» » Автоклавы для процессов, протекающих без участия газовой фазы
01.06.2015

В автоклавах этого типа осуществляются по преимуществу эндотермические процессы взаимодействия компонентов раствора с твердой фазой. Производительность аппарата в рассматриваемом случае контролируется скоростью любой из трех стадий процесса: переноса реагента из объема раствора к поверхности минерала, взаимодействия реагента с твердой фазой, переноса образовавшегося продукта от твердой поверхности в объем раствора.
Очевидно, что чем выше температура жидкости и скорость обтекания ею твердой поверхности минералов, тем выше производительность автоклава. Нагрев пульпы производится острым или глухим паром, горячим газом или с помощью электроэнергии через наружную стейку реактора. Перемешивание также осуществляется различными приемами.
В своем развитии техника автоклавного выщелачивания бокситов прошла путь от автоклавов с мешалками периодического действия емкостью в несколько кубических метров, рассчитанных на небольшие температуры (160—170°) и давления (3—5 ати), до крупных батарей, включающих десять и более автоклавов общей емкостью 200—300 работающих под давлением 28—30 ати при температуре до 250°. В этих батареях (рис. 22) осуществляется непрерывный процесс выщелачивания, позволяющий в 1,5—3 раза увеличить производительность на единицу объема автоклавов.
Автоклавы конструкции ВАМИ — Гипроалюминия, применяемые в России для выщелачивания бокситов, не имеют механических мешалок. Внутренний объем их целиком заполнен пульпой, перемешивание которой производится турбулентными потоками, образующимися при барботаже греющим острым паром и при перетекании (точнее передавливании) пульпы из одного автоклава в другой. Простота конструкции автоклавов для выщелачивания бокситов является следствием двух обстоятельств; во-первых, в процессе выщелачивания не участвует газовая фаза; во-вторых, пульпа в условиях выщелачивания проявляет лишь относительно слабую тенденцию к расслаиванию вследствие сравнительно небольшой разности плотностей твердой и жидкой части пульпы, тонкости измельчения руды (до 90% класса минус 70—80 мк), высокой вязкости концентрированных растворов едкого натра и образующихся при выщелачивании растворов алюмината натрия.
Автоклавы для процессов, протекающих без участия газовой фазы

Устранение из конструкции автоклава мешалки и сальникового уплотнения вала порождает большие эксплуатационные удобства. Но тем большее значение для увеличения удельной производительности автоклава приобретает фактор температуры пульпы (и соответственно давления насышенного водяного пара). Исследования, проведенные Венгерской Академией наук, показали, что при повышении температуры до 300° и давления до 80—90 ат длительность выщелачивания бокситов сокращается до нескольких минут. Столь значительная интенсификация процесса привела к новому оригинальному аппаратурному оформлению процесса: громоздкая батарея автоклавов превратилась в аппарат, напоминающий по устройству змеевиковый водоподогреватель. Насос высокого давления подает пульпу в обогреваемый стальной змеевик — автоклав, на противоположном конце которого установлен специальный вентиль, регулирующий сброс выщелоченной пульпы в самоиспаритель.
Для выщелачивания вольфрамовых концентратов вначале применяли вращающиеся автоклавы без мешалок (рис. 23). Однако вертикальные автоклавы с мешалками (рис. 24) дали в этом случае лучшие результаты, что обусловлено специфическими особенностями процесса: значительной разностью плотностей твердой и жидкой фаз и небольшой вязкостью выщелачивающего раствора.
Автоклавы для процессов, протекающих без участия газовой фазы