NO853594L - Flerstroems fremgangsmaate og apparatur for oppredning av kullpartikler og lignende materiale. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for fIotasjonsseparasjon av kullpartikler og lignende materialer, og angår nærmere bestemt en forbedret flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for oppredning av kull ved fIotasjonsseparasjon av et skum som er generert ved hjelp av en spreder, slik at oppmalte kullpartikler kan separeres fra slike urenheter som aske og svovel som er forbundet med partiklene.

Kull er en særdeles verdifull naturresurs i USA

på grunn av dets forholdsvis rikelige forekomst. Det er blitt beregnet at USA har mer energi tilgjengelig i form av kull enn i de samlede naturresurser av jordolje, naturgass, oljeholdig skifer og tjæreholdig sand. Energiknapphet i den senere tid, sammen med tilgjengeligheten av rikholdige kullreserver og den vedvarende usikkerhet med hensyn til tilgjengeligheten av råolje, har gjort det tvingende nød-vendig at forbedrede fremgangsmåter utvikles for omdanning av kull til en mer anvendbar energikilde.

Mange tidligere kjente fremgangsmåter for separasjon ved skumfIotasjon av en oppslemming av partikkelformet materiale er basert på konstruksjoner hvor luft inn-føres i væskeoppslemmingen av partikkelformet materiale,

slik som gjennom en porøs beholderbunn eller en hul rører-aksling, slik at det fremstilles et overflateskum. Disse tidligere kjente metoder er forholdsvis ineffektive fremgangsmåter, særlig når store mengder partikkelformet materiale skal behandles. Generelt er disse teknikker ineffektive når det gjelder å tilveiebringe tilstrekkelig stor kontaktflate mellom det partikkelformede materiale og den skumdannede luft. Som et resultat av dette, krevdes det at store mengder energi ble brukt til å generere skummet.

I tillegg kan skumfIotasjonsteknikker som lar bobler stige opp i oppslemmingen, ha en tendens til å samle opp. og bringe med seg urenheter som for eksempel aske, i skumopp-slemmingen, og følgelig inneholder det resulterende opp-redede partikkelformede produkt ofte mer urenheter enn nød-vendig.

Metoder har vært foreslått og utforskes innen oppredning av kull, dvs. rensingen av kull for urenheter som for eksempel aske og svovel, enten før brenning av kullet eller etter forbrenningen. Ved én nylig utviklet teknikk for oppredning som her er kalt kjemisk overflate-behandling, pulveriseres råkull til en fin mesh-størrelse og behandles deretter kjemisk. Ifølge denne teknikk separeres så det behandlede kull fra aske og svovel, og det utvinnes et oppredet eller renset kullprodukt. Ved den ovenfor nevnte kjemiske overflatebehandlingsprosess renses nærmere bestemt kull først for sten og lignende, og pulveriseres så til en fin størrelse på ca. 48 til 300 mesh.

De forøkte overflater til de oppmalte kullpartikler gjøres så hydrofobe og olefile ved hjelp av en polymerisasjons-reaksjon. Svovel- og mineralaskeurenheter som er tilstede i kullet, forblir hydrofile og separeres fra det behandlede kullprodukt i et vannvasketrinn. I dette trinn utnyttes olje- og vannseparasjonsteknikker, og kullpartiklene som er gjort hydrofobe kan ved utvinningen flyte på en vannfase som inneholder hydrofile urenheter.

I US patentskrift nr. 4 347 126 og 4 347 121 beskrives det mer inngående lignende anordninger for oppredning av kull ved fIotasjonsseparasjon av kullpartikler fra urenheter forbundet med disse, som for eksempel aske og svovel. I disse anordninger er det plassert en første hul strålespreder over en fIotasjonstank med et vannbad,

og denne sprøyter en tilførselsoppslemming gjennom en luftingssone og inn i overflaten på vannet. Sprøytingen skaper et skum på vannoverflaten hvor en vesentlig mengde av det partikkelformede materiale flyter, mens andre bestanddeler i oppslemmingen synker ned i vannbadet. En avskummingsanordning fjerner skummet fra vannoverflaten som et renset og oppredet produkt. Det tilveiebringes også en fremgangsmåte for resirkulering hvor partikkelmaterialer som ikke flyter etter å være blitt sprøytet gjennom den første spreder, resirkuleres til en ytterligere hul strålespreder for å gi en andre mulighet for utvinning av de resirkulerte partikler.

Én type spreder som for tiden brukes i en kull-opprednings-fremgangsmåte av den type som er beskrevet i disse patenter, er en fullstrålespreder som er tilgjengelig kommersielt fra Spraying Systems, Co., Wheaton, Illinois, og denne type spreder kan brukes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse. Det brukes imidlertid fortrinnsvis en spiralformet, åpenstrøms spredertype ved fore-trukkede utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse,

slik som beskrevet i US patentskrift nr. 4 514 291, og som er tilgjegnelig kommersielt fra flere forskjellige fabri-kanter i mange forskjellige materialtyper inkludert poly-propylen og wolframkarbider.

Disse tidligere kjente oppredningsanordninger omfatter generelt avlevering av en enkel produktstrøm selv om oppslemmingen som behandles kan være bearbeidet gjennom flere forskjellige trinn, slik som flere skummebeholdere eller -tanker anordnet etter hverandre. Produksjonen av en enkel produktstrøm medfører den iboende begrensning at drift av systemet vil resultere i en gitt prosentvis utvinning med en forholdsmessig prosentandel mineralurenheter som for eksempel aske og svovel. Generelt gir en større prosentutvinning av produkt også en større prosentandel urenheter i produktet, og omvendt. Følgelig byr disse tidligere kjente oppredningsanordninger ikke på stor fleksibilitet når det gjelder utvinning av flere forskjellige produkt-grader ved forskjellig urenhetsnivåer.

Følgelig er det et primært formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret flertrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for skumfIotasjonsseparasjon av oppslemming av partikkelmateriale hvorved det fås mer enn én produktstrøm. Nærmere bestemt er det et mer spesifisert formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for oppredning av kullved hjelp av en skumfIotasjonsseparasjon av oppmalte kullpartikler fra urenheter som er forbundet med disse ved å benytte seg av mer enn én produktutvinningsstrøm, noe som muliggjør en stor grad av allsidighet og fleksibilitet ved valg av utvinnings prosent og den prosentvise andel av urenheter i hver enkel produktutvinningsstrøm. En flertrøms, flerprodukts fremgangsmåte muliggjør utvinning av et renere.tilleggsprodukt fra den første produktstrøm, mens det gjenværende av produktet fortsatt kan utvinnes ved et lavere askeinnhold enn det opprinnelig tilførte materiale.

Et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelsen av en forbedret flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for behandling av partikkelmateriale som for eksempel carbonholdige partikler, ikke-carbonholdige partikler, eller blandinger av disse, kullpartikler, gruveslagg, oljeskifer, restprodukter, avfallspartikler, partikler fra rensing av mineraler, grafitter, malmer, fingods, etc.

Et annet formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og apparatur for skumflota-sjonsseparasjon som er mer effektiv og kan resultere i et renere produkt og i mer effektiv produksjon enn ved tidligere kjente fremgangsmåter. Foreliggende oppfinnelse er svært allsidig ettersom behandlingen i hver enkel produkt-strøm kan reguleres separat for å regulere både den prosentvise produktutvinning og den prosentvise andel av urenheter i produktet som produseres ved hjelp av strømmen. For eksempel kan en første produktstrøm reguleres slik at den gir et svært rent første strøms produkt med en svært lav prosentandel urenheter, mens en andre produktstrøm kan reguleres slik at det utvinnes en stor prosentandel av det gjenværende produkt ved en prosentandel med urenheter som fortsatt er under prosentandelen i den opprinnelige tilfør-sel. Videre kan ytterligere produktstrømmer også tilføyes slik at det fås ytterligere ønskede produkter.

Ifølge den her beskrevne lære tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en forbedret flerstrøms og flerprodukts anordning, inkludert både en fremgangsmåte og apparatur, for skumfIotasjonsseparasjon av bestanddelene i en oppslemning som inneholder partikkelmateriale. I denne anordning dannes en strøm for videresendelse av produkt hvor en første mengde av kjemiske reagenser blandes med oppslem ningen med partikkelmateriale. Blandingen av partikkelmaterialeoppslemningen og de kjemisek reagenser sprøytes så gjennom en spreder til overflaten av vann i en flotasjons-tank med videresendelsesstrøm for å skape en flytende skumfase som inneholder en første mengde av partikkelmaterialet. Det gjenværende av partikkelmaterialeoppslemningen skiller

seg fra skumfasen ved å synke ned i vannet, noe som lar skumfasen adskilles som et første produkt.

Anordningen omfatter også en andre produktstrøm

for rensing hvor en ytterligere mengde av kjemiske reagenser blandes med det gjenværende av den fraskilte oppslemning av partikkelmaterialet. Blandingen sprøytes så gjennom en andre spreder til overflaten av vann i en andre fIotasjonstank med rensestrøm for å skape en flytende skumfase som inneholder en andre mengde av partikkelmaterialet. Det gjenværende av partikkelmaterialeoppslemningen skiller seg fra den andre skumfase ved å synke ned i vannet, noe som lar den andre skumfase adskilles som et andre produkt, slik at første og andre separate produktstrømmer skilles fra den tilførte oppslemning .

Foreliggende oppfinnelse har spesiell anvende-lighet ved oppredning av kull hvor den tilførte oppslemning omfatter en oppslemning av kullpartikler og urenheter som er forbundet med disse, som for eksempel aske, og de kjemiske reagenser omfatter overflatebehandlende kjemikalier for kullpartiklene.

Ved en foretrukket utførelsesform omfatter hver av strømmene for videresendelse og rensing en serie skumflota-sjonstanker og spredere forbundet med disse for fortløpende rensing av oppslemningen, og en spiralspreder av åpen strøm-ningstype har vist seg å være spesielt effektiv. I en fordelaktig utførelssform er videre den første mengde med kjemiske reagenser tilstrekkelig liten eller ineffektiv, og den ytterligere mengde kjemiske reagenser er tilstrekkelig stor eller effektiv, til at utvinningen i rensestrømmen er større enn utvinningen i videresendelsesstrømmen, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte hvor oppslemningen sprøytes gjennom en luftingssone slik at vesentlige mengder luft sorberes av de utsprøytede dråper av oppslemningen. Følgelig innføres store mengder luft i skummet på en måte som er helt forskjellige og fordelaktig i forhold til mange tidligere kjente fremgangsmåter. Fordelene ved denne måte for skumgenerering gjør foreliggende oppfinnelse spesielt anvendbar til skumfIotasjonsseparasjon av oppslemninger som har en vesentlig andel partikkelmateriale.

De ovenfor nevnte formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse for et flerstrøms, flerprodukts oppredningsanlegg kan lettere forståes av en fagmann innen teknik-ken når det henvises til den nærmere beskrivelse nedenfor av en foretrukket utførelsesform, sett i sammenheng med de ledsagende tegninger hvor like elementer er betegnet ved hjelp av identiske henvisningstall i alle tegninger, og hvor: Fig. 1 er et vertikalprojeksjonsbilde av en skje-matisk eksempelvis utførelsesform av et fIotasjonsanlegg som kan benyttes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et vertikalprojeksjonsbilde av en ut-førelsesform av en spiraltypespreder som fortrinnsvis benyttes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 er et flyteskjema for et grunnleggende flerstrøms, flerprodukts oppredningsanlegg ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er et flyteskjema for et flerstrøms, flerprodukts oppredningsanlegg hvor hver strøm omfatter en serie skumbeholdere, Fig. 5 og 6 er grafiske fremstillinger av prosent aske versus prosent kullutvinning for kull av henholdsvis type Eastern og type Darby, og illustrerer utvinningskurver

-for det multiple produkt forbundet med foreliggende oppfinnelse, og

Tabellene 1 og 2 angir kjennetegnende produktdata for henholdsvis kull av type Eastern og Darby behandlet i henhold til en flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse, og gir også dataene til kurvene på fig. 5 og 6.

Apparaturen og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er tilpasset separasjon av en lang rekke forskjellige faststoff/væske-strømmer ved dannelseav en fast-stoff holdig skumfase, og er egnet for separasjon av mange typer partikkelmateriale. Foreliggende oppfinnelse er imidlertid her beskrevet i sammenheng med en kulloppredning. Under nærmere henvisning til tegningene, illustrerer således fig. 1 en første utførelsesform 10 med en fIotasjonstank 12 fylt med vann til nivået 14. Under drift sprøytes en oppslemning av finoppmalte kullpartikler, tilknyttede urenheter og ytterligere tilsetningsstoffer som for eksempel monomere kjemiske initiatorer, kjemiske katalysatorer og flytende hydrocarboner gjennom minst én spiralspreder med åpen strøm-ning 16 plassert i en avstand over vannivået i tanken 12.

I alternative utførelsesformer kan to eller flere spredere brukes til å sprøyte oppslemning og/eller enhver annen øns-ket bestanddel inn i tanken.

Strømmen av behandlet kull pumpes under trykk gjennom et forgreningsrør til sprederen 16 hvor de resulterende skjærkrefter sprer den flokkulente oppslemning med kull som fine dråper slik at de med stor kraft sprøytes inn i massen av et gjennomløpende vannbad i tank 12 og slik at det dannes et skum 17. Det skaffes høye skjærkrefter i sprederen 16 og de dispergerte partikler trenger med stor kraft inn i overflaten av vannet og bryter opp klumpene av kull, olje og vann, vannfukter derved og frigjør aske fra mellom-rommene mellom kullklumpene og bryter opp kullklumpene slik at eksponerte askeoverflater som er innført i vannet, separeres fra de flytende kullpartikler og synker ned i vannbadet. Overflatene av de finfordelte kullpartikler inneholder nå luft sorbert til de forstøvede partikler, hvorav mye inne-lukkes ved sprøyting av oppslemningen gjennom en luftingssone 19 slik at luft sorberes i den utsprøytede oppslemning. De kombinerte effekter på det behandlede kull forårsaker at det flokkulerte kull avtar med hensyn til tilsynelatende tett-het og at det flyter som et skum 17 på overflaten av vannbadet. Den hydrofile aske forblir i vannfasen og har en tendens til å synke nedover i tanken 12 under innflytelse av gravitasjon. Tanken 12 på fig. 1 kan være en konvensjo-nell skumfIotasjonstank som er tilgjengelig i handelen fra KOM-LINE-Sanderson Engineering Co., Peapack, New York, modifisert som angitt nedenfor. Flotasjonstanken kan også omfatte noe standardutstyr som ikke er illustrert på tegningene, som for eksempel en væskenivåføler og et regule-ringssystem, og et temperaturfølende og -regulerende system.

Foreliggende oppfinnelse virker ved et skumgene-reringsprinsipp hvor oppslemningen sprøytes gjennom en luftingssone slik at vesentlig større mengder luft sorberes av de utsprøytede, finere dråper av oppslemningen. Følgelig innføres luft i oppslemningen på en unik måte for å generere det resulterende skum. Fordelene ved denne skumgenererings-måte gjør den her beskrevne lære spesielt anvendbar til skumfIotasjonsseparasjon av oppslemningen som inneholder en vesentlig andel partikkelmateriale.

Partiklene i det flytende skum skapt ved hjelp av sprederen 16 kan fjernes fra vannoverflaten ved f.eks. en avskummingsanordning 28 hvor et endeløst transportbånd 30 bærer et stort antall skummerplater 32 som henger ned fra beltet. Skummerplatene er dreibart festet til transport-båndet for å dreie i to retninger i forhold til båndet, og båndets nedre løp er plassert over og parallelt med vannoverflaten i tanken. Platene 32 skummer det resulterende skum på vannoverflaten i en første retning 34 mot en overflate 36, fortrinnsvis skrånende oppover, som strekker seg fra vannoverflaten til en oppsamlingstank 38 plassert på den ene side av fIotasjonstanken, slik at skummerplatene 32 skummer skummet fra vannoverflaten, opp overflaten 36 og inn i oppsamlingstanken 38.

I anordningen ifølge den beskrevne utførelsesform virker avfallsfjerningen ved bunnen av tanken i en retning 40 flytende fra en innførselsstrøm 42 til utførselsstrømmen 46, mens avskumningsanordningen ved toppen av tanken virker i retningen 34 som er motsatt til retningen av avfallsfjer-ningsanordningen. Selv om den illustrerte utførelsesform viser en motstrøms anordning, omfattes alternative utførel-sesformer av foreliggende oppfinnelse, f.eks. slike som inneholder tverr- og medflytende strømmer.

Som nærmere beskrevet nedenfor, vil også en re-sirkulasjonsanordning svarende til de som er beskrevet i US patentskrifter nr. 4 347 126 og 4 347 217, kunne benyttes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, idet det anven-des en resirkulasjonsteknikk for ytterligere å forbedre effektiviteten i forhold til tidligere kjente anordninger. Ved resirkulasjonsteknikken resirkuleres kullpartikler som ikke flyter etter å være blitt sprøytet gjennom sprederen 16, betegnet en primær spreder i forbindelse med denne ut-førelsesform, til en ytterligere resirkulasjonsspreder for å gi kullpartiklene en andre runde for utvinning.

Oppredningsfremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse følger den generelle lære og beskrivelse ifølge US patentskrift nr. 4 304 573. Foreliggende oppfinnelse kan benytte egnede kjemiske reagenser som f.eks. tallolje, nr. 6 brennstoffolje, nr. 2 brennstoffolje, eller blandinger av begge, kobbernitratoppløsning, R 2® 2 0<^ e9ne<^e skummende kjemiske reagenser som f.eks. 2-ethylhexanol, butoxyethoxy-propanol (BEP) eller methylisobutylcarbinol (MIBC).

Fig. 2 er et vertikalprojeksjonsbilde av en ut-førelsesform av en åpen strømningsspreder 16 av spiraltype som er beskrevet i US patentskrift nr. 4 514 291, som fortrinnsvis benyttes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Spiralsprederen omfatter en øvre gjenget del 46 og en lavere spiralformet, snodd del 48. Den øvre del er koblet ved hjelp av gjengene til et passende tilførselsrør hvorfra partikkeloppslemningen pumpes gjennom et øvre sylindrisk løp 50 til den snodde, nedre spiraldel 48 hvor diameteren til spiralvindingene avtar progressivt mot bunnen. Dette er illustrert ved hjelp av den større øvre diameter Dl i den øvre del og den reduserte diameter D2 i den nedre del.

Når spiralsprederen er i bruk, pumpes partikkelmaterialoppslemningen gjennom det øvre sylindriske løp 50 til den snodde, nedre spiraldel 48 hvor, etter hvert som den indre diameter D avtar, den skarpe indre og øvre kant 52 på den snodde del skjærer av den ytre diameterdel av den sylindriske oppslemningsstrøm og styrer den langs den øvre snodde overflate 54 radialt utover og nedover. Denne av- skjæring av den sentrale oppslemningsstrøm utføres progressivt gjennom sprederen etter hvert som den indre diameter avtar progressivt mot bunnen.

Den sentrale oppslemningsstrøm gjennom sprederen

er åpen slik at den mulige sammenklumping vesentlig reduseres, og den sentrale strøm definerer en nedadrettet tilspisset, invertert konisk form hvor det nedre punkt stanser nær bunnen av sprederen. Den resulterende sprøyteform er en hul konisk form som i den her beskrevne utførelsesform definerer en 50° hul, konisk form. Selvfølgelig kan det benyttes enten trangere eller bredere sprøyteformer i alternative ut-førelsesformer. Videre reduserte spiralsprederen med åpen strømning mottrykket over sprederen i forhold til tidligere kjente spredere med et stort antall små åpninger som resulterer i større strømningshastigheter for oppslemning gjennom sprederen og mer lufting av oppslemningen ved det samme driftstrykk. Alternativt kunne spiralsprederen med åpen strømning brukes ved et lavere trykk i forhold til tidligere kjent teknikk, mens de samme strømningshastigheter for oppslemning beholdes.

Hver spreder kan skråstilles i en vinkel i forhold til vertikalen (dvs. stillingen til sprederen i forhold til væskeoverflatenivået), slik at den virker ved å sende skum-strømmen i en retning mot avskumningsanordningen 28. Inn-fallsvinkelen synes imidlertid ikke å være kritisk og den vertikale innstilling vist på fig. 1 kan være foretrukket for å skape en tilstand som bidrar mest til omrøring og skumgenerering i vannoverflaten. Det synes å være av betyd-ning at omrøringen skapt ved hjelp av sprederutsprøytningen definerer en turbulenssone som strekker seg en begrenset avstand ned under vannoverflatenivået. Dybden av turbulens-sonen kan blant annet reguleres ved å variere tilførsels-trykket for oppslemningen i tilførselsgrenrørene og også avstanden til sprederne over vannoverflaten. Ved én opera-tiv utførelsesform ga en turbulenssone som strakte seg 2,5 til 5 cm ned under vannoverflaten, svært god omrøring og skumgenerering selv om avstanden er avhengig av mange variable størrelser, som f.eks. tankstørrelsen, mediet i tanken, etc, og følgelig kan variere betydelig i andre ut-føre Ises f ormer .

Fig. 3 illustrerer én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse for et flerstrøms, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon. Under bruk produseres en oppslemning av finoppmalte kullpartikler, ledsagende urenheter og kjemiske reagenser ved først å male opp kullet ved 60 og deretter blande kullet ved 62 med en første, begrenset mengde kjemiske reagenser. Den resulterende oppslemning oppredes så i en videresendelsesstrøm ved 64 ved hjelp av ut-sprøytinger og avskumminger på en her beskrevet måte hvorved det fremstilles et resulterende første produkt.

Bunnfallene som inneholder det gjenværende partikkelmateriale som skiller seg fra skumfasen ved å synke ned i fIotasjonstanken eller -tankene med videresendelsesstrøm, sendes så til en omgang med rensestrøm. Ytterligere kjemiske reagenser blandes så ved 66 med det gjenværende partikkelmateriale hvorved det fås en oppslemning som deretter oppredes i rensestrømmen ved 68 ved hjelp av utsprøyting og avskumming på en måte som her er beskrevet, hvorved det fås et resulterende andre produkt.

Foreliggende oppfinnelse virker ved det prinsipp at den reduserte mengde av kjemiske reagenser i videre-sendelsesstrømmen resulterer i utvinning av bare det partikkelmateriale som har den største prosentvise andel kull (minst prosentvis andel askeurenheter). De ytterligere kjemiske reagenser tilsatt i rensestrømmen resulterer i utvinning av et mindre rent produkt. Bunnfallene separert fra rensestrømmen kan kasseres som avfall, eller kan i alternative utførelsesformer sendes til ytterligere rense-strømmer for ytterligere utvinning.

Avhengig av de valgte parametre kan summen av ut-vinninger fra videresendelses- og rensestrømmene velges til å være mindre enn, lik eller bedre enn utvinning i en nor-mal fremgangsmåte med en enkel produktstrøm, som er begrenset til utvinning langs en enkel utvinningskurve. En svært verdifull fordel ifølge foreliggende oppfinnelse er at omgangene i videresendelsesstrømmen og derpå følgende strøm eller strømmer kan velges til å være langs forskjellige ønskede utvinningskurver, hvorved det fås produkter som er svært rene, eller mindre rene, eller rene til hvilken som helst prosentandel aske som ønskes. Følgelig er foreliggende oppfinnelse svært allsidig ettersom behandlingen i hver enkel produktstrøm kan reguleres separat for å regulere både prosent produktutvinning og prosent urenheter i produktet som produseres i strømmen. For eksempel kan den første produktstrøm reguleres til å gi et svært rent første-strømsprodukt med en svært lav prosent urenheter og også en lav utvinningsprosent, mens en andre produktstrøm kan reguleres til å utvinne en stor prosent av det gjenværende produkt ved en prosent av urenheter som fortsatt er under pro-senten i den opprinnelige tilførsel.

Fig. 4 illustrerer ytterligere detaljer ved en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor oppslemningen i videresendelsesstrømmen produsert ved hjelp av en blandetank 70 sendes gjennom en serie av opprednings-skumtanker eller -beholdere 72, 74 og 76. De gjentatte utsprøytinger i hver av tankene bryter klumpene fra hverandre i en større grad enn utsprøyting i bare en enkel tank, og fraskiller derved mer av askeurenhetene.

Alle bunnfall som synker ned fra skumfasene i tankene 72, 74 og 76 sendes til en blandetank 78 hvor ytterligere kjemiske reagenser tilsettes for å gi en oppslemning for rensestrømmen som inneholder en serie av opprednings-skumtanker eller -beholdere 80, 82, 84 for en serie utsprøy-tinger og avskumminger. Bunnfallene som synker fra skumfasene i tankene 80, 82 og 84 kan kasseres som avfall, eller kan sendes til en ytterligere rensestrøm.

Det er fordelaktig i disse seriesammenknyttede skumtanker å arrangere vannstrømmen fra tank til tank slik at den blir motsatt til den fortløpende strøm av kullpar-tikkelmateriale fra tank til tank. Etter hvert som kull-partikkelmaterialet beveger seg fremover langs tankene for ytterligere rensing, beveger følgelig vannet seg i den mot-satte retning. Ved den første rensing brukes det minst rene vann, og ved den siste rensing brukes det reneste vann. Forholdsvis dype tanker tillater en drift med motstrøm med minimalt tap av kull i det motstrømmende vann eller forurensning av rent kull med mineralstoff. Videre holder motstrømningen behovet for vannetterfylling lavt, og mini-maliserer vanntapet. Dette siste aspekt blir stadig vik-tigere i områder med knapphet på vann eller hvor vann er forholdsvis kostbart. Motstrømsrensing har en annen fordel ved at noen kull eller fraksjoner av kull naturlig inneholder svært lite finfordelt, eller etterfølgende mineralstoff. Dette kull kan effektivt isoleres fra kullet som har mer mineralstoff ved hjelp av den regulerte kullutvinning.

Variasjonen i kjemiske reagenser mellom videre-sendelsesstrømmen og rensestrømmen eller -strømmene kan for eksempel være med hensyn til mengden av kjemiske reagenser, slik som brennstoffoljemenge i hver strøm, eller kan være med hensyn til tilsetning av forskjellige kjemiske reagenser. For eksempel kan en gitt mengde brennstoffolje tilsettes til videresendelsesstrømmen, og deretter kan et skumningsmiddel som for eksempelBEP ellerMIBC eller 2-ethylhexanol tilsettes til oppslemningen i rensestrømmen eller -strømmene. Alternativt kan både mengden og typen av kjemiske reagenser varieres mellom videresendelsesstrømmen og rensestrømmen eller -strømmene.

Tabell 1 og fig. 5 inneholder data fra eksempler på foreliggende oppfinnelse ved bearbeidelse av gruvekull av type Eastern. For disse eksempler ble gruvekull av type Eastern under bearbeidelse utsatt for følgende fremgangsmåte-trinn: 1. oppmaling med laboratorie-stavmølle i 40 minutter, 2. kjemiske reagenser tilsatt som angitt nedenfor og deretter ble oppslemningen blandet og bearbeidet i

30 sekunder,

3. det flytende skum ble avskummet hvorved man fikk produkt A, 4. BEP ble blandet med de gjenværende rensebunn-fall, 5. det flytende skum ble avskummet hvorved man fikk produkt B, 6. de gjenværende bunnfall ble betegnet produkt C, 7. produktene A, B og C ble deretter filtrert og analysert.

Mengdene i disse eksempler ved kull av type Eastern er som følger:

Fig. 5 viser plottinger av det prosentvise innhold av aske i produktene versus utvinningsprosent for A og B-produktene, idet dataene for disse plottinger skriver seg fra vedkommende kolonner i Tabell I. Tabell I angir også den samlede utvinningsprosent for både A- og B-produktene. Eksemplet med 1/8 % er svært interessant ved at A-produktet er svært rent, med 1,3 % sluttaske ved en utvinning på 26,6 %, mens den samlede utvinning på 98,5 % også er svært høy.

Tabell 2 og fig. 6 inneholder data fra eksempler av foreliggende oppfinnelse ved bearbeidelse av gruvekull av type Darby. For disse eksempler ble bearbeidelse av gruvekull av type Darby utsatt for de samme fremgangsmåte-trinn (1 til 7) som er gjengitt ovenfor for eksemplene med kull av type Eastern. Mengdene i disse eksempler av kull av type Darby er som følger:

Fig. 6 viser plottinger av det prosentvise innhold av aske i produktene versus produktutvinning for A- og B-produktene, idet dataene for disse plottinger skriver seg fra vedkommende kolonner i Tabell 2. Tabell 2 angir også den samlede prosent utvinning for både A- og B-produktene.

Claims (16)

1. Flerstrøms, flerprodukts anlegg for separasjon av bestanddelene i en tilført oppslemning som inneholder partikkelmateriale, ved skumfIotasjon, karakterisert ved : (a) en strøm for videresendelse av produkt inkludert midler for blanding av en første mengde kjemiske reagenser med partikkelmaterialeoppslemningen, og midler for utsprøyting av partikkelmaterialeoppslemningen sammen med de kjemiske reagenser blandet i denne, gjennom minst én spreder og til overflaten av en væske i en fIotasjonstank med videresendelsesstrøm for å skape en flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en første mengde av partikkelmaterialet, og hvor det gjenværende av partikkelmaterialeoppslemningen skiller seg fra skumfasen ved nedsynking i fIotasjonstanken med videresendelsesstrøm, slik at skumfasen fraskilles som et første produkt, og (b) en andre strøm for rensing av produkt, inkludert midler for blanding av en ytterligere mengde kjemiske reagenser med det gjenværende av den fraskilte partikkelmaterialoppslemning og midler for sprøyting av den gjenværende partikkelmaterialoppslemning sammen med ytterligere reagenser gjennom minst én spreder og til overflaten av en væske i en andre fIotasjonstank med rensestrøm for å skape en flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en andre mengde av partikkelmaterialet, hvor det gjenværende av partikkelmaterialoppslemningen skiller seg fra skumfasen ved nedsynking i den andre fIotasjonstank med rensestrøm, slik at den andre skumfase skilles fra som et andre produkt, hvorved første og andre separate produktstrømmer adskilles fra tilførselsoppslemningen.

2. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at tilførselsoppslemningen omfatter en oppslemning av kullpartikler og tilknyttede urenheter som for eksempel aske, og at de kjemiske reagenser omfatter overflatebehandlenue kjemikalier for kullpartiklene, idet systemet benyttes til oppredning av kull.

3. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 2, karakterisert ved at både videresendelsesstrømmen og rensestrømmen omfatter en serie av skumfIotasjonstanker og tilknyttede spredere.

4. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 3, karakterisert ved at hver spreder består av en spiralspreder med åpen strøm-ning .

5. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 4, karakterisert ved at den første mengde kjemiske reagenser er tilstrekkelig ineffektive, og den ytterligere mengde av kjemiske reagenser er tilstrekkelig effektive, til at utvinningen i rensestrøm-men er større enn utvinningen i videreforsendelsesstrømmen, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm,

6. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den første mengde kjemiske reagenser er tilstrekkelig ineffektiv, og at den ytterligere mengde kjemiske reagenser er tilstrekkelig effektiv, til at utvinningen i rensestrøm-men er større enn utvinningen i strømmen for videresendelse, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

7. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av videreforsendelse- og rense-strømmene omfatter en serie av skumfIotasjonstanker og tilknyttede spredere.

8. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at hver spreder består av en spiralspreder med åpen strøm-ning .

9. Flertrinns, flerprodukts fremgangsmåte for skum-flotasjon av bestanddelene i en tilførselsoppslemning inne-holdende partikkelmateriale, karakterisert ved at: (a) en første mengde av kjemiske reagenser blandes i en strøm for videresendelse av produkt med partikkelmaterialoppslemningen, partikkelmaterialoppslemningen sprøytes sammen med kjemiske reagenser blandet i denne på overflaten av en væske for å skape en flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en første mengde partikkelmateriale, og det gjenværende av partikkelmaterialoppslemningen får skille seg fra skumfasen ved synking i væsken, og skumfasen fraskilles som et første produkt, og (b) i en andre strøm for rensing av produkt blano.es en ytterligere mengde kjemiske reagenser med det gjenværende av den fraskilte partikkelmaterialoppslemning, den gjenværende partikkelmaterialoppslemning sprøytes sammen med ytterligere reagenser på overflaten av en væske for å skape en flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en andre mengde av partikkelmaterialet, og det gjenværende av partikkelmaterialoppslemningen får skille seg fra skumfasen ved nedsynking i væsken, og fraskiller den andre skumfase som et andre produkt, idet første og andre separate produktstrømmer skilles fra tilførselsoppslemningen.

10. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert ved at den omfatter å danne tilførselsoppslemningen fra en oppslemning av kullpartikler og tilknyttede urenheter, som for eksempel aske, og hvor de kjemiske reagenser omfatter overflatebehandlende kjemikalier for partiklene, idet fremgangsmåten benyttes til oppredning av kull.

11. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 10, karakterisert ved at det utføres en serie av sprøyte- og separasjonstrinn i hver av strømmene for videresendelse og rensing.

12. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 11, karakterisert ved at det i hvert sprøytetrinn benyttes en spiralspreder med åpen strømning.

13. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at den omfatter tilsetning av en tilstrekkelig ineffektiv første mengde av kjemiske reagenser i strømmen for videresendelse av produkt, og å tilsette en tilstrekkelig effektiv ytterligere mengde kjemiske reagenser i strømmen for rensing av produkt, slik at utvinningen av det andre produkt er større enn utvinningen av det første produkt, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

14. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert ved at den omfatter å tilsette en tilstrekkelig ineffektiv første mengde av kjemiske reagenser i strømmen for videresendelse av produkt, og å tilsette en tilstrekkelig effektiv ytterligere mengde kjemiske reagenser i strømmen for rensing av produkt, slik at utvinningen av det andre produkt er større enn utvinningen av det første produkt, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

15. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert ved at den omfatter utførelse av en serie sprøyte- og separasjonstrinn i hver av strømmene for videresendelse og rensing.

16. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert ved at hvert utsprøytingstrinn benytter en spiralspreder med åpen strømning.