Патент на изобретение №2205882
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛА
(57) Реферат: Данное изобретение относится к металлургии, в частности к производству металла электролитическим способом путем приготовления богатых электролитов преимущественно цветных металлов, в частности меди. Способ позволяет повысить производительность процесса растворения, снизить потери при растворении металла и обеспечить регулировку проведения процесса растворения непосредственно при ведении процесса растворения. Для этого твердую фракцию металла располагают в средней части емкости, а подачу воздуха и бедного электролита производят одновременно с противоположных сторон по отношению к твердой фракции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Данное изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в электролитическом производстве чистого металла, путем приготовления богатых электролитов и растворов преимущественно цветных металлов. Известен способ растворения металлов в электролитическом производстве меди, заключающийся в следующем. Внутрь емкости, в среднюю ее часть, загружается твердый металл, который необходимо растворить. Затем заливается жидкий электролит, в виде раствора кислоты, а с противоположной стороны подается сжатый воздух. Металл загружается в виде гранул и после засыпки весь объем электролита с металлом постоянно перемешивают. Перемешивание жидкости вместе с металлом осуществляется как механическими мешалками, так и воздухом. (см. авторское свидетельство 645689, СССР, по кл. В 01 F 1/00, за 1979 г.). Недостатком данного способа является то, что в процессе растворения металла не весь металл растворяется в кислоте, что приводит к значительным потерям его в процессе растворения. Кроме того, снижается скорость растворения и как следствие производительность труда. Еще одним недостатком известного способа является то, что растворение ведется в одном режиме и невозможно его изменение в зависимости от условий работы и количества необходимого раствора металла без дополнительных преобразований. Технической задачей предлагаемого решения является устранение указанных выше недостатков, повышение производительности процесса растворения металла, снижение потерь металла в процессе растворения и обеспечение регулировки скорости растворения металла непосредственно в процессе растворения. Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном способе растворения металла, включающем загрузку твердого металла в средней частей емкости, подачу воздуха и жидкого электролита одновременно внутрь емкости с противоположных сторон, при растворении над металлом постоянно поддерживают сплошной слой жидкого электролита при подаче его сверху в распыленном виде. При этом толщину слоя жидкого электролита над металлом поддерживают постоянной при регулировании ее на протяжении всего процесса, а распыление жидкого электролита осуществляют по всему сечению емкости равномерно. На чертеже схематично показан аппарат для растворения металлов, выполненный по предлагаемому способу. Аппарат для растворения металла содержит емкость 1, внутри которой в ее средней части закреплено основание 2 с отверстиями 3. На основании размещается твердая часть металла 4, который необходимо растворить. Снизу под основание подводится поток сжатого воздуха 5, а сверху через форсунки 6 подается электролит 7, который образует слой 8 над металлом 4 и регулируется сливом 9. Обогащенный электролит после растворения в нем металла удаляется из емкости через магистраль 10, установленную ниже основания 2. Растворение металла по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. В емкости 1, в средней ее части, жестко крепится основание 2 в виде сетки с определенной крупностью отверстий 3, преимущественно меньше чем размер гранул твердого металла 4, который располагается на основании 2. Снизу под основание 2 подводится поток сжатого воздуха 5, который, проходя через отверстия 3 основания 2, контактирует с жидким электролитом 7 и металлом 4 и тем самым активизирует процесс растворения. В результате движения противопотоков газа и жидкости происходит дробление жидкого электролита 7 на мелкие части, а его скорость истечения через металл 4 резко уменьшается, что способствует увеличению интенсивности процесса массопередачи металла 4 в жидкий электролит 7 и насыщает его последним до необходимой величины. Насыщенный электролит 7 металлом 4 удаляется из емкости 1 через магистраль 10. Процесс растворения металла 4 производится непрерывно до полного исчезновения металлических гранул. После этого засыпается новая порция металла и процесс повторяется. Растворение металла по предлагаемому способу производится в трех режимах: 1. Пленочный режим – скорость растворения небольшая, когда плотность орошения металла электролитом небольшая и малый расход сжатого воздуха. 2. Режим подвисания – средняя скорость растворения металла, когда скорость движения жидкости в зоне металла уменьшается за счет торможения ее потоком воздуха. В этом случае толщина пленки жидкости и количество ее в насадке увеличивается, что в конечном итоге увеличивает интенсивность массопередачи. 3. Режим эмульгирования – когда происходит накопление жидкости в насадке, что приводит к превращению всего пространсва в газожидкостную систему. В этом случае увеличивается площадь поверхности контакта с твердой фазой, которая определяется не геометрической поверхностью насадки, а размером и количеством воздушных пузырьков. В этом случае производительность процесса растворения металла максимальная. Пример. Загружаем внутрь емкости 7 т медных гранул, обрезков проволоки и других медных отходов производства. Затем емкость заполняется электролитом с концентрацией 150 г/дм серной кислоты до тех пор, пока не образуется слой электролита над медью. Затем включаются форсунки и электролит начинает подаваться в емкость в распыленном виде в объеме 1,1-4 м/ч. Одновременно снизу в емкость подается сжатый воздух в объеме 11-56 м/ч и происходит растворение меди в сернокислом электролите. Производительность растворения меди в предлагаемом оксидизере с использованием изобретения равна 9-56 кг/ч, в зависимости от режима работы (эмульгирование, подвисание или пленочный режим). Использование предлагаемого решения в аппаратах для растворения металла позволяет производить процесс растворения до полного исчезновения твердой металлической фазы, а ее расположение в средней части позволяет сократить ее безвозвратные потери, т.к. твердая фаза всегда расположена в зоне движения противопотоков жидкости и газа. Кроме того, регулируя количество жидкости и воздуха и не изменяя другие параметры устройства, позволяет регулировать скорость растворения металла, а по сравнению с известными способами растворения металлов, получить эффективный, с малыми энергетическими затратами и с большими возможностями использования при разных потребностях растворенного металла, способ растворения металла, преимущественно меди. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.10.2007
Извещение опубликовано: 27.06.2009 БИ: 18/2009
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.02.2010
Извещение опубликовано: 20.02.2010 БИ: 05/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
