Технологический раiет аппаратуры для выщелачивания руды с последующим разделением пульпы в сгустителе и нагревом жидкой фазы в теплообменнике
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
?око распространены барабанные, дисковые, якорные и ленточные мешалки.
Промышленные пульпы или суспензии - это неоднородные, или гомогенные, системы, состоящие из двух или нескольких фаз. Фазы, составляющие систему, могут быть отделены одна от другой механически. Как правило, все технологические процессы связаны с разделением жидких неоднородных систем. Выбор метода их разделения обуславливается главным образом размерами частиц, разностью плотностей дисперсной и жидкой фаз, а также вязкостью жидкой фазы.
В зависимости от размеров твердых частиц суспензии или пульпы условно подразделяют на грубые (размер частиц более 100мкм), тонкие (100-5мкм) и мути (0,5-0,1 мкм).
В настоящее время для процесса разделения суспензии или промывки шлама широко применяются непрерывно действующие гребковые сгустители. Они снабжены тихоходной гребковой мешалкой, работающей со скоростью 0,1-1,0 об/мин. Диаметр таких сгустителей обычно не превышает 18 м. Гребковые отстойники позволяют получать осадки равномерной плотности, регулируемой в некотором диапазоне путем изменения производительности. Обезвоживание осадка улучшается вследствие
медленного перемешивания сгущенной суспензии гребками. Основным недостатком подобных сгустителей является громоздкость конструкции, что требует значительных затрат на возведение больших зданий. iелью экономии производственных площадей в промышленности внедрены многокамерные (многоярусные) сгустители. Очень часто в гидрометаллургических процессах слив сгустителя собирается в буферную емкость, откуда насосами подается в теплообменник для нагрева. Теплообменники конструктивно подразделяются на двух-, четырех-, шестиходовые.
3. Технологический раiет
.1 Исходные данные для раiета
Для организации непрерывного процесса выбирается каскад реакторов, состоящий из четырех аппаратов. Объем заполнения каждого по заданию Вязкость пульпы при температуре выщелачивания - и плотность - . Измельченная руда имеет частицы (наибольший размер) - . Плотность руды - . Время выщелачивания - . Пульпа в мешалке имеет отношение жидкой фазы к твердой (Ж:Т) А=2,5:1 по массе. После выщелачивания пульпа подается в мешалки разбавления и разбавляется до отношения (Ж:Т) В=18:1. Разбавленная пульпа поступает в сгустители. Диаметр наименьшей частицы, подлежащей осаждению - . Вязкость пульпы при температуре отстаивания - . "ажность шлама, полученного в результате сгущения - С=69%. Концентрация твердого в пульпе, поступающей на сгущение - К=11,1%. Среднее разбавление в зоне сгущения Ж:Т=1,5:1. Уплотнение суспензии в зоне сгущения происходит за 15 часов.
Слив сгустителя, поступающий в теплообменник, имеет температуру - и нагревается в теплообменнике до .
3.2 Раiет реактора для выщелачивания
.2.1 Габаритные размеры реактора
Для механического перемешивания наиболее часто употребляются емкости с соотношением диаметра и высоты равным единице, т.е. .
В раiете приняты следующие обозначения:
D - диаметр реактора;
- высота заполнения реактора пульпой;
- геометрическая высота;
- объем, заполненный пульпой;
- геометрический или полный объем реактора.
Поскольку значение отношения высоты заполнения реактора к его диаметру - величина приближенная, для раiета принимаем высоту заполнения, как для цилиндрической емкости. Тогда объем заполнения . Отсюда
.
Диаметр реактора примем равным ближайшему диаметру стандартного реактора. Таким образом, D=1,8м.
Высота заполнения реактора:
выщелачивание перемешивающий осаждение температурный
.
Проверка раiета .
Высота емкости:
где - коэффициент заполнения, .
Таким образом, примем для реактора емкость со следующими основными параметрами: D=1,8м;.
3.2.2 Размер перемешивающего устройства
Исходя из гидродинамического подобия, в процессах перемешивания диаметр и пропеллерной, и турбинной мешалок (мешалок, создающих интенсивное перемешивание) связаны с диаметром емкости реактора соотношением . Тогда . Из таблицы стандартных значений принимаем d = 0,5 м.
.2.3 Мощность, необходимая для перемешивания
Для нахождения значения критерия Re воспользуемся уравнением критериев и симплексов подобия:
,
где С, k, l, m ,n - коэффициенты для различных типов мешалок;
Ga - критерий Галилея;
- симплексы подобия;
- диаметр наибольшей частицы в выщелачиваемой пульпе, .
Граничные условия применимости уравнения:
;
;
;
.
Значения коэффициентов для пропеллерной и турбинной мешалок:
Таблица 1.
МешалкаСklmnПропеллерная0,1050,600,800,401,90Турбинная0,2500,570,370,331,15Определим значения критериев и симплексов подобия:
;
;
;
Найденные величины критериев и симплексов подобия лежат в пределах применимости критериального уравнения.
Критерий Re для пропеллерной и турбинной мешалок соответственно:
Тогда частота вращения пропеллерной и турбинной мешалок соответственно:
.
Раiетная мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления среды при перемешивании,
,
где - коэффициент мощности по графику зависимости (Re) для определенного типа мешалок, в данном случае для пропеллерной мешалки , для турбинной - .
Тогда для пропеллерной и турбинной мешалок соответственно:
кВт;
кВт.
Так как мощность пропеллерной мешалки меньше, чем