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湿法冶金设备 第二篇,湿法混合反应器,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,搜集湿法反应器,将液体盛装在一个容器内,利用浸没于液体中的旋转叶轮(搅拌器)或其他方式搅动流体,实现两种或多种物料间的均匀混合,加速传热和传质过程。,在湿法冶金生产中,习惯上称反响槽、反响罐、反响釜等,按生产过程亦称之为浸出槽、净化槽、复原槽、氧化槽、中和槽、水解槽、置换槽等。,机械搅拌混合反响设备,流体搅拌混合反响设备,机械搅拌槽反响的根本组成,组成部分,作用,型式,容器,提供反应空间,密封或敞开,圆筒形,上部为平板或球形封头,下部为椭圆形或锥斗封头,换热器,吸热或放热,在容器内部倍或外部设置热换器,搅拌器,混合反应器,内各种物料,由搅拌轴和叶轮组成,转动由电动机减速箱减到搅拌器所需转速后,再通过联轴节带动,轴封装置,防止槽内介质泄漏,机械密封和填料密封,其他结构,操作及控制,各种接管、人孔、手孔及槽体支座等,操作中有传热过程时,有夹套式(外热式),蛇管式(内热式),,一般为直立圆柱形容器目的:防止液体形成停滞区(锥形,方形或带棱角),并减少功率消耗。,1.,压出管,,2.,连接底座,,3.,入孔,,4.,顶盖,,5.,圆筒,,6.,支座,,7.,夹套,,8.,罐底,反响釜罐体,立式机械搅拌反响器,式中:,K,c,V,罐体的有效容积,,m,3,V,j,罐体的几何容积,,m,3,。,罐体的盛装物料系数,立式机械搅拌反响器,罐体的高径比,式中:,K,g,罐体高径比;,H,t,圆筒高度,,m;,D,罐体内径,,m。,考虑功率消耗;,考虑传热效果;,受压与否?,I=PD/2S,气相接触?,立式机械搅拌反响器构造,1,顶盖、罐底、底座,常压采用平盖,,加压采用椭圆形盖,;,常压采用平底、锥形底,,加压采用椭圆形底,;,连接底座分整体式和分装式。,立式机械搅拌反响器构造,2,进出料管和检测部件,进料采用顶盖上进;,出料分压出料和下出料两种方式;,检测部件包括测温、测压、视镜等装置。,3,换热部件,加热和冷却。,压出料管构造,温度计套管,目镜,立式机械搅拌反响器的应用,广泛应用在湿法冶金的各个工序,配料;浆化;浸出;溶解;结晶;分解;复原;萃取;各种储槽。,其它机械搅拌反响器,卧式机械搅拌罐,挂链式搅拌罐,挂链式搅拌罐,MIG,搅拌,五层叶轮搅拌反响器,夹套反响器,加热反响器,机械搅拌器,搅拌器的工作原理是通过搅拌器的旋转推动液体流动,从而将机械能传给液体,使液体产生一定的液流状态和液流流型,同时也决定着搅拌强度。,搅拌器旋转时,自浆叶排出一股液流,这股液流又吸引夹带着周围的液体,使罐体内的全部液体产生循环流动,这属于宏观运动。离开浆叶具有足够大速度的液流,与周围液体接触时,形成许多微小的漩涡,造成微观扰动。液流的这种宏观运动和微观扰动的共同作用结果促使整个液体搅动,从而到达搅拌操作的目的。液流运动速度快、扰动强烈,造成明显的湍动,就会获得良好的搅拌效果。,浆叶的几何形状、尺寸大小、转动快慢及物料的物理特性(如粘度、密度)等,都决定着物料的搅拌程度和搅拌器功率消耗的大小。,搅拌器构造,涡轮式,桨式,锚式,涡轮式,推进式,搅拌器的选用,根据液体粘度选择;,根据适用条件选用;,搅拌器和搅拌轴的计算,搅拌器功率的计算;,搅拌器强度的计算;,搅拌轴强度和转速的计算。,搅拌轴的临界转速,当搅拌轴的工作转速恰好等于或接近于搅拌轴的固有频率时,搅拌轴系统将发生剧烈的振动,出现所谓共振现象。发生共振现象时的转速称为轴的临界转速。为了防止共振给轴造成损坏,搅拌轴不能在临界转速及接近临界转速时工作。低速搅拌轴一般不会产生共振,因为这时的转速远远低于临界转速。,搅拌轴、搅拌器等构成一个转动系统,它在理论上有多个临界转速,通常将最低的临界转速称为第一临界转速,以nL表示。搅拌轴的工作转速n应当远离临界转速。根据工作转速与临界转速的关系,将轴分成刚性轴和挠性轴。刚性轴的工作转速低于第一临界转速,满足L的条件。挠性轴的工作转速 高于第一临界转速,满足L的条件。挠性轴在工作时,转速由低到高要通过临界转速。但由于时间很短。很快地通过临界转速,那么轴又趋于平稳运转,所以挠轴也是能平安工作的。,在湿法冶金中,搅拌轴一般为刚性轴。,临界转速的大小,取决于轴料的弹性特性、轴的形状和大小、轴的支承方式和轴上回转零件的质量等。,式中,n,L,=,轴的临界转换,,rs,-1,;,E,轴材料的弹性模量,,Pa;,I,轴的截面惯性矩,,m,4,;,md,搅拌器、搅拌轴的等效质量,,kg,,可按下式计算:,(2-40,a),式中,m,1,、m,2,、m,3,各搅拌器的质量,,kg;,L,1,、L,2,、L,3,相应轴段的长度,,m;,a,轴的支承点距离,,m,,a(0.20.25)L,1,(2-40B),mz,搅拌轴外伸段质量,,kg;,b,系数,随外伸段长度,L,1,与支承点距离的比值,L1/a,而变化,,多层搅拌器的搅拌轴临界转速,气流搅拌混合反响槽,帕秋卡槽,鼓泡搅拌所需气体总压力P总是空气管道中流动阻力、喷嘴处静压力和流过喷嘴压降等之和,即,P总=P总+(P1+LH9.8)+P0 Pa,式中:P总气体输送管道中的压降,Pa;,P0槽内液面上方的静压力,Pa,P1气体通过小孔或喷嘴的压降,Pa。,m的情况下,1m2塔横截面的气体用量是:,m3(m2min-1)-1,充分搅拌 0.4 m3(m2min-1)-1,剧烈搅拌 0.95 m3(m2min-1)-1,空气搅拌升液槽,加压溶出装置系统,利用上升液体与悬浮其中而上下翻腾的颗粒物料流态化状态,浸出物料中的可溶物质,称为液态化浸出;或洗脱其中颗粒夹带的溶液,称为流态化洗涤;或用金属粉末将溶解中的金属离子置换别离富集,称为流态化置换;或用金属粉末电极将溶液中的金属离子电积提取别离,称为流态化电解。,流化床反响器,流化床反响器,流态化洗涤器,管道反响器,又称管式反响器,反响工程学上叫活塞流反响器。,K别尔费茨(Bielfeldt)定义:溶出过程在管道中进展,且热量通过管壁传给矿浆。,管道化技术优点:,高温溶出,反响速度快;,外表积小,热损失低;,传热系数高;,制造简单;,理想排挤流、平推流或活塞流,理想流动模型1,理想流动模型2,理想混合流或完全混合流,理想反响器分类,理想反响器研究提醒的规律和解析方法是研究复杂反响器的根底,理想反响器串联组合,反响器理论1,完全混合反响器模型,反响器理论2,活塞流反响器模型,全混流多级串联,理想反响器比较,操作特性比较1,操作特性比较2,操作特性比较3,转化率比较,反响器数学模型的启示,谢谢!,
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