155471. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyékony és szilárd fázisok közötti műveleteknek gázfázis jelenlétében való folyamatos lefolytatására
155471 3 4 visszamaradó szilárd, anyag ülepedési sebességénél kisebb sebességgel kerül eltávolításra, így a szilárd anyag leülepedik és a két fázis folyamatosan szétválasztható. Különösen előnyös a módszer abban az esetben, ha az oldható komponens oldására szolgáló kémiai reagens gázfázisban áll rendelkezésre, pl. a reagenst kis mennyiségben tartalmazó hulladékgáz alakjában. Ebben az esetben a szilárd anyagot tartalmazó folyékony fázis (zagy) térfogatánál több nagyságrenddel nagyobb mennyiségű gázt kell a rendszeren átbocsátani, vagyis a folyadék tartózkodási ideje nagyságrendileg a gáz tartózkodási idejének mintegy ezerszerese. Ennek a feladatnak a megoldását az a felismerés tette lehetővé, hogy ha a folyadékfázist folyamatosan olyan túlfolyón át távolítjuk el, amelynek felső kilépő szájnyílása az aktív zóna felső szintjén, alsó belépő nyílása pedig az aktív zóna alján van, akkor a túlfolyóban elhelyezkedő homogén folyadékfázis az aktív zónában elhelyezkedő gázosfolyadékkal tart egyensúlyt, amelynek átlagos fajsúlya a folyadék és a gáz fajsúlya közötti értéken van, tehát a homogén folyadék fajsúlyánál kisebb. Ily módon az aktív zónában elhelyezkedő keverék szintje magasabban ' van, mint a túlfolyó felső, kilépő szájnyílása. Az aktív zónába folyamatosan bevezetett folyadékkal azonos mennyiségű folyadék távozik a túlfolyó felső, kilépő szájnyílásán. Ily módon egyrészt a folyadék bevezetett mennyiségének csökkentésével a folyadék tartózkodási ideje tetszés szerint növelhető, másrészt a folyadékfázis a gáz bevezetett mennyiségének csökkentése esetén sem tud megszökni a berendezésből és a gázáramlás ismételt megindulása a művelet folytatását eredményezi. A módszer a következő típusú feladatok elvégzésére alkalmas: — Szemcsés szilárd anyag anyalúgmentes állapotig való mosására, vagy más mosófolyadék felihasználásával. — Szilárd anyag (ércek) kilúgozására, folyékony halmazállapotú kémiai reagenssel. — Szilárd anyag (ércek) kilúgozására oly módon, hogy a szilárd anyagot vízben felzagyoljuk és a kémiai reagenst gáztfázisban juttatjuk a folyadékba, amikoris a gáz egyúttal a fentebb ismertetett keverő hatást is kifejti. A találmányunk szerinti berendezés lényege tehát a reaktor belsejében elhelyezett, perforált tányérokat tartalmazó, alul-f elül nyitott, csőalákú műveleti tér, a szilárd anyagot tartalmazó zagy bevezetésére szolgáló, a műveleti térben, vagy az alatt végződő cső, továbbá a gázfázis bevezetésére szolgáló, a zagybevezető cső végénél mélyebb szinten végződő cső, a műveleti teret körülvevő csőalakú hullámtörők s végül a szétvált folyékony és szilárd fázisok elvezetésére szolgáló túlfolyó, illetve gyűjtő. A berendezés változatának lényege a gázfázis bevezetésére szolgáló, a perforált tányérok alatt, vagy között végződő csöve, a szilárd anyagot tartalmazó zagy bevezetésére szolgáló, a perforált tányérok felett, vagy között végződő csöve, végül a szétvált folyékony és szilárd fázisok elvezetésére szolgáló túlfolyó, illetve gyűjtő. A túlfolyó cső a gázbevezetés szintje alatt végződik. A gázbevezetés szintje alatt célszerűen egy további folyadékbevezető cső van. A találmányunk szerinti berendezésnek két példaképpeni kiviteli alakját ismertetjük. Az l.^abra szervetlen pigment mosására, a 2. ábra mangánércből a mangántartalom kéndioxidgázzal való kioldására szolgáló berendezés függőleges metszetét ábrázolja. 1. példa (1. ábra): Szervetlen pigmentet mosunk a szabványban előírt 1,5% szulfáttartalomig. A pigment zagy 8,4 g/lit. kioldandó CaS04 -et tartalmaz. A CaS04 oldhatóságát — ami 1,96 g/lit — figyelembevéve, a CaS04 teljes kioldását biztosító zagy : mosóvíz térfogatarány 1 : 4,3. Az elméleti vízszükséglet 20%-os emelésével az 1,5 % száraz anyagtartalomra vonatkoztatott szulfáttartalom 2—3 perces mosási idővel elérhető. A készülék egységnyi keresztmetszetére vonatkoztatva óránként 60—80 kg száraz festék nyerhető 0,03 m/s lineáris levegő áramlási sebesség alkalmazása mellett. A mosás villamosenergia szükséglete a gáz (levegő) szállításához mintegy 10 kWh/tonna festék. A mosandó pigmentet a szükséges mosófolyadékkal együtt az 1 beöntő tölcséren át juttatjuk az aiul-felül nyitott, hengeres 2 reaktorba, a 4 perforált tányér alá. A 2, mosóreaktorbain annak belső terét négy zónára osztó 3, 4 és 5 perforált tányérok vannak. A gázt a 6 gázvezetéken át az 5 perforált tányér alá vezetjük. A 2 mosóreaktorban a zagy szilárd alkotója a mosás után részben áthullik az 5 perforált tányér nyílásain, részben a gáz felhajtó ereje révén a 3 perforált tányér fölé emelkedik és a 7 peremen át az öblítő zónába bukik át. Az öblítő zónában a hullámzás megelőzésére a 2 mosóreaktorral koaxiális 8 és 9 hullámtörőket alkalmazzuk. A 8 hullámtörő lenyúlik a 2 mosóreaktor aljáig, míg a 9 hullámtörő csak a 2 mosóreaktor magasságának a feléig ér. Az anyag a 2 mosóreaktor és a 8 hullámtörő között kialakult körgyűrű keresztmetszetű csatornán át a 10 öblítő zónába kerül, amelynek alsó részébe vezetjük be az öblítőfolyadékot a 11 csővezetéken át. Az öblítői oly adék áramlási sebessége kisebb, mint a szilárd szemcsék ülepedési sebessége s így a szemcsék ülepedését 10 15 20 25 30 J5 40 45 50 55 60 2
