沉淀搅拌槽的优化设计.pdf

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1、第33卷第1期铀矿冶Vo1．33NO．12014年2月URANIUMMININGANDMETALLURGYFeb．2O14沉淀搅拌槽的优化设计肖微(中核第四研究设计工程有限公司，石家庄050021)摘要：分析并总结了铀水冶厂沉淀搅拌槽在使用过程中存在的问题，在此基础上对影响产品质量和回收率的槽体的结构形式及尺寸、母液分离方式、搅拌桨型式、转速和功率等进行了优化，优化后的沉淀搅拌槽运行效果显著提高。关键词：铀矿冶；沉淀；搅拌；结构优化；结晶中图分类号：TQo51．899文献标志码：A文章编号：1000—80

2、63(2014)01—0038—03doi：10．13426／i．cnki．yky．2014．01．O10铀水冶厂的沉淀搅拌槽是回收铀的主要设黏度，晶体的大小、形状以及长大速度等因素。此备，其设计的合理与否直接影响黄饼产品的质量、外，还应考虑加碱速度在结晶过程中起的重要作回收率以及经济效益。沉淀搅拌槽的结构形式及用，如在沉淀搅拌槽内加入氢氧化钠固体，利用固尺寸、母液分离方式、搅拌桨型式、搅拌转速和功率体碱在慢速搅拌中缓慢溶解的特性来防止溶液进等是影响产品质量的关键因素。笔者根据多年的入不稳定区，从而为育晶

3、提供好的生长条件。工程设计和使用经验，对铀水冶厂沉淀搅拌槽进行2)壳体几何结构应合理，搅拌桨适宜，出料口了分析，针对其存在的问题提出了可满足中小型有利于分离沉淀母液，内构件结构应尽量简单，减铀水冶厂生产要求的沉淀搅拌槽优化设计方案。少死角。1优化前沉淀搅拌槽存在的问题3)要易于加工制造，维护方便，既要节省材料，又要保证有足够的强度和刚度。1)母液出料口。沉淀搅拌槽侧壁只有1个母4)由于沉淀搅拌槽中介质含有酸、碱、晶体和液出料口，接管为深入槽内的连接软管，通过投料固体氢氧化钠等物料，衬里要求选用耐磨损和耐口

4、目测母液液面高度来确定软管位置，母液排放侵蚀材料。量不准确。2)槽底结构。槽为平底结构，排料不畅，物料3优化方案容易在死角处结块，从而引起电机、减速机过载，优化方案包括槽体结构、槽体传动装置和材搅拌桨变形等问题。质3个方面。优化后的沉淀搅拌槽结构见图1。3)搅拌桨。搅拌桨为角钢制作的框式桨或扁3．1槽体结构[1钢制作的平桨，刚性较差，在使用过程中容易变沉淀搅拌槽的槽体和平盖厚度除应满足钢度形，同时框架结构不易衬里。搅拌桨转速固定不变(为27r／rain)，不能满足含铀化合物晶体形成计算和开孔补强外，还需考

5、虑搅拌系统作用在平过程的需求，影响产品质量。盖上的载荷对平盖稳定性的影响。4)衬里。由于磨损和溶液的侵蚀，环氧玻璃1)平盖上设置1个500mm×500mm的正钢衬里需要经常维护。方形人孔，满足投料、清洗及搅拌装置的安装和检修，并在其上架设方便拆卸的格筛，用于投放氢氧2优化原则化钠固体物料。2)沉淀搅拌槽应具有适宜的高径1)设计时需考虑介质的性质，如溶液的组成、比，根据沉淀物含量和设备安装空间，高径比取收稿日期：2O13一O9—22作者简介：肖微(1962一)，女，辽宁海城人，工程师，从事铀水冶、医药、化工

6、工程设备设计工作。第1期肖微：沉淀搅拌槽的优化设计391．4；下封头锥度为120。，其形状和搅拌桨外形尽力，对介质黏性较大及结块的物料可防止沉降及量一致，防止含铀化合物在边缘和死角处沉积，形壁面附着等特点，故优化时搅拌叶轮选择锚式桨成大块沉积物；底部中间设出料口，方便沉淀物自型式。流排放。3)槽体上设3个母液出料口，通过4个锚式桨采用圆钢管焊接而成，结构简单，易于视镜观察晶体与母液分离界面，决定母液从哪一衬里。为了增加桨叶附近的涡流，增大搅拌范围个沉淀母液出料口排出。4)衬里钢壳和内构件具和提高搅拌桨的刚

7、性，在锚式桨上增加横梁，锚式有足够刚度，结构和形状简单。桨底部形状贴合锥形封头，可达到较好的整槽搅拌效果。3．2．2搅拌转速的确定为了使沉淀搅拌槽在工作时具有较好的整槽搅拌效果，保证溶质浓度的均匀性和晶体的质量，应选择适宜的搅拌转速。搅拌速度过快，晶体往往易破碎，晶体变细，功率消耗也增大，影响产品质量L4]。因而设计时采用较低转速和变频调速，搅拌转速控制在1O～27r／rain。生产中当观察到晶粒过细及晶体出现破碎时，应调整电机的转速，直到满足生成的晶粒符合要求为止。3．2．3搅拌功率的确定沉淀搅拌槽搅拌

8、功率的确定是设计的关键点之一。确定搅拌功率应考虑搅拌器的直径、转速及搅拌桨的数量等，还应考虑搅拌槽槽体的直径、体积、液面高度以及搅拌介质的特性，如液体的密度及黏度。搅拌功率计算公式¨5]为P—NP．D。d，(1)式中：P为搅拌功率，W；N为功率准数，在0．8～1．5之间；p为液体密度，kg／m。；为搅拌轴转速，r／s；d为搅拌桨直径，m。1一电机；2一减速机；3一机架；4一进料口；5一平盖；6一支座；优化设计时取NP—1．5，