Аппарат для непрерывного разделения металлов

Аппарат для непрерывного разделения металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Социапистичвские

Рвсиублии

««897872 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 08.04. 80 (21) 2905739/22 "02 с присоединением заявки Ж(23)Приоритет -

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.01. 82 (5l)M. К,п.

С 22 В 9/02

С 22 В 9/12

9кударстеенный квинтет

СССР ив делам нзвбретеннй н открытей (5>) УЙК 669 054 (088. 8) (71) Заявитель (4) .АППАРАТ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, к аппаратам для разделе. ния металлов дистилляций и может быть использовано при переработке полупррдуктов, содержащих свинец, серебро,. цинк.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вакуумный аппарат для непрерывного разделения металлов, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненный гранулированной засыпкой, токоподводы и конденсатор (13 .

Недостатки известного аппарата состоят в значительном расходе электроэнергии и относительно низкой частоте получаемых металлов.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и повышение частоты получаемых металлов.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, заполненный. гранулированной засыпкой, токоподводы и конденсатор, снабжен колонной, заполненной электропроводной насадкой и расположенной коаксиально между

S корпусом и дистилляцйонным цилиндром, колонна и дистилляционный цилиндр соединены токоподводами с разными фазами источника тока, при этом дистилляционный цилиндр в нижней поло1О вине снабжен воронкой, расположенной в его разъеме и сборной тарелью со..сливными отверстиями в дистилляционный цилиндр.

За счет подключения одной фазы I5 источника тока к дистилляционному цилиндру, а другой фазы к электропроводным стенкам колонны, ток протекает в радиальном направлении между их поверхностями. При этом плотность линий тока максимальна у поверхности дистилляционного цилиндра и здесь создается максимальная концентрация энергии, которая убы" вает в радиальном направлении про:897872 Л

3 порциэнально расстоянию от оси колонны. Это обеспечивает интенсивный нагрев дистилляционного цилиндра и прилегающего к нему слоя насадки при относительно холодных стенках колонны, Изменяя расстояние между стенкамт цилиндра и колонны, можно получить требуемый в радиальном направле нии градиент температур. Градиент температур по высоте колонны, необходимый для протекания процесса ректификации, достигается применением для насадки материалов различной электропроводности, например кокса в нижней части и смеси кокса и кар-. борунда в верхней части колонны.

Поступающий на переработку сплав сверху непрерывно подают в дистилляционный цилиндр, где по мере перемещения вниз он нагревается до температуры интенсивного испарения. Пары легколетучего компонента удаляются через разъем трубчатого цилиндра и через воронку, заполненную коксом, размещенную в области разъема. В воронке происходит разделение жидкой и паровой фазы, чем предупреждают механический унос жидкой фазы па" рами легколетучего компонента. Пары, перемещаясь снизу вверх по заполненному насадкой пространству между станками цилиндра и колонны, охлажда ются эа счет градиента. температур в радиальном направлении и по высоте колонны. Образующаяся жидкая фаза флегма промывает пары металлов и по ° мере обогащения труднолетучим компонентом возвращается в нижнюю часть дистилляционного цилиндра с помощью сборной тарели,. где осуществляется перегрев и окончательная очистка ее от летучего компонента. Экономию электроэнергии достигают за счет избирательного нагрева только жидкой фазы в дистилляционном цилиндре эа счет разделения потоков жидкости и пара и осуществления их противотока.

Нагреваемая жидкость сверху вниз, а пары металла поступают снизу вверх так, чтобы они смывали стенки дистил ляционного цилиндра. За счет внутрипечной конденсации паров достигают утилизации тепла аккумулированного парами металлов. 3а счет размещения высокотемператуной зоны по оси колонны, применения внутреннего элек» тронагрева создаются условия для эффективной теплоизоляции и герметизаци4 колонны. Высокая степень очистки труднолетучего компонента достигается путем избирательного перегрева жидкой фазы в нижней части

5 дистилляционного цилиндра.

Для повышения степени очистки используют также градиент температур от оси к периферии колонны и достигают многократной конденсации и ис16 парения внутри колонны, Чистоту конденсата обеспечивают использованием электропроводной насадки для электрического нагрева и для ректификации получаемых паров легколетучего

И компонента. Повышение извлечения достигают возвратом флагмы, обогащенной труднолетучим компонентом в дистилляционный цилиндр на повторный нагрев и испарение, а также примене30 нием улавливающей воронки, предупреждающей механический унос жидкой фазы парами на выходе из дистилляционного цилиндра в области разъема °

На чертеже приведен аппарат, общий

3$ вид, продольный разрез.

Аппарат, содержащий корпус 1, дистилляционный цилиндр 2 выполненный иэ графита и заполненный гранулированной, например, углеродистой ш засыпкой 3, снабжен колонной 4, расположенной коаксиально с дистилляционным цилиндром 2, соединенным с разными фазами источника тока. Пространство между колонной и цилиндром заполнено электропроводной насадкой.

Дистилляционный цилиндр снабжен воронкой 5, выполненной из огнеупорно" го, например, углеродистого материала, расположенной в разъеме б дистилляционного цилиндра. Ниже воронки расположена сборная тарель 7, имеющая сливные отверстия 8 в стенках цилиндра. В верхней части колонны расположены тарели 9 и 10 для конден43 сации металла, причем верхняя снабжена внутренними бортами и имеет сливное отверстие 11. Аппарат также снабжен доватором 12, внешним конденсатором 13 и сборником металла 14.

Аппарат работает следующим обра,зом.

Струю жидкого металла из дозатора !2 непрерывно подают в дистилляционный цилиндр 2, нагреваемый при пропускании тока от стенки колонны

4 к цилиндру. Ilo мере продвижения вниз металл нагревается до температуры интенсивного испарения легколетучего компонента с раэделени :м

5 ° 89 потоков жидкой и паровой фазы в раэьеме 6 с помощью воронки 5, заполненной гранулированной засыпкой иэ огнеупорного материала, например графита. Неиспарившаяся часть, состоя" щая в основном из труднолетучего компонента, в нижней части цилиндра подвергается перегреву выше температуры кипения легколетучего компонента для полного удаления последнего иэ сплава. Пары легколетумего компонента, отделенные от жидкой фазы, перемещаясь по слою насадки снизу вверх, охлаждаются с частичным выделением конденсата (флегмы), которым промывают встречные пары при стекании его вниз через слой насадки. Обогащенная труднолетучим компонентов флегма возвращается в нижнюю часть цилиндра на перегрев с помощью сборной тарели 7 через сливные отверстия 8 для отделения остатков легколетучего компонента. Пары легколетучего компонента охлаждают и конденсируют на тарели - дефлегматоре 9 и тареликонденсаторе 10, откуда через сливное отверстие 11 поступают в наружный конденсатор 13, где завершается оо, их конденсация. Конечными продуктаw процесса являются ректификат с высокой степенью очистки от труднолетучего компонента в верхней части колонны и жидкая фаза с высокой степенью очистки от легколетучего компонента в нижней части цилиндра.

В качестве исходного материала берут сплав цинк-свинец с содержанием 97ь цинка и 3"ь свинца. В колонv не поддерживается восстановительная атмосфера. Температура сплава в дозаторе 550 С. Температура испарения цинка 907 С. Температура перегрева свинца со следами цинка 1200-1300 C.

7872 4

Фаэовое напряжение 35 B. Сила тока

250 А. Мощность 8, 75 кВт. Общее количество переработанного сырого сплава 13 кг. Длительность опыта 1 ч.

Ю 10 мин. Расход электроэнергии

0,79 кВт/ч на 1 кг цинка. Получено: очищенного цинка 12,58 кг; очищенного свинца 0,388 кг. Потери: цинка

0,0025 кг (0,23); свинца 0,002 кг (0,53). Содержание: свинца в цинке

0,0064; цинка в свинце 0,017ь. .Применение предложенного аппарата позволяет снизить расход электроэнергии и повысить чистоту получае1 мого металла.

Формула изобретения

26 Аппарат для непрерывного разделения металлов, содержащий корпус, дистилляционный цилиндр, запоМненный гранулированной засыпкой, токо- . подводы и конденсатор, о т л и2Ç ч а ю щ и " c я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и повышения чистоты получаемых металлов, снабжен колонной, заполненной электропроводной насадкой и располо3в -женной коаксиально между корпусом и дистилляционным цилиндром, колонна и дистилляционный цилиндр соединены токоподводами с разными фазами источника тока, при этом дистилляционный цилиндр в нижней половине снабФ жен воронкой, расположенной в его разъеме, и сьорной тарелью со сливными отверстиями в дистилляционный цилиндр.

Источники . информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ССCP 463338, . С 22 В 25/08, 1971.