аппарат для промывки и классификации песковых фракций пульпы бокситового шлама

Формула изобретения

1. Аппарат для промывки и классификации песковых фракций пульпы бокситового шлама, включающий цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем, перемешивающее устройство с приводом и валом, установленным по оси корпуса, питающий стакан, устройство для подачи и распределения промывной жидкости, патрубки для подачи перерабатываемой пульпы и промывной жидкости и отбора отмытых песковых фракций шлама, отличающийся тем, что устройство для подачи и распределения промывной жидкости установлено по оси корпуса и выполнено в виде двух обечаек, вставленных одна в другую, жестко соединенных между собой в верхней части и открытых снизу, при этом внутренняя обечайка расположена вокруг вала привода с зазором, а наружная обечайка соединена с патрубками для подачи промывной жидкости, которые одновременно служат элементами крепления обечайки к корпусу аппарата.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что наружная обечайка имеет коническую форму и расположена большим основанием вниз, при этом ее высота меньше высоты внутренней обечайки.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что вал перемешивающего устройства в верхней части имеет цилиндрическую вставку большего диаметра.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными патрубками для подвода промывной жидкости, врезанными в его корпус ниже расположения цилиндрической вставки вала.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на валу перемешивающего устройства с зазором к нижнему торцу питающего стакана установлен диск с лопастями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и, в частности, к производству глинозема из бокситового сырья. Оно может быть использовано также в других областях промышленности в процессах, где требуется классификация и промывка песковых фракций различных шламов.

Известен аппарат для отмывки песков, включающий корпус с приваренной изнутри спиралью, сепарирующие устройства, расположенные на концах корпуса, устройства для разделения транспортирующего и промывного раствора, в котором с целью повышения степени разделения транспортирующего и промывного растворов путем повышения степени концентрации последнего и снижения степени уноса твердого из аппарата устройство для разделения снабжено перфорированной спиралью и выполнено в виде однотипной конструкции (А.с СССР №650648).

К недостаткам этого аппарата следует отнести сложность конструкции, высокое гидравлическое сопротивление для прохода промывной жидкости из-за наличия спирали, приваренной к корпусу, и низкую степень классификации и промывки из-за турбулизации потока при прохождении через отверстия в перфорированной спирали.

Известен также аппарат для выщелачивания глиноземсодержащих спеков, содержащий вертикальный корпус с загрузочными и разгрузочными приспособлениями и циркуляционные насосы, подключенные к корпусу, в котором для повышения степени извлечения полезных компонентов корпус снабжен укрепленными на его внутренней поверхности наклонными перегородками, образующими с корпусом центральные и периферийные камеры, всасывающий и нагнетательный трубопроводы каждого циркуляционного насоса подключены к расположенным на одинаковой высоте камерам корпуса (А.с СССР №480437).

К недостаткам этого аппарата следует в первую очередь отнести большие энергетические затраты на создание циркуляции суспензии в каждой из камер, а также невозможность промывки твердой фазы из-за интенсивного перемешивания суспензии в камерах с помощью насосов, устанавливаемых вне корпуса аппарата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является аппарат (устройство) для экстракции жидкостей или твердых материалов жидкостью в противотоке (Патент ФРГ №1619779).

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем, перемешивающего устройства, установленного по оси корпуса и соединенного с приводом, расположенным на его крышке, устройства для подачи перерабатываемого материала, устройства для промывки, выполненного в виде перфорированных решеток, установленных в нижней и верхней части аппарата, патрубков для подачи жидкости и отбора продуктов. В аппарате, помимо перемешивающих, на корпусе поочередно закреплены успокоительные устройства для образования турбулентных и ламинарных потоков.

Недостатком этого аппарата является низкая эффективность промывки твердой фазы, поскольку за счет турбулентных потоков, создаваемых перемешивающими и успокоительными устройствами, схема работы аппарата приближается к схеме "идеального перемешивания" и требуется повышенный расход промывной жидкости на промывку осадка. Кроме того, установленное в нижней части аппарата горизонтальное распределительное устройство, выполненное в виде перфорированного листа, обладает большим гидравлическим сопротивлением, что неизбежно приводит к повышенным энергетическим затратам на осуществление процесса промывки твердой фазы. Рост энергетических затрат, помимо указанных выше причин, связан также с тем, что при пульсациях давления промывной жидкости, подаваемой в аппарат, которые неизбежно имеют место на практике, отверстия перфорированной распределительной решетки будут забиваться осадком.

Задачей изобретения является повышение эффективности промывки песковых фракций пульпы бокситового шлама при уменьшенном расходе промывной жидкости и одновременной классификации твердой фазы по фракциям и снижение энергетических затрат на осуществление процесса. Это позволяет свести к минимуму разбавление раствора, отбираемого из верхней части аппарата промывной жидкостью, и, следовательно, повысить эффективность дальнейших стадий переработки этого раствора.

Технический результат достигается тем, что в аппарате для промывки и классификации песковых фракций пульпы бокситового шлама, включающем цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем, перемешивающее устройство с приводом и валом, установленным по оси корпуса, питающий стакан, устройство для подачи и распределения промывной жидкости, патрубки для подачи перерабатываемой пульпы и промывной жидкости и отбора отмытых песковых фракций шлама, устройство для подачи и распределения промывной жидкости установлено по оси корпуса и выполнено в виде двух обечаек, вставленных одна в другую, жестко соединенных между собой в верхней части и открытых снизу, при этом внутренняя обечайка расположена вокруг вала привода с зазором, а наружная обечайка соединена с патрубками для подачи промывной жидкости, которые одновременно служат элементами крепления обечайки к корпусу аппарата.

Наружная обечайка имеет коническую форму и расположена большим основанием вниз, при этом ее высота меньше высоты внутренней обечайки.

Вал перемешивающего устройства в верхней части имеет цилиндрическую вставку большего диаметра.

Аппарат снабжен дополнительными патрубками для подвода промывной жидкости, врезанными в его корпус ниже расположения цилиндрической вставки вала.

На валу перемешивающего устройства с зазором к нижнему торцу питающего стакана установлен диск с лопастями.

На фиг.1 показан общий вид аппарата.

На фиг.2 показан продольный разрез устройства для подачи промывной жидкости.

На фиг.3 показан поперечный разрез устройства для подачи промывной жидкости.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса - 1 с крышкой - 2 и коническим днищем - 3. На крышке - 2 установлен привод - 4, соединенный муфтой - 5 с валом - 6, на котором расположены лопасти - 7 перемешивающего устройства. В верхней части корпуса - 1 по его оси установлен питающий стакан - 8, в который через патрубок - 9 подается пульпа бокситового шлама. Вал - 6 в своей верхней части имеет цилиндрическую вставку - 10, диаметр которой больше диаметра собственно вала - 6. На цилиндрической вставке - 10 так же, как и на валу - 6, закреплены лопасти - 7 перемешивающего устройства. Ниже цилиндрической вставки - 10 в корпус аппарата - 1 врезаны патрубки - 11 для подачи промывной жидкости. В нижней части аппарата размещено устройство - 12 для подачи и распределения промывной жидкости, состоящее из цилиндрической - 13 и конической - 14 обечаек, жестко соединенных между собой в верхней части. При этом цилиндрическая обечайка - 13 устройства для подачи промывной жидкости установлена с зазором к поверхности вала - 6, а ее нижний торец расположен ниже нижнего торца конической обечайки - 14. Промывная жидкость поступает в устройство - 12 через патрубки - 15, врезанные в поверхность конической обечайки - 14. Отмытая песковая фракция бокситового шлама выводится из аппарата через патрубки - 16, 17. Шлам, содержащий мелкие частицы твердой фазы, удаляется на дальнейшую переработку через патрубки - 18. Под питающим стаканом - 8 с зазором к его нижнему торцу на валу - 6 установлен диск с лопастями - 19.

Пульпа бокситового шлама, твердая фаза которой подлежит классификации и промывке, поступает в питающий стакан - 8 через патрубок - 9. Одновременно включается в работу привод - 4 перемешивающего устройства и через патрубок - 15 в устройство - 12 подается промывная жидкость, которая, огибая нижнюю кромку конической обечайки - 14, поступает в объем аппарата и, двигаясь вверх, вытесняет в верхнюю зону к патрубку - 18 пульпу бокситового шлама, содержащую, в основном, мелкие частицы твердой фазы. Лопасти перемешивающего устройства - 7, вращаясь с малой скоростью (0,5-3,0 об/мин), обеспечивают равномерное распределение промывной жидкости по сечению аппарата и предотвращают возможность образования «каналов» в уплотненном слое шлама, ухудшающих гидродинамические условия промывки и классификации песковых фракций, содержащихся в перерабатываемой пульпе.

После заполнения аппарата до уровня расположения патрубка - 18 открывается подача промывной жидкости через патрубки - 11. Это позволяет регулировать степень классификации без увеличения расхода промывной жидкости в устройство - 12, что ухудшает гидродинамическую обстановку в нижней части аппарата и показатели по отмывке песковых фракций бокситового шлама. Отмытые песковые фракции бокситового шлама удаляются из аппарата через патрубки - 16 или 17.

Конструкция расположенного в нижней части аппарата устройства для подачи промывной жидкости обладает низким гидравлическим сопротивлением и позволяет равномерно распределить ее по сечению цилиндрического корпуса. При этом равномерность распределения дополнительно обеспечивается элементами перемешивающего устройства, расположенными непосредственно над устройством для подачи промывной жидкости.

Цилиндрическая вставка, установленная в верхней части вала, диаметр которой больше диаметра самого вала, обеспечивает увеличение приведенной скорости восходящего тока жидкости и, как следствие, вынос в слив мелких частиц бокситового шлама. Этому же способствует подача воды в верхнюю зону аппарата через патрубки, врезанные в корпус ниже расположения цилиндрической части вставки вала. Диск с лопастями, установленный на валу с зазором к нижнему торцу питающего стакана, предотвращает турбулизацию обрабатываемого шлама потоком поступающей пульпы.