ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы экстракции и растворения из "Основные процессы и аппараты Изд10" Замкнутый периодический процесс проводится в аппарате с механическим или пневматическим перевешиванием. Пневматическое перемешивание позволяет в случае необходимости использовать перемешивающий агент (воздух) в качестве окислителя. При достаточно интенсивном перемешивании твердые частицы быстро движутся с изменяющейся по направлению и величине скоростью, то отставая от потока омывающей их жидкости, то опережая его. В этих условиях возникает переменная во времени скорость обтекания, обусловленная инерцией твердых частиц. При таком инерционном режиме создаются благоприятные условия для ускорения процессов растворения и экстракции, несмотря на то,что движущая сила процесса снижается по мере приближения к состоянию равновесия. [c.553] ВСЯ ИХ поверхность омывается жидкостью, но скорость обтекания в данном случае возникает за счет силы тяжести частиц и уступает по величине соответствующим скоростям при инерционном режиме. [c.554] Замкнутые нестационарные процессы экстракции, проводимые в аппарате с мешалкой, малоэффективны вследствие присущих им недостатков, общих для всех периодических процессов. [c.554] Прямоточный и противоточный процессы, проводимые в аппаратах непрерывного действия, широко распространены.. В принципе экстракцию и растворение можно проводить непрерывно в аппарате с мешалкой путем непрерывного подвода в аппарат твердой и жидкой фаз и отвода их из него. Однако осуществление непрерывного процесса таким способом неизбежно приведет к падению интенсивности вследствие того, что поступающий в обработку твердый материал будет взаимодействовать с раствором, концентрация которого в аппарате, вследствие интенсивного перемешивания, близка к концентрации насыщения. Это вызовет значительное снижение движущей силы и соответственно — скорости экстракции по сравнению со средней скоростью (за одну операцию) в периодическом процессе, где аналогичные условия создаются только на конечной стадии процесса. Кроме того, в одиночном аппарате возможен проскок некоторой части твердых частиц, в результате чего время пребывания может оказаться недостаточным для достижения высокой степени извлечения экстрагируемого вещества. [c.554] ХП1-28. Схема непрерывного процесса экстракции в каскаде аппаратов с мешалками. [c.554] В связи С этим экстракцию и растворение проводят в каскаде последовательно соединенных аппаратов с мешалками, через которые пульпа движется самотеком (рис. X111-28). При работе по такой прямоточной схеме движущая сила процесса постепенно снижается от ступени к ступени, но не в такой степени, как в одном аппарате с мешалкой, где со свежим растворителем смешивается конечный концентрированный раствор. При числе ступеней, обычно не превышающем 3—6, в таких установках достигается достаточно высокая степень извлечения. [c.554] Более эффективным является проведение непрерывных процессов экстракции по принципу противотока. При движении, твердых частиц навстречу потоку жидкости в батарее аппаратов на конце установки, где вводится свежий растворитель, последний взаимодействует с проэкстра-гированным в значительной степени материалом, а на другом ее конце исходный твердый материал обрабатывается концентрированным раствором. При этом достигается более равномерная работа аппаратов на конце установки, соответствующем вводу растворителя, удается повысить степень извлечения из глубины пор твердого материала, а на противоположном конце — эффективно использовать концентрированный раствор для экстракции с поверхности кусков (зерен) твердого материала. В итоге повышается концентрация раствора, уменьшается расход растворителя и увеличивается производительность аппаратуры. [c.554] В противоточных аппаратах мелкие частицы увлекаются жидкостью в направлении, противоположном движению твердой фазы. В связи с этим два прямоточных аппарата могут быть соединены так, чтобы установка в целом работала по принципу противотока. [c.555] В процессах экстракции конечный раствор должен быть отделен от твердого нерастворимого остатка (шлама), который для этой цели подвергают промывке. Промывка производится на фильтрах, центрифугах и отстойниках. В непрерывных процессах экстракции обычноп рименяют противоточные схемы промывки, например на непрерывно действующих барабанных вакуум-фильтрах. [c.555] Согласно риС ХП1-29, свежая вода или другой растворитель используется сначала для промывки осадка на фильтре 1. Полученные здесь слабоконцентрированные промывные воды направляются в аппарат 2 с мешалкой (репульпатор), где тщательно перемешиваются с поступающим с фильтра 3 осадком и промывают его. Эта операция носит название р е -пульпации. Полученная в аппарате 2 пульпа поступает в фильтр 1, откуда фильтрат подается на промывку осадка в фильтр 3. Промывные воды из фильтра 3 перекачиваются в экстрактор 4, где они взаимодействуют в качестве избирательного растворителя с исходным твердым материалом. При описанной противоточной ступенчатой промывке удается использовать указанные выше преимущества противотока. [c.555] Для интенсификации процессов экстракции и растворения могут быть использованы низкочастотные механические колебания. Опыт показывает, что при наложении колебаний увеличивается скорость обтекания частиц и процесс заметно ускоряется. Весьма значительное увеличение скорости обтекания и соответственно — коэффициентов массоотдачи возможно при осуществлении вращательного движения жидкости со взвешенными в ней твердыми частицами (центробежный режим). Можно заметить, что методы интенсификации экстракции в системах жидкость—твердое тело и жидкость—жидкость аналогичны. [c.555] Процесс в неподвижном слое заключается в фильтровании жидкости (растворителя) сквозь слой пористого кускового материала. Растворение обычно проводится периодически при уменьшении во времени высоты слоя в отличие от экстракции, при которой высота слоя постоянна. В случае неирерывного пополнения твердого материала, компенсирующего его убыль, можно осуществлять процесс в неподвижном слое непрерывным способом. В промышленности экстракцию в неподвижном слое часто проводят полунепрерывно в батарее последовательно соединенных (по ходу раствора) аппаратов, в каждом из которых через определенные промежутки времени производится выгрузка отработанного и загрузка свежего твердого материала. [c.555] Экстракция, проводимая фильтрационно-проточным способом, является более медленным процессом, чем экстракция при перемешивании реагентов. Однако этот способ отличается простотой аппаратурного оформления, так как не требует применения фильтров или других аппаратов, необходимых для разделения пульпы и промывки осадка. Процессы экстракции и фильтрования в данном случае протекают одновременно, причем получаемые в результате фильтрования сквозь слой растворы представляют собой чистую жидкость. Этим способом можно достичь высоких объемных производительностей при меньших удельных расходах растворителя на единицу массы твердого материала и получать концентрированные растворы. [c.556] Существенным недостатком указанного способа экстракции является высокое гидравлическое сопротивление сЛоя. Экстракция в неподвижном слое требует однородного по крупности и грубо измельченного твердого материала. [c.556] Выбор того или иного способа экстракции следует производить для каждого конкретного случая на основе технико-экономического расчета. [c.556] Вернуться к основной статье