Результат интеллектуальной деятельности: АППАРАТ ДЛЯ СГУЩЕНИЯ СУСПЕНЗИИ БЕЛИТОВОГО ШЛАМА

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, предназначено для осуществления процесса сгущения суспензии белитового шлама, образующейся в процессе производства глинозема из нефелинового сырья, и может быть использовано также в других областях промышленности, где требуется сгущение быстросхватывающихся шламов.

Известен сгуститель для сгущения и промывки красного шлама, образующегося в процессе переработки на глинозем бокситового сырья по методу Байера либо спекания (А.И. Лайнер, Н.И. Еремин, Ю.А. Лайнер, И.З. Певзнер, «Производство глинозема», М., Металлургия, 1978, С. 120-122). Сгуститель состоит из цилиндрического корпуса, конического днища (8°) и крышки, на которой установлен привод вала «гребкового» устройства, которое предназначено для перемещения сгущенного шлама к разгрузочному патрубку. Гребковое устройство включает радиальные траверсы, на которых закреплены так называемые «косые» гребки. Пульпа, подлежащая сгущению, подается в аппарат через стакан, установленный в верхней части по оси аппарата.

К недостаткам этого аппарата следует отнести незначительный уклон конусного днища и особенности конструкции гребкового устройства, состоящего из соединенных с валом радиальных траверс, на которых закреплены «гребки». Последние представляют собой пластины, жестко закрепленные под определенным углом к траверсе, к которой они крепятся. Назначение такого гребкового устройства - перемещение сгущенного красного шлама к разгрузочному патрубку. Подобные сгустители обычно применяются для сгущения шламов, обладающих хорошей текучестью и, в частности, для сгущения красных шламов, образующихся в процессе получения глинозема из бокситового сырья. Однако они не могут использоваться для сгущения белитового шлама, получаемого в больших количествах при переработке на глинозем нефелинов, поскольку этот шлам - двухкальциевый силикат (2CaO*SiO₂), обладает вяжущими свойствами, склонен к быстрому схватыванию и кристаллизации с образованием настылей как на поверхности конусного днища сгустителя, так и на элементах перемешивающего устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является фильтр-сгуститель (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема, М., Металлургия, 1970, С. 272). Аппарат состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой, на которой установлен привод перемешивающего устройства. Перемешивающее устройство, представляющее собой мешалку шнекового типа, служит для перемещения сгущенного белитового шлама вниз, к разгрузочному патрубку. Подача шлама в сгуститель осуществляется через питающий стакан, установленный по оси аппарата в верхней зоне.

К недостаткам данной конструкции аппарата следует отнести то, что перемешивающее устройство шнекового типа не обеспечивает очистку поверхности конусного днища от отложений белитового шлама. Поэтому эта поверхность быстро зарастает твердыми отложениями с образованием настылей, что существенно снижает работоспособность сгустителя. Интенсивному зарастанию подвергается также внутренняя поверхность питающего стакана.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в предотвращении отложений белитового шлама на поверхности конусного днища, элементах перемешивающего устройства и внутренней поверхности питающего стакана.

При этом техническим результатом является повышение работоспособности аппарата для сгущения суспензии белитового шлама.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в аппарате для сгущения белитового шлама, включающем цилиндрический корпус с коническим днищем и крышкой, перемешивающее устройство с приводом, установленным на крышке, питающий стакан, размещенный в верхней части по оси корпуса, патрубки для подачи суспензии в питающий стакан и отвода сгущенного шлама и осветленной жидкой фазы, лопасти перемешивающего устройства выполнены вогнутыми, установлены вогнутой поверхностью в направлении к валу и размещены параллельно образующей конусного днища.

В аппарате для сгущения белитового шлама нижний конец вала перемешивающего устройства может быть жестко соединен с лопастями тягами, при этом лопасти соединены между собой горизонтальными распорками.

В питающем стакане может быть размещена мешалка, вертикальные элементы которой установлены параллельно стенке питающего стакана и крепятся к валу перемешивающего устройства тягами.

Выполнение лопастей перемешивающего устройства вогнутыми, установка их вогнутой поверхностью в направлении к валу и размещение параллельно образующей конусного днища обеспечивает предотвращение отложений белитового шлама на поверхности днища, повышая тем самым работоспособность аппарата.

Жесткое соединение нижнего конца вала перемешивающего устройства с лопастями тягами и при этом соединение лопастей между собой горизонтальными распорками обеспечивает устойчивость всей конструкции перемешивающего устройства и гарантирует постоянную и фиксированную величину зазора между лопастями и поверхностью конусного днища, поскольку собственно вал перемешивающего устройства выполнен укороченным и не имеет подпятника. При этом укороченная конструкция вала перемешивающего устройства позволяет исключить его зарастание твердыми отложениями с образованием так называемых «груш».

Размещение в питающем стакане мешалки, вертикальные элементы которой установлены параллельно стенке стакана и крепятся к валу перемешивающего устройства поперечными тягами, исключает возможность отложения и кристаллизации шлама на внутренней поверхности питающего стакана. Поперечные тяги гарантируют постоянство величины зазора между внутренней поверхностью питающего стакана и вертикальными элементами этой мешалки.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 показана схема аппарата для сгущения белитового шлама; на фиг. 2 - поперечный разрез аппарата для сгущения белитового шлама.

Аппарат для сгущения белитового шлама состоит из цилиндрического корпуса 1, конусного днища 2, крышки 3, на которой установлен привод 4, соединенный с валом 5 перемешивающего устройства. Лопасти 6 перемешивающего устройства выполнены вогнутыми, расположены вогнутой поверхностью в направлении вала 5 и установлены параллельно образующей конусного днища 2. С целью предотвращения «зарастания» вала 5 отложениями белитового шлама и образования, вследствие этого, на нем так называемых «груш», он выполнен «укороченным», т.е. не на всю высоту аппарата. При этом нижний конец вала 5 жестко соединен с лопастями 6 тягами 7, а лопасти 6 между собой распорками 8. В верхней части по оси аппарата установлен питающий стакан 9, в котором размещена мешалка 10, вертикальные элементы которой крепятся к валу 5 тягами 11. Подача суспензии шлама в аппарат производится через патрубок 12, введенный в питающий стакан 9. Отбор сгущенного шлама и осветленной жидкости осуществляется соответственно через патрубки 13 и 14. Строго вертикальное положение перемешивающего устройства фиксируется подпятником 15. Для наблюдения за работой перемешивающего устройства и отбора проб на крышке 3 размещен люк 16.

Аппарат для сгущения белитового шлама работает следующим образом.

Суспензия белитового шлама, подлежащиая сгущению, подается в аппарат через питающий стакан 9, в который введен патрубок 12. Из стакана 9 суспензия поступает в объем аппарата, ограниченный цилиндрической обечайкой корпуса 1. Под действием гравитационных сил происходит разделение твердой и жидкой фаз суспензии. Твердая фаза осаждается и накапливается в зоне, ограниченной поверхностью конусного днища. При этом большая часть частиц твердой фазы суспензии осаждается на поверхность конусного днища, откуда лопастями 6 перемешивающего устройства удаляется и перемещается благодаря вогнутому профилю лопастей 6 в среднюю зону аппарата. Предотвращение зарастания внутренней поверхности питающего стакана 9 отложениями шлама обеспечивается размещенной в нем мешалкой 10. Сгущенный шлам удаляется из аппарата через патрубок 13, а очищенная от частиц шлама жидкая фаза - через патрубок 14.