УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПЕРКОЛЯЦИОННЫМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ

Область техники
Заявленная полезная модель относится к области неорганической химии, в частности к устройствам для проведения химического выщелачивания цветных, редких и благородных металлов, и может быть использована на предприятиях, перерабатывающих техногенное сырье, как правило, с низким содержанием целевых компонентов, в частности дезактивированные катализаторы различных производств химического и нефтехимического профиля, а также отработанные автомобильные катализаторы.
Уровень техники
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является устройство, описанное в патенте на полезную модель RU 117438 U1, 27.06.2012, B01J 8/16, в котором раскрывается устройство для выщелачивания полезных компонентов из твердого материала растворителем, содержащее колонну с тарелками провального типа, верхняя часть которой имеет переливной порог, охваченный камерой с патрубками подачи твердого материала в колонну и слива раствора, полученного при выщелачивании, а нижняя часть с патрубками подачи растворителя и выгрузки нерастворенного твердого материала сообщена с пульсационной камерой, соединенной с источником пульсаций, отличающееся тем, что тарелки собраны в пакеты, в которых смежные тарелки дистанционированы цилиндрическими обечайками, а пакеты установлены в колонне с кольцевым зазором, перекрытым перегородкой в верхней части пакета.
Раскрытие полезной модели
Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное техническое устройство, заключается в повышении производительности устройства при одновременном упрощении его конструкции.
Поставленная проблема решается за счет того, что устройство для извлечения полезных компонентов перколяционным выщелачиванием (фиг. 1) согласно полезной модели состоит из корпуса, выполненного в виде вертикально установленной колонны, состоящей из двух обечаек, соединенных между собой фланцами, между которыми установлено ложное днище с сеткой (6) с размером ячейки меньше минимального размера зерна перерабатываемого сырья. Нижняя обечайка (2) снабжена патрубком для подачи выщелачивающего раствора (3), а в верхней обечайке (1) установлены эрлифт (4) для выгрузки содержимого ее придонной части и патрубок для вывода продуктивного раствора (5).
Нижняя обечайка (2) служит для приема и создания равномерного по горизонтальному сечению потока выщелачивающего раствора, что способствует более качественному протеканию процесса выщелачивания в придонной части верхней обечайки (1) и в итоге повышению концентрации целевых компонентов в продуктивном растворе. Экспериментально определено, что поставленная задача решается, если высота нижней обечайки составляет 8÷10% от высоты верхней обечайки.
В частном варианте выполнения нижняя обечайка может иметь форму цилиндра или конуса.
Технический результат, на решение которого направлено заявленное решение, заключается в повышении концентрации целевых компонентов в продуктивном растворе и, соответственно, сокращении объема растворов, требующих утилизации.
Осуществление полезной модели
Устройство для извлечения полезных компонентов перколяционным выщелачиванием работает следующим образом.
Верхнюю обечайку (1) заполняют сырьем, а в нижнюю обечайку (2) насосом или другим способом подают с определенной скоростью выщелачивающий раствор определенного состава и заданной температуры. Выщелачивающий раствор проходит сквозь слой сырья, экстрагирует целевые компоненты, выводится через сливной патрубок вывода продуктивного раствора (5), расположенный вверху верхней обечайки (1), и поступает на дальнейшую переработку. Через определенные промежутки времени содержимое нижней части устройства (20-30% от объема верхней обечайки) эрлифтом (4) выгружают в устройство для отделения раствора от твердой фазы, например в нутч-фильтр, и отфильтровывают. Полученный при этом кек выщелачивания (8) направляют на утилизацию, а отфильтрованный раствор возвращают на выщелачивание. Таким образом, сырье и раствор движутся противотоком, что при оптимальных их потоках обеспечивает максимально возможную концентрацию целевого компонента в растворе выщелачивания и минимальное остаточное содержание целевых компонентов в кеках.
Пример
Устройство для извлечения платины, палладия, или рения из отработанных катализаторов на основе оксида алюминия перколяционным выщелачиванием представляет собой колонну, выполненную из титановой трубы диаметром 400 мм и высотой 4000 мм, состоящую из двух обечаек, из которых верхняя имеет высоту 3650 мм, а нижняя - 350 мм. Обечайки соединены фланцами, между которыми установлено перфорированное ложное днище, накрытое полипропиленовой сеткой с размерами ячейки заведомо меньше размеров зерен катализатора. В верхней обечайке (1) установлен эрлифт (4) из титановой трубы диаметром 57 мм, причем нижний конец эрлифта выше ложного днища приблизительно на 100 мм. В нижнюю обечайку (2) врезан патрубок для закачки выщелачивающего раствора (3), в верхнюю обечайку (1) - патрубок для вывода продуктивного раствора (5), который расположен на расстоянии 250 мм от верхнего края верхней обечайки.
Верхнюю обечайку (1) заполняют отработанным катализатором с концентрацией платины 0,27%. В нижнюю обечайку воздухомембранным насосом (7) подают нагретый до температуры 90÷95 °С разбавленный раствор царской водки со скоростью 50 л/час. Раствор проходит сквозь слой катализатора, экстрагирует платину, выводится через дренажное устройство и поступает на дальнейшую переработку. Каждый час из нижней части верхней обечайки (1) эрлифтом (4) выгружают в нутч-фильтр по 40÷50 литров кека катализатора (8) и сверху загружают такой же объем свежего катализатора. В установившемся режиме концентрация платины в продуктивном растворе и в кеке катализатора составляет соответственно 1,5÷3 г/л и 0,002÷0,004%, что соответствует извлечению платины из катализатора 98,5÷99,2%.