Аппараты эффективной экстракции фосфорной кислоты


Продольный разрез общего вида аппарата представлен на рисунке а, на рисунке б дан разрез А – А.

аппарат с многовальными мешалками
Аппарат с многовальными мешалками, используемый в производстве экстракционной фосфорной кислоты:
а) продольный разрез общего вида; б) разрез А-А

Аппарат содержит емкости 1, 2, соединенные каналом 3, валы 4 с мешалками 5, установленные на периферии и на осях емкостей 1, 2. Валы соединены с двигателями 6, устройством для ввода серной кислоты 7, размещенным внутри емкости 1, на оси которой установлена направляющая 8, охватывающая центральный вал с мешалкой. Внутрь емкости 1 введены устройство 9 для ввода сырья и устройство 10 для подачи слабой фосфорной кислоты. Направляющая выполнена эллиптической формы и установлена таким образом, чтобы большая полуось была ориентирована перпендикулярно оси канала, в вершине эллиптической направляющей и в ее боковой стенке выполнены отверстия.
Аппарат (экстрактор) работает следующим образом. Внутрь емкости 1 через устройство 10 подается слабая фосфорная кислота внутрь направляющей 8. Из устройства 9 подается также внутрь направляющей фосфатное сырье. Далее пульпа проходит через направляющую, через отверстия 11 в направляющей в виде струй выходит в емкость 1. В емкости 1 пульпа смешивается с подаваемой в эту емкость серной кислотой устройством 7. Пульпа интенсивно перемешивается периферийными мешалками 5, валы которых приводятся во вращение двигателями 6. Далее пульпа по каналу 3 поступает во вторую емкость, в которой заканчивается процесс разложения фосфатов. Из емкости 2 пульпа перекачивается на фильтры.
Выполнение направляющей в виде эллиптической формы с отверстиями позволяет достичь следующего:
1. Организовать направленное движение пульпы вокруг оси емкости, так как все мешалки в экстракторе вращаются в одну сторону, то вблизи боковой стенки создается суммарный импульс движения в одну сторону, а вблизи направляющей — суммарный импульс движения в противоположную сторону. Установка направляющей эллиптической формы, большая полуось которой перпендикулярна оси канала, резко уменьшает проходное сечение в первой емкости экстрактора в двух сечениях, что приводит к снижению интенсивности движения пульпы, примыкающей к направляющей и движущейся в противоположную сторону основного потока. Кроме того, наличие системы выходящих из направляющей струй дробит и полностью прекращает движение пульпы вблизи направляющей в противоположную сторону основного потока. Следовательно, вся пульпа в первой емкости будет двигаться в одну сторону относительно оси емкости. В результате исключается прискок небольших частиц фосфогипса во вторую емкость, а оттуда на промывку.
2.    Организовать спиралевидный подъем пульпы в первой емкости. Внутри первой емкости вышедшая из направляющей пульпа движется вблизи дна емкости (отверстия в направляющей расположены вблизи дна). Пульпа, совершившая обход вокруг направляющей, натыкается на струю выходящей из вершины цилиндрической направляющей и создающей преграду (струйную завесу) движущейся пульпы вокруг направляющей. Следует отметить, что струя создается в месте, где зазор между направляющей и стенкой минимальный, и, следовательно, струйная завеса будет максимально эффективной и по всей ширине зазора. Поэтому пульпа, совершившая оборот вокруг направляющей, наткнувшись на струю, вынуждена будет подниматься вверх. Таким образом, в первой емкости создается спиральное движение пульпы, при этом все кристаллы фосфогипса достигают определенной величины (так как время пребывания становится одинаковым для всех частиц).
3.    Так как струи направлены в промежутки между валами мешалок, то они ликвидируют образующиеся в этих местах застойные и малоэффективные области, что приводит к ускорению процесса разложения фосфатов.
Создание организованного движения пульпы в экстракторе позволило сократить время разложения и, следовательно, увеличить производительность экстрактора на 18-20%. Данный экстрактор был внедрен на Алмалыкском химическом заводе. Кроме того, за счет получения кристаллов фосфогипса практически одной крупной фракции удалось улучшить фильтрующие свойства фосфогипса.