устройство для обработки металлосодержащих отходов

Формула изобретения

Устройство для обработки металлосодержащих отходов, содержащее наклоненную по ходу перемещения отходов трубу с загрузочным бункером и раструбом стока, установленную на двух регулирующих опорах и связанную с накопителем, и подъемник обработанного шлама, отличающееся тем, что патрубок стока для отвода металлосодержащего раствора расположен на верхнем конце трубы ниже уровня загрузочного бункера, в трубе эксцентрично размещен шнек, установленный с помощью направляющих подшипников, один из которых закреплен на торцевой стенке трубы, а другой на подвеске, жестко соединенной с корпусом трубы, и связанный с электродвигателем, подъемник выполнен в виде центрифуги с лопатками типа многозаходной винтовой линии, причем центрифуга заглублена в накопитель с помощью подшипниковой крепежной опоры, закрепленной на крышке накопителя, и связана через редуктор, ведомая шестерня которого закреплена на внешней стороне корпуса центрифуги, с электродвигателем, в верхней части центрифуги с ее корпусом жестко связано внутреннее кольцо, на котором установлен направляющий подшипник, через который внутри центрифуги введена труба распылителя кислой смеси, а через отверстия в корпусе, расположенные в области верхних концов лопаток, центрифуга соединена неподвижным сборником обработанного шлама.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для извлечения металлов из металлосодержащих отходов путем обработки их в кислой среде и может быть использовано при переработке твердых отходов, рудных или образующихся на очистных сооружениях.

Известен метод очистки от металлов металлосодержащих отходов путем их обработки в кислой среде, переводом металлов в растворимые соединения и последующим разделением металлосодержащего раствора и обработанного нерастворимого шлама. Устройство, реализующее такой метод, должны включать объем, в котором происходит собственно реакция извлечения металлов из отходов, узлы подачи и отвода отходов и кислой среды и узел отделения нерастворимого обработанного шлама.

Известно устройство, включающее барабан-смеситель с бункером загрузки отходов, на дне барабана расположен транспортер, приводимый в движение электромотором, который перемещает отходы к выходному отверстию в режиме противотока с кислой средой, подаваемой в барабан через распылитель, расположенный у выходного отверстия, а обработанный шлам выгружается из выходного отверстия через грохот [1]

Недостатки такого устройства связаны с плохим перемешиванием отходов в кислой среде, что снижает степень извлечения металлов, и высоким уровнем влажности отводимого шлама, что увеличивает расход кислой среды.

Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее трубу, наклонную по ходу перемещения отходов, в которой эксцентрично установлен на роликовых подшипниках барабан с лопатками, связанный редуктором с электромотором, причем барабан снабжен загрузочным бункером на верхнем конце, отверстием вывода нерастворимого шлама на нижнем конце и патрубком стока для вывода металлосодержащего раствора. Отверстие вывода нерастворимого шлама соединено через накопитель с шнековым подъемником, сток раствора соединен через насос и ионообменник с загрузочным бункером, а угол наклона трубы регулируется двумя опорами [2]

Недостаток такого устройства в том, что обработка металлосодержащих отходов осуществляется кислотной смесью в режиме прямотока, хотя наибольшая эффективность вымывания металлов достигается в режиме противотока. Кроме того, шнековым подъемником удаляется шлам повышенной влажности, вследствие чего в шламе сохраняется достаточно большое количество металла, находящегося в других химических соединениях, а также увеличивается расход кислой среды.

Цель изобретения повышение степени извлечения металлов и снижение расхода кислой среды.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обработки металлосодержащих отходов, содержащем наклоненную по ходу перемещения трубу с загрузочным бункером и раструбом стока, установленную на двух регулирующих опорах и связанную с накопителем, и подъемник обработанного шлама, патрубок стока для отвода металлосодержащего раствора расположен на верхнем конце трубы ниже уровня загрузочного бункера, в трубе эксцентрично размещен шнек, установленный с помощью направляющих подшипников, один из которых закреплен на торцевой стенке трубы, а другой на подвеске, жестко соединенной с корпусом трубы, и связанный с электродвигателем, подъемником выполнен в виде центрифуги с лопатками типа многозаходной винтовой линии, причем центрифуга заглублена в накопитель с помощью подшипниковой крепежной опоры, закрепленной на крышке накопителя, и связана через редуктор, ведомая шестерня которого закреплена на внешней стороне корпуса центрифуги с электродвигателем, в верхней части центрифуги с ее корпусом жестко связано внутреннее кольцо, на котором установлен направляющий подшипник, через который внутри центрифуги введена труба распылителя кислотой смеси, а через отверстия в корпусе, расположенные в области верхних концов лопаток, центрифуга соединена неподвижным сборником обработанного шлама.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для обработки металлосодержащих отходов имеет отличительные признаки, которые отражены в формуле изобретения.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что все узлы и детали широко известны в технике.

Однако при использовании известных узлов в предлагаемом сочетании у заявляемого устройства появляются новые свойства, которые приводят к более глубокой очистки от металлов, экономии кислого раствора и к получению более сухого обработанного шлама. При этом все существенные известные признаки устройства участвуют в непрерывном технологическом процессе.

Таким образом, у заявляемого технического решения появляются свойства, не совпадающие со свойствами, проявляемыми отличительными признаками в известных решениях, что позволяет сделать вывод: техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 -показан общий вид устройства в разрезе, на фиг.2 вид по стрелке А накопителя с подъемником.

Устройство содержит трубу 1, наклоненную по ходу движения обрабатываемых отходов, на верхнем конце которой выполнены загрузочный бункер 2 и патрубок стока 3 металлосодержащего раствора, эксцентрично расположенный в трубе шнек 4, связанный с электродвигателем 5 и установленный в направляющих подшипниках 6, причем верхний подшипник закреплен на торцевой стенке трубы, а нижний на подвеске 7, жестко соединенной с конусом трубы 1, которая установлена на двух регулирующих опорах 8 и соединена с накопителем 9, в который заглублена центрифуга 10, играющая роль подъемника обработанного шлама, с лопатками 11, выполненными в виде многозаходной винтовой линии, установленная на крышке накопителя 9 с помощью крепежной подшипниковой опоры 12 и приводимая во вращение через редуктор 13 электродвигателем 14, в верхней части центрифуги 10 размещено жестко связанное с ее корпусом кольцо 15, на котором установлен направляющий подшипник 16, через который труба распылителя 17 для подачи кислотной смеси введена внутрь центрифуги, причем центрифуга через отверстия 16, выполненные в верхней части ее корпуса в области верхних концов лопаток 11, связана с неподвижным сборником 19.

Работает устройство следующим образом.

Труба 1 с помощью опор 8 устанавливается под углом 5^oC10^o к горизонту. Ось шнека 4 смещена вниз относительно оси трубы 1. Уровень жидкости в трубе 1 и центрифуге 10 устанавливается по закону сообщающихся сосудов на уровне патрубка стока 3, расположенного ниже загрузочного бункера 2. Распылитель 17 приподнят над уровнем жидкости. Отверстия 18 расположены таким образом, чтобы они находились внутри сборника 19. С помощью распылителя 17 труба 1, накопитель 9 и центрифуга 10 заполняются кислой смесью до уровня патрубка стока 3, после чего устанавливается постоянная либо автоматически регулируемая (при работе в комплексе) скорость подачи в устройство кислой смеси. Шнек 4 приводится во вращение электродвигателем 5 с постоянной скоростью. Отходы, подаваемые через загрузочный бункер 2, попадают в трубу 1 и перемещаются в ней шнеком 4 к накопителю 9, в то время как кислотная смесь перемещается из центрифуги 10 через накопитель 9 и трубу 1 к патрубку стока 3. Тем самым в трубе обеспечивается режим противотока, при котором достигается максимальная степень вымывания металлов из отходов. Направляющие подшипники 6 и подвеска 7 обеспечивают вращение шнека 4 в трубе 1, сохраняя беспрепятственное попадание обработанного шлама в накопитель 9. Металлосодержащий раствор вытекает через патрубок стока 3 и поступает на дальнейшую переработку. Шлам из накопителя 9 захватывается центрифугой 10 и по лопаткам 11 перемещается вверх. Подъем шлама практически любого состава обеспечивается, если винтообразные лопатки выполнены таким образом, что угол наклона касательной и винтообразной линии составляет 25^oC35^o к вертикали при скорости вращения центрифуги 10 порядка 1500 об. /мин. Независимое вращение центрифуги обеспечивается подшипниковой крепежной опорой 12, направляющим подшипником 16 и редуктором 13 с электродвигателем 14. Шлам, поднимаясь по лопаткам 11, одновременно "отжимается", в то время как содержащаяся в нем жидкость стекает в накопитель 9. В верхней части лопаток 11 шлам через отверстия 18 выбрасываются в неподвижный сборник 19 специальной формы, откуда поступает на дальнейшую переработку.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, принятым за базовый объект, обеспечивает следующие преимущества:

более глубокая очистка от металлов;

экономия кислого раствора;

получение более сухого обработанного шлама.