Karštos hidrometalurginės išplovimo grandinės sukuria kai kuriuos chemiškai agresyviausius procesų srautus pramoninio atskyrimo technologijoje. Afluoropolimero šilumokaičio karšto išplovimo tirpalassistema vis dažniau naudojama, nes įprasti metaliniai šilumokaičiai greitai sugenda dėl kombinuotos rūgšties korozijos, aukštesnės temperatūros ir kietųjų dalelių dilimo. Šiuolaikinėse kasybos operacijose šiluminė filtrato kontrolė nebėra neprivaloma-ji yra tiesiogiai susijusi su metalo regeneravimo efektyvumu ir tolesnio proceso stabilumu.
Karšta išplovimo aplinka ir terminės kontrolės reikalavimai
Metalų, tokių kaip nikelis, varis ir kobaltas, išgavimas paprastai apima susmulkintos rūdos išplovimą koncentruotais sieros rūgšties tirpalais. Darbo sąlygos paprastai svyruoja nuo100–200 g/l H₂SO₂ esant 80–100 laipsnių, gaminant tankią srutą, kurioje yra ištirpusių metalų, gipso pirmtakų ir smulkių kietųjų dalelių.
Prieš ekstrahuojant tirpikliu arba elektroviziniu būdu šis karštas išplovimo tirpalas turi būti kontroliuojamai atvėsinamas. Be efektyvaus aušinimo gali atsirasti fazių nestabilumas, tirpiklio degradacija ir sumažėti ekstrahavimo efektyvumas.
Šiame kontekste fluoropolimeriniai -apvalkalai-ir-vamzdiniai šilumokaičiai užtikrina stabilią šiluminę sąsają tarp agresyvios proceso chemijos ir aušinimo vandens sistemų.
Kodėl fluoropolimeriniai šilumokaičiai pasirenkami išplovimo aušinimo darbams
Fluoropolimerinis keitiklis pagamintas išPTFE arba PFA vamzdeliaiužtikrina atsparumą koroziniams ir mechaniniams įtempiams, kurie greitai ardo metalinę įrangą:
Atsparumas rūgščiai korozijai:Sieros rūgštis aukštesnėje temperatūroje chemiškai nepažeidžia PTFE ar PFA.
Metalo jonų suderinamumas:Ištirpęs varis, nikelis ir geležis nesukelia galvaninės korozijos.
Neužteršimo{0}}elgesys:Maža paviršiaus energija sumažina gipso ir nuosėdų pirmtakų sukibimą.
Atsparumas dilimui:Lankstūs polimeriniai vamzdžiai gali toleruoti nedidelę kietųjų dalelių apkrovą iš smulkių rūdos kietųjų dalelių.
Bandomosiose hidrometinėse gamyklose tokie šilumokaičiai dažnai apibūdinami kaip „universalūs aušintuvai“, nes jie gali susidoroti su svyruojančia chemija be medžiagos gedimo.
Viršutinėje temperatūros diapazone (beveik 100 laipsnių),PFA dažnai teikiama pirmenybė įleidimo zonoms, nes aukštesnė nuolatinio eksploatavimo temperatūra ir lydalo{0}}apdorojama struktūra užtikrina geresnį mechaninį stabilumą, palyginti su PTFE.
Šiluminės charakteristikos ir srautas
Aušinimo funkcija išplovimo grandinėse yra didelė, o šilumokaičio veikimas labai priklauso nuo pakankamo vidinio greičio palaikymo.
Jei srauto greitis nukrenta per mažas, skendinčios kietosios medžiagos gali nusėsti, o tai gali sukelti vietinį užsiteršimą ir sumažinti šilumos perdavimo efektyvumą. Todėl vamzdžio-šono konstrukcija paprastai optimizuojama, kad būtų palaikomas turbulentinis arba bent jau gerai{2}}pakabintas srauto režimas.
Palyginti su metaliniais šilumokaičiais, fluoropolimerų sistemos labiau priklauso nuo hidraulinės konstrukcijos, o ne nuo sienelės laidumo, nes polimero šilumos laidumas iš esmės yra mažas. Todėl našumą valdo:
Didelis vamzdžio{0}}šoninis greitis, kad būtų išvengta nusėdimo
Veiksmingas turbulencijos skatinimas naudojant maketo dizainą
Subalansuotas slėgio kritimas, kad būtų išlaikytas siurblio efektyvumas
Nepaisant mažesnio šilumos laidumo, stabilios paviršiaus sąlygos dažnai lemia nuspėjamą ilgalaikį{0}}našumą.
Projektavimo pastaba: konstrukcijos konfigūracija ir šiluminis plėtimasis
Tinkama mechaninė konstrukcija yra būtina norint patikimai veikti, kai šiluminis ciklas keičiasi tarp aplinkos sąlygų ir beveik verdančių rūgščių srautų.
Pagrindinės projektavimo praktikos apima:
Didelio{0}}greičio vamzdžio-išjungimasužkirsti kelią kietųjų dalelių nusėdimui
U-vamzdžių arba plūduriuojančių galvučių konfigūracijoskad būtų galima prisitaikyti prie fluoropolimero vamzdelių šiluminio plėtimosi
Kontroliuojamas atstumas tarp atramųkad būtų išvengta vamzdžio vibracijos srutų srauto metu
Plėtros pašalpaskirtingam šiluminiam augimui tarp vamzdžių pluošto ir apvalkalo komponentų
Kadangi fluorpolimerai turi didesnį šiluminį plėtimąsi nei metalai, mechaninis lankstumas turi būti įtrauktas į šilumokaičio struktūrą nuo projektavimo etapo.
Eksploataciniai privalumai hidrometalurgijoje
Fluoropolimeriniai šilumokaičiai suteikia keletą sistemos{0}}lygio pranašumų išplovimo aušinimo kilpose:
Pailgintas eksploatavimo laikas-daug rūgščių aplinkoje
Sutrumpėjo prastovos laikas dėl{0}}korozija susijusių gedimų
Stabilus šilumos perdavimas per ilgus veikimo ciklus
Mažesnis priežiūros dažnis, palyginti su metalinėmis alternatyvomis
Šie pranašumai tiesiogiai pagerina gamyklos prieinamumą ir tolesnio proceso stabilumą tirpiklio ekstrahavimo ir elektrolizės grandinėse.
Išvada
Fluoropolimeriniai šilumokaičiai sudaro elastingą šiluminę sąsają karšto išplovimo tirpalams aušinti hidrometalurginio apdorojimo metu. Jų atsparumas sieros rūgščiai, ištirpusiems metalams ir suspenduotoms kietosioms dalelėms leidžia nepertraukiamai veikti ten, kur įprastos medžiagos greitai genda.
Šiuolaikinėse mineralų apdorojimo sistemose,fluoropolimero šilumokaičio karšto išplovimo tirpalaskonfigūracija tapo svarbia efektyvaus metalo regeneravimo priemone, ypač esant aukštai{0}}temperatūrai ir dideliam{1}}rūgštingumui.
Pažangi hidrometalurgija vis labiau priklauso nuo tokių polimerų{0}}pagrįstų sprendimų, kai vertingi mineralai atgaunami ne tik naudojant chemiją, bet ir naudojant kruopščiai sukurtas šiluminės kontrolės sistemas, sukurtas naudojant pažangias medžiagas.
