2.2.2. Схемы непрерывного действия реакторов с перемешиванием материалов

Современные мощные предприятия оснащают непрерывно действующими нитками реакторов, что позволяет увеличить производительность оборудования и осуществить автоматическое регулирование процесса. Существует несколько различных схем непрерывно действующих установок.

Рис. 81. Установки непрерывного действия

Общая вместимость реакторов определяется необходимым временем для осуществления процесса. Число реакторов выбирают, исходя из необходимости обеспечения однородности среды, времени завершения процесса и конструктивных размеров, учитывая существующие нормы. Для быстро завершающихся процессов обычно устанавливают не менее трех аппаратов, для более продолжительных – от 6 до 10, в зависимости от времени протекания процесса.

При каскадном расположении реакторов, соединенных переточными трубами (рис. 81, а), в резервуарах установлены отбойные перегородки, которые отделяют пространство, куда подается пульпа, чтобы предотвратить возможное перетекание ее в верхних слоях и образование застойных зон в нижней части объема. Каскадная схема наименее энергоемка, однако применение ее для большого количества резервуаров затруднительно, так как перепад высот между ними должен быть не менее 0,5 м.

Реакторы с перетоком при помощи сифонов (рис. 81, б) транспортируют пульпу посредством сифонных труб. Чаще всего таким образом соединяют цепные мешалки большой вместимостью (100 – 500 м³) для осуществления медленно протекающих непрерывных процессов (например, декомпозиция или карбонизация алюминатных растворов). В установке может быть 12 – 16 аппаратов. Для обеспечения перетока их располагают небольшими каскадами.

Реакторы с перетоком при помощи аэролифтов (рис. 81, в) применяют при использовании весьма больших объемов (вместимостью 500 – 3000 м³). Энергозатраты в данном случае значительны. Но это пока единственная реальная схема перетоков суспензий в очень больших аппаратах.

Реакторы с перетоком при помощи давления применяют в автоклавной технологии. Давление обычно создают паром, необходимым одновременно для нагрева и перемешивания пульпы.

Реакторы с перетоком при помощи насосов наиболее широко используют в глиноземном производстве. Такие схемы довольно энергоемки, но достаточно универсальны. Их используют в основном для соединения аппаратов малой и средней емкости.

2.2.3. Аппаратура для выщелачивания

При выщелачивании выбор типа аппарата зависит от гранулометрического и минералогического состава материалов.

2.2.3.1. Диффузор

Диффузор (рис. 82) представляет собой цилиндрический стальной резервуар с конусами вверху и внизу, с загрузочным и разгрузочным люками, снабженными откидными крышками. Нижняя крышка имеет металлическую решетку, на которую загружается кусковой спек. Растворитель (промывная вода) подается снизу диффузора и фильтруется через слой спека. Раствор отводится сверху.

Выщелачивание проводится в батарее диффузоров, состоящей из 12 – 16 аппаратов, соединенных последовательно. В хвостовом (последнем), диффузоре осуществляется окончательная промывка шлама. Стандартный диффузор высотой 5 – 6 и диаметром 1,5 м имеет объем 6 – 7 м³.

Рис. 82. Диффузор: 1 – корпус; 2 – конусная часть; 3 – верхняя крышка; 4 – патрубок для отвода раствора; 5 – патрубок для подвода воды; 6 – нижняя крышка; 7 – решетка

Диффузор работает в периодическом режиме. Производительность промышленных диффузорных батарей по спеку равна 10 – 30 т/ч. Продолжительность выщелачивания и промывки 4 – 5 ч.