УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ФОСФОГИПСА

Предлагаемое в качестве полезной модели устройство относится к области водно-гравитационной сепарации гранулированных, порошкообразных и кусковых материалов. В конкретном случае оно предназначается для получения из отвального фосфогипса товарного мономинерального гипса и концентрата РЗЭ.
Известно множество устройств для разделения рыхлых материалов на контрастные фракции водно-гравитационным способом. К ним относятся винтовые сепараторы, гидро- и воздушные циклоны, скрубер-бутары, концентрационные столы, контактные чаны, оборудованные мешалками, отсадочные машины и др. Абсолютное их большинство используется при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых, обогащении руд и углей. Значительно реже они используются при утилизации промышленных отходов. Не обнаружены примеры использования обсуждаемых устройств для утилизации отвального фосфогипса. Это затрудняет выбор прототипа из внушительного списка аналогов, различающихся в большинстве случаев конструктивно, а не по назначению.
Наиболее близкое устройство к заявляемому по назначению и конструктивно (прототип) раскрыто в описании изобретения к авторскому свидетельству SU 1535628, опубликовано 15.01.90 Бюл. №2. Устройство предназначено для промывки минерального сырья, глинистых материалов. Оно представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, оборудованным сливом для периодического удаления тяжелой фракции. Легкая фракция в виде водной суспензии удаляется через верхний слив. Над конической частью емкости размещается мешалка, рабочий орган которой представляет перфорированное кольцо на перфорированной крестовине жестко связанной с полым валом. На верхнем конце вала имеются сальник для подачи воды и привод на электродвигатель. В известном устройстве размешивание рыхлого материала с образованием суспензии из легкой фракции производится специальной мешалкой из перфорированной трубы, приводимой в действие автономной силовой установкой, размещенной на верхнем конце цилиндрической емкости. Это сопряжено с необходимостью обслуживания и ремонта привода, также с дополнительным расходованием энергии.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель заключается в создании простого устройства с низким потреблением энергии для эффективной переработки фосфогипса.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в упрощении конструкции устройства, позволяющем снизить энергозатраты при работе устройства с сохранением эффективности переработки фосфогипса.
Заявляемый технический результат достигается тем, что устройство для утилизации фосфогипса включает емкость для сбора тяжелой фракции, устройство подачи исходного материала, емкость для водно-гравитационной сепарации, где роль мешалки в отличие от прототипа выполняет тангенциально встроенный гидромонитор со щелевой насадкой. Емкость для водно-гравитационной сепарации оборудована патрубком для слива легкой фракции в емкость-отстойник, которая соединена последовательно при помощи трубопровода с емкостями для очистки технологической воды от кислот.
Схема устройства приведена на ФИГ.1, где
1 - емкость для водно-гравитационной сепарации;
2 - транспортер;
3 - тангенциальновстроенный гидромонитор;
4 - центробежный насос;
5 - емкость для сбора тяжелой фракции;
6 - емкость-отстойник;
7 - патрубок;
8 - емкости для нейтрализации плавиковой кислоты;
9 - емкости для нейтрализации серной и фосфорной кислот;
10 - трубопровод;
11 - межсекционная перегородка.
Устройство для утилизации фосфогипса включает емкость для водно-гравитационной сепарации (1), выполненную, например, с цилиндрической верхней и конической нижней частями с расположенной в нижней части трубой для сброса тяжелой фракции. В нижней конической части может располагаться смотровое окно для контроля за количеством тяжелой фракции. Устройство подачи исходного материала в заявляемой полезной модели может быть выполнено в виде транспортера (2). В качестве мешалки используется тангенциально встроенный гидромонитор со щелевой насадкой (3). С целью лучшего перемешивания и сепарации материала, сопло насадки гидромонитора может быть выполнено в виде секторальной щели с 45°. Емкость для сбора тяжелой фракции (5). Емкость для водно-гравитационной сепарации оборудована патрубком патрубком (7) для слива легкой фракции в емкость-отстойник (6), где осуществляется сбор и отстой легкой фракции, которая может быть выполнена многосекционной. Межсекционные перегородки между секциями свыше первой (11) для лучшей инфильтрации воды могут быть выполнены водопроницаемыми, например, из вспененного полистирола или полиамида. Емкость для сбора и отстоя легкой фракции посредством трубопровода (10) соединена с емкостью для очистки технологической воды от плавиковой кислоты (8), которая в свою очередь соединена посредством трубопровода с емкостью для очистки технологической воды от серной и фосфорной кислот (9).
Устройство работает следующим образом. Водно-гравитационная сепарация отвального фосфогипса осуществляется в емкости (1), состоящей из двух частей: верхней цилиндрической и нижней конической. Промываемый материал поступает в нее по ленточному транспортеру (2). Размешивание рыхлой массы до образования гипсовой суспензии производится тангенциально встроенным гидромонитором (3). С целью лучшего перемешивания и сепарации материала, сопло насадки гидромонитора выполнено в виде секторальной щели с<45°. Гидромонитор питается от центробежного насоса (4). Таким образом, в конической части емкости 1 накапливается тяжелая фракция (концентрат РЗЭ), которая периодически сбрасывается в емкость (5). Перед этой операцией необходимо остановить насос и жидкость над осадком слить в емкость (6) через патрубок (7), который может быть оборудован запорным устройством. Легкая фракция, благодаря малым размерам кристаллов гипса, образует суспензию, которая постоянно сбрасывается в многосекционную емкость-отстойник 6, где путем отстоя накапливается практически мономинеральный гипс. В емкости 1 также осуществляется отмыв всей массы фосфогипса от технологических кислот (серной, фосфорной, фторводородной) и других водорастворимых примесей.
Из отстойника (6) вода поступает в емкость (8), где она известным способом освобождается от плавиковой кислоты. В емкости 9 вода освобождается известным способом от серной и фосфорной кислот с образованием гипса и простого суперфосфата. Этот материал без передела может использоваться в качестве удобрения. Очищенная вода используется для следующего цикла. Следует иметь в виду, что емкости 1, 5, 6, 7, 8 и трубы 10 должны быть защищены от действия кислот. Для контроля за количеством тяжелой фракции, в конической части емкости 1, можно использовать, например, вмонтированное смотровое стекло.