[发明专利]用于悬浮液分级的设备

说明书

本发明涉及使悬浮在液体中的不同粉状物料进行水力分级的装置，特别是涉及悬浮液分级的设备。

本发明可以用于根据生产条件必须使悬浮在液体中的粉状产物高度分级的工业部门，例如采煤、食品、制糖、制铝及其他工业部门。

目前，由于在铝工业中研究和采用电解槽中的干法净气，人们对氧化铝开始提出有关粒度组成的特殊要求。这样，制取氧化铝的碱性原料氢氧化铝应该含有小于40微米的粒级不超过10%。

为了得到具有发达表面并具有吸附性能的氧化铝，这种粒度组成的氢氧化铝可以进行专门的热处理。于法净气本质上改善了电解生产铝的经济指标。但是，通过从过饱和铝酸盐溶液中结晶制取粗晶粒氢氧化铝有一定困难。

从铝酸盐溶液中结晶出氢氧化铝是一种在动力学范围内进行的非均质过程。此时所得到的产物的形成特点有两种过程：形成结晶中心（新相）和所形成的结晶长大。上述过程之一的速度占优势会导致最终产物的增大或变小。应该指出，在结晶过程中氢氧化铝的过分增大象其变小一样，是不合乎要求的，因为与相接触面成正比的溶解速度随着氢氧化铝的粒度增大而减低，降低有用组分的产量。此外，人所共知，粗粒氢氧化铝是铝酸盐溶液中结晶中心的母体。

最后的情况是在没有认识到粒度重要性的工厂中氢氧化铝周期性增大和变小的基本原因。

相接触的比表面对铝酸盐溶液饱和度的比是描述溶解过程特征的基本参数。

同时，如果溶液的饱和度是温度、溶质浓度和铝酸盐溶液的其他性质的函数，那末相接触面则取决于氢氧化铝的粒度组成。因此，通过水力分级调节氢氧化铝的比表面值是控制溶解过程的基本方法之一。

在制成的商品产物的给定粒度下，氢氧化铝的铝酸盐溶液的最大回收率将是判断最佳溶解过程的依据。制造设备-具有高工作效率的分级机是氢氧化铝水力分级的课题。

将氢氧化铝浓密并同时分级的设备-水力分级机是公知的（Н.И.Еремин и яр.“ПроцесьannapaTb1 Гчиноуемного проиувоства”，1980，Метацурги（Москва），C.287-288）。该设备是一个带有盖和锥形底部的圆柱形容器。锥形底部的张开角为30°。在设备的盖上装有带分配装置的供料筒。圆柱上部具有输出氢氧化铝细级的排出槽。在设备的圆锥体上设置有制成水封形式的供排放氢氧化铝悬浮液粗粒级的卸料管。以及水力分级机的抽空管。

原料氢氧化铝悬浮液经过供料筒连续地供给水力分选机。在供料筒中使悬浮液的湍流减弱并排出空气。在供料筒的出口处悬浮液沿设备的截面被分开，并且在重力作用下将其分成粒级。具有较大沉降速度的粗粒级很快抵达设备的锥形部分。该粒级在此处密集，此时悬浮液的液相向上排出。后者形成了上升的液流，该液流有助于分级，向上携带细颗粒氢氧化铝。因此，在该设备中形成了两股料流：向上的充满氢氧化铝细粒级的流和向下的氢氧化铝粗粒级的流。后者经过防止来自水力分选机中部的悬浮体进入其中的水封管从设备中排出。由细粒级组成的悬浮液流入排出槽并在以后的再处理时从设备中排出。

该设备的结构不能保证在结晶过程中为稳定其粒度组成所必需的氢氧化铝结晶分级度。由于设备空间中的悬浮液流的分布不均匀，产生有助于在交叉流动时使氢氧化铝颗粒搅混的局部液流。使铝酸盐溶液蒸发和结晶分级的设备是已知的（SU，A，180173）。

该设备为圆锥-圆柱形并装有圆锥形盖。它装有供入原料溶液、除去所形成的水气、排出澄清溶液和含晶体的悬浮液的管子。沉淀物区与溶液螺旋形流动区分开的套筒。在管子顶上设有一个叶帽。

在将原料溶液输入管子时，在设备中发生在降压时的沸腾溶液与冷却悬浮液的混合。由于设备空间中悬浮液的循环，形成了一些区域。叶帽使来自管中的悬浮液在套筒内具有旋转运动。

在套筒出口处的旋转悬浮物料将旋转传递给在设备中部的剩余悬浮液部分。在剧烈搅动下形成的晶粒沉淀至设备的圆锥部分。它们在这里密集，向上排走在设备中部带有细小晶粒的液相，并在这里于搅动下晶粒长大，然后向下沉降。设备的上部供沉淀悬浮液用，此处不发生溶液的流动，也不会使颗粒沉降入中间区域。

经过位于上部的管子从设备中引出清液，而经过位于圆锥部分的管子排出结晶产物的悬浮液。在降低压力时形成的水气经过顶盖从设备中排出。

尽管在设备中形成了有助于蒸发和结晶的悬浮液的有序运动，但是，由于分隔相的交叉运动，没有达到高度按尺寸分选其中的颗粒。