FI124092B - Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä - Google Patents

Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä Download PDF

Info

Publication number
FI124092B
FI124092B FI20100318A FI20100318A FI124092B FI 124092 B FI124092 B FI 124092B FI 20100318 A FI20100318 A FI 20100318A FI 20100318 A FI20100318 A FI 20100318A FI 124092 B FI124092 B FI 124092B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
screw
rotor
rotors
mixing
Prior art date
Application number
FI20100318A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20100318A0 (fi
FI20100318A (fi
Inventor
Jussi Vaarno
Bror Nyman
Juhani Lyyra
Launo Lilja
Pertti Pekkala
Teemu Ritasalo
Original Assignee
Outotec Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Priority to FI20100318A priority Critical patent/FI124092B/fi
Publication of FI20100318A0 publication Critical patent/FI20100318A0/fi
Publication of FI20100318A publication Critical patent/FI20100318A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI124092B publication Critical patent/FI124092B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
    • B01D21/08—Settling tanks with single outlets for the separated liquid provided with flocculating compartments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/28—Mechanical auxiliary equipment for acceleration of sedimentation, e.g. by vibrators or the like
    • B01D21/286—Means for gentle agitation for enhancing flocculation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1145—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1145—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis
    • B01F27/11451—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis forming open frameworks or cages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/86—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis co-operating with deflectors or baffles fixed to the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B01F27/922—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with two or more helices, e.g. with intermeshing helices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/147—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/02—Fluid flow conditions
    • C02F2301/024—Turbulent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO YHTENÄISEN SEKOITUKSEN MUODOSTAMISEKSI HYDROMETALLURGISEN PROSESSIN YHTEYDESSÄ
KEKSINNÖN ALA
5 Keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteistoon, jonka avulla hydrometal-lurgisen prosessin yhtä tai useampaa liuosta sekoitetaan reaktorissa halutun kiteytyksen, saostuksen tai neste-nesteuuton suspension aikaansaamiseksi. Laitteisto muodostuu reaktorista ja siihen sijoitetusta, useampiosaisesta kierukkaroottorisekoittimesta, jonka kierukkaroottoreissa on akselia kiertäviä 10 ja siihen tuettuja kierukkatankoja.
KEKSINNÖN TAUSTA
Epäyhtenäinen sekoitus on monen hydrometallurgisen yksikköprosessin ongelma. Konventionaalisissa ratkaisuissa lapa- tai turbiinityyppinen sekoitin 15 pyörii usein tilavuudessa, jossa primäärinen sekoitusalue on korkeintaan luokkaa 3 % käytetyn reaktorin kokonaistilavuudesta. Tämä tarkoittaa sitä, että sekoittunen tuottama akseliteho kohdistuu hyvin voimakkaana sekoittimen välittömään läheisyyteen. Sen seurauksena tilavuuskohtainen sekoitusintensiteetti on akselin ympärillä useita kymmeniä kilowatteja 20 kuutiota kohti, mutta laskee jyrkästi reaktorin reunoille päin mentäessä.
Sekoituksen yhtenäistämiseksi reaktorissa, kun sekoitetaan kahta toisiinsa o liukenematonta nestettä tai nestettä ja kiintoainetta, on kehitetty o ™ spiraalisekoitin, jota on kuvattu mm. US-patenttijulkaisuissa 5,185,081, O) 9 25 5,248,485 ja 5,182,087. Kuvatuissa laitteistoissa sekoittimen halkaisija on
CD
luokkaa 0,7 kertaa reaktorin halkaisija. Kuitenkin esimerkiksi neste-
X
£ nesteuutossa, kun käsitellään liuoksia, joiden rajapintajännitys on alhainen, “ voi tälläkin sekoittimella aikaansaatu sekoitusintensiteetti olla liian korkea.
cö o o ^ 30 Kun kiintoaineen saostus tai suolan kiteytys liuoksesta suoritetaan käyttämällä sekoitinta, jossa sekoitusintensiteetti on korkea, syntyy hienojakoista saostumaa tai hyvin pieniä kiteitä. Hienojakoinen saostuma tai 2 kidekoko ei anna pohjaa saostuman tai kiteen jälkikasvulle, vaan tuote voi jäädä ongelmalliseksi hienojakoisuutensa takia. Korkea sekoitusintensiteetti voi myös aikaansaada jo muodostuneen saostuman tai kiteytymän mekaanisen kulumisen, jonka seurauksena muodostuneet kiteet jauhautuvat 5 uudelleen hienojakoisiksi.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston tarkoituksena on saada aikaan entistä yhtenäisempi sekoitus eri hydrometallurgisten yksikkö-10 prosessien kuten saostuksen tai kiteytyksen yhteydessä tai neste-nesteuuton sekoitusosassa. Keksinnön tarkoituksena on alentaa eri yksikköprosesseissa käytettävää kokonaistehoa ja samalla kuitenkin saada aikaan entistä yhtenäisempi sekoitus käytettävässä reaktoritilassa. Kun sekoitus on yhtenäistä koko reaktoritilassa, ei muodostu paikallisia huipputehokohtia tai 15 lähes kuolleita kohtia.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksintö kohdistuu menetelmään yhden tai useamman liuoksen sekoittamiseksi reaktorissa hydrometallurgisen prosessin, kuten saostuksen, 20 kiteytyksen tai neste-nesteuuton suspension muodostamisen yhteydessä, Reaktoriin muodostetaan useampiosaisen sekoittimen avulla pystysuuntainen kiertovirtaussekoitus, jolloin primäärisekoitusalue on yli 70 % reaktorin o tehollisesta tilavuudesta saostukseen, kiteytykseen ja/tai neste-nesteuuton
O
oj sekoitusvaiheeseen tarvittavan yhtenäisen, matalan sekoitusintensiteetin CT) 9 25 muodostavan sekoituksen aikaansaamiseksi.
CD
| Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan primäärisekoitusalue on oo yli 80 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta.
n o o ° 30 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että yhtenäinen sekoitus saadaan aikaan reaktorissa käyttämällä vähintään kolmesta kierukka-roottorista muodostettua kierukkaroottorisekoitinta.
3
Keksinnössä kuvatun menetelmän mukaisesti primäärisekoitusalue muodostuu kierukkaroottorin sisäpuolelle jäävästä alueesta sekä noin kierukka-roottorin poikkipinta-alan suuruisesta alueesta kierukkaroottorin ulkopuolella 5 ja korkeussuunnassa primäärisekoitusalueen korkeus on vähintään sama kuin kierukkaroottorin korkeus.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että kierukkaroottorien primäärisekoitusalueet yhtyvät toisiinsa kierukkaroottorien ulkopuolella.
10
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan saostuksessa ja/tai kiteytyksessä käytetään apuaineena flokkulanttia kiintoaineen flokkuloimiseksi.
Keksintö kohdistuu myös laitteistoon yhden tai useamman liuoksen 15 sekoittamiseksi hydrometallurgisen prosessin, kuten saostuksen, kiteytyksen tai neste-nesteuuton suspension muodostamisen yhteydessä. Laitteistoon kuuluu reaktori, joka muodostuu pohjasta ja pohjasta ylöspäin nousevasta sylinterinmuotoisesta sivuseinästä, sekä reaktoriin sijoitettu sekoitin. Sekoitin on useampiosainen kierukkaroottorisekoitin, joka on sovitettu muodosta-20 maan yhtenäinen, matalan sekoitusintensiteetin muodostava pystysuuntainen kiertovirtaussekoitus, jossa primäärisekoitusalue on yli 70 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta.
Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tyypillistä, että kierukkaroottori-o 25 sekoittimeen kuuluu vähintään kolme kierukkaroottoria, jotka on järjestetty g reaktoriin, voimalaite kierukkaroottorien pyörittämiseksi, ja useampi pitkän- i omainen, pystysuuntainen, reaktorin sivuseinämästä ulkoneva virtaushaitta.
X
tr
Edelleen keksinnön mukaiselle laitteistolle on tyypillistä, että kierukka- 00 ^ 30 roottoriin kuuluu pystysuuntainen pyöritysakseli, joka on yhdistetty voima- o ° laitteeseen, ja kaksi tai kolme kierukkaelintä, jotka on kiinnitetty pyöritys- o ^ akseliin tukivarsilla säteen etäisyydelle pyöritysakselista.
4
Keksinnön mukaisen laitteiston erään suoritusmuodon mukaan kierukkaelin on poikkileikkaukseltaan pyöreä.
Keksinnön mukaisen laitteiston erään toisen suoritusmuodon mukaan 5 kierukkaelin on poikkileikkaukseltaan ellipsi.
Keksinnön mukaisen laitteiston erään suoritusmuodon mukaan virtaushaitat ovat 5-15 asteen kulmassa reaktorin säteeseen nähden. Virtaushaitat on edullisesti sijoitettu kunkin kierukkaroottorin läheisyyteen, sen pyörimis-10 suunnan jättöpuolelle.
Keksinnön mukaisen laitteiston erään suoritusmuodon mukaan kierukka-roottorien määrän ollessa kolme niiden halkaisija on vähintään 0,33 kertaa reaktorin halkaisija.
15
Keksinnön mukaisen laitteiston erään toisen suoritusmuodon mukaan kierukkaroottorien määrän ollessa viisi niiden halkaisija on vähintään 0,23 kertaa reaktorin halkaisija, jolloin yksi kierukkaroottori sijaitsee reaktorin keskellä ja neljä muuta symmetrisesti keskimmäisen kierukkaroottorin 20 ympärillä.
Keksinnön mukaisen laitteiston erään kolmannen suoritusmuodon mukaan kierukkaroottorien määrän ollessa viisi, on yksi kierukkaroottori sijoitettu o reaktorin keskelle ja neljä muuta symmetrisesti keskimmäisen kierukka- ° 25 roottorin ympärille, jolloin keskimmäisen kierukkaroottorin halkaisija on i o suurempi kuin sen ympärillä olevien halkaisija.
CD
x Keksinnön mukaisen laitteistolle on tyypillistä, että kierukkaroottorien pyöritysakselit on järjestetty säteittäisesti reaktorin pystykeskiakselin oö 30 suhteen.
o o δ c\j 5
Keksinnön mukaisen laitteiston erään sovellutuksen mukaan kaikki kierukkaroottori pyörivät samaan suuntaan ja kierukkaelimien kiertosuunta akselin ympärillä on sama kuin kierukkaroottorin pyörimissuunta.
5 Keksinnön mukaisen laitteiston erään toisen sovellutuksen mukaan kaikki kierukkaroottorit pyörivät samaan suuntaan ja kierukkaelimien kiertosuunta akselin ympärillä poikkeaa kierukkaroottorin pyörimissuunnasta.
Keksinnön mukaisen laitteiston erään kolmannen sovellutuksen mukaan 10 keskimmäinen kierukkaroottori pyörii eri suuntaan kuin tämän ympärillä olevat kierukkaroottorit.
KUVALUETTELO
Kuva 1 esittää halkileikkausta keksinnön mukaisen kierukkaroottorisekoitti-15 men eräästä sovelluksesta, kuva 2 esittää kuvan 1 sekoitinta leikkauksena II - II, kuva 3 esittää kuvaa 2 vastaavaa leikkausta eräästä toisesta kierukka- roottorisekoittimen sovelluksesta.
20 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksinnön mukainen matalan sekoitusintensiteetin omaava ja kuitenkin yli reaktoritilavuuden ulottuva yhtenäinen sekoitus saadaan aikaan kierukka-roottorisekoittimen avulla, joka muodostuu vähintään kolmesta erillisestä S kierukkaroottorista. Sekoitin on sijoitettu reaktoriin, joka on muodoltaan g 25 yleensä ylöspäin nousevan lieriön muotoinen. Reaktorissa sekoitetaan i $£ kiteytettävää liuosta, kiintoainepitoista nestettä tai kahta toisiinsa liukene- matonta nestettä kiteytyksen, saostuksen tai neste-nesteuuton suspension m muodostamiseksi. Kierukkaroottorisekoittimen primäärisekoitusalue kattaa yli g 70 %, edullisesti yli 80 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta. Tehollisella o 5 30 tilavuudella tarkoitetaan reaktorin pohjan ja nestepinnan välistä tilavuutta
C\J
reaktorissa. Primäärisekoitusalue muodostuu kierukkaroottorien tapauksessa kierukkaroottorin sisäpuolelle jäävästä alueesta sekä noin kierukkaroottorin 6 poikkipinta-alan suuruisesta alueesta sen ulkopuolella. Korkeussuunnassa primäärisekoitusalueen korkeus on vähintään sama kuin kierukkaroottorin korkeus. On selvää, että sekoitusta tapahtuu myös primäärisekoitusalueen ulkopuolella vaikkakin sekoituksen intensiteetti on matalampi.
5
Kierukkaroottorisekoittimen yksittäiset kierukkaroottorit on ryhmitelty siten, että niiden primäärisekoitusalueet yhtyvät toisiinsa kierukkaroottorien ulkopuolella. Kun kierukkaroottori on nostava, se tarkoittaa, että tällöin muodostetaan virtauskuvio, jossa virtauksen suunta roottorin sisällä on 10 alaspäin ja roottorin ulkopuolella ylöspäin. Kierukkaroottorien sisäpuolelta tulevat virtaukset kääntyvät kierukkaroottorien ulkopuolella vinosti ylöspäin ja ovat vuorovaikutuksessa keskenään siten, että ne lomittuvat toisiinsa kierukkaroottorien välisessä tilassa. Kierukkaroottorien kierrosluku säädetään sellaiseksi, että turbulenssin muodostuminen estetään kierukka-15 roottorien välisessä tilassa, mutta samalla saadaan laminaarisella sekoituksella halutut ilmiöt tapahtumaan. Kun sekoitusteho on näin jaettu olemaan yhtenäinen koko reaktorissa, voidaan todeta, että tämä järjestely alentaa sekoitukseen käytettävän kokonaisenergian kulutusta. Järjestelyllä voidaan myös välttää paikallisesti tapahtuvaa voimakasta sekoitusta ja 20 kohdistaa matalalla sekoitusintensiteetillä tapahtuva sekoitus koko reaktorin poikkipinta-alalle.
o Erästä keksinnön mukaista laitteistoa, joka muodostuu reaktorista ja kolmen ° erillisen kierukkaroottorin sekoittimesta, kuvataan tarkemmin kuvien 1 ja 2 o 25 avulla. Kuvissa näkyy esimerkkinä sovellus, jossa kierukkaroottorisekoitti- ^ meen 1 kuuluu kolme kappaletta kaksoiskierukkaroottoreita 7. Kierukkaroot- | torisekoittimeen 1 kuuluu reaktori 3, jonka sisätilaa 4 rajoittaa sivullepäin oo sylinterinmuotoinen sivuseinämä 5 ja alaspäin pohja 6. Kierukkaroottorit 7 on
CO
§ järjestetty sisätilaan 4 säteen päähän reaktorin keskiakselista kolmiomuodos- o 30 telmaan, kuten kuvasta 3 näkyy. Kutakin kierukkaroottoria 7 pyörittää voimalaite 8. Reaktorin 3 sivuseinämästä 5 ulkonee useampi pitkänomainen, pystysuuntainen virtaushaitta 9. Kuhunkin kierukkaroottoriin 7 kuuluu 7 pystysuuntainen pyöritysakseli 10, joka on yhdistetty voimalaitteeseen 8, ja kaksi identtistä kierukkaputkea 11, jotka ovat poikkileikkaukseltaan pyöreitä ja kiinnitetty pyöritysakseliin 10 tukivarsilla 12 toisiaan vastapäätä keskenään symmetrisesti säteen etäisyydellä akselista. Käsiteltävä liuos tai liuokset 5 voidaan tuoda reaktoriin halutuista kohdista ja poistaa syntyneet reaktiotulokset halutuista kohdista reaktoria (ei tarkemmin kuvassa).
Kuvan 1 mukaisessa ratkaisussa kierukkaroottorien halkaisija on vähintään 0,33 kertaa reaktorin halkaisija ja edullisesti luokkaa 0,35 kertaa reaktorin 10 halkaisija. Kaikki kierukkaroottorit pyörivät edullisesti samaan suuntaan joko nostavina tai painavina ja tällöin myös kierukkaputkien kiertosuunta akselin ympärillä on sama kuin pyörimissuunta. Siten kierukkaroottorit pyörivät joko myötäpäivään tai vastapäivään (clockwise tai anticlockwise). Useimmissa tapauksissa on edullisempaa käyttää nostavaa sekoitussuuntaa, jolloin 15 kierukkaroottorien ulkopuolella virtaushaittojen jättöpuolelle syntyy kuhunkin kohtaan voimakas nousuvyöhyke. Nousuvyöhykkeet lomittuvat toisiinsa edellä kuvatulla tavalla ja tehostavat sekoitusta. Nousuvyöhykettä voidaan edelleen tehostaa sijoittamalla virtaushaitat lähemmäksi kierukkaroottoreita.
20 Virtaushaitat 9 on edullista sijoittaa reaktorin sivuseinästä etäisyydelle 0,04 - 0,08 kertaa reaktorin halkaisija ja niiden leveys on edullisesti 0,1 - 0,13 kertaa reaktorin halkaisija. Keksinnön mukaisille virtaushaitoille on myös o tyypillistä, että sen sijaan, että ne olisi sijoitettu säteensuuntaisesti, ne ovat 5 δ ™ - 15 asteen kulmassa säteeseen nähden Virtaushaitat on sijoitettu kunkin σ> 9 25 kierukkaroottorin läheisyyteen, sen jättöpuolelle, kuten kuvasta 2 nähdään.
CD
Näin saadaan aikaan koko reaktorin yhtenäistä sekoitusta tehostava
X
£ vaikutus.
OO
δ § Edellä kuvatulla kolmen kierukkaroottorin ja kolmen virtaushaitan avulla ° 30 saadaan aikaan järjestely, jossa on pystysuuntainen kiertovirtaussekoitus, ja jolloin primäärisekoitusalue on yli 80 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta. Kunkin kierukkaroottorin primäärisekoitusalue on esitetty katkoviivoilla 8 kuvassa 2. Näin saadaan aikaan saostukseen, kiteytykseen ja/tai neste-nesteuuton sekoitusvaiheeseen tarvittava yhtenäinen, matalan sekoitus-intensiteetin muodostava sekoitus. Jakoon voidaan vaikuttaa sekoittimen koon ja sijainnin samoin kuin virtaushaittojen koon, sijainnin ja suuntauksen 5 avulla. Kun sekoitusintensiteetti näin saadaan koko reaktoritilassa varsin yhtenäiseksi, voidaan sekoitukseen käytettävää moottoritehoa alentaa. Sekoitustarpeesta riippuen sekoitusintensiteettiä voidaan säätää esimerkiksi alueelle 0,05 - 1,5 kW/m3. Keksinnön mukaisen järjestelyn etuna on, että koko reaktorialueen peittävän yhtenäisen sekoituksen vuoksi ei enää tarvita 10 paikallista voimakasta primäärisekoitusta.
Kuvassa 3 on havainnollistettu vielä toinen keksinnön mukainen sekoitin, jossa on viisi kierukkaroottoria 7. Yksi kierukkaroottoreista on sijoitettu reaktorin keskelle ja neljä muuta symmetrisesti reaktorin kehälle keskim-15 mäisen kierukkaroottorin ympärille. Kierukkaroottorien halkaisija on vähintään 0,23, edullisesti 0,25 - 0.3 kertaa reaktorin halkaisija. Virtaushaittojen 9 lukumäärä on neljä ja ne on sijoitettu kehällä olevien kierukkaroottoreiden läheisyyteen samalla periaatteella kuin mitä kuvien 1 ja 2 yhteydessä on selitetty. Kuvan 3 mukaisessa järjestelyssä voidaan päästä siihen, että jopa 20 85 % reaktoritilavuuden sekoituksesta on primäärisekoitusta.
Kuvan 3 mukaista rakenneratkaisua on mahdollista muuttaa vielä siten, että o reaktorin keskiosaan sijoitetun kierukkaroottorin halkaisija on suurempi kuin
O
cv reaktorin kehälle sijoitettujen kierukkaroottorien halkaisija. Tässä tapauk- O) 9 25 sessa kaikkien kierukkaroottorien pyörimissuunta voidaan valita olemaan
CD
sama tai valitaan keskelle sijoitetun kierukkaroottorin pyörimissuunta | poikkeamaan kehälle sijoitettujen kierukkaroottorien pyörimissuunnasta.
CO
CD
§ Yllä olevissa esimerkeissä on viitattu vain esimerkin tapaisesti kierukka- ° 30 roottoriin, jossa on kaksi kierukkaelintä. Kierukkaroottorissa voi sovelluksen tarpeista riippuen olla kaksi tai kolme kierukkaelintä. Kolme kierukkaelintä yhdessä roottorissa tekee roottorin rakenteellisesti tukevammaksi ja i g aikaansaa sekoitustehon tasaisemman jakautumisen verrattuna kahteen kierukkaelimeen. Kierukkaelin puolestaan voi olla poikkileikkaukseltaan muunkin muotoinen kuin pyöreä. Pyöreää tankoa voidaan myös litistää, jolloin kierukkaelimen poikkileikkaus on ellipsin muotoinen.
5
Kuten edellä on todettu, yhtenäisellä sekoituksella voidaan vaikuttaa saos-tettavan tai kiteytettävän kiintoaineen ominaisuuksiin niitä parantavasti. Raekoon kasvu kiintoaineen saostuksessa ja kiteytyksessä on paremmin hallittavissa kuin laitteistoissa, missä on voimakas kapea-alainen primääri-10 sekoitus. Laitevalinnan lisäksi voidaan apuna käyttää myös esimerkiksi flokkulanttia kiintoaineen flokkulointia varten. Tästä esimerkkinä voidaan todeta, että käytettäessä keksinnön mukaista kolmen kierukkaroottorin käsittävää kierukkaroottorisekoitinta ja sen apuna flokkulointiainetta sakeut-timen syöttökaivossa, sakeuttimen ylitteen kiintoainepitoisuus putosi arvosta 15 50 mg/L arvoon 15 mg/L.
Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto on erityisen edullinen silloin, kun reaktorin halkaisija on suuri, luokkaa kymmeniä metrejä.
20 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
o δ
CM
O) o
CD
X
cc
CL
00 δ o o δ
CM

Claims (19)

1. Menetelmä yhden tai useamman liuoksen sekoittamiseksi reaktorissa (3) hydrometallurgisen prosessin, kuten saostuksen, kiteytyksen tai neste- 5 nesteuuton suspension muodostamisen yhteydessä, tunnettu siitä, että reaktoriin muodostetaan vähintään kolmesta kierukkaroottorista (7) muodostetun kierukkaroottorisekoittimen (1) avulla pystysuuntainen kiertovirtaussekoitus, jolloin primäärisekoitusalue on yli 70 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta saostukseen, kiteytykseen ja/tai neste- 10 nesteuuton sekoitusvaiheeseen tarvittavan yhtenäisen, matalan sekoitusintensiteetin muodostavan sekoituksen aikaansaamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että primäärisekoitusalue on yli 80 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta. 15
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että primäärisekoitusalue muodostuu kierukkaroottorin sisäpuolelle jäävästä alueesta sekä noin kierukkaroottorin poikkipinta-alan suuruisesta alueesta kierukkaroottorin ulkopuolella ja korkeussuunnassa 20 primäärisekoitusalueen korkeus on vähintään sama kuin kierukkaroottorin korkeus.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että c3 kierukkaroottorien primäärisekoitusalueet yhtyvät toisiinsa kierukka- i V 25 roottorien ulkopuolella. LO C\J
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että CL saostuksessa ja/tai kiteytyksessä käytetään apuaineena flokkulanttia oö kiintoaineen flokkuloimiseksi. o 1 30
6. Laitteisto yhden tai useamman liuoksen sekoittamiseksi hydrometallur gisen prosessin, kuten saostuksen, kiteytyksen tai neste-nesteuuton suspension muodostamisen yhteydessä, jolloin laitteistoon kuuluu reaktori (3), joka muodostuu pohjasta (6) ja pohjasta ylöspäin nousevasta sylinterinmuotoisesta sivuseinästä (5), sekä reaktoriin sijoitettu sekoitin (1), tunnettu siitä, että sekoitin (1) on vähintään kolmesta kierukka-roottorista (7) muodostettu kierukkaroottorisekoitin, joka on sovitettu 5 muodostamaan yhtenäinen, matalan sekoitusintensiteetin muodostava pystysuuntainen kiertovirtaussekoitus, jossa primäärisekoitusalue on yli 70 % reaktorin tehollisesta tilavuudesta.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kierukka- 10 roottorisekoittimeen (1) kuuluu reaktoriin järjestetyt kierukkaroottorit (7), voimalaite (8) kierukkaroottorien (7) pyörittämiseksi, ja useampi pitkänomainen, pystysuuntainen, reaktorin sivuseinämästä ulkoneva virtaushaitta (9).
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kierukkaroottoriin (7) kuuluu pystysuuntainen pyöritysakseli (10), joka on yhdistetty voimalaitteeseen (8), ja kaksi tai kolme kierukkaelintä (11), jotka on kiinnitetty pyöritysakseliin (10) tukivarsilla (12) säteen etäisyydelle pyöritysakselista. 20
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kierukkaelin (11) on poikkileikkaukseltaan pyöreä. >- 10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ° 25 kierukkaelin (11) on poikkileikkaukseltaan ellipsi. i Lo 11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että χ virtaushaitat (9) ovat 5-15 asteen kulmassa reaktorin säteeseen CL nähden. § 30 o ^.Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että δ ^ virtaushaitat (9) on sijoitettu kunkin kierukkaroottorin (7) läheisyyteen, sen pyörimissuunnan jättöpuolelle.
13. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kun kierukkaroottorien (7) määrä on kolme, niiden halkaisija on vähintään 0,33 kertaa reaktorin halkaisija.
14. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kun kierukkaroottorien (7) määrä on viisi, ja niiden halkaisija on vähintään 0,23 kertaa reaktorin halkaisija, yhden kierukkaroottorin sijaitessa reaktorin keskellä ja neljän muun symmetrisesti keskimmäisen kierukkaroottorin ympärillä. 10
15. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kun kierukkaroottorien (7) määrä on viisi, yksi kierukkaroottori on sijoitettu reaktorin keskelle ja neljä muuta symmetrisesti keskimmäisen kierukkaroottorin ympärille, jolloin keskimmäisen kierukkaroottorin 15 halkaisija on suurempi kuin sen ympärillä olevien halkaisija.
16. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kierukkaroottorien (7) pyöritysakselit (10) on järjestetty säteittäisesti reaktorin (3) pystykeskiakselin suhteen. 20 ^.Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kaikki kierukkaroottorit (7) pyörivät samaan suuntaan ja kierukkaelimien (11) kiertosuunta akselin (10) ympärillä on sama kuin kierukkaroottorin T- pyörimissuunta. ° 25
18. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kaikki Lo kierukkaroottorit (7) pyörivät samaan suuntaan ja kierukkaelimien (11) x kiertosuunta akselin (10) ympärillä poikkeaa kierukkaroottorin CL pyörimissuunnasta. g 30 O
19. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että C\l keskimmäinen kierukkaroottori (7) pyörii en suuntaan kuin tämän ympärillä olevat kierukkaroottorit.
FI20100318A 2009-12-08 2010-09-16 Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä FI124092B (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20100318A FI124092B (fi) 2009-12-08 2010-09-16 Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20096296 2009-12-08
FI20096296A FI123597B (fi) 2009-12-08 2009-12-08 Menetelmä ja laitteisto kiintoaineen erottamiseksi lietteestä sekä menetelmän ja/tai laitteiston käyttö
FI20100318A FI124092B (fi) 2009-12-08 2010-09-16 Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä
FI20100318 2010-09-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20100318A0 FI20100318A0 (fi) 2010-09-16
FI20100318A FI20100318A (fi) 2011-06-09
FI124092B true FI124092B (fi) 2014-03-14

Family

ID=41462762

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20096296A FI123597B (fi) 2009-12-08 2009-12-08 Menetelmä ja laitteisto kiintoaineen erottamiseksi lietteestä sekä menetelmän ja/tai laitteiston käyttö
FI20100318A FI124092B (fi) 2009-12-08 2010-09-16 Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20096296A FI123597B (fi) 2009-12-08 2009-12-08 Menetelmä ja laitteisto kiintoaineen erottamiseksi lietteestä sekä menetelmän ja/tai laitteiston käyttö

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP2509709A4 (fi)
CN (1) CN102665887B (fi)
AU (1) AU2010329807A1 (fi)
BR (1) BR112012013894A2 (fi)
CA (1) CA2780852A1 (fi)
CL (1) CL2012001477A1 (fi)
EA (1) EA022724B1 (fi)
FI (2) FI123597B (fi)
PE (1) PE20130300A1 (fi)
WO (2) WO2011070218A1 (fi)
ZA (1) ZA201203911B (fi)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3159264A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-21 Suncor Energy Inc. Process for treating tailings using low sand-to-fines ratio, flocculation and dewatering
CN103936042A (zh) * 2013-01-22 2014-07-23 贵阳铝镁设计研究院有限公司 一种三轴搅拌分解槽
CA2823459C (en) 2013-08-09 2015-06-23 Imperial Oil Resources Limited Method of using a silicate-containing stream from a hydrocarbon operation or from a geothermal source to treat fluid tailings by chemically-induced micro-agglomeration
WO2015168378A1 (en) 2014-04-30 2015-11-05 Dow Global Technologies Llc Polymeric flocculants for treating aqueous mineral suspensions
CA2946162A1 (en) 2014-04-30 2015-11-05 Dow Global Technologies Llc Treatment of aqueous mineral suspensions with polymeric flocculants
US20170216791A1 (en) 2014-07-31 2017-08-03 Dow Global Technologies Llc In-line dynamic mixing apparatus for flocculating and dewatering oil sands fine tailings
CN104226147B (zh) * 2014-10-15 2016-08-17 浙江辰鸿纺织品科技有限公司 一种用于窗布浆料高效分散混合装置
US10781117B2 (en) 2015-08-25 2020-09-22 Dow Global Technologies Llc Flocculation of high-solids mineral slurries
AR108480A1 (es) 2016-05-27 2018-08-22 Dow Global Technologies Llc Método de tratamiento de suspensiones minerales con alto contenido de sólidos con floculantes poliméricos
US20190233310A1 (en) 2016-07-25 2019-08-01 Dow Global Technologies Llc Acoustic mixing for flocculant addition to mineral suspensions
CA3038070A1 (en) 2016-09-23 2018-03-29 Dow Global Technologies Llc Process for tailings remediation
US20210371316A1 (en) 2016-09-27 2021-12-02 Dow Global Technologies Llc Process for dewatering an aqueous process stream
CN106861501A (zh) * 2017-03-20 2017-06-20 无锡科技职业学院 一种高剪切乳化溶解混合釜
WO2019172223A1 (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 日本ソセー工業株式会社 二液混合型注入機におけるロータリーミキサー
CN109529703A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 河南易成新能源股份有限公司 石墨制品配料混合装置
CN112456672A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 国家能源投资集团有限责任公司 一种矿井水处理方法及***
PE20230543A1 (es) * 2020-04-20 2023-03-29 Metso Outotec Finland Oy Disposicion de mezcla, unidad mezcladora sedimentadora y uso

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR615110A (fr) * 1926-04-26 1926-12-30 Malaxeur
NL52125C (fi) * 1939-03-31 1942-03-16
DE1225951B (de) * 1961-08-10 1966-09-29 Wilhelm Heinrich Schmidt Mischvorrichtung
US4198376A (en) * 1974-02-14 1980-04-15 Rhone-Progil Vertical autoclave for bulk polymerization of vinyl chloride based polymers and copolymers
US5248485A (en) * 1990-04-04 1993-09-28 Outokumpu Oy Method for mixing liquid, solids and gas and for simultaneously separating gas or gas and solids from the liquid
CN2158301Y (zh) * 1993-03-26 1994-03-09 郭洪臣 双轴异向螺旋叶带式混合机
DE19901267B4 (de) * 1999-01-15 2006-08-10 Löhr, Anke, Dr. Misch- und Behandlungsvorrichtung
FI114783B (fi) * 2001-06-25 2004-12-31 Outokumpu Oy Menetelmä ja laite lietteen selkeyttämiseksi
FI123662B (fi) * 2006-02-17 2013-08-30 Outotec Oyj Menetelmä ja sekoitinlaitteisto kaasun sekoittamiseksi lietteeseen suljetussa reaktorissa
CA2673981A1 (en) * 2008-07-28 2010-01-28 Hunton Energy Holdings, LLC Acidic filtration of bitumen froth tailings

Also Published As

Publication number Publication date
FI20096296A (fi) 2011-06-09
EA201290405A1 (ru) 2013-01-30
ZA201203911B (en) 2013-04-24
CL2012001477A1 (es) 2012-11-16
PE20130300A1 (es) 2013-03-22
WO2011070219A8 (en) 2011-11-17
FI123597B (fi) 2013-07-31
WO2011070218A1 (en) 2011-06-16
EA022724B1 (ru) 2016-02-29
FI20100318A0 (fi) 2010-09-16
BR112012013894A2 (pt) 2016-05-03
AU2010329807A8 (en) 2012-07-19
FI20100318A (fi) 2011-06-09
AU2010329807A1 (en) 2012-06-21
FI20096296A0 (fi) 2009-12-08
CN102665887A (zh) 2012-09-12
CN102665887B (zh) 2015-06-24
CA2780852A1 (en) 2011-06-16
EP2509709A4 (en) 2016-01-06
WO2011070219A1 (en) 2011-06-16
EP2509709A1 (en) 2012-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI124092B (fi) Menetelmä ja laitteisto yhtenäisen sekoituksen muodostamiseksi hydrometallurgisen prosessin yhteydessä
EP2950915B1 (en) Stirred tank reactor
JP4765022B2 (ja) 固液分離装置
JP2007237014A (ja) 撹拌装置
US6296384B1 (en) Vertical agitating apparatus
FI122642B (fi) Laite ja menetelmä kahden liuoksen dispergoimiseksi toisiinsa neste-nesteuutossa
AU2005285934A1 (en) Stirring apparatus
US20200332389A1 (en) Reactor for gas-liquid mass transfer
KR20160023045A (ko) 머드 탱크의 교반 장치 및 그 머드 탱크의 교반 장치를 이용한 머드 순환시스템
CA2929904C (en) Agitating device for a digester of a biogas plant and method for manufacturing an agitating device
KR20140020592A (ko) 풍력을 이용한 녹조 방지 및 수질개선용 폭기장치
CN103328086A (zh) 液体品种和增大的固体微粒品种的接触装置
JP4440407B2 (ja) 撹拌装置
JP4614913B2 (ja) 高粘度・非ニュートン流体用竪型攪拌装置を用いた攪拌方法
KR100743860B1 (ko) 스컴제거형 교반기
KR101227979B1 (ko) 핀을 이용한 교반용기 및 이를 포함하는 교반능력이 향상된 교반기
GB2068247A (en) Mixing apparatus with rotary agitator
JP4909201B2 (ja) 攪拌装置
CN211487380U (zh) 一种钻井泥浆用搅拌装置
FI125546B (fi) Järjestely nesteen sekoittamiseksi ja menetelmä
CN210729264U (zh) 一种粉末食品混料机
JP6650221B2 (ja) 撹拌装置
RU31738U1 (ru) Установка для измельчения и перемешивания материалов на жидкой основе
KR101819545B1 (ko) 이중 구동 수평 패들식 응집기
JP2010247112A (ja) 攪拌機

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 124092

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed