Оптимальная концентрация серной кислоты равна ~ 0,05 % или около 5 • 10^-5 г-ионов/л.

Образующийся в результате цементации разбавленный раствор сульфата железа спускают в канализацию, а в реактор заливают другую порцию исходного раствора, содержащего медь. Обработку одной и той же загрузки железа проводят 10 - 12 раз. После этого оставшееся железо удаляют и выгружают осевшую на дно цементную медь, которую затем промывают от частиц железа 10 - 15 %-ной серной кислотой при непрерывном перемешивании. По удалению железа медь промывают водой до полной отмывки от серной кислоты. Промытая цементная медь получается в виде пасты красновато-бурого цвета; она содержит 65 - 70 % Cu, до 35 % влаги и около 1 % примесей и перерабатывается в медный купорос теми же методами, что и медный лом. Дисперсность цементной меди возрастает с увеличением pH раствора и при уменьшении концентрации в нем CuSO₄ и Cl^- Цементацию меди можно осуществлять и в псевдоожиженном слое железных гранул. Разработан способ извлечения цементной меди флотацией. Порошкообразную медь можно получить из кислых растворов солей меди, добавляя к ним растворимые в воде полисахариды (~1 %) и обрабатывая газообразным восстановителем под давлением, например, водородом при 30 ат и 140⁰С.

Медь может быть извлечена из разбавленных растворов CuSO₄ обработкой их слабой аммиачной водой. При этом образуется осадок Cu(OH)₂ • Cu SO₄, который после отделения от раствора можно растворить на фильтре серной кислотой для получения медного купороса. Если в растворе присутствуют, кроме меди, ионы железа и никеля (например, при переработке полиметаллических руд), возможно ступенчатое осаждение их аммиаком при нейтрализации раствора последовательно до pH = 3, а затем 4,5 и 6.

1.5 Получение медного купороса из электролитных растворов медеэлектролитных заводов

При электролитическом рафинировании меди применяют электролит, содержащий в 1 л 30 - 45 г. меди в виде сульфата и около 200 г. свободной серной кислоты. Помимо этого, в электролите присутствуют примеси NiSO₄, FeSO₄, As₂O₃, ZnSO₄, CaSO₄ и др. В связи с накоплением этих примесей и переходом в раствор меди часть электролита должна выводиться из процесса. Наиболее экономичным способом утилизации выводимого из цикла электролитного раствора является переработка его на медный купорос, так как стоимость последнего выше, чем стоимость затраченных на его производство меди и серной кислоты.

Поэтому находящуюся в выделенном электролите серную кислоту нейтрализуют материалами, содержащими медь, катодным скрапом, стружкой, гранулированной катодной и анодной медью, шлаком анодных печей и т. п. Нейтрализацию производят при циркуляции раствора через слой материала, содержащего медь, загруженного в резервуары, называемые окислителями. В них вдувают воздух, требующийся для окисления меди в процессе ее растворения в серной кислоте. Здесь происходит тот же процесс, что и описанный выше, идущий в натравочных башнях. Температуру раствора поддерживают около 70 - 80⁰С нагреванием через паровые змеевики или острым паром. После снижения содержания свободной серной кислоты в растворе до 0,5 %, для чего обычно требуется от 12 до 24 часов, раствор поступает на выпаривание, причем из него частично выделяются соли железа и кальция. Затем раствор охлаждается в кристаллизаторах, где из него выделяются кристаллы медного купороса. Из оставшегося маточного раствора извлекают никелевый купорос, загрязненный сульфатом меди.

Содержащиеся в меди примеси при рафинировании переходят в шлам, в котором находятся значительные количества меди. Извлечение меди из шлама производят выщелачиванием серной кислотой при 85⁰С с продувкой воздухом. Несмотря на длительность этой операции (до 18 ч), в шламе остается 8 - 10 % меди. Для ускорения этого процесса предложено применять в качестве интенсивного окислителя меди персульфат аммония [2].

Рассмотрев технологии различных способов получения медного купороса можно отметить, что, как и у любого процесса получения есть свои плюсы и минусы.

Так, например, недостатком способа получения медного купороса сульфатизирующим обжигом белого матта является то, что основное количество серы, содержащейся в белом матте, не используется. Хотя за счет этой серы возможно было бы перевести 50 % меди, находящейся в белом матте и, тем самым снизить в 2 раза расход серной кислоты. Но этот метод хорош тем, что при длительной прокалке при невысоких температурах и при избытке кислорода, для обработки продукта обжига - белого матта расходуется в 1,5 раза меньше серной кислоты, чем при простом окислительном обжиге. Однако обеспечение достаточно высокой концентрации кислорода в газовой фазе и предварительное измельчение материала требует либо значительных затрат энергии, либо рабочей силы, либо длительного периода времени, что в свою очередь ведет к удорожанию процесса.

В производстве медного купороса из колчеданных огарков трудностью является извлечение меди, которая содержится в этих огарках в виде различных солей. А также из получаемого раствора медного купороса надо будет удалять железо, что соответственно требует введения дополнительных стадий и увеличения количества времени. Так, например, выщелачивание растворимых соединений меди протекает в течение 4 - 5 дней.

Одним из дорогих составляющих, является генераторный газ или другое горючее, необходимое в ходе данного метода получения медного купороса из медного лома, то в нем использовать горячую серную кислоту нецелесообразно, так как при этом половина затрачиваемой кислоты восстанавливается до SO₂, окисляя медь в окись меди, которая и растворяется в серной кислоте, а в заводском методе кислоту нагревают до 95⁰С.

На предприятии ОАО «Уралэлектромедь» выбран метод получения медного купороса из медного лома и передаточного раствора, являющегося отходом цеха электролиза меди. Купоросный цех - лишь вспомогательное звено завода, а не основное, как цех электролиза меди, где происходит операция электролитического рафинирования анодов, то есть растворение меди под действием постоянного тока в растворе серной кислоты и осаждение ее на медной основе, с получением медных катодов, которые являются достаточно дорогим, ценным товарным продуктом.

В связи с этим, для обеспечения стабильной работы цеха электролиза меди и получения качественной катодной меди часть электролита выводят из технологического цикла и направляют в купоросный цех.

В большинстве рассмотренных зарубежных и отечественных методов получения медного купороса, отработанные загрязненные растворы выводят из обращения в окружающую среду, что неблагоприятно складывается на экологической ситуации. В отличие от других методов, по технологии получения на ОАО «Уралэлектромедь» отработанные растворы не сливают, а направляют на очистку в гидрометаллургическое отделение химико-металлургического цеха (ГМО ХМЦ), а затем, полученный после очистки раствор направляют вновь на нужды цехов то есть образуется замкнутый цикл, что в свою очередь экономит расход воды, обеспечивает охрану окружающей среды.

В заключении хочется сказать, что наиболее экономичным способом утилизации выводимого из цикла электролитного раствора является переработка его на медный купорос так как стоимость последнего выше, чем стоимость затраченных на его производство меди и серной кислоты.

Поэтому находящуюся в выделенном электролите серную кислоту нейтрализуют материалами, содержащими медь - стружкой, гранулированной катодной и анодной медью, шлаком анодных печей. В ходе дипломной работы нейтрализацию будем проводить в аппарате колонного типа.

2. Технологическая схема производства медного купороса

Получение насыщенных растворов сернокислой меди (медного купороса) производят путем связывания свободной серной кислоты, присутствующей в передаточном растворе ЦЭМ, и оборотных растворах купоросного производства, с медью, подаваемой в процесс в виде медных гранул.

2.1 Характеристика сырья

а) Раствор цеха электролиза меди (ЦЭМ).

Раствор передаточный ЦЭМ представляет собой отработанный электролит ЦЭМ, полученный после электролитического рафинирования меди, направля-емый в купоросный цех. Химический состав передаточного раствора ЦЭМ, указанный в табл. 2.1 обеспечивает получение медного купороса в соответствии с СТП 00194429-071-2003 [3].

Таблица 2.1. Химический состав передаточного раствора ЦЭМ

Содержание, г/дм3
Серной кислоты	не менее	не более
	меди	Ni	As	Sb	Fe	Zn	Mg	Na	Ca	K	N
140,0 - 170,0	37,0	15,0	3,5	0,7	0,5	0,5	0,1	0,35	0,3	0,02	0,3

Содержание золота и серебра в передаточном растворе ЦЭМ определяют, но не нормируют.

Зашламленность раствора должна быть не более 0,010 г./дм³.

б) Раствор промышленный - конденсат ЦЭМ (далее промраствор ЦЭМ) - представляет избыток конденсата из теплообменников, направляемый в ГМО ХМЦ. Содержание примесей в промрастворе ЦЭМ, указанное в табл. 2.2, обеспечивает получение осветленных растворов, в соответствии с требованиями СТП 00194429-031-2002 [4].

Таблица 2.2. Химический состав промраствора ЦЭМ

Содержание, мг/дм3
не менее	не более
pH 1,5	серной кислоты	меди	никеля	мышьяка
	2000,0	300,0	10,0	1,0

в) Гранулы медные.

Гранулы изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по СТП 00194429 - 080 - 2002 [5]. Химический состав, структура и размеры гранул должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Физико-химические свойства гранул

Гранулы медные
Кремневые	Бескремневые
Химсостав, %
- медь, не менее 99,0; - кремний, не более 0,11.	- медь, не менее 99,0.
структура пластинчатая	структура пластинчатая
Размеры
- отдельные пластины непра- вильной формы размером от 15 мм до 25 мм; - пластинчатые сростки от 30 мм до 100 мм.	- отдельные пластины неправильной формы размером от 3 мм до 15 мм; - допускается наличие частиц размером менее 3 мм, без образования из них отдельного слоя; - пластинчатые сростки 20 - 25 мм.

Гранулы медные принимают партиями. Партией считают количество гранул, полученных от одной плавки.

д) Оборотные растворы.

Перечень оборотных растворов, используемых на операции растворения, приведен в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Оборотные растворы купоросного производства

Наименование растворов	Предыдущая операция
Раствор с узла подготовки никелевого отделения	Отстаивание и кристаллизация никеля сернокислого из маточного раствора чернового цикла никелевого отделения
Воды промывные участка производства антисептика «Ултан»	Промывка осадков на фильтр-прессе и растворение кристаллов медного купороса в производстве антисептика «Ултан»
Воды промывные медного отделения	Промывка кристаллов медного купороса при разделении, растворение донных осадков в баковой аппаратуре, смывы полов

Воды промывные закачивают в аппараты для корректировки концентраций исходных растворов, их состав не нормируют и не определяют.

е) Медный купорос.

Медный купорос должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции.

Медное отделение купоросного цеха выпускает два вида товарной продукции:

купорос медный марки А1 в соответствие с ГОСТ 19347-99 [6];

медный купорос мелкодисперсный марки А сорт 1 по ТУ 2141-368-100-97 [7].

Медный купорос окрашен в ярко-синий цвет, на воздухе медленно выветривается, покрываясь белым налетом; хорошо растворим в воде (с повышением температуры растворимость увеличивается) и почти не растворим в спирте; не горюч, пожаровзрывоопасен. Относится к веществам 2_го класса опасности. Попадая в организм человека, вызывает желудочно-кишечные расстройства.

Медный купорос обладает следующими физико-химическими свойствами: кристаллы ярко-синего цвета, растворимые в воде и выветривающиеся на воздухе, гигроскопичны. Формула CuSO₄ • 5H₂O. Молекулярная масса 249,68 г./моль.

Химический состав медного купороса приведен в табл. 2.5.

Табл. 2.5. Химический состав медного купороса

Наименование показателя	Норма марки, %
	А	Б
	Высший	Первый	Высший	Первый	Второй
Массовая доля медного купороса в пересчете на CuSO4 • 5H2O, в% не менее: в пересчете на медь, в% не менее	99,1 25,22	98,0 24,94	98,1 24,97	96,0 24,43	93,1 23,67
Массовая доля железа, в% не более	0,02	0,04	0,04	0,05	0,10
Массовая доля свободной серной кислоты, в% не более	0,20	0,25	0,20	0,25	0,25
Массовая доля нерастворимого в воде остатка, в% не более	0,03	0,05	0,05	0,05	0,10
Массовая доля мышьяка, в% не более	0,002	0,012	0,012	0,012	0,028

По физико-химическим свойствам мелкодисперсный купорос должен соответствовать требованиям ГОСТ 19347-99 [6] марки А сорт 1 кроме массовой доли медного купороса в пересчете на медь и массовой доли нерастворимого в воде остатка.

Массовая доля медного купороса в пересчете на медь - 24,5 %.

Массовая доля нерастворимого в воде остатка - 1,05 %.

Медный купорос является важнейшей солью меди и находит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. Он служит исходным материалом для производства различных соединений меди. Как многие другие соли меди, медный купорос ядовит.

В сельском хозяйстве он применяется для предохранения растений от вредителей и некоторых заболеваний и является составной частью ядохимикатов; бордосской жидкости и препарата АБ.

Бордосская жидкость представляет собой водную суспензию, получаемую при смешении 0,5 - 1,0 %-ного раствора медного купороса с 0,5-1,0 %-дым известковым молоком.

Препарат АБ - основная сернокислая соль меди с примесью основных углекислых солей меди. Получается в результате взаимодействия pacтвора медного купороса и мела при нагревании.

В красильном деле он применяется как протрава; в гальванопластике - для покрытия металлов слоем меди и т. д. Препарат вырабатывают двух сортов, отличающихся по содержанию основного вещества и по количеству допускаемых примесей.

2.2 Химизм процесса растворения меди

Раствор, содержащий свободную серную кислоту и сульфат меди, пропущенный через слой гранулированной меди, растворяет последнюю за счет прохождения следующих химических реакций:

1) Кислород, растворенный в кислоте, окисляет медь до оксида меди.

4 Cu + O₂ = 2 Cu₂O (43)

2) Оксид меди растворяется в серной кислоте с образованием ионов одновалентной меди:

Cu₂O + 2 H⁺ = 2 Cu⁺ + H₂O (44)

3) Ионы одновалентной меди окисляются кислородом воздуха с образованием ионов двухвалентной меди:

4 Сu + O₂ + 4 H⁺ = 4 Cu²⁺ + 2 H₂O (45)

4) Суммарное уравнение реакций в молекулярной форме имеет вид:

Cu + H₂SO₄ + 1/2 O₂ = Cu SO₄ + H₂O (46)

На скорость процесса растворения и качество получаемого медного купороса влияют ниже перечисленные факторы:

а) Поверхность меди

Процесс растворения меди в серной кислоте является гетерогенным, при котором скорость прохождения реакции прямо пропорциональна поверхности контакта твердой и жидкой фаз: медь - серная кислота. Кислород, проходя через слой орошающей жидкости, достигает поверхности меди и вступает с ней во взаимодействие. Поэтому, чем больше площадь соприкосновения меди с кислородом, тем выше скорость реакции.

б) Скорость окисления поверхности меди

Применение гранулированной меди с хорошо развитой поверхностью является одним из важнейших условий ускорения процесса растворения меди, так как одновременно в соприкосновение с поверхностью меди приходит большее количество молекул серной кислоты.

в) Содержание ионов меди в растворе

Присутствие сернокислой меди в кислом растворе ускоряет процесс образования соли медного купороса. Сернокислая медь, находящаяся в растворе, взаимодействует с поверхностью меди и переходит в раствор в виде закисной соли. Закисная соль соприкасается с кислородом, растворенным в кислоте, и переходит снова в окисную соль. Но по мере увеличения концентрации сернокислой меди начинает ощущаться недостаточность кислорода в растворе и растворение замедляется.

г) Температура процесса растворения

Повышение температуры раствора действует на процесс растворения меди в двух противоположных направлениях.

С одной стороны, с повышением температуры скорость растворения меди возрастает (особенно в интервале от 60 до 75 ⁰С).

С другой стороны, с повышением температуры раствора, растворимость кислорода в нем уменьшается и примерно при 95 ⁰С кислород почти совсем перестает растворяться, уменьшается и скорость окисления и растворения меди. Повышение температуры влечет за собой повышенный расход пара. Поэтому температура раствора при растворении меди должна быть от 75 до 95 ⁰С.

д) Кислотность раствора

При содержании свободной серной кислоты в конечном нейтрализованном растворе менее 3 г/дм³ наблюдается интенсивная реакция гидролиза с образованием нерастворимых комплексных мышьяковистых соединений, и если раствор не фильтровать, то это приведет к повышенному содержанию мышьяка и нерастворимого осадка в готовом продукте и снижению его качества.

Повышенная кислотность насыщенного раствора (8 - 12) г/дм³ приводит к увеличению расхода пара, снижению извлечения меди в медный купорос, повышенному износу оборудования.

Операцию проводят в аппаратах растворения двух типов:

- в аппарате растворения периодического действия Ар;

- в аппарате колонного типа - АКТ.

2.2.1 Ведение процесса растворения меди

В колонну (башню) аппарата растворения Ар 1 (Ар 2 - Ар 6) загружают гранулированную медь. Передаточный раствор закачивают в аппарат растворения колонного типа Ар 1 (Ар 4, Ар 5, Ар 6) до рабочего уровня (по уровнемеру), в аппарат растворения Ар 2 (Ар 3) - до расчетного.

Затем в аппараты Ар 2 (Ар 3) закачивают промводу из бака Пв 4, кислые растворы из бака Пв 3 и, для проведения в аппарате растворения Ар 1 (Ар 4, Ар 5, Ар 6) глубокой нейтрализации, закачивают кислые растворы из бака Р 6.

Расчетный уровень определяют, исходя из того, что оптимальная начальная концентрация серной кислоты должна соответствовать (70 - 100) г/ дм³. Исходное содержание серной кислоты следует определять как сумму произведений объема раствора на содержание серной кислоты на единицу объема (всех видов закачиваемых растворов).

Раствор нагревают паром через регистры до температуры (75 - 95) ⁰С при постоянном расходе сжатого воздуха для Ар (500 - 800) м³/ч, для аппарата колонного типа АКТ (150 - 170) м³/ч.

Ведение процесса растворения меди в аппарате Ар 2 (Ар 3)

Скорость процесса растворения меди определяется по замерам плотности раствора. К концу процесса через (8 - 11) часов плотность должна составлять (1380-1440) кг/м³.

За время прохождения операции концентрацию свободной серной кислоты снижают с первоначального значения (70 - 100) г/дм³ до (3 - 6) г/дм³.

Скорость процесса растворения регулируют изменением расхода пара и сжатого воздуха, контролируют изменение плотности раствора, и содержание серной кислоты Режимные параметры процесса растворения меди в аппарате растворения представлены в табл. 2.6.

Таблица 2.6. Режимные параметры растворения меди в аппарате растворения

Наименование параметра	Ед. изм.	Норма	Периодичность контроля
Температура	0 С	75 - 95	Каждые 2 ч работы
Расход сжатого воздуха	м3 / ч	500 - 800	Каждые 2 ч работы
Концентрация H2SO4 (начальное значение)	г / дм3	70 - 100	Через 30 минут после закачки
Концентрация H2SO4 (конечное значение)	г / дм3	6 - 3	Каждые 2 ч работы
Плотность раствора (конечное значение)	кг / м3	1380-1440	Каждые 2 ч работы
Продолжительность операции	ч	8 - 11

Ведение процесса растворения меди в аппарате растворения АКТ

Аппарат растворения колонного типа работает на растворах двух видов, состоящих из:

передаточного раствора и промводы купоросного производства;

раствора после охлаждения с участка подготовки никелевого отделения, элюата после сорбции растворов никелевого отделения и промводы купоросного производства.

В аппарате колонного типа можно также проводить глубокую нейтрализацию с извлечением мышьяка из растворов. Режимные параметры процесса растворения меди и глубокой нейтрализации в аппарате колонного типа представлены в табл. 2.7.

Таблица 2.7. Режимные параметры процесса растворения меди в аппарате колонного типа

Технологические параметры	Ед. изм.	Норма	Периодичность контроля
		растворение меди	глубокая нейтрализация
Температура	0С	80 - 90	80 - 90	Каждые 2 ч работы
Расход сжатого воздуха	м3 / ч	100 - 200	100 - 200	Каждые 2 ч работы
Концентрация H2SO4 (начальное значение)	г/дм3	110 - 150	110 - 150	Через 30 мин после закачки
Концентрация H2SO4 (конечное значение)	г/дм3	6 - 3	0 тсутствие	Каждый 2 ч работы
Плотность раствора	кг/м3	1330-1390	1320-1360	Каждые 2 ч работы
Время процесса гидролиза	ч	-	0,5 - 1,5	Каждую операцию

При достижении конечного значения содержания серной кислоты

(6 - 3) г/дм³ раствор направляют на выпарную вакуум-кристаллизацию.

При ведении глубокой нейтрализации протекает процесс гидролиза с образованием нерастворимых комплексных соединений (арсенатов) меди и мышьяка. При достижении конечных значений параметров раствор сливают в бак О2.

2.2.2 Отстой раствора

Полученный насыщенный раствор сернокислой меди содержание остаточной серной кислоты (6 - 3) г/ дм³ сливают в бак-отстойник О 1 и, после отстоя в течение 40 мин перепускают в бак исходного раствора И 1, а шлам смывают конденсатом в бак-отстойник О 4. Раствор, полученный в результате глубокой нейтрализации, сливают в бак-отстойник О 2.

2.2.3 Фильтрация суспензии после глубокой нейтрализации

Процесс разделения суспензии, полученной в результате глубокой нейтрализации, с целью отделения раствора от кека медно-мышьякового и нерастворимых примесей производят на рамном фильтр-прессе Фп 3 (Фп 4).

В основе фильтрации лежит принцип разделения неоднородных сред при помощи пористой перегородки, пропускающей жидкость (фильтрат) и задерживающей взвешенные в ней частицы.

Подачу суспензии на фильтрацию производят насосом из бака О 2. Отфильтрованный раствор направляют в бак исходного раствора И 2, а кек, после выгрузки фильтр-пресса, на производство антисептика «Ултан».

2.2.4 Выпарная вакуум-кристаллизация медного купороса

Процесс выпарной вакуум-кристаллизации организован в три стадии. На первых двух стадиях производят медный купорос продукционный, на третьей стадии ведут кристаллизацию медного купороса с целью извлечения его из маточных растворов после второй стадии (для возврата в начало процесса вакуум - кристаллизации). Маточный раствор после третьей кристаллизации, содержащий значитель-ное количество никеля, направляют на участок подготовки растворов никелевого отделения.

Исходный раствор из напорного бака непрерывно самотеком подают в нижнюю часть вакуум-кристаллизатора, где он смешивается с циркулирующей суспензией. Под действием напора, создаваемого циркуляционным насосом перегретый маточный раствор, поступающий из греющей камеры, вытекая из сопла струйного насоса с большой скоростью, подсасывает суспензию, циркулирующую в аппарате. Поступающий исходный раствор и образовавшаяся смесь поднимается по центральной циркуляционной трубе вверх и на выходе из нее вскипает, вследствие наличия разряжения в сепараторе вакуум-кристал-лизатора (1,5 - 1,9) кПа.

При кипении раствор теряет тепло перегрева и охлаждается до равновесной температуры кипения раствора при данном остаточном давлении. В результате охлаждения, а также за счет испарения при кипении части растворителя в растворе создается пересыщение и происходит выделение зародышей кристаллической соли медного купороса и рост кристаллов на зародышах, которые поступили ранее из центральной циркуляционной трубы в зону кипения.

Образовавшиеся кристаллы в виде продукционной суспензии частично выводят из вакуум-кристаллизатора.

Настройка, вывод ВВК на технологический режим и контроль режимных параметров в процессе работы производят с помощью контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации.

Факторы, влияющие на процесс вакуум-кристаллизации

а) Температура.

Повышение температуры пересыщенного раствора увеличивает скорость образования кристаллических зародышей как следствие уменьшения их критического размера, а также и за счет уменьшения гидратации ионов, что облегчает объединение их в зародыши. С повышением температуры снижается поверхностное натяжение между раствором и образующимся зародышем и облегчается работа по его образованию.

б) Растворимые примеси.

Примеси, присутствующие в растворе, оказывают различное влияние на скорость образования центров кристаллизации, одни из них значительно сокращают индукционный период кристаллизации и резко повышают скорость, другие действуют как поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности микрозародышей и повышают устойчивость пересыщенных растворов.

Для поддержания циркуляции суспензии в корпусе вакуум-кристаллиза-тора при внезапном отключении циркуляционного насоса или при нарушении ее по другим причинам предусмотрена подача атмосферного воздуха в центральную трубу для создания эффекта аэролифта, а также подача пара в зону струйного насоса.

Конденсат греющего пара подается на промывку смотровых окон вакуум-кристаллизатора, и в нижнюю часть корпуса для растворения кристаллов при нарушении циркуляции.

Выпарная вакуум-кристаллизация I стадии

Из бака И 1 (И 2) исходный раствор закачивают в напорный бак

Нб 2-2 (3-2), и подают в вакуум-выпарной кристаллизатор (ВВК) 2-2 (3-2) до рабочего уровня (контроль по смотровому стеклу) при постоянной циркуля-ции. Нагрев раствора проводят паром в греющей камере Гк 2-2 (3-2) до температуры (40 - 58) ^оС.

Вакуумная система, состоит из пароэжекторного блока ПЭБ 2-2 (3-2), вакуумного насоса 223 (224, 235) и поверхностного конденсатора Пк 2-2 (3-2). В ВВК поддерживается разрежение не менее (0,92 - 0,98) кПа.

В процессе выпарной вакуум - кристаллизации получают кристаллы медного купороса, часть которых, при достижении концентрации (17 - 27)%, выводят из аппарата в виде продукционной суспензии.

Отвод продукционной суспензии из вакуум-кристаллизатора можно осуществлять непрерывно двумя способами. Основным способом является отвод продукционной суспензии с донной части аппарата. Суспензию направляют в бак - мешалку Бм 2-2 (3-2) и перекачивают в пульпосборник Пс 1 (4).

Выпарная вакуум-кристаллизация II стадии

Из бака М 1 (М 2) исходный раствор закачивают в напорный бак

Нб 2 - 1 (3 - 1), откуда его подают в корпус выпарного вакуум-кристаллизатора ВВК 2 - 1 (3 - 1) до рабочего уровня (контроль по смотровому стеклу).

Нагрев раствора проводят паром в греющей камере Гк 2 - 1 (3 - 1) до температуры (42 - 58) ^оС.

Вакуумная система, состоит из пароэжекторного блока ПЭБ 2 - 1 (3 - 1), вакуумного насоса 226 (227, 228) и поверхностного конденсатора

Пк 2 - 1 (3 - 1). В ВВК поддерживается разрежение не менее (0,92 - 0,98) кПа.

В процессе выпарной вакуум - кристаллизации получают кристаллы медного купороса, часть которых, при достижении концентрации (15 - 25)%, выводят из аппарата в виде продукционной суспензии в бак-мешалку

Бм 2 - 1 (3-1) и перекачивают в пульпосборник Пс 2 (4).

2.2.4.4. Выпарная вакуум-кристаллизация III стадии

Данная стадия предназначена для доизвлечения меди из маточных растворов второй стадии в виде некондиционного медного купороса.

Исходный раствор из бака М 3 закачивают в напорный бак Нб 1 - 4 третьей стадии выпарной вакуум-кристаллизации и подают в корпус ВВК 1 - 4 до рабочего уровня (контроль по смотровому стеклу).

Нагрев раствора проводят паром в греющей камере Гк 1 - 4 до температуры (46-60) ^оС.

Вакуумная система состоит из пароэжекторного блока ПЭБ 1 - 4, вакуумного насоса 2 (86) и поверхностного конденсатора Пк 1 - 4.

В ВВК поддерживается разрежение не менее (0,92 - 0,98) кПа. Суспензию из аппарата, при достижении концентрации кристаллов (15 - 25)%, сливают в бак - мешалку Бм 1 - 4 и закачивают в механические кристаллизаторы Мк 1, Мк 2 для сбора суспензии.

Определение объемной концентрации кристаллов в продукционной суспензии производят по утвержденной методике. Параметры процесса выпарной вакуум-кристаллизации указаны в табл. 2.8.

Таблица 2.8. Параметры настройки процесса выпарной вакуум-кристаллизации

Наименование параметров	Ед. изм.	Параметры настройки и вывода ВВК на технологический режим
		I стадия	II стадия	III стадия
Объемный расход воды на ПК	м3/ч	200-300 настройка по t0C в ВВК	200-300 настройка по t0C в ВВК	200-300 настройка по t0C в ВВК
Температура охлаждающей воды на входе в ПК и ПЭБ	0С	15-25	15-25	15-25
Температура охлаждающей воды на выходе из ПК и ПЭБ	0С	19-30	19-30	19-30
Объемный расход оборотной воды на ПЭБ	м3/ч	настройка по t0C в ВВК	настройка по t0C в ВВК	настройка по t0C в ВВК
Расход пара на ГК	кг/ч	800 - 3000	800 - 3000	800 - 2000
Разрежение	кПа	0,82 - 0,98	0,82 - 0,98	0,82 - 0,98

Таблица 2.9. Режимные параметры выпарной вакуум кристаллизации

Наименование параметров	Ед. изм.	Режимные параметры	Периодичность контроля
		I стадия	II стадия	III стадия
Объемный расход исходного раствора	м3/ч	9 - 15	6 - 12	4 - 8	Ежечасно
Плотность исходного раствора	кг/м3	1320-1440	1300-1360	1360-1420	При каждой закачке
Температура в нижней части ВВК до греющей камеры	0 С	36 - 48	40 - 48	40 - 50	Ежечас-но
Температура в нижней части ВВК после греющей камеры	0 С	40 - 58	42 - 58	46 - 60	Ежечас-но
Разность температур (перегрев)	0 С	4 - 10	4 - 10	6 - 10	Ежечас-но
Объемная концентрация кристаллов в продукционной суспензии	%	17 - 27	15 - 25	15 - 25	Ежечас-но
Плотность маточного раствора	кг/м3	1300-1360	1360-1420	1460-1540	Ежечас-но

2.2.5 Разделение суспензий медного купороса

Процесс разделения суспензии - отделение кристаллов медного купороса от маточного раствора и промывку кристаллов производят на центрифугах, в основе которых лежит принцип фильтрации под действием центробежных сил.

Разделение суспензии медного купороса первой стадии

Разделение суспензии медного купороса проводят на центрифуге Цф 1 (Цф 5) для отделения и отмывки кристаллов медного купороса от маточного раствора конденсатом, с предварительным сгущением на турбоциклоне Тц 1 (Тц 5).

Маточный раствор сливают в бак маточного раствора М 1 (М 2). В зависимости от требований технологии, маточный раствор частично направляют в бак исходного раствора И 2 для дополнительной выпарки. Кристаллы медного купороса из центрифуги шнеком и ковшовым элеватором подают на операцию сушки в сушильный барабан Сб 1 (Сб 3).

Разделение суспензии медного купороса второй стадии кристаллизации проводят на центрифуге Цф 2 (Цф 5) для отделения и отмывки конденсатом кристаллов медного купороса от маточного раствора, с предварительным сгущением на турбоциклоне Тц 2 (Тц 5). Маточный раствор сливают в бак маточного раствора М 3 или направляют в бак О5 на операцию фильтрации.

Маточный раствор можно частично направлять в бак маточного раствора М 1 (М 2) для дополнительной выпарки растворов. Для уменьшения количества примесей, попадающих с маточным раствором, кристаллы направляют в бак-мешалку на дополнительную отмывку. Отмывку производят конденсатом и осветленным маточным раствором с турбоциклона первой стадии Тц 1 - 2 (Тц 5 - 2).

Отмытый купорос с раствором подают через Тц 1 - 2 (Тц 5 - 2) в центрифугу Цф 1 (Цф 5) первой стадии. Кристаллы медного купороса из центрифуги подают шнеком и ковшовым элеватором на операцию сушки в сушильный барабан Сб 2 (Сб 3).

С целью отделения маточного раствора второй стадии кристаллизации от нерастворимых примесей дополнительно проводят фильтрацию раствора на рамном фильтр - прессе ФП 1 (ФП 2). Отфильтрованный раствор направляют в бак маточного раствора М 3, а кек после выгрузки фильтр-пресса - на площадку хранения медьсодержащих отходов.

Разделение суспензии медного купороса третьей стадии кристаллизации проводят на центрифуге Цф 3 (Цф 4) для отделения кристаллов медного купороса от маточного раствора, с предварительным сгущением на турбоциклоне Тц 3. Осветленный раствор, после сгущения на турбоциклоне, и маточный раствор, после разделения на центрифуге, сливают в агитатор Аг 1, где осаждают шлам и выносимый из центрифуги мелкодисперсный купорос.

После отстоя в баке О 3 осветленную часть направляют через пульпосборник Пс 3 на операцию фильтрации на рамный фильтр-пресс ФП 1 (ФП 2). Отфильтрованный раствор направляют в бак М 4 для дальнейшей переработки в производстве никеля сернокислого, а медьсодержащие отходы, после выгрузки фильтр-пресса - на площадку хранения медьсодержащих отхо-дов. Осевший в агитаторе Аг 1 купорос растворяют конденсатом. Кристаллы медного купороса из центрифуги подают в агитатор Аг 2.

2.2.6 Растворение некондиционного медного купороса

Растворение проводят конденсатом в агитаторе Аг 2 при постоянном перемешивании и нагреве паром через рубашку агитатора. Полученный раствор медного купороса подвергают фильтрации на ФП 1 (ФП 2) и направляют в бак И 1 (И 2, О 2) для повторного извлечения меди.

2.2.7 Образование и использование растворов и промывной воды

Промывные растворы, образующиеся после промывки и растворения купороса, пропарки и промывки оборудования, полов и площадок через зумпфы собирают в баки Пв 1, Пв 2, Пв 4, Пв 5 и расходуют на технологические нужды (растворение медных гранул и некондиционного медного купороса).

В бак Пв 3 принимают растворы с участка производства антисептика и расходуют так же в процессе растворения медных гранул.

2.2.8 Сушка кристаллов медного купороса

После отделения и промывки кристаллов первой и второй стадии кристаллизации купорос содержит еще значительное количество свободной влаги, которую требуется удалить, для придания готовому продукту свойств, соответствующих требованиям ГОСТ 19347-99 [6]. Сушку кристаллов медного купороса проводят горячим воздухом в сушильном барабане Сб 1 (2, 3). Горячий воздух подают в сушильный барабан нагнетающим вентилятором. Подогрев воздуха в калорифере ведут насыщенным паром.

Нагретый в калорифере до температуры 130 ⁰С воздух, проходит противотоком через барабан и, через отводящий короб передается в систему вентиляции. Температуру воздуха на выходе из сушильного барабана поддерживают не более 60 ⁰С. Режимные параметры процесса сушки медного купороса приведены в табл. 2.10.

Запыленный воздух после сушильного барабана поступает на установку очистки газа, где вытяжным вентилятором протягивается через циклон и скруббер мокрого пылеулавливания. Очищенный от пыли медного купороса воздух выбрасывается в атмосферу.

Просушенные кристаллы медного купороса ссыпают в бункер-накопитель готового продукта, откуда купорос поступает на автоматическую линию упаковки и пакетирования или на узел затаривания готового продукта.

Таблица 2.10. Режимные параметры процесса сушки медного купороса

Наименование параметра	Ед. изм.	Норма	Периодичность контроля
Температура на входе в сушильный барабан, не более	0 С	130	Ежечасно
Температура на выходе из сушильного барабана, не более	0 С	60	Ежечасно

2.2.9 Описание процесса получения мелкодисперсного купороса

Для получения мелкодисперсного купороса по ТУ 2141-368-100-97 [7] необходимо отделить от общей массы купороса мелкую фракцию кристаллов.

Разделение кристаллов проводят на двуситовой сортировке. При этом крупную фракцию подают на узел затаривания Уз 2, а мелкодисперсную фракцию после смешивания с антислеживателем подают на узел затаривания Уз 1. Антислеживатель дозируется в пределах от 0,5 до 1 % в поток продукта шнеком с электроприводом, на котором опытным путем подобрана скорость вращения, обеспечивающая требуемое соотношение.

2.2.10 Упаковка, пакетирование и транспортировка медного купороса

Упаковку и пакетирование готового продукта производят на оборудовании двух типов.

Линия упаковки и пакетирования АЛУПМК, состоящая из комплекса машин и механизмов, работает в автоматическом режиме, где упаковку производят в полиэтиленовые или бумажные с полиэтиленовым вкладышем мешки.

Упаковку купороса в мягкий контейнер типа «Big-Bag» производят с применением траверсы и специально оборудованного шнеком и течкой, узла затаривания Уз 1 (Уз 3).

Укладку мешков, пакетирование производят по ГОСТ 19347-99 [6], маркировку готового пакета производят контролеры ОТК по ГОСТ 19347-99 [6].

Готовые пакеты взвешивают, устанавливают на вагонетку и отправляют на склад готовой продукции.

Полученный медный купорос должен соответствовать ГОСТ 19347-99 [6], а медный купорос мелкодисперсный - ТУ 2141-368-100-97 [7].

При получении продукции с отклонением от требуемого химического состава проводят переработку несоответствующей продукции, при отклонении от нормируемого веса или нарушении упаковки проводят повторную упаковку продукции.

3. Аппаратурное оформление технологического процесса

3.1 Описание основного оборудования

а) Фильтр-пресс ЧМ.

Фильтрование с образованием осадков, обладающих высоким гидравлическим сопротивлением, эффективная экономическая промывка отфильтрованного осадка непосредственно на фильтре, получение осадков с пониженной влажностью, обработка больших потоков жидкостей - все перечисленные задачи наиболее рационально решать с применением фильтр-пресса.

Фильтр-пресс ЧМ 140 оснащен полипропиленовыми плитами. Это могут быть обычные камерные плиты, а также смешанные пакеты, состоящие из чередующихся камерных и мембранных (содержащих отжимные мембраны) плит. Максимальная рабочая температура суспензии может достигать 90⁰С.

Фильтр-пресс ЧМ представляет собой набор фильтровальных плит, размещенный между передней стойкой фильтр-пресса и его нажимной плитой. Механизм зажима плит монтируется в задней стойке фильтр-пресса, а также оснащен гидроцилиндром для создания рабочего усилия сжатия плит, но в обоснованных случаях возможно использование электромеханического зажима плит. Данный фильтр-пресс с боковой подвеской, фильтровальные плиты имеют по бокам специальные кронштейны-ручки, которые выполняют сразу две функции: с их помощью плиты опираются на продольные стяжки, и они же служат рабочими органами для механизма перемещения плит.

Для выполнения механизма выгрузки достаточно легко отделяющегося от фильтровальной ткани осадка, применяется блочный способ раздвижки плит. Все фильтрующие плиты делятся на два и более пакетов, и механизм выгрузки осадка поочередно раздвигает первый и последующие пакеты, при этом отфильтрованный осадок под своим весом падает на транспортер для его удаления.

Во избежание обливов персонала и оборудования при аварийных разгерметизациях, плиты фильтр-пресса ЧМ оснащены поворотными панелями-шторками. Шторки автоматически перекрывают стыки между плитами при их сжатии и открывают зазоры между плитами при их раздвижке для выгрузки осадка.

Для поддержания фильтрующих салфеток в рабочем состоянии и продления срока их службы фильтр-пресс комплектуется автоматическим устройством для регенерации ткани без ее демонтажа.

Устройство содержит горизонтальную трубу с соплами специальной конструкции, через которые подается вода под высоким давлением для смыва с ткани загрязнений. При блочной системе разгрузки поочередно выполняется регенерация каждого раскрытого пакета плит.

Данный фильтр-пресс выбран в связи с тем, что имеет следующие преимущества:

- высокая производительность фильтр-пресса за счет фильтрования под давлением 16 атм.;

- оснащен эффективным механизмом выгрузки осадка, позволяющим сократить время этой операции более чем в три раза;

- максимально возможный срок службы фильтровальных салфеток за счет высокоэффективного устройства для регенерации фильтровальной ткани без демонтажа ее с фильтр-пресса при незначительном расходе воды;

- сравнительно с фильтрами других конструкций фильтр-прессы ЧМ характеризуются в 8…12 раз меньшим расходом электроэнергии;

- минимальный расход промывных жидкостей за счет увеличения эффективности промывок при их равномерном прохождении через всю толщину осадка и отжима осадка мембранами;

- полипропиленовые фильтровальные плиты устойчивы во всех коррозионоактив-ных жидкостях;

- отжимные мембраны позволяют отпрессовать осадок и получить его с минимальной влажностью, что значительно снижает энергозатраты на сушку осадка;

- шторы защищают обслуживающий персонал и производственные помещения при аварийных и нештатных разгерметизациях фильтр-прессов;

- набор осадка на полную толщину камеры, устранение размывов осадка за счет его поджатия мембранами;

- сравнительно небольшой вес и габариты;

- при обслуживании не возникает потребности в высококвалифицированном технологическом и ремонтном персанале.

б) Сушилка

После отделения от маточного раствора и промывки кристаллы медного купороса содержат свободную влагу, которую удаляют для придания готовому продукту свойств соответствующих требованиям стандарта. Для этого предприятие применяет сушилку барабанную, вращающуюся, непрерывного действия. Диаметр сушилки составляет 1200 мм, длина 8 м. Она оснащена приемным бункером, вентилятором типа Ц4-70, калорифером КСК 4-10, шнеком с приводом, ковшевым элеватором ЭЛМ_160.

Для сушки кристаллов применяют конвекционную сушку, в качестве теплоносителя используют горячий воздух, используя принцип противотока. Нагнетающий вентилятор подает воздух для нагрева в паровой калорифер, затем в сушильный барабан.

Поддерживают и регулируют заданную температуру с помощью вентилей на подаче пара в калорифер. Внутри наклонного вращающегося барабана установлены продольные полки и при вращении барабана готовый продукт пересыпается с них, попадает в горячий воздушный поток, сушится и ссыпается в приемный бункер узла упаковки и пакетирования медного купороса.

Воздух, запыленный мелкими частицами, из сушильного барабана с помощью вытяжного вентилятора протягивают через циклон, где оседает большая часть мелкодисперсных частиц, затем через установку очистки газа очищенный от пыли воздух выбрасывают в атмосферу. Собранную в конвейр под циклоном пыль готового продукта периодически растворяют и направляют в технологический процесс. Данный аппарат выбран в связи с тем, что высушиваемый медный купорос является сыпучим. Благодаря наклону и врашению барабана материал непрерывно перемещается внутри него, минимально измельчается и имеет хороший контакт с рабочими газами. Данная сушилка может работать не только на смеси топочных газов и воздуха, но также и на нагретом воздухе.

в) Центрифуга

Центрифуги данного типа Ѕ ФГП_801 К, горизонтальная, пульсирующая, фильтрующая, непрерывного действия, производительностью по осадку 10 т/ч, предназначена для непрерывного разделения суспензий, содержащих твердую фазу в виде крупно и средне измельченных кристаллов.

Конструктивной особенностью центрифуг типа ФГП является консольное расположение ротора с пульсирующим толкателем.

Центрифуга представляет собой фильтрующую машину непрерывного действия с двухкаскадным ротором. Ротор состоит из двух дырчатых обечаек сварной конструкции с днищем, в которых укреплены щелевидные колосниковые сита. Внутри ротора укреплены приемный и защитный конуса. Внутрь ротора подведена питающая труба, закрепленная на кожухе. На приемном конусе установлено уравнительное кольцо, служащее для формирования слоя осадка, на защитном - съемное кольцо, служащее для перемещения осадка вдоль ротора.

Возвратно-поступательное движение толкателя осуществляется от гидравли-ческого цилиндра, поршень которого приводится в движение путем подвода под давлением масла из маслосистемы.

Суспензия по питающей трубе поступает в пространство между питающим и защитным конусами, раскручивается и центробежной силой отбрасывается, равномерно распределяясь на ситах I каскада. Жидкая фаза суспензии проходит через сита в кожух, а твердая накапливается на ситах.

При движении толкателя с обечайкой и ситами I каскада в сторону станины осадок наталкивается на неподвижное съемное кольцо и останавливается, а очищенные сита уходят под кольцо. При движении толкателя от станицы осадок перемещается вместе с ситами, а на очищенные сита поступает новая порция суспензии.

За несколько ходов осадок продвигается по всей длине I каскада ротора и пересыпается на сита II каскада.

При движении толкателя от станины прижимное кольцо сит I каскада наталкивается на осадок на ситах II каскада и перемещает его вдоль ротора к выгрузочному бункеру. При движении толкателя к станице осадок пересыпается с первого каскада на второй.

При перемещении осадка вдоль ротора вначале происходитосновной отжим жидкой фазы, затем просушка, в случае необходимости - промывка осадка и окончательная просушка осадка.

В случае необходимости промывки осадка в ротор вводится труба промывки с форсункой. Положение трубы регулируется в процессе пуско-наладочных работ. Влажность осадка регулируется количеством пульсов толкателя.

3.2 Расчет аппарата растворения колонного типа [9]

Аппарат для растворения металлической меди в сернокислых растворах является нестандартным оборудованием.

Рассмотрим известные из уровня техники решения, касающиеся устройств аппаратов для растворения.

Известна конструкция натравочной башни (Вассерман И.М. Производство минеральных солей. Л.: Госхимиздат, 1962, с. 167 - 169), содержащая корпус, турбинку для орошения, инжектор, патрубок для выпуска раствора, ложное днище.

Недостатком этой конструкции является низкая производительность, отсутствие возможности использования порошкообразных материалов, низкий коэффициент использования кислорода воздуха, как следствие, высокий удельный расход энергоносителей при эксплуатации (пар, воздух), большой выход непрореагированного твердого осадка.

Наиболее близким изобретением по технической сущности и достигаемому результату является устройство для растворения твердых и жидких частиц (Патент РФ № 2048870, МПК⁶ В 01 F 1/100), которое принято в качестве прототипа. Устройство представляет собой корпус, днище которого выполнено в виде конусообразной винтовой поверхности с вершиной по оси корпуса, снабженный каплеуловителем, расположенным под крышкой корпуса и выполненным из жалюзи переменного диаметра, улиткой, размещенной над корпусом, при этом патрубок подачи газа расположен на верхнем срезе днища, подача газовоздушной смеси и ее удаление осуществляется одним вентилятором.

Однако и это известное техническое решение не может быть использовано для осушествления поставленной задачи - интенсификации процесса, снижения эксплуатационных затрат, повышения извлечения металла в раствор и готовую продукцию, автоматизации технологического процесса.

Недостатки данного устройства:

- невозможность растворения твердого гранулированного материала;

- отсутствие подогрева раствора;

- невозможность поддержания определенной температуры процесса;

- малый объем реакционной зоны;

- низкая производительность.

Анализ описанных выше аналога и прототипа выявил, что ни в одном из них не достигается желаемый результат - создание устройства, позволяющего интенсифицировать процесс растворения металлической меди, снизить эксплуатационные затраты, повысить извлечение металла в раствор и готовую продукцию.

В дипломном проекте предлагаю ввести разработанную и запатентованную конструкцию аппарата для растворения металлической меди в сернокислых растворах с достижением указанного технического результата [9].

Предлагаемый аппарат, как и конструкция-прототип, содержит цилиндрический корпус, выносную циркуляционную трубу, патрубки ввода и вывода раствора.

Устройство аппарата для растворения металлической меди отличается от устройства - прототипа тем, что оно снабжено в нижней части корпуса камерой смешения циркулирующего раствора со сжатым воздухом, определенной от реакционной зоны перфорированной перегородкой; реакционной зоной, соединенной через коническую царгу с пеногасителем, который имеет отстойную зону, образованную цилиндрическим защитным экраном и корпусом аппарата, газоотводящие трубки и диаметрально расположенные для отвода осветленного раствора сливные патрубки, входящие через сливной коллектор в циркуляционную трубу.

Аппарат колонного типа предназначен для получения насыщенного раствора сернокислой меди. Процесс получения насыщенного раствора заключается в нейтрализации свободной серной кислоты, содержащейся в отработанных электролитах. Нейтрализация идет при многократном прохождении по нейтрализационной колонне подогретого электролита смешанного с воздухом через толщу медных гранул снизу вверх. При этом происходит растворение медных гранул и насыщение раствора сернокислой медью.

Аппарат колонного типа изготовлен из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и представляет собой колонну (верхняя часть - диаметр 2380 мм, высота 3000 мм, нижняя часть - диаметр 1280 мм, высота 4300 мм, соединенные конической обечайкой). Рабочий объем - 12 м³.

В состав установки входят: нетрализационная колонна и циркуляционная система.

Техническая характеристика.

- Концентрация серной кислоты в электролитах:

начальная 140 - 160г/л

конечная 3 - 6 г/л

- Скорость циркуляции 25 - 30 нм³/час;

- Расход сжатого воздуха 150 - 170 нм³/час;

- Рабочая емкость нейтрализационной колонны 12м³;

- Количество загружаемых медных гранул (максимум) 10,2т (с=1,7 т/м³);

- Количество исходного раствора 11т (с=1,2т/м³);

- Вес нейтрализационной колонны в рабочем режиме 25,7 т;

- Мощность привода насоса циркуляционной системы 4 кВт;

- Материал основных элементов установки. 12Х18Н10Т

Общий вид устройства показан на рис. 3.

Аппарат состоит из цилиндрического вертикального корпуса 1 в нижней части которого расположена камера смешения 2 сжатого воздуха с циркулирующим раствором. Подача сжатого воздуха осуществляется через патрубок 3 соосно потоку циркулирующего раствора и через патрубок 4 под перфорированную перегородку 5, отделяющую камеру смешения от реакционной зоны 6, которая через коническую царгу подсоединена к пеногасителю 7. Пеногаситель представляет собой расширенную цилиндрическую часть аппарата, соотношение диаметра которого к диаметру реакционной зоны составляет (2,94 - 2,98): 1. В пеногасителе расположен теплообменник в виде змеевика для подогрева раствора и обеспечения оптимальной температуры процесса с вводом пара через патрубок 11 и выводом конденсата через патрубок 26. В этой же части аппарата расположены: отстойная зона 9, образованная цилиндрическим защитным экраном 10 и корпусом аппарата 1; газоотводящие патрубки 12; для отвода осветленного раствора - диаметрально расположенные сливные патрубки 13, входящие через сливной коллектор 14 в циркуляционную трубу 15.