濕法冶金反應器(Hydrometallurgical reactor)是指實現濕法冶金浸出、淨化、金屬或金屬化合物提取過程的設備或容器。濕法冶金包括液-固，氣-液、氣-固-液、液-液等多相反應過程。反應一般在恆溫條件下進行，根據反應過程豁要，操作溫度從常溫到高溫(約573K)，相應的反應器壓力可達8.6MPa，因此，用於濕法冶金反應過程的設備型式多樣，分類方法也有多種，例如可以按操作方式、體系相態、作業溫度等分類，但主要還是以設備類型進行分類。同類設備用於不同的反應過程，其內部結構也可能不一樣。
基本介紹
- 中文名：濕法冶金反應器
- 外文名：Hydrometallurgical reactor
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：濕法冶金
- 分類依據：操作方式、體系相態、作業溫度
簡介,類型,操作方式,操作條件,選型與設計,
簡介
濕法冶金反應器(Hydrometallurgical reactor)是指實現濕法冶金浸出、淨化、金屬或金屬化合物提取過程的設備或容器。濕法冶金包括液-固，氣-液、氣-固-液、液-液等多相反應過程。反應一般在恆溫條件下進行，根據反應過程豁要，操作溫度從常溫到高溫(約573K)，相應的反應器壓力可達8.6MPa，因此，用於濕法冶金反應過程的設備型式多樣，分類方法也有多種，例如可以按操作方式、體系相態、作業溫度等分類，但主要還是以設備類型進行分類。同類設備用於不同的反應過程，其內部結構也可能不一樣。
按類型分類，有利於對其進行解析。例如通過對諸如攪拌檢解析、液-固流態化反應器解析、管道浸出器解析等有助於新濕法冶金反應器的開發，或使已有的濕法冶金反應器不斷完善。
類型
(1)槽式反應器：矩形結構，參加反應的固相置於槽內，液相自流通過固相，無需外加攪拌動力，常常能同時實現液固分離，適用於多孔及砂質礦物的漫出和盆換反應過程。
(2)釜式反應器：又稱攪拌槽反應器，為圓筒形結構，高徑比較小，有攪拌槳攪拌、氣體攪拌、氣體攪拌槳聯合攪拌和噴射泵攪拌等多種攪拌形式，適應性廣，易於組織生產，連續操作時釜內各處的成分、溫度均勻，操作簡便，用於高溫高壓過程時，設備投資較大。
(3)管式反應器：由長徑比大的空管與壓力泵構成，物料間的返混少(即不同時間進入反應器物料間的混合)，達到高反應率所需容積小，比傳熱面大;當管較長時，管內壓力降較大，一旦內壁結垢清理較困難。
(4)塔式反應器：高徑比較大的直立圓柱體結構，其內部結構與用途有關，主要有空塔型、填料型和機械攪拌裝置型三種，特別適用於溶劑萃取和離子交換過程。
(5)流態化反應器：呈圈柱形或圓錐形結構，液相(或液、氣相)從反應器下部向上運動產生的力，使固體順粒處於懸浮狀態或慢速下沉，在相對運動過程中進行反應，其內部結構簡單，適用於強腐蝕性、高固液比的釋出過程和需要使固相高度分散的置換過程，其操作條件較難控制。
(6)球磨機型反應器：電機驅動的鋼製筒體，內有襯板和研磨球，墊板和研磨球的材質根據研磨物料的酸鐵性，選取不同材料，物料在研磨球的撞擊、研磨下，達到有價元素溶出目的。適用於礦粒表面固膜層擴散為反應控制環節的浸出過程。
(7)電解鉗式反應器。
操作方式
根據濕法冶金過程需要和反應器特性，反應器可選擇進行間歇式、連續式或半連續式操作。間歇操作是一次將反應原料按配比加入反應器，等反應達到要求後，將物料一次卸出。料物間不存在返混，反應率高。需要間斷裝卸料，輔助操作時間長。連續操作時原料加入與產物流出都是連續進行，對多個反應器組成的聯合設備，原料與產物的流向有並流、逆流和錯流等方式。連續反應器的產品質量穩定，產量大。反應器內不同程度地存在返混，對要求達到高反應率的過程不利。半連續(或半間歇)式反應器操作方式介於連續式與間歇式操作之間，常把固相一次加入反應器，而液相連續流經固相，達到反應要求後將固相一次卸出。
操作條件
主要包括反應器工作溫度、壓力和給料速度等。溫度是影響化學反應過程的主要因素，由工藝要求確定。反應器的溫度由換熱器通過載熱體供給(或帶走)熱量進行控制。換熱方式分間接換熱和直接換熱。間接換熱瓶物料與載熱體通過間壁進行熱交換。直接換熱指物料與載熱體直接接觸進行熱交換。壓力的變化可改變化學反應的熱力學和動力學條件，並且與溫度有對應關係。根據工藝要求反應器可在常壓、加。壓(如加壓氫還原)或負壓(如蒸髮結晶)條件下操作。給料速度決定物料在反應器內的濃度、反應時間和生產率。對於濕法冶金流程。各反應器間的物流平衡，是保證整體流程順行的必要條件。
選型與設計
對於具體的濕法冶金過程，要從技術先進、經濟合理及操作安全可書等諸方面綜合考慮反應器的選型。濕法冶金過程絕大多數是多相反應過程，相間接觸狀態主要取決於反應器。因此，反應器工作性能的優劣將影響原材料消耗、能耗、產品質量和產量等各項生產指標。運用冶金反應工程學的理論與方法，將有助於對反應器進行最佳選型和設計，制定最佳操作工藝條件。
