EA015370B1

EA015370B1 - Установка для сгущения и способ сгущения

Info

Publication number: EA015370B1
Application number: EA200900362A
Authority: EA
Inventors: Ричард Триглавканин; Айан Арбутнот
Original assignee: Ототек Оюй
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2011-08-30
Also published as: AU2007316099A1; MX2009004393A; PE20121678A1; PE20081128A1; CA2665780C; CN101528318B; ZA200902337B; FI123419B; FI20060954A0; CN101528318A; AR063536A1; US20100108618A1; CA2665780A1; FI20060954A; US7981299B2; BRPI0718109A2; WO2008053066A1; AU2007316099B2; AU2007316099A2; EA200900362A1

Abstract

Изобретение относится к установке для сгущения и способу сгущения жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы. Установка для сгущения включает бак (2); питающий резервуар (4), который содержит камеру, снабженную впускным отверстием для приема загружаемого шлама (9) и выпускным отверстием, гидравлически сообщающимся с баком, а также средство распределения материала внутри бака; по меньшей мере один трубопровод (5) для загружаемого шлама, предназначенный для подачи загружаемого шлама (9) в питающий резервуар; средство для разбавления шлама, где по меньшей мере один отдельный трубопровод (16, 19) для разбавляющей жидкости направлен по касательной относительно питающего резервуара (4) и по меньшей мере один вход (15) размещен по касательной относительно питающего резервуара для рециркуляции разбавляющей жидкости из бака в питающий резервуар для разбавления загружаемого шлама.

Description

В общем настоящее изобретение относится к отделению твердого вещества от жидкости. Более конкретно, настоящее изобретение относится к установке для сгущения и способу сгущения минеральных шламов.

При осуществлении способа осветления или сгущения шлам, включающий жидкости, несущие взвешенные частицы, вводят в установку для сгущения или отстойник с целью отделения частиц от жидкости. Основными компонентами установки для сгущения являются перемычка и бак, привод, питающий трубопровод, питающий резервуар, гребки (включающие вал и скребки), воронка (конус) для сгущенного продукта и сливной лоток. В баке взвешенные частицы образуют сгущенный шлам на дне бака. Сгущенный материал оседает на дне установки для сгущения, затем его отделяют и обрабатывают, тогда как жидкий компонент поднимается к верхней части установки для сгущения и затем переливается в сливной лоток, вытекая из переливной камеры. Гребок установлен для перемещения вязких твердых веществ, оседающих на дне установки для сгущения, по направлению к воронке для сгущенного продукта, расположенной в центре бака установки для сгущения. Шлам поступает в установку для сгущения через питающий трубопровод и питающий резервуар. Скорость отстаивания можно увеличить, если использовать оптимальное количество и соответствующий тип флокулянтов. Флокулянт добавляют в загружаемый материал с целью агломерации взвешенных частиц шлама. Сущность флокуляции состоит в сцеплении твердых частиц, что ускоряет проведение способов разделения, основанных на гравитации.

Питающий резервуар часто используют для загрузки шлама в бак установки для сгущения через открытую нижнюю часть питающего резервуара и для обеспечения средств флокуляции шлама перед его поступлением в бак. Назначение питающего резервуара установки для сгущения также включает перемешивание загружаемого шлама с флокулянтом и обеспечение возможности отстаивания флокулированых твердых веществ. Питающий резервуар обычно расположен в середине бака установки для сгущения, чтобы обеспечить возможность равномерного распределения указанных отстаиваемых твердых частиц внутри бака установки для сгущения. Для более эффективного и производительного осуществления флокуляции загружаемый шлам необходимо разбавлять дополнительной технологической жидкостью (водой). В установках для сгущения разбавление поступающей пульпы обычно проводят рециркуляцией некоторого количества разбавляющей жидкости верхнего продукта, перетекающей из верхней части бака установки для сгущения обратно в питающий трубопровод и/или питающий резервуар. Для рециркуляции жидкого верхнего продукта иногда необходимо устанавливать насосы, трубопроводы для жидкости и клапаны.

В патенте США 5147556 описана установка для сгущения для суспензий твердых веществ и пульп, и, в частности, для рециркуляции переливающейся жидкости в установках для сгущения. Согласно изобретению разбавляющую жидкость в баке дополнительно направляют рециклом в питающий резервуар либо через отверстия в стенке питающего резервуара, либо через отверстия в питающем трубопроводе, если уровень поверхности в баке выше, чем уровень поверхности в питающем резервуаре. Загружаемый шлам подают в питающий резервуар по касательной, а разбавляющую жидкость вводят в питающий резервуар радиально для разбавления шлама. В результате, из-за изменения направления потока разбавляющей жидкости под действием поступающего загружаемого шлама на направление потока загружаемого шлама теряется часть энергии перемешивания, что не позволяет достигать максимальной эффективности смешивания. Для достижения тщательного перемешивания загружаемого шлама с разбавляющей жидкостью, предназначенной для разбавления шлама и флокулянта, перемешивание в питающем резервуаре должно быть эффективным.

Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении установки для сгущения, которая включает средство подачи разбавляющей жидкости для разбавления шлама в питающий резервуар, обеспечивающее наиболее эффективное перемешивание внутри питающего резервуара.

Вышеуказанной цели достигают при помощи установки и способа, описанных ниже в независимых пунктах формулы изобретения. Другие полезные воплощения настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к установке для сгущения, приспособленной для жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы; установка для сгущения включает бак, в котором происходит отстаивание твердых частиц, при котором пульпа, имеющая относительно высокую плотность, оседает на дно бака, вследствие чего разбавляющая жидкость, имеющая более низкую относительную плотность, перемещается к верхней части бака; питающий резервуар, который включает камеру, снабженную впускным отверстием для приема загружаемого шлама и выпускным отверстием, гидравлически сообщающимся с баком, а также средство распределения материала внутри бака; по меньшей мере один трубопровод для загружаемого шлама, предназначенный для подачи загружаемого шлама в питающий резервуар; средство подачи разбавляющей жидкости, где по меньшей мере один отдельный трубопровод для разбавляющей жидкости направлен по касательной относительно питающего резервуара и по меньшей мере один вход размещен по касательной относительно питающего резервуара для рециркуляции разбавляющей жидкости из бака в питающий резервуар для разбавления загружаемого шлама. Таким образом, энергия потока установки проходит в том же направлении, что и загружаемый шлам, и достигают максимальной эффективности смешивания и флокуляции внутри пи

- 1 015370 тающего резервуара. Установка по изобретению также имеет еще одно преимущество, а именно: энергия потока разбавляющей жидкости суммируется с энергией смешивания потока загружаемого шлама. Согласно одному из воплощений изобретения трубопровод для разбавляющей жидкости установлен, по существу, параллельно трубопроводу для загружаемого шлама.

Согласно одному из предпочтительных воплощений настоящего изобретения трубопровод для разбавляющей жидкости, по меньшей мере, частично окружает трубопровод для загружаемого шлама, по меньшей мере, в точке их ввода в питающий резервуар. Согласно одному из предпочтительных воплощений настоящего изобретения трубопровод для разбавляющей жидкости и трубопровод для загружаемого шлама примыкают друг к другу и расположены по касательной относительно питающего резервуара. Это позволяет максимально использовать течение обоих потоков в одном и том же направлении, что также приводит к максимальному эффекту действия любого компонента индуцированного потока. Согласно другому воплощению настоящего изобретения трубопровод для разбавляющей жидкости и трубопровод для загружаемого шлама расположены на определенном расстоянии по касательной относительно питающего резервуара. При использовании установки по изобретению разбавляющую жидкость подают в той же точке, что и неразбавленный загружаемый шлам. После этого загружаемый шлам быстро разбавляется внутри питающего резервуара, что также увеличивает общую эффективность способа.

Согласно одному из предпочтительных воплощений настоящего изобретения впускное отверстие трубопровода для разбавляющей жидкости расположено так, чтобы достигать разбавляющей жидкости вне питающего резервуара. Выпускное отверстие трубопровода для разбавляющей жидкости проходит внутрь питающего резервуара для подачи разбавляющей жидкости в питающий резервуар.

Согласно изобретению стенка питающего резервуара снабжена множеством входов для обеспечения возможности рециркуляции разбавляющей жидкости из бака в питающий резервуар. Вход представляет собой трубопровод, расположенный в стенке питающего резервуара, или отверстие в стенке питающего резервуара. В соответствии со способом по изобретению разбавляющую жидкость подают по касательной внутрь питающего резервуара по меньшей мере через один отдельный трубопровод для разбавляющей жидкости или по меньшей мере через один вход, расположенный в стенке питающего резервуара, для разбавления загружаемого шлама. Поток разбавляющей жидкости поступает в питающий резервуар параллельно потоку загружаемого шлама. Согласно одному из воплощений настоящего изобретения поток разбавляющей жидкости подают в питающий резервуар таким образом, что поток, по меньшей мере, частично окружает поток загружаемого шлама, по меньшей мере, в точке их ввода в питающий резервуар. Согласно одному из воплощений настоящего изобретения поток разбавляющей жидкости и поток загружаемого шлама подают в питающий резервуар по касательной и примыкающими друг к другу. Согласно одному из примеров настоящего изобретения поток разбавленной жидкости и поток загружаемого шлама подают в питающий резервуар по касательной на определенном расстоянии. Согласно одному из примеров настоящего изобретения разбавляющую жидкость и загружаемый шлам смешивают после их подачи в питающий резервуар. Таким образом, внутри питающего резервуара происходит смешивание загружаемого материала, загружаемого шлама, разбавляющей жидкости и флокулянта.

Настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на следующие чертежи, на которых представлены:

фиг. 1 - схема установки для сгущения согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - вид сверху изображения, показанного на фиг. 1;

фиг. 3 - вид сверху другого воплощения изобретения.

Согласно одному из предпочтительных воплощений настоящего изобретения установка для сгущения, как показано на фиг. 1, включает сгуститель 1 с цилиндрическим баком 2, в который помещают жидкую пульпу 3. В середине бака расположен питающий резервуар 4, оборудованный трубопроводом 5 для загружаемого шлама, предназначенным для подачи загружаемого шлама 9 в питающий резервуар 4, причем указанный трубопровод 5 для загружаемого шлама расположен, по существу, по касательной относительно питающего резервуара 4. Согласно этому примеру питающий резервуар снабжен ограничительным нижним отверстием 6, гидравлически сообщающимся с баком 2, через которое жидкая пульпа, находящаяся в питающем резервуаре, может протекать в бак. Нижняя часть питающего резервуара предпочтительно включает сужающуюся книзу коническую боковую стенку 7, так что сечение потока жидкости в нижней части меньше по сравнению с верхней, чтобы ограничивать поток жидкости между баком 2 и питающим резервуаром 4. Согласно этому примеру под нижней частью стенки питающего резервуара расположен расширяющийся книзу конический отражательный элемент 8, который применяют для равномерного распределения загружаемого материала в баке 2. Обычно флокулянт добавляют к шламу в питающем резервуаре во время подачи шлама в бак. Флокулянт способствует оседанию минерального шлама на дно бака и в конусе (воронке) для сгущенного продукта. При обычном режиме работы отстаивание твердых веществ происходит в баке сгустителя, посредством чего слой сгущенной пульпы 3 оседает, вытесняя верхний слой жидкости 10 с относительно более низкой плотностью по направлению к верхней части бака. Вокруг бака сгустителя расположен сливной лоток 11, который транспортирует излишек переливающейся жидкости к отводному трубопроводу. Концентрированный шлам удаляют из конуса для сгущенного продукта через выпускной трубопровод 12.

- 2 015370

При таком способе расположения относительная плотность загружаемого шлама питающего резервуара выше, чем относительная плотность жидкости снаружи питающего резервуара; следовательно, уровень 13 жидкости в питающем резервуаре ниже, чем уровень 14 жидкости снаружи питающего резервуара. Согласно изобретению стенка питающего резервуара снабжена входами 15, например трубопроводами, через которые производят рециркуляцию разбавляющей жидкости из бака в питающий резервуар, чтобы обеспечить самопроизвольное разбавление загружаемого шлама в питающем резервуаре, если уровень поверхности снаружи питающего резервуара выше, чем внутри. Входы расположены выше нижнего отверстия 6 питающего резервуара и по касательной относительно стенки питающего резервуара, чтобы обеспечить повышенную эффективность смешивания в потоке. Установка также включает средство закрытия входов и средство регулирования потока жидкости через входы, например, в случае, если пульпа, подаваемая в питающий резервуар, относительно разбавлена. Количество необходимых входов зависит от конструкции питающего резервуара.

Трубопровод 5 для загружаемого шлама расположен по касательной относительно питающего резервуара 4 с целью обеспечения гомогенного перемешивания загружаемого шлама внутри питающего резервуара. В соответствии с изобретением трубопровод 16 для разбавляющей жидкости, предназначенный для подачи разбавляющей жидкости 17, расположен параллельно трубопроводу 5 для загружаемого шлама, так что разбавляющую жидкость 17 также направляют по касательной в питающий резервуар 4. Трубопровод 16 для разбавляющей жидкости отделен от трубопровода 5 для загружаемого шлама и разбавляющая жидкость 17 смешивается со шламом 9 не ранее, чем внутри питающего резервуара. В примере, показанном на фиг. 1 и 2, трубопровод 16 для разбавляющей жидкости, по меньшей мере, частично окружает трубопровод 5 для загружаемого шлама в точке 18 их ввода в питающий резервуар 4. Точка ввода трубопровода для разбавляющей жидкости расположена таким образом, что трубопровод достигает уровня разбавляющей жидкости, находящейся в баке, окружающем питающий резервуар; при этом обеспечена возможность поступления разбавляющей жидкости, находящейся около поверхности сгустителя, в трубопровод 16 для разбавляющей жидкости, через который поток разбавляющей жидкости 17 поступает в питающий резервуар, где она разбавляет загружаемый шлам 9. Если направление потока разбавляющей жидкости 17 совпадает с направлением потока загружаемой жидкости 9, это способствует перемешиванию вдоль оси, находящейся между двумя потоками. В таком расположении на поток разбавляющей жидкости будет оказывать влияние разница уровней в баке и питающем резервуаре. Таким образом, значительно повышается эффективность перемешивания материала 22 внутри питающего резервуара. Впускное отверстие 20 трубопроводов 16 и 19 для разбавляющей жидкости расположено таким образом, чтобы достигать уровня разбавляющей жидкости 10, находящейся в баке 2, чтобы направлять разбавляющую жидкость в питающий резервуар для последующего разбавления загружаемого шлама. Выпускное отверстие 21 трубопроводов 16 и 19 для разбавляющей жидкости расположено так, что оно проходит внутрь питающего резервуара, чтобы направлять разбавляющую жидкость в точку, где происходит слияние и перемешивание разбавляющей жидкости с загружаемым шламом.

В другом воплощении изобретения, которое показано на фиг. 3, трубопровод 19 для разбавляющей жидкости и трубопровод 5 для загружаемого шлама примыкают друг к другу в точке 18 их ввода в питающий резервуар. Согласно этому воплощению как разбавляющую жидкость, так и шлам подают внутрь питающего резервуара по касательной.

Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на его предпочтительные воплощения, следует понимать, что специалисты в данной области техники могут модифицировать данное изобретение или вносить в него изменения. Такие изменения и модификации находятся в области защиты, определенной прилагаемой формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Установка (1) для сгущения, приспособленная для жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы, включающая бак (2), в котором происходит отстаивание твердых частиц, при котором пульпа (3), имеющая относительно высокую плотность, оседает на дно бака, вследствие чего разбавляющая жидкость (10), имеющая более низкую относительную плотность, перемещается к верхней части бака;

питающий резервуар (4), который содержит камеру, снабженную впускным отверстием для приема загружаемого шлама (9) и выпускным отверстием, гидравлически сообщающимся с баком, а также средство распределения материала внутри бака;

по меньшей мере один отдельный трубопровод (5) для загружаемого шлама, предназначенный для подачи загружаемого шлама (9) по касательной в питающий резервуар;

по меньшей мере один вход в стенке камеры для рециркуляции разбавляющей жидкости из бака (2) в питающий резервуар для разбавления загружаемого шлама, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена по меньшей мере одним трубопроводом для разбавляющей жидкости, при этом трубопровод для разбавляющей жидкости и вход для рециркуляции разбавляющей жидкости ориентированы по касательной к стенке питающего резервуара.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод (16, 19) для разбавляющей жидкости расположен, по существу, параллельно трубопроводу (5) для загружаемого шлама.
3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что трубопровод (16) для разбавляющей жидкости, по меньшей мере, частично окружает трубопровод (5) для загружаемого шлама, по меньшей мере, в области (18) их ввода в питающий резервуар.
4. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что трубопровод (19) для разбавляющей жидкости и трубопровод (5) для загружаемого шлама примыкают друг к другу и расположены по касательной относительно питающего резервуара (4).
5. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что трубопровод (16, 19) для разбавляющей жидкости и трубопровод (5) для загружаемого шлама расположены на расстоянии друг от друга и по касательной к стенке питающего резервуара.
6. Установка по пп.1-5, отличающаяся тем, что впускное отверстие (20) трубопровода (16, 19) для разбавляющей жидкости расположено ниже уровня разбавляющей жидкости (10) в баке (2).
7. Установка по пп.1-6, отличающаяся тем, что выпускное отверстие (21) трубопровода (16, 19) для разбавляющей жидкости расположено внутри питающего резервуара (4).
8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в стенке камеры выполнено множество входов (15) для рециркуляции разбавляющей жидкости (10) из бака в питающий резервуар.
9. Установка по п.1 или 8, отличающаяся тем, что вход (15) представляет собой трубопровод, расположенный в стенке питающего резервуара (4).
10. Установка по п.1 или 8, отличающаяся тем, что вход (15) представляет собой отверстие в стенке питающего резервуара (4).
11. Способ сгущения жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы, при помощи установки по пп.1-10, в котором загружаемый шлам (9) подают по касательной по меньшей мере через один трубопровод в питающий резервуар, в котором происходит самопроизвольное разбавление загружаемого шлама, отличающийся тем, что часть разбавляющей жидкости подают по меньшей мере через один трубопровод (16, 19) для разбавляющей жидкости и по касательной к стенке питающего резервуара (4), а вторую часть разбавляющей жидкости (10) направляют из бака (2) через входы в стенке камеры питающего резервуара также по касательной к указанной стенке.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что разбавляющую жидкость подают в питающий резервуар (4) параллельно потоку загружаемого шлама.
13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что разбавляющую жидкость подают в питающий резервуар таким образом, что поток разбавляющей жидкости, по меньшей мере, частично окружает поток загружаемого шлама, по меньшей мере, в области (18) их ввода в питающий резервуар.
14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что поток разбавляющей жидкости и поток загружаемого шлама подают в питающий резервуар по касательной к его стенке и примыкающими друг к другу.
15. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что поток разбавляющей жидкости и поток загружаемого шлама подают в питающий резервуар по касательной и на расстоянии друг от друга.
16. Установка для сгущения жидкостей, несущих частицы в виде суспензии, включающая бак, в котором происходит отстаивание твердых частиц, при котором пульпа, имеющая относительно более высокую плотность, оседает на дно бака, вследствие чего разбавляющая жидкость, имеющая относительно более низкую плотность, перемещается к верхней части бака;

питающий резервуар, содержащий камеру, снабженную впускным отверстием для приема загружаемой жидкости и выпускным отверстием, гидравлически сообщающимся с баком; и

- 4 015370 по меньшей мере один трубопровод для загружаемой жидкости, предназначенный для подачи загружаемой жидкости по касательной в питающий резервуар;

причем питающий резервуар и бак установлены таким образом, что, когда относительная плотность загружаемой жидкости в питающем резервуаре выше относительной плотности разбавляющей жидкости в баке снаружи питающего резервуара, уровень жидкости в питающем резервуаре ниже уровня жидкости в баке;

по меньшей мере один вход выполнен в стенке камеры для рециркуляции разбавляющей жидкости из бака в питающий резервуар, отличающаяся тем, что вход ориентирован по касательной к стенке питающего резервуара.
17. Установка по п.16, где в стенке камеры выполнено множество указанных входов.
18. Установка по п.17, в которой входы расположены в стенке питающего резервуара выше выхода.
19. Установка по пп.17, 18, в которой по меньшей мере один вход представляет собой трубопровод, установленный для направления разбавляющей жидкости из бака по касательной в питающий резервуар.
20. Установка по п.19, в которой трубопровод для разбавляющей жидкости расположен, по существу, параллельно трубопроводу для загружаемой жидкости.
21. Установка по п.19 или 20, в которой трубопровод для разбавляющей жидкости, по меньшей мере, частично окружает трубопровод для загружаемой жидкости в области их ввода в питающий резервуар.
22. Установка по п.19 или 20, в которой трубопровод для разбавляющей жидкости и трубопровод для загружаемой жидкости, по существу, примыкают друг к другу.
23. Установка по пп.19-22, в которой впускное отверстие трубопровода для разбавляющей жидкости расположено ниже уровня разбавляющей жидкости в баке (2).
24. Установка по пп.19-23, в которой выпускное отверстие трубопровода для разбавляющей жидкости расположено внутри питающего резервуара.
25. Установка по пп.17-24, в которой трубопровод для разбавляющей жидкости и трубопровод для загружаемой жидкости расположены так, что разбавляющая жидкость и загружаемая жидкость поступают в питающий резервуар раздельно и не смешиваются перед поступлением в питающий резервуар.
26. Установка по пп.17-25, в которой выход питающего резервуара включает ограничительное нижнее отверстие.
27. Способ сгущения жидкостей, несущих частицы в виде суспензии при помощи установки по пп.16-26, в котором подают загружаемую жидкость по касательной по меньшей мере через один питающий трубопровод в питающий резервуар, в котором происходит самопроизвольное разбавление загружаемого шлама;

направляют разбавляющую жидкость из бака по меньшей мере через один вход в стенке камеры питающего резервуара по касательной к указанной стенке.