CN1003213B

CN1003213B - 用于料浆的低床层高效洗涤塔及其应用

Info

Publication number: CN1003213B
Application number: CN87103513A
Authority: CN
Inventors: 赵璧林; 张佩孚
Original assignee: BEIJING 5TH INST MINISTRY OF NUCLEAR INDUSTRY
Current assignee: BEIJING 5TH INST MINISTRY OF NUCLEAR INDUSTRY
Priority date: 1987-05-16
Filing date: 1987-05-16
Publication date: 1989-02-08
Also published as: CN87103513A

Abstract

一种用于料浆的高效洗涤塔，其特征是使用低床层、矮塔，总塔高度为２．５～５米，浓相段高度为０．５～１．５米，在扩大段内安装有自循环絮凝器，用自逆止喷水管，以脉冲方式进水，同时采用二次絮凝。因此布水均匀，絮凝效果好，床层稳定，洗涤效率高，容易操作，可以用于浸出矿浆的固液分离和洗涤，也可以用于微细物料的洗涤。

Description

用于料浆的低床层高效洗涤塔及其应用

本发明属于一般的物理方法和装置，如流态化洗涤塔，它能用于固液分离与物料洗涤，能够将浸出矿浆或其它不溶性固体细料表面及空隙中夹带的可溶性物质洗出。

浸取后的矿浆含有所需提取的金属离子和用于提取金属的试剂。为了回收金属离子和试剂，需将这些金属离子和试剂从矿浆中洗出来;还有一些微细物料，需要洗去其中的杂质。常用的洗涤设备有浓密机、转鼓式真空过滤机、带式过滤机、真空叶滤机、板框压滤机、离心机等。这些设备，有的结构复杂，有的能耗高，有的防腐困难，有的占地面积大。为摆脱这些弊病，1979年科学出版社出版的《流态化浸取和洗涤》（郭慕孙著）综述了使用流态化洗涤设备和使用方法。流态化洗涤塔主要包括料浆导流筒、溢流堰、溢流管、扩大段、布水装置、锥形底、底流排料阀和包含有稀相段、浓相段、压缩段的塔主体。运行时，经絮凝后的料浆按一定流量由扩大段顶部料浆导流筒加入，洗涤剂由布水装置加入，洗出液由溢流堰通过溢流管流出，洗净后的物料由底流排料阀排出。为了提高洗涤效率，企图得到清液，常以加长塔身的办法来解决。塔高一般要12-18米。这就给设计、材质选择、建造、配套设备选用和操作带来了一定的困难。而且由于高床层料浆絮团的自身重量会把底层的絮团压碎，易产生流化，并由于布水不匀，易产生沟流、偏流或局部死床现象，影响洗涤效率。

料浆以上流型或下流型等方式加入扩大段的导流管中，为加速固体颗粒的沉降，在进浆中需加入适量的絮凝剂。这样絮凝进料，因液固比比较小，絮凝效果比较差，而且絮凝剂得不到充分的利用，有时还不得不把料浆预先稀释，然后絮凝进塔。

洗涤剂经高压降节流后通过水帽式布水排管或侧孔刮刀式布水排管等方式进塔洗涤，其存在的共同问题是部分进水孔眼容易被料浆堵塞，造成布水不匀，这就难以达到预期的洗涤效果。

本发明的任务是要提供一种布水均匀、絮凝效果好的低床层高效洗涤塔，以及确保床层稳定、洗涤效率高的使用方法。

实施本发明任务的要点是：采用低床层以减少由于絮团的自身重量而压碎絮团的可能性;采用二次絮凝技术以使部分被压碎的絮团重新絮凝;在扩大段安装自循环式絮凝器，使浓料浆直接进塔絮凝，这既可控制絮团粒度和强度，又可节省絮凝剂;使用自逆止式喷水管，使布水装置不会被堵塞，确保布水均匀;与布水装置相匹配的是以脉冲方式进水，使各进口压力一致，在足够的喷射力下，促使浓相段床层有规律的蠕动，以防止产生沟流、偏流。

下面结合附图对本发明作详细说明。

附图1是本发明的总体结构示意图。图中[1]是溢流堰，[2]是溢流管，[3]是自循环式絮凝器，[4]是扩大段，[5]是塔主体，[6]是布水装置，[7]是锥形底，[8]是底流排料阀。塔主体[5]包括有稀相段Ⅰ、浓相段Ⅱ、压缩段Ⅲ，布水装置[6]安装在浓相段Ⅱ和压缩段Ⅲ之间。

附图2是自循环式絮凝器的结构示意图。[3-1]是料浆加入管，[3-2]是絮凝剂加入管，[3-3]是多层多叶搅拌桨，[3-4]是絮凝器筒体，[3-5]是絮凝器锥形底，[3-6]是导流筒。料浆加入管[3-1]和絮凝剂加入管[3-2]分别安置在多层多叶搅拌桨[3-3]的第一层桨叶的上部和下部。多层多叶搅拌桨的桨叶层数可以小于20层，使用截面为园形或方形的桨叶均可，第一层的桨叶数大于6，第二、三层的桨叶数比第一层桨叶数少1-2个或相同，以下各层桨叶数为2-4个。各层桨叶应错位安装，层间距离为7-40毫米，桨叶可长短不等，转速为15-90转/分，其线速度为20-80米/分。絮凝器锥形底[3-5]开角α以40-90度为宜，最佳为55-65度。导流筒[3-6]的高度是其直径的1.5至2倍。料浆在自循环絮凝器[3]中的停留时间为10-30分钟。

稀料浆的絮凝性能和沉降性能比浓料浆好，因为稀料浆絮凝时絮团不易夹带未被絮凝的“生料浆”，絮团的内外均一性好，并且可以在絮凝剂用量较少的情况下获得易于洗涤的絮团。自循环絮凝器[3]安装在扩大段[4]内，上沿与塔顶平。料浆进入絮凝器后，在搅拌下被上部清液所稀释，并与絮凝剂接触，形成絮团后下沉，部分清液留在絮凝器内进行循环使用，重新参与对新进塔料浆的稀释，因而溶液中残留的絮凝剂得到充分利用。

图3是布水装置示意图，图中61是自逆止式喷水管排列的示意图，62是自逆止喷水管结构示意图，[62-1]是内管，[62-2]是弹性外管，[62-3]是侧孔。内管[62-1]的一端封闭，另一端开口并与进水管连接。内管[62-1]上开1至10个侧孔[62-3]，最好是2至4个侧孔。内管[62-1]的材料可以是塑料或不锈钢，优先选择的是聚乙烯塑料和含Mo不锈钢。弹性外管[62-2]与内管[62-1]紧配合复盖住[62-3]，并在内管[62-1]的封闭端开口。弹性外管[62-2]的侧壁可以开孔或不开孔，如开孔需与侧孔[62-3]错位，弹性外管[62-2]的材料选用橡胶。布水装置[6]可以是一层布水，或两层布水，或三层布水，上层布水与下层布水间的距离小于0.5米，每层布水由若干个自逆止喷水管[62]组成，其自逆止喷水管的多少，决定于塔主体[5]的截面积大小，通常每20-30平方厘米确定一个喷水管。每层布水的自逆止喷水管[62]均匀排布，它与塔主体[5]中轴线之间的夹角β为0-60度，同向倾斜。上下层布水的自逆止喷水管[62]应错位排列。自逆止喷水管[62]密封安装在塔主体[5]壁上，内管[62-1]的开口端伸出塔外与洗水管相连。使用时，洗水以脉冲方式通过布水装置[6]间歇送入塔内，脉冲频率为30-180次/分。自逆止喷水管[62]只允许将洗水送进塔内，不允许料浆倒流。由于弹性外管[62-2]的张力是液流的主要阻力，洗水的出口流量不再受床层波动的影响，各逆止喷水管均匀喷射，使浓相段的床层有规律的孺动，有利于防止沟流和偏流的产生。

在洗涤过程中，随同床层下移的絮团，由于絮团的相互摩擦、挤压，会有少量絮团破裂，如不及时将破碎絮团重新絮凝，这些物料在上升水的作用下就会分级并引起流化，影响正常操作，降低洗涤效率。在洗涤剂中加入0.003-0.05%（重量）的絮凝剂进行二次絮凝，可以使已经破碎的絮团重新絮凝，防止絮团的破碎，保证洗涤的正常进行。

如果洗涤塔的床层过高，料浆絮团的自身重量易把底部絮团压碎而产生流化现象，影响洗涤效果。本发明采用低床层矮塔，克服了上述弊病。即稀相段Ⅰ高度为0.5-1.0米，浓相段Ⅱ高度为0.5-1.5米，压缩段Ⅲ的高度为0.5-1.5米，洗涤塔的总高度为2.5-5米。当洗涤体系相同时，稀相段Ⅰ，浓相段Ⅱ和压缩段Ⅲ的高度与塔的截面积无关，只是由于扩大段[4]和锥形底[7]的锥度要求，直径扩大的塔其总高度略有增加。

底流排料阀[8]，可以用核工业部北京第五研究所研制的多股排料器或管夹阀排料，需均匀排料，确保床层界面稳定。

操作时，料浆由矿浆加料管[3-1]加入，絮凝剂由絮凝剂加入管[3-2]加入，在多层多叶搅拌桨[3-3]的搅拌下，料浆稀释絮凝，絮团析出下沉，通过浓相段洗涤，经过压缩后由底流排料阀排出。含有絮凝剂的洗涤液通过布水装置均匀的以脉冲方式送入塔内，由下向上逆流洗涤物料，清液由溢流堰[1]经溢流管[2]流出。

本发明塔体低，布水均匀且不堵塞，絮凝效果好，不易产生沟流、偏流，洗涤效率高，容易操作。本发明可以用于湿法冶金过程中浸出矿浆的洗涤和固液分离;也可以用于其它料浆洗涤，如生产铝硅钛合金原料酸浸后的洗酸除铁，钛白粉生产中偏钛酸的洗涤除铁等。

下面的例子用来说明本发明的具体实施结果。含Al₂O₃70%，Fe1.0%，SiO₂25%的铝土矿，用盐酸浸出铁。要求将底流溶液中的酸度洗至pH3。矿样Ⅰ粒度-270目占58.05%，矿样Ⅱ-270目占91.30%。絮凝剂使用核工业部北京第五研究所合成的PAN-1，分子量为1.2×10⁷。如果如下：

Claims

1、一种用于料浆的低床层高效洗涤塔，由溢流堰[1]，溢流管[2]，自循环絮凝器[3]，扩大段[4]，塔主体[5]，布水装置[6]，锥形底[7]和底流排料阀[8]构成，塔主体[5]包括有稀相段Ⅰ，浓相段Ⅱ和压缩段Ⅲ，布水装置[6]安装在浓相段Ⅱ和压缩段Ⅲ之间，

本发明的特征在於：

a.自循环絮凝器[3]安装在扩大段[4]内，所说的自循环絮凝器[3]由料浆入料管[3-1]、絮凝剂加入管[3-2]、多层多叶搅拌桨[3-3]、絮凝器筒体[3-4]、絮凝器锥形底[3-5]和导流筒[3-6]构成，料浆加入管[3-1]和絮凝剂加入管[3-2]分别安置在多层多叶搅拌桨[3-3]的第一层浆叶的上部和下部，

b.布水装置[6]由自逆止喷水管[62]组成，所说的自逆止喷水管[62]由一端封闭的内管[62-1]和弹性外管[62-2]构成，内管[62-1]的管壁上开有侧孔[62-3]，弹性外管[62-2]和内管[62-1]紧配合复盖住内管[62-1]并在内管[62-1]的封闭端开口，布水装置可以是一层布水，或两层布水，或三层布水，

c.使用低床层矮塔。所说的低床层矮塔是指塔总高度为2.5-5米，稀相段Ⅰ的高度为0.5-1.0米，浓相段Ⅱ的高度为0.5-1.5米，压缩段Ⅲ的高度为0.5-1.5米。

2、按照权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于料浆在自循环絮凝器[3]中的停留时间为10-30分钟。

3、按权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于自循环絮凝器[3]的锥形底[3-5]的开角α为40-90度，最佳为55-65度。

4、按权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于自循环絮凝器[3]的导流管[3-6]的高度是其直径的1.5-3倍。

5、按权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于侧孔[62-3]的孔数为1-10个，最佳为2-4个，孔的位置不定。

6、按权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于内管[62-1]的材料可以是塑料或不锈钢，优先选择的是聚乙烯塑料和含Mo不锈钢。

7、按权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于弹性外管[62-2]可以开孔或不开孔，弹性外管的开孔需与侧孔[62-3]错位，弹性外管[62-2]的材料是橡胶。

8、按权利要求1所说的洗涤塔，其特征在于自逆止喷水管[62]与塔主体[5]中轴线之间的夹角β为0-60度，同向倾斜。

9、使用高效洗涤塔洗涤料浆的方法是，料浆由扩大段[4]的上部加入，洗涤剂由布水装置[6]加入，洗出液由溢流堰[1]通过溢流口[2]排出，洗净的物料由底流排料阀[8]排出，其特征是料浆由料浆加入管[3-1]加入，絮凝剂由絮凝剂加入管[3-2]加入，多层多叶搅拌桨[3-3]的转数为15-90转/分，线速度为20-80米/分，洗涤剂含有0.003-0.05%（重量）的絮凝剂，以脉冲方式通过布水装置[6]进入塔内，其脉冲频率为30-180次/分。