Центробежные ступенчатые экстракторы. Преимуществом многоступенчатых центробежных экстракторов является меньшее число приводов в экстракционной установке. Это особенно важно, когда экстракционная схема состоит из нескольких десятков или сотен ступеней. К недостаткам этих экстракторов следует отнести их относительную сложность в изготовлении и обслуживании.
По способу смешения фаз многоступенчатые центробежные экстракторы можно разделить на две группы:
1) дробление дисперсной фазы в сплошной происходит в соплах различных конструкций в гравитационном поле;
2) смешение фаз осуществляется с помощью различных механических устройств (мешалок, лопаток и др. в центробежном поле.
К группе ступенчатых центробежных аппаратов относится экстрактор Лурги - Вестфалия («Лувеста»), (рис. 7.11) представляющий собой центрифугу с внутренним устройством в виде двух или трех ступеней, или смесительно-разделительных камер.
Рис. 7.11. Экстрактор «Луверста»
/, //, III - ступени; 1 - ротор, 2 - привод ротора, 3 - узел ввода и вывода жидкостей, 4', 4", 4"' - разделительные тарелки, 5\ 5'\ 5"', 6', 6", 6"' - напорные диски, 7 - тарелки; 8, 10, 11, 13 - каналы, 9 - ребро; 12 – отверстия
Трехступенчатый экстрактор «Луверста» включает ротор 1 с нижним приводом 2 (рис. 7.11). По оси ротора расположен неподвижно закрепленный в кожухе экстрактора узел 3 ввода и вывода жидкостей с отверстиями и каналами, через которые жидкости подаются и отводятся, перемещаясь со ступени на ступень. Ступени отделены друг от друга неподвижными разделительными тарелками 4. В каждой ступени находятся напорные диски 5 и б, предназначенные для прямоточного смешения и транспортирования жидкостей, и пакет тарелок 7, в пространствах между которыми осуществляется тонкослойное разделение жидкостей. Траектория движения тяжелой фазы показана сплошной линией, легкой фазы пунктирной, а рафината штриховой. Исходные фазы поступают в ротор самотеком. Тяжелая фаза по каналу 8 узла 3 подается на ступень I. Сюда же, в пространство под узлом 3, со ступени II через диск 5" и канал 9 подается легкая фаза. Смесь жидкостей движется вниз через пространство, разделенное ребрами 9', и поступает в межтарелочные пространства, где происходит разделение фаз. Легкая фаза под действием центростремительных сил выводится из ступени, через диск 5', а тяжелая фаза отбрасывается к периферии ступени и направляется через канал под разделительной тарелкой 4' к диску 6'. К этому же диску со ступени III (через диск 5"' по каналу 10) подается легкая фаза. Образовавшаяся смесь жидкостей направляется по каналу 4 через отверстия 12 в пространство между ребрами 4'\ откуда она поступает в межтарельчатые пространства ступени II. Аналогично протекают процессы смешения и разделения фаз в ступени ///, причем к напорному диску 6" по каналу 13 поступает исходная легкая фаза (обычно свежий экстра - гент). Тяжелая фаза выводится из аппарата верхним диском 6"', а легкая - нижним диском 5'.
Таким образом, в пределах каждой ступени осуществляется прямоточное смешение фаз, в то время как работа аппарата в целом происходит по принципу противоточного их движения. В каждой ступени за очень короткое время контактирования практически достигается фазовое равновесие. Соответственно эффективность одной ступени очень близка или равна одной теоретической ступени разделения.
Контрольные вопросы:
1. Основные понятия ионного обмена
2.Оборудование применяемые при сорбции
3. Уравнение Шилова
4.Сформулируйте общие понятия процесса экстракции.
5.На какие основные типы подразделяются экстракционные процессы?
6.В чем состоит суть анионообменной экстракции?
7.Какие реагенты используют для катионообменной экстракции?
8.От каких факторов зависит скорость экстракционных процессов?
9.Какие типы экстракционных аппаратов используют в практической
гидрометаллургии?
10. Обхясните принцип действия отстойно-смесительного экстрактора