Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Инженерная экология: защита литосферы от твердых промышленных и бытовых отходов

Прямоточный и противоточный процессы растворения и выщелачивания.

Эти процессы проводятся в аппаратах непрерывного действия и широко распространены. В принципе растворение и выщелачивание можно проводить непрерывно в аппарате с мешалкой путем непрерывного подвода в аппарат твердой и жидкой фаз и отвода их из него. Однако осуществление непрерывного процесса таким способом неизбежно приведет к падению интенсивности вследствие того, что поступающий в обработку твердый материал будет взаимодействовать с раствором, концентрация которого в аппарате вследствие интенсивного перемешивания близка к концентрации насыщения. Это вызовет значительное снижение движущей силы и соответственно скорости выщелачивания по сравнению со средней скоростью (за одну операцию) в периодическом процессе, где аналогичные условия создаются только на конечной стадии процесса. Кроме того, в одиночном аппарате возможен «проскок» некоторой части твердых частиц, в результате чего время их пребывания может оказаться недостаточным для достижения высокой степени извлечения экстрагируемого вещества.

В связи с этим растворение и выщелачивание проводят в каскаде последовательно соединенных аппаратов с мешалками, через которые пульпа движется самотеком (рис. 3.3). При работе по такой

Рис. 3.3. Схема непрерывного процесса выщелачивания в каскаде аппаратов с мешалками прямоточной схеме движущая сила процесса постепенно снижается от ступени к ступени, но не в такой степени, как в одном аппарате с мешалкой, где со свежим растворителем смешивается конечный концентрированный раствор. При числе ступеней, обычно не превышающем 3—6, в таких установках достигается достаточно высокая степень извлечения.

Наиболее эффективным является проведение непрерывных процессов выщелачивания по принципу противотока. При движении твердых частиц навстречу потоку жидкости в батарее аппаратов на конце установки, где вводится свежий растворитель, последний взаимодействует с выщелоченным в значительной степени материалом, а на другом ее конце исходный твердый материал обрабатывается концентрированным раствором.

Схема противоточной промывки осадка (шлама) на барабанных вакуум-фильтрах

Рис. 3.4. Схема противоточной промывки осадка (шлама) на барабанных вакуум-фильтрах:

1,3 — барабанные вакуум-фильтры; 2 — репульпатор; 4 — выщелачиватель

При этом достигается наиболее равномерная работа аппаратов: на конце установки, соответствующем вводу растворителя, удается повысить степень извлечения из глубины пор твердого материала, а на противоположном конце — эффективно использовать концентрированный раствор для экстракции с поверхности кусков (зерен) твердого материала. В итоге повышается концентрация раствора, уменьшается расход растворителя и увеличивается производительность аппаратуры.

В процессах выщелачивания конечный раствор должен быть отделен от твердого нерастворимого остатка (шлама), который для этой цели подвергают промывке. Промывка производится на фильтрах, в центрифугах и отстойниках. В непрерывных процессах выщелачивания обычно применяют противоточные схемы промывки, например, на непрерывно действующих барабанных вакуум-фильтрах.

Согласно рис. 3.4 свежая вода или другой растворитель используется сначала для промывки осадка на фильтре 1. Полученные здесь слабоконцентрированные промывные воды направляются в аппарат 2 с мешалкой (репульпатор), где тщательно перемешиваются с поступающим с фильтра 3 осадком и промывают его. Эта операция носит название репульпации. Полученная в аппарате 2 пульпа поступает в фильтр 1, откуда фильтрат подается на промывку осадка в фильтр 3. Промывные воды из фильтра 3 перекачиваются в выщелачиватель 4, где они взаимодействуют в качестве избирательного растворителя с исходным твердым материалом. При описанной противоточной ступенчатой промывке удается использовать указанные выше преимущества противотока.

Для интенсификации процессов выщелачивания и растворения могут быть использованы низкочастотные механические колебания. Опыт показывает, что при наложении колебаний увеличивается скорость обтекания частиц и процесс заметно ускоряется. Весьма значительное увеличение скорости обтекания и соответственно коэффициентов массоотдачи возможно при осуществлении вращательного движения жидкости со взвешенными в ней твердыми частицами (центробежный режим). Можно заметить, что методы интенсификации экстракции в системах «жидкость — твердое тело» и «жидкость — жидкость» аналогичны.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы