2.2 Аппаратурно – технологическая схема процесса
Аппаратурная схема процесса представлена на рисунке 4. В каскад агитаторов (1) подается измельченная руда и раствор БФА, где происходит фторирование. После чего с помощью центробежного насоса (3) пульпа поступает на барабанный вакуум-фильтр (2) для разделения фаз. Осадок отправляется на кислотное выщелачивание, а раствор, содержащий небольшое количество урана, отправляется на сорбцию на угле. На схеме изображены две сорбционные колонки (5). Одна предназначена для насыщения, а вторая для регенерации. Очищенный от урана раствор ГФСА отправляется в аппарат с мешалкой (7) для смешения с аммиачной водой. Полученная пульпа отправляется на стадию разделения фаз в фильтр. Осадок SiO2отправляется на захоронение, а растворNH4Fпоступает опять в каскад аппаратов с мешалками (7) для перевода раствора фторида в твердое состояние. Пульпа после этого процесса отправляется на разделение фаз. Полученный осадокCaF2идет на захоронение.
Аппаратурная схема представлена на рисунке 2.
1 – агитатор; 2 – барабанный вакуум-фильтр; 3 – центробежный насос; 4 – бак накопитель; 5 – сорбционная колонна; 6 – абсорбер; 7 – аппарат с мешалкой; 8,9 – бункер приема осадка
Рисунок 2 – Аппаратурно-технологическая схема
2.3 Обоснование выбора основного аппарата
Конструктивный тип аппарата должен обеспечить высокую производительность и одновременно высокую эффективность его работы. Однако на практике каждый конструктивный тип аппарата может иметь только какой-либо один из этих двух показателей своей работы. В инженерной практике технико-экономическую оценку и сравнение аппаратов проводят по следующим основным показателям: по эффективности; рабочей высоте, необходимой для обеспечения заданного извлечения или одной теоретической ступени контакта фаз; по удельной производительности (рабочей нагрузке); по объему аппаратуры, обеспечивающему заданные производительности и извлечение.
Объем аппарата конечно важен, но важна и его конфигурация. Высокие аппараты, занимающие малую площадь более предпочтительны. В этом одно из преимуществ колонных аппаратов.
Кроме того, на экономичности оборудования отражаются такие факторы как энергозатраты, трудоемкость обслуживания, расход реагентов, объем вспомогательного оборудования. Поэтому наиболее правильно сравнить аппараты по величине капитальных затрат.
Аппарат для фторирования по принципу организации процесса относится к аппаратам непрерывного действия. Установки непрерывного и полунепрерывного процесса характеризуются тем, что они состоят из нескольких аппаратов, в каждом из которых проводится только один процесс. Число аппаратов зависит от числа технологических операций, необходимой глубины извлечения и эффективности аппаратов на этих операциях.
Аппарат непрерывного действия - это наиболее сложный по конструкции тип аппарата, позволяющий осуществлять непрерывный процесс фторирования и добавляя в реактор данный материал. Исходная пульпа непрерывно подается в аппарат противоточно или прямоточно.
В качестве основного аппарата выбран агитатор. Это аппарата с механическим перемешиванием. Сам он состоит (рисунок ) состоит из: цилиндрического корпуса, плоской крышки, конического днища корпуса, привода мешалки и вала мешалки.
Для подачи исходных реагентов и вывода продуктов реакции в аппарате предусмотрены штуцера.
Руда поступает в аппарат с мешалкой (агитатор) через штуцер 13, туда же для растворения в штуцер 4 подается 10% раствор БФА. Готовый продукт (пульпа) выходит через 14 штуцер, а отработанные реагенты (в случае остановки аппарата) удаляются через нижний 11 штуцер. Температура процесса 80 0С, время 1 час.
Привод мешалки состоит из мотор-редуктора МПз-31,5 ГОСТ 21355 – 75 с номинальной мощностью 3 кВт, в состав которого входит электродвигатель 4АХ90L4РЗ.
Выбор типа мешалки определяется назначением перемешивающего устройства, физическими свойствами перемешиваемой жидкости.
1 – привод; 2 – стойка привода; 3 – уплотнение вала; 4,13 – штуцера подачи
реагентов; 5 – крышка; 6 – вал мешалки; 7 – мешалка; 8 – опора агитатора; 9 – корпус гладкой рубашки; 10 – штуцер слива конденсата; 11 – штуцер слива реагентов; 12 – штуцер подачи теплоносителя;
14 – штуцер для вывода пульпы
Рисунок 3 – Схема агитатора