[其他]一种管道式浸取器

说明书

本发明属于一种化工湿法冶金的设备，特别是一种化工浸取过程的设备。

通常浸取操作是用液相将固相中的成份溶解出来（可以伴有化学反应或者仅为物理溶解），以分离有效成份的一种手段，广泛应用于湿法冶金、化肥及制药等行业中。例如在磷肥工业中，用硝酸或盐酸将磷矿石分解并将反应产物浸取出来，使之成为粗磷酸。在浸取操作中固体往往是被磨成颗粒状态与液相接触的，这样可提高浸取效率。细颗粒的浸取设备常用的是搅拌槽或带有搅拌的压力釜。用搅拌槽进行浸取，其缺点为不能连续操作、搅拌的功率消耗大，并且由于反应过程中出现了逆向返混，使槽或釜内的浓度分布趋向均匀，影响有效成份的传质。

管道浸取器主体是由一系列管道组成，结构简单，液固二相在管道内混合流动，分散均匀，逆向返混程度小，因而浸取效率高，能耗少，又可连续操作，并便于在高压下运行，这种管道浸取器可以外装夹套，以加热或冷却料液，适宜于各种生产要求。

迄今法国专利21，24227;21，24355和21，25306中描述的三种管道浸取器均为水平铺设型。水平铺设型浸取器管道中，由于固体的沉降，必须在较高的流速下才能运行，并且对许多矿物磨耗严重，这就限制了它的使用适应性。

本发明的目的在于开发一种新的浸取器以克服上述浸取设备的缺点，具有可连续生产，生产能力大，浸取效率高，能耗低，磨损小等优点，因而能广泛应用于各种物料浸取的场合，是一种新型的浸取设备。

本发明的管道浸取器是由一系列（一组或多组）垂直安置的管道组成，管道间由回弯管连接，接头型式可以是U型、直角型和V字型。管道的直径和长度由处理量及浸取条件决定。浸取器管道直径最小可在10毫米左右，最大为300毫米;垂直管高度可为3米到10米以上;管道总长度视操作条件而定，可为10至5000米，工作压力为1-300大气压，管道的材质视介质而定，可为各种金属材料或复合材料，如玻璃钢等。管道可外装夹套，供加热或冷却用。为了使反应中产生的气体不致在管内形成气阻现象，管道上装有一套排气装置，并配有冷凝器，以回收气相冷凝后的冷凝液，冷凝液可返回管道浸取器。

本发明中所使用的液相介质可以是水、酸、碱或其他溶液或溶剂等。被浸取物可以为磷矿粉、钨矿粉、硼镁矿粉等各种物质，反应中产生气体或不产生气体的物系。浸取温度可从室温到300℃。固液混合后的悬浮液在管内的运行流速可以低于或略大于固体颗粒的沉降速度，最低可为0.05-0.10米/秒。固液比最高可达1/3，以1/4～1/6最为适宜，当然更小的固液比则更易处理。

本发明的实验流程如附图所示。液体（浸取液）可从贮槽1a中，用抽真空使1a中的液相进入1b，然后用压缩空气或泵经流量计连续计量送到预混合器3，1c中的固相通过螺旋输送器（或皮带运输器，或星形加料器）2定量地进入预混合器3，预混合后溢流进入管道R_1-30，在管道中反应后排入中间贮槽6，然后进入后续工序。设备4为排气装置，为收集管道反应中产生的气体而设置。5为冷凝装置，冷凝后的液体可回入管道浸取器中。

实施例    1

在内径为25毫米，高度为2800毫米的由回弯头连接的三组有机玻璃管的垂直管道浸取器中，以河砂及水为物料，进行浸取试验，其中河砂粒度为60-80目，悬浮液的最高固相体积分数为0.175，相当于质量分数为0.32，即固液约1/3，所用的液相表观流速为0.09-1.5米/秒，相当于粒子沉降速度的2.7-45倍进行实验。观察到管道畅通无阻，只要有一定的压头，不需补充任何另加能源。经目测仅在弯头处有少量沉积物缓慢流动。在一定的流速下可保持畅通状况，不随时间而变化，操作稳定。

实施例    2

采用同附图相同的流程安排，进行盐酸分解矿石的试验。其中直管及回弯头采用二甲苯酚醛树脂玻璃钢，内径为1吋，总长度为100米。磷矿粉为100目。内含五氧化二磷为25.2%，使用的盐酸为工业级（35%浓度）。

盐酸用真空从1a抽入1b中，然后用压缩空气通过流量计连续计量进入预混合器3，矿粉用螺旋加料器2从贮槽1C中计量加入3中，固液两相以一定比例连续送预混后进入管道反应R_1-30。反应中产生的气体，则通过4及6排出，冷凝盐酸回入管道浸取器。

经连续生产使用，在盐酸流量为600升/小时，矿粉为200公斤/小时的情况下，磷矿石中有效磷分解率达95.5%以上。