (циркулятор), удерживаемую с помощью радиальных тяг.
Выщелачивание перемешиванием пульпы твердого материала с растворителем в урановой технологии

Чан выполняют с гладкими стенками, чтобы уменьшить сопротивление восходящему потоку пульпы. Днище имеет конусность от 45 до 60°. Это помогает твердым частицам, выпавшим из пульпы, скользить по стенкам днища к центру чана, откуда они выносятся вверх восходящим потоком жидкости.

Нижний конец циркулятора рекомендуется поднимать от дна днища на высоту 0,2—0,5 м, а верхний держать на уровне зеркала пульпы или чуть ниже. В некоторых случаях верхний конец циркулятора поднимают на 0,5—2,0 м выше зеркала пульпы в аппарате, чтобы обеспечить свободный перелив пульпы из пачука по желобу без запорной арматуры. Однако это связано с существенным увеличением расхода энергии на перемешивание.

Диаметр циркулятора выбирают в пределах 10—15% диаметра чана, но практически эта величина не бывает более 0,6 м. Оба конца циркулятора должны иметь раструбы с загнутыми концами, так как это позволяет сократить расход энергии.

Чем больше глубина ввода воздуха, тем больше расход энергии на перемешивание и тем большее давление должен иметь воздух. Поэтому целесообразно использовать низкие и широкие аппараты. Практически высота чана превышает его диаметр в 3—5 раз.

Применение пачуков в урановой технологии обеспечивает не только выполнение тех же функций, которые выполняет механическое перемешивание (поддержание твердых частиц пульпы при выщелачивании во взвешенном состоянии, ускорение диффузионного переноса вещества и т. д.), но и в ряде случаев позволяет дополнительно ицтенсифицировать процесс выщелачивания с помощью воздуха как окислителя.

Наилучшая аэрация пульпы создается в пачуках без циркулятора. В таких аппаратах обеспечивается также хорошая интенсивность перемешивания при минимальном расходе энергии. Кроме того, в пачуках без циркулятора происходит естественная классификация твердых частиц пульпы по крупности. Это дает возможность увеличить время выщелачивания для Песковых фракций рудной пульпы, так как последние группируются в нижней части аппарата. Все это обеспечило широкое применение пачуков со свободным аэролифтом на урановых заводах Южно-Африканского Союза (табл. 6.2).

Однако в случае наличия в пульпе сравнительно крупных фракций песков перемешивание ее в пачуках со свободным аэролифтом встречает трудности при непрерывном проведении процесса выщелачивания. Кроме того, в этих условиях возрастает расход энергии на перемешивание. В таких случаях целесообразно устанавливать аэролифтную трубу, которая способствует возрастанию величины потока пульпы у дна аппарата.

В аппарате со свободным аэролифтом воздух подается через одно центральное отверстие в самой нижней точке пачука снизу по трубе с обратным клапаном.

В пачуках с циркулятором воздух рекомендуется подавать внутрь циркулятора на глубине 0,3—0,5 м от его верхнего края. В некоторых случаях это достигается с помощью трубки, помещенной внутрь аэролифтной трубы. Однако лучше всего воздух распределяется через одно или несколько отверстий, размещенных по окружности трубы. Диаметр отверстий должен быть не менее 10 мм, чтобы исключить возможность забивания их твердыми частицами.

Воздух для перемешивания подают обычно под давлением 2—3 атм.

Пачуки применяют как одиночные аппараты и в каскадах (рис. 6.4). В последнем случае удобно снабжать аппараты дополнительным аэролифтом, чтобы обеспечить непрерывную переработку пульпы с большим содержанием Песковых фракций, без значительного увеличения расхода воздуха. Перемешивание и перелив пульпы при этом идут снизу, что уравнивает количество песков на входе и выходе аппарата.

Расход энергии на перемешивание в пачуках обычно больше, чем в реакторах с механическим перемешиванием, но аппаратам с воздушным перемешиванием часто отдается предпочтение, так как они экономичнее в ремонте и обслуживании, а также дают лучшее качество перемешивания и аэрацию пульпы.

Реакторы с пневмомеханическим перемешиванием


Реакторы с пневмомеханическим перемешиванием в урановой технологии применяются сравнительно редко. В зарубежной практике особенно распространены аппараты такого типа с центральным аэролифтом и гребками. Однако известны конструкции реакторов с центральным механическим перемешивающим устройством и периферическими аэролифтами.

В реакторах с центральным аэролифтом (рис. 6.5) перемешивание осуществляется с помощью гребкового устройства, перемешивающего и сгребающего пульпу к центру аппарата, откуда она поднимается вверх по центральной аэролифтной трубе, а затем растекается по желобам к периферии аппарата. Здесь твердые частицы пульпы медленно оседают на дно реактора и вновь перегребаются к его центру.

Вал с гребками движется со скоростью 2—4 об/мин.

Воздух вводится внутрь аэролифтной трубы у ее середины. Пульпа поступает в аппарат через патрубок в боковой стенке или по периферическим желобам, а выводится через патрубок, находящийся с противоположной стороны. Недостатком таких реакторов является скопление Песковых фракций пульпы в нижней части аппаратов.

В реакторах с периферическими аэролифтами (рис. 6.6) устанавливаются импеллерные мешалки с центральной приемной трубой. Воздух подается через трубки, опущенные внутрь аэролифтных труб, которые связаны с центральной трубой. При этом аэролифты засасывают пульпу в центральную трубу, откуда она разбрасывается мешалкой по сечению аппарата и вновь попадает в аэролифтные трубы. Сильное ценообразование, наблюдающееся в приемной трубе, способствует интенсивной аэрации пульпы и сопровождается увеличением объема последней в аппарате на 5—10%.

Совместное механическое и воздушное перемешивание позволяет обеспечить хорошую равномерность смешения при высокой аэрации пульпы. При наличии согласованного действия механического и пневматического перемешивающих устройств расходуется небольшое количество энергии (табл. 6.3).

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: