Декомпозиция алюминатных растворов

 

4. Классификация декомпозеров

 

По конструкции различают декомпозеры с механическим и воздушным перемешиванием. Декомпозср с механическим перемешиванием (рис. 2) представляет собой стальной бак высотой н диаметром 8 м, внутри которого вращается цепная мешалка со скоростью 8—10 об/мпн. Такая мешалка состоит из вертикального пала с лопастями, на которых свободно подвешены цепи с волокушами. Декомпозиция осуществляется в серии (10—11 шт.) декомнозеров, каскадцо расположенных и соединенных между собой сифонами.

1. Декомпозер с воздушным перемешиванием

 

Он представляет собой стальной бак с коническим дном. На отечественных заводах применяются декомпозеры с воздушным перемешиванием емкостью от 1000 до 2800 м3. Декомнозер емкостью 1800 м3 имеет диаметр 9 м, общую высоту 33,5 м, высоту конусной части 8,7 м.

Декомпозер может быть изготовлен на любом глиноземном либо машиностроительном заводе страны с применением отечественного оборудования. Мешалка может быть применена для реконструкции существующих на предприятиях отрасли аппаратов коническо-цилиндрической формы.

 

Рис. 2. Схема декомпозера с воздушным перемешиванием.

 

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2, перемешивающих устройств 3, установленных на вертикальном валу 4, вращение которого осуществляется с помощью привода 5. Эрлифт 6 расположен вне корпуса декомпозера и соединяет нижнюю с патрубком 7 его часть. Воздух в эрлифт 6 подается по трубопроводу 8. Подача и отбор перерабатываемой суспензии производится соответственно через патрубки 9 и 10.

2. Декомпозер работает следующим образом.

 

Раствор, подлежащий переработке, подается в аппарат через патрубок 9. Одновременно включается привод 5 перемешивающего устройства. После заполнения декомпозера до уровня расположения нижних лопастей перемешивающего устройства 3 открывается подача суспензий. По мере заполнения аппарата в работу включаются вышестоящие лопасти перемешивающего устройства. При заполнении декомпозера примерно до высоты, составляющей половину высоты цилиндрической части корпуса 1, открывается подача воздуха через трубопровод 8 в эрлифт 6. Поток пульпы от нижней лопасти перемешивающего устройства 3, установленной над конусным днищем 2, направлен вниз (Рис.3), что способствует более производительной работе эрлифта 6, и создает гидродинамические условия, благоприятствующие лучшему омыванию потоком пульпы стенок днища.

 

Рис.3.

 

 Это предотвращает  отложение твердой фазы на  дне аппарата и увеличивает  межремонтный период его работы. Вышестоящая лопасть расположена  на расстоянии диаметра мешалки (0,3-0,5) от установленной непосредственно над конусным днищем. При этом поток пульпы от нее направлен вверх (Рис.2 и 3). Это улучшает условия циркуляции суспензии в объеме декомпозера и способствует тому, что твердая фаза поддерживается во взвешенном состоянии, т.е. возникают условия, при которых пульпа полностью гомогенизирована.

Угол между нижней и вышестоящими лопастями перемешивающего устройства составляет 60-90о (Рис.4), что при минимальных затратах мощности способствует максимальной осевой циркуляции суспензии. 

 

 

Рис.4

Расстояние (0,3-0,5) между нижней и вышерасположенной лопастями обеспечивает взаимное влияние потоков суспензии, создаваемых указанными лопастями, и способствует созданию большой осевой скорости движения жидкости при меньших затратах мощности. Увеличение расстояния между лопастями выше указанного предела снижает эффективность перемешивания, так как турбулентные токи от лопастей не перекрывают друг друга и достижение того же эффекта возможно при увеличении числа оборотов мешалки. Последнее приводит к увеличению затрат мощности на перемешивание.

Уменьшение расстояния между лопастями ведет к уменьшению суммарного объема, в котором интенсивность перемешивания недостаточна для обеспечения перемешивания в конусной части декомпозера. Угол между нижней и вышестоящей лопастями 60-90о способствует разделению потока. Это обстоятельство уменьшает количество твердой фазы в конусной части декомпозера и способствует гомогенизации ее в объем последнего.

 

3. Декомпозер с механическим перемешиванием.

 

На (Рис.5) показан предлагаемый декомпозер; на (Рис.6) диспергатор выполнен в виде полой трубы с отверстиями в боковой стенке на фиг.3 в виде трубы - коллектора со штуцерами с закрепленными в них шлангами.

 

Рис. 5

 

Декомпозер содержит цилиндрический корпус 1 с плоским днищем, механическое перемешивающее устройство 2 (например, в виде лопастей), вертикальную трубу 3 для обеспечения воздушного перемешивания, переточную трубу 4. Для большей активизации затравки путем дробления подаваемого в трубу 3 сжатого воздуха, последняя снабжена диспергатором. Диспергатор представляет собой либо участок трубы 5 с открытым нижним концом и отверстиями 6 в боковой стенке, подсоединенной к трубе 3, либо коллектор 7 со штуцерами, в которых закреплены перфорированные шланги 8, также подсоединенный к трубе 3.

 

Рис.6

Рис. 7

В предлагаемой конструкции декомпозера механическое перемешивание выполняет свою традиционную роль предупредить осаждение гидроксида алюминия, а подача воздуха с помощью трубы 3 обеспечивает активизацию затравки.

 

4. Декомпозер работает следующим образом.

 

Пульпа (алюминатный раствор-затравка), подаваемая в корпус 1 декомпозера, перемешивается с помощью механической мешалки 2 и сжатого воздуха, выходящего из открытого конца трубы 3 либо из отверстий 6 в боковой стенке трубы диспергатора 5, либо из отверстий перфорированных шлангов 8 коллектора 7. Выходящие пузырьки воздуха дополнительно разбиваются мешалкой 2 и равномерно распределяются по всему объему декомпозера. Разгрузка декомпозера осуществляется с помощью переточной трубы 4.

Диспергированный воздух окисляет примеси как на поверхности затравки, так и в растворе, активизирует затравку, ускоряет обновление раствора вокруг затравки и облегчает его диффузию к поверхности кристаллов затравки, что ускоряет рост кристаллов гидроксида алюминия, т.е. повышается интенсивность разложения алюминатного раствора. Кроме того, повышение интенсивности перемешивания за счет подачи сжатого воздуха в толщу пульпы (с помощью труб, снабженных диспергаторами и установленных в любом количестве, в любом месте и на любой высоте аппарата; количество труб, место и высота установки подбираются оптимальными в каждом конкретном случае в зависимости от вязкости раствора, количества и качества затравки, интенсивности механического перемешивания и т.д.) предотвращает рост дендритов на кристаллах затравки и обуславливает получение крупнозернистого продукционного гидроксида алюминия; при слабом же перемешивании с учетом того, что механическая мешалка расположена, как правило, вблизи днища аппарата для предотвращения оседания гидроксида, создаются условия для роста дендритов на кристаллах затравки, которые обламываются и не успевают вырасти за один цикл декомпозиции до крупных размеров, что ведет к измельчению продукционного гидроксида.