188919. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsés szilárd anyagok komponenseinek eltérő sebességű - és adott esetben részben gázfejlődéssel járó - szimultán és/vagy konszekutív kémiai reakció(k) és/vagy kioldási folyamat(ok) útján történő feltárására
1 188 919 2 reagens betáplálására szolgáló 8 csó'csonk. A 7 csőszakaszban 9 statikus keverőelemek vannak. Ugyanilyenek a 10 kúpos szakaszban is elhelyezhetők. A 2 többcsöves keverőegységnek a jelen kiviteli példa esetében két 11, 12 csőtagja van, amelyek 9 statikus keverőelemeket tartalmaznak, és amely csőtagok geometriai hossztengelyeit yi, y2 hivatkozási betűvel jelöltük. A 11, 12 csőtagok a 10 kúpos szakasztól indulnak ki, és az X2 geometriai hossztengelyű 3 egyesítőegység 13a kúpos szakaszába — vagyis egyesítőterébe - torkollnak. A 13a kúpos szakaszt 14 csőszakasz követi, amely egy másik 13b kúpos szakaszba — elosztótérbe — torkollik. Mind a 13a, 13b kúpos szakaszok, mind a 14 csőszakasz célszerűen tartalmaznak statikus keverőclemeket. A 13b kúpos szakaszhoz csatlakozik a második 4 többcsöves keverőegység, amelynek ebben az esetben is két 15, 16 csőtagja van, amelyek yi y2 geometriai hossztengelyűek és az 5 egyesítőegység 17 kúpos szakaszába — egyesító'terébe — torkollnak. Ez utóbbi az X3 geometriai hossztengelyű 18 csőszakaszban folytatódik, amelynek végén van a 19 kibocsátóuyílás. Mind a 15, 16 cső tagok, mind a 17 kúpos szakasz és 18 csőszakasz, célszerűen statikus keverőelemeket tartalmaznak. A 7 csőszakasz dj átmérőjű, a 10 kúpos szakasz d3 átmérőjűre bővül fel, az ebből kiinduló 11,12 csőtagok d2 átmérője kisebb, mint dt. Az S, készülék további részeiben ugyanezek az átmérő-értékek jelentkeznek, mint ez a 3. ábrán jól látható. A 4. ábrán a találmány szerinti keverőkészülék egy további kiviteli példája látható. Ez a készülék lényegében a 2. ábrán vázlatosan feltüntetett S3 keverőkészüléknek felel meg. Az S3 készülék is 1 elosztóegységből, 2 többcsöves keverőegységből, 3 egyesítőegységből, második 4 többcsöves keverőegységből, valamint 5 egyesítőegységből áll, és az egyes berendezés-részek felépítése is hasonló a 3. ábra szerintihez. Eltérés elsősorban abban van, hogy az átmérők az anyag haladásirányában növekszenek. Az azonos szerkezetrészek geometriai hossztengelyeit a 3. ábrán már alkalmazott Xi -X3, ill. yi— y4 hivatkozási betűkkel jelöltük. Az 1 elosztóegység 20 csőszakasza d4 átmérőjű, és a 21 kúpos szakasz, amely elosztótérként funkcionál, ds átmérőjűvé bővül fel. A 2 többcsöves keverőegység 22, 23 csőtagjai d6 átmérőjűek (d4 5 d6), de az egyesítőtérként funkcionáló 24a kúpos szakasz d7 átmérője nagyobb, mint a d5 átmérő, és a 3 egyesítőegység 25 csőszakaszának d8 átmérője is értelemszerűen meghaladja a d7 értéket. A 24b kúpos szakasz — amely elosztóteret alkot — tovább bővül, itt éri el az átmérő, a d9 a maximális értéket; ezzel azonos az 5 egyesítőegység d9 átmérője. A második 4 többcsöves keverőegység 26, 27 csőtagjainak a d8 átmérője azonos lehet a 25 csőszakasz átmérőjével, viszont a 29 csőszakasz dió átmérője nagyobb a d8 átmérőnél. Az 5—9. ábrákon a 9 statikus keverőelemek elrendezésének néhány példáját érzékeltettük. Megjegyezzük, hogy a statikus kcvcrőelcmekct önmagukban ismerteknek tekintjük, kialakításukra számos lehetőség van. Az 5. ábra szerinti példa esetében a 9 statikus keverőelemek a 7 csőszakaszban közvetlenül egymás után helyezkednek el. A 6. ábrán látható megoldásnál a 9 statikus keverőelemek 30 távtartók közbeiktatásával vannak elrendezve, tehát a távközökkel követik egymást. A 7. ábra szerinti kiviteli példánál az A áramiásirányra merőleges síkokban 31, 32 és 33 rétegeket alkotva rétegenként több 9 statikus keverőelern helyezkedik el. A 8. ábrán azt szemléltetjük, hogy az egyes 31,32,33; illetve 34, 35 rétegekben eltérő számú és/vagy eltérő méretű 9 statikus keverőelem is alkalmazható. Végül a 9. ábrán azt szemléltettük, hogy a csőtagokba, ill. csőszakaszokba — és értelemszerűen az elosztó- és egyesítőterekbe is — kúposán változó keresztmetszetű 9 statikus keverőelemek is beépíthetők. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán ismertetjük részletesebben. 1. példa Ti ngaoune-i (Algéria) lelőhelyről származó karbonátos uránérc — mintát tárunk fel az 1. ábra szerinti berendezéssel, illetve az ott érzékeltetett eljárással. A berendezés Sí keverőkészüléke azonos a 3. ábrán részletesebben látható készülékkel. Az 1. ábrán az anyag áramlásírányát a berendezésben nyilakkal érzékeltettük. A 200 pin-nál kisebb szemcseméretűre őrölt ércmintát tartalmazó, 1000 kg/m3 szilárdanyag-tartalmú szuszpenziót a Z,, zagyszivattyú segítségével tápláljuk az S] keverőkészülékbe, annak 6 bevezetőnyílásán keresztül (3. ábra A nyű). A szuszpenzióhoz az Rj szivatytyúval 2 bar nyomáson a 8 csőcsonkon át feltáró reagensként 1700 kg/m3 koncentrációjú tömény kénsavat adagolunk (3. ábra, B nyíl). A szuszpenziót és reagenst az 5] statikus keverőkészülékben erőteljesen összekeverjük. Az S, statikus keverőkészülékben a tartózkodási idő mintegy 3 perc. A reakciót követően az oldatban mintegy 30 kg/m3 kénsav-koncentráció alakul ki. A feltárt anyag a 10 kúpos szakaszba vagyis az elosztótérbe kerül, amely az anyagáramot két részre osztja; onnan tehát két külön anyagáramra szétválva az anyag az első 2 többcsöves keverőegység párhuzamos 11, 12 csőtagjaiban halad tovább. A rész-anyagáramok a 3 egyesítőegység 13a a kúpos szakaszában - egyesítőterében - ismét egyetlen anyagárammá egyesülnek. A 14 csőszakaszban hal ad tovább az anyag, és a 13b kúpos szakaszból - elosztótérből — lép a második 4 többcsöves keverőegységbe (3. ábra), amelynek 15, 16 csőtagjaiban ismét két anyagárammá különválva halad tovább. A rész-áramok az 5 egyesítőegységben egyesülnek ismét egyetlen anyagárammá, amely a 19 kilépőnyfláson át, a C nyílnak megfelelően hagyja el az 5, keverőkészüléket. Amint az 1. ábrán látható, az Sj keverőkészülékből távozó anyagkeveréket a T}, T2 és T3 tartályokba továbbítjuk, ahol — a fi, f2 és t3 keverőeszközök segítségéve! — a szuszpenziót és reagenst egymással érintkeztetjük, azaz, a feltárást tovább folytatjuk. A feltárási folyamat második felében a T3 tartályból tározó, részben feltárt zagyot aZ2 szivattyú segítségével egy második statikus S2 keverőkészüléken vezetjük ót, amely az 5, keverőkészülékhez hasonló kialakítású lehet. A feltárási műveletet a kevert T4 és Ts tartályokban fejezzük be, és a feltárt zagyot a Z3 nyíl irányában a Ts tartályból vezetjük el. A feltárási hőmérséklet 333 K volt. A tartályokban összesen 1,5 órán keresztül tartózkodott az anyagkeverék. A fenti példa eredményeként a fajlagos reagensfelhasználás 0,110 kg/kg, a feltárási hatásfok 89,3%. Kontrolikísérletet végeztünk*^ ésS2 statikus keverőkcszülék alkalmazása nélkül. A reagenst hagyományos módon a Tl tartályban kevertük a szuszpenzióhoz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
