1年一7
.14.
硫酸锌溶液深度净化旋流
液固分离的研究
o
陈立三
(株湖冶炼厂总工办 潮南412004)
摘 蔓 稿迅了水力嶷蠢器的性自 厦其在碱畦锋溶j茛净j茛过程中的应用。通黼 验解决了
=蒎、兰冼净化的灌固分离间置,分离盾落液曩量选梳 文中还提出了旋流器在应用过程中所存
曲同置 解决的办法。
美■饲 水力丝蠢量 j茛鼢 离 潦度净化
1 前 言
株冶现有的净化工艺是—段沸鼹净化除
钢镉,二段黄药除钻。因第一段净化温度偏
低,对砷锑锗镍的净化效果差, 锌 粉 单 耗
多,而二段黄药除钻工艺落后,对上述杂质
不能净化除去。因而,新液质量难似满足锌
改造后对净渡要求。为适应原料及产品质量
的需要,采用锑盐连续深度净化工艺取代黄
蓟除钴势在必行。但从株冶三分之一深度净
化工业试验来看还存在两个问
,一是新液
质量并未完全达到规定的
,主要是镉超
标,二是管式过摅速度慢,阀门处 经 常堵
死,管式过滤难以适应二次净液过 滤 的要
求。因此,选用一种既能进行快速液固分离
阻止镉复溶,又能提高劳动生产率的设备十
分必要。
, 水力旋流器能满足上述要求。它对含固
量程低的净化后液进行 动态液固分离 有
着过滤分离所不及的优越性
(1)旋流器内高速旋转的液体,使反应
过程得到进一步强化,从而可以缩短反应时
阊 。
‘2)固液间相n剥停留时间极短,因此能
鲰 赢t蝴
有效地防止置换产物的逆溶解发生,保持分
离前后溶液的质量稳定。
(3)整个分离过程连续进行,不存在置
换渣的积累,特别适合于连续化 生 产 的 要
求。
(4)设备结构筒单,操作,维修方便,
体积小,占地面积少,相对其它分离设备可
大量节省投资,减少经营费用。
2 结构及原理
承力旋流嚣的结构较为简单其外形与旋
风收尘器相似,主体由上部圆筒都分和下部
锥体都分构成。上部有入 口管沿切线方向将
矿浆导入,在圆筒中心有向上镒流出口瞥,
锥体尾部有排渣口。
料浆进入旋流器之后在日筒 部 高 速 旋
转,受离心力作用,固体颗粒沿器壁向下运
动到达排渣口,成为底流排出,清液由上部
中心镒流 口出去。在中心部分有一个空气柱
形成,此处为负压状态。
水力旋流嚣中流体运动规律比较复杂,
将流体在旋流嚣内的速度进行分解,可得到
切向速度ue,径向速度n,,轴向速 度 n。,
其分别与旋流嚣半径的关系如图1所示。
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萋
t·) ) (c)
田l 水力麓麓■中口O,ur、u-与r的关系
l—水力旋汽精奠}2一越蠢'h 3—气柱
从图1(a)可见,切线速度随着距中心 要的分离作用。同时,也说明悬浮物分离的
线的距离壤小而增大,在接近气柱中心时很 临界粒径愈细,旋流器的直径应愈小。
快下降。除接近气桂那一部分液体外,其切 从图l(c)可知,在靠近旋流器壁附近
线速度u0与旋转半径r基本符台下列关系I 轴向速度u.向下,而靠近中心附近 , u.是
ue·r =C(常数 ) 向上的,故在中间有一处轴向速度为零。由
式中的n值随旋流器的工作条件不 同在 此分界,外部为下降流,内部为上升流。沿
O.5~0.9之间。指数n
表明旋流器内流体 器壁离心沉降的膊粒向下运动成 为 底流 排
属于半自由涡运动。 出,而液体则进入中心溢流管排出。
由图l(b)可见,径向速度分量距轴心 由于水力旋流器是一种高效液周分离、
愈近,n。愈增大。而径向加速度 a。ocr. ‘, 分级设备,结构简单,处理量大,工艺效果
印旋转半径r愈小,8 愈大,径向加速 度 为 良好,所以被越来越多的国外厂家采用,见
蠹浮物分离的重要因素,故回锥部分起着重 表l。
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厂家名称 用于净臁数 目的 僦 能 控产袁馥造日捆 备 注
翳 遁谴节蟀 27.1 19缸年改造盾 各段进谎过滤
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3-/g~-/d'-/b 辨 景 和三次净化的灌
j.1 工艺滚程的确定 抹冶硫酸锌溶 液 深 固分离,第一段净化不用。原因是一段沸腾
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囤2 硫酸锌溶液深度净化工艺
固
净化采用粗锌粉置换,渣颗粒较 大 , 且 琉
松,管式过滤较为容易;不要求将镐除至新
液质量标准:
5.2 水力旋流嚣技术参豫 根据水力旋 流
器液同分离啄理及二次、三次净化渣的粒级
范围,将旋流器的技术参数确定如表2.
哀2 水力旋流器技术参数
项 目 1,125m皿
^口压力,kg,cm 1.‘
处理量,m /h l0.5
停留时同一s 1.葛
籍 矿口尺寸 ,mm 251
箍谪c口R咛 .咀皿 ‘ 驰 .
口肘 ,mm 12
镭角 .度 lS
锥体部分高度,皿皿 l30
圆筒部分高度.皿咀 20O
几何窖积,皿。 |.蛐 耋旷0
表中列出的旋流器技术参数,
明在含固量较低的悬浮液中,分离固形物的
效果良好。旋流器在其它各结构参数保持不
变的情况下,其体积处理量与直径的大致关
系为Q D。,而临界分离粒径与直径的关 系
为dcc~/D。因此,旋流在用于液呵分离时,
其直径愈小愈好,且须采用并联 的 旋 流 嚣
组,以满足处理量的要求。旋流器中流体的
停留时间极短,所以要求工作条件稳定。旋
流器的结构一定时,其体积处理量大致随压
力的平方根倍数增加。试验也证实了这点,当
台Z rfl50g/L的ZnSO·洛液通过}80ram旋流
器,压力为l、1.5和2kg/cm 时,流量分别
为1.74、2.12和2.46m。/h
进口压力不仅影响流量而且在一定程度
上影响分离效果。随压力的增加流速增大,
可使粘度的影响减少, 而使分离效果得到
改善,这一点在ZnSO.溶液中分离剧形物显
得很重要。
由于旋流器中固体颗粒沿壁面的快速运
动会造成一定程度的磨损。根据芬兰科科拉
锌厂的经验,采用316号不锈锯制作旋 流 器
较为宜,靛流器设有固定端部,一般操作两
年后需更换。
5.j 净化工艺条件
二拔净化 三次净化
温度 ,℃ 85 ~强℃
时间,mi且 帅
辱贽量-g,工, 置.5 o.5~1
稀盐({舀石馥锑钾)3m毫/I,
溶灌pH 以.5 4~‘.S
产瞧奉·(整,停卦 )1. H.5 1o6~2.0
5.4 试验结果及分析 二、三次净液 厦 分
离后液成分,分别如表3和表4所示。
从表3可知 , 二次 净 液终 点 溶 液 含
— Co