Гидрометаллургия

Колонны непрерывного действия. Колонна с движущимся слоем (КДС) является наиболее простым аппаратом этого типа (рис. 10а), который был распространен в урановой промышленности на операциях регенерации и отмывки смол после сорбции в пачуках. Колонна КДС имеет снизу штуцер подачи раствора и эрлифт для вывода сорбента 3, а сверху штуцер подачи сорбента и желоб для слива раствора, который иногда защищен сеткой для предотвращения уноса смолы. Из-за сильного продольного перемешивания и каналообразования такие колонны имеют очень низкие показатели:
нагрузка— 1—5 м³/м²ч), ВЭТС до 10м, поэтому для проведения процесса необходима установка каскада из двух—шести последовательно работающих аппаратов. Кроме того, в каждой из этих колонн необходимо поддерживать постоянный уровень слоя кипящей смолы. При наличии в сорбционной цепочке нескольких колонн такого типа управление ими становится очень сложным.
В настоящее время они заменяются аппаратами типов КНСПР, ПИК, ПСК.
При исследовании возможности применять пульсацию для улучшения работы колонн типа КДС было найдено, что без использования специальных распределителей потоков (тарелок, насадок) пульсация дает незначительный эффект.

Рис 10
Противоточные колонны с взвешенным флоем сорбента непрерывного действия: а- КДС; б-перетоками; в-ПСК в режиме свобідного осаждения; г-в режиме стесненного осаждения; д-ПСК для легкого сорбента.
К
олонна КНСПР
Рис 11
На ином, нежели остальные аппараты полунепрерывного действия, принципе работают пульсационные колонны с пневмогидравлической разгрузкой КНСПР (см. рис. 11ж). В них раствор движется сверху вниз вследствие свободной фильтрации через поры в слое сорбента, без напора. Реакционной зоной является кольцевое пространство между корпусом 4 и внутренней трубой 18. Сорбент подается в верхнюю часть этой трубы, а раствор сверху через разбрызгивающее устройство над кольцевой зоной. Выводится раствор снизу через дренаж 2. Транспортировка смолы производится при быстрой подаче сжатого воздуха в пульскамеру 13. Раствор вытесняется из пульскамеры 13, проходит дренаж 2 и поднимается в реакционной зоне вместе с сорбентом. Отработанный сорбент сваливается в желоб и выгружается из аппарата. После окончания пульсационного импульса сорбент из внутренней конусной трубы из-за разности уровней перетекает в реакционную зону.
Удельная производительность колонн КНСПР по раствору ограничивается скоростью свободной фильтрации и не превышает 10—15 м/ч. Такие колонны диаметром 1,2 и 2,0 и высотой 10м используются для регенерации ионитов в гидрометаллургии урана и тяжелых металлов.
Р
ис 12
Колонны ПСК

Типичная схема установки с колоннами ПСК для сорбции из растворов показана на рис. 12а. Эта установка, предназначенная для очистки РЗЭ, содержит пять колонн, в которых проводятся операции сорбции РЗЭ катионитом К.У-2-8 в двух последовательно установленных колоннах 2, 3, отмывки катионита ют исходного раствора (колонна 1), десорбции чистых РЗЭ раствором НNО₃ (колонна 5) и отмывка катионита от регенерационного раствора (колонна 4). Промывные растворы, полученные при отмывке катионита от исходного и регенерационного растворов, смешиваются с этими же растворами, что предотвращает потерю продукта. Расход смолы в цепочке колонн регулируется производительностью эрлифта 8 колонны 1, в которой находится запас смолы.

Если сравнить две установки близкой производительности, собранные на колоннах ПСК и КДС, то видно, что по всем основным характеристикам колонны ПСК имеют значительное преимущество.
Схема установки для сорбции урана из пульпы высокой вязкости и плотности (р»1800 кг/м³) показана на рис. 126. Она отличается от предыдущей устройством для подачи смолы в нижнюю зону колонны (напорный бачок 11 и циркуляционный эрлифт 10) и перекачки ее из верхней зоны в грохот регенерационной колонны (специальный эрлифт 9).