Установка (1) для сгущения и способ сгущения, приспособленные для жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы. Установка включает бак (2), в котором происходит отстаивание твердых веществ, питающий резервуар (4), который включает камеру, снабженную средством приема загружаемого материала (11), например шлама, и по меньшей мере одно выпускное отверстие (5), гидравлически сообщающееся с баком, а также средство распределения материала внутри бака, средство поставки загружаемого материала (11), по меньшей мере шлама, в питающий резервуар, и при этом внутри питающего резервуара расположена отдельная смесительная зона (12) для загружаемого материала (11), в которой установлен по меньшей мере один горизонтальный элемент (7, 15, 22, 23), перекрывающий, по меньшей мере, частично поперечное сечение питающего резервуара; и при этом обеспечена возможность протекания загружаемого материала (11) из указанной смесительной зоны в другую секцию (14) питающего резервуара.

[0001] Установка (1) для сгущения, приспособленная для жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы, включающая

[0002] Установка по п.1, отличающаяся тем, что точка (18) ввода загружаемого материала (11) расположена выше границы раздела между смесительной зоной (12) и другой секцией (14) питающего резервуара.

[0003] Установка по п.1, отличающаяся тем, что горизонтальный элемент (7, 15, 22, 23) выполнен так, что поток загружаемого материала (11) протекает через него в вертикальном направлении.

[0004] Установка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что горизонтальный элемент (15, 22, 23) снабжен множеством отверстий.

[0005] Установка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что горизонтальный элемент (7) состоит, по меньшей мере, из комплекта установленных в горизонтальный ряд лопастных элементов, расположенных радиально на расстоянии друг от друга внутри питающего резервуара (4).

[0006] Установка по п.5, отличающаяся тем, что каждый из лопастных элементов образует с горизонтальной плоскостью угол (А), составляющий от 0 до 90 °.

[0007] Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутренний листовой элемент (16, 24, 25, 27) представляет собой круглый вертикальный цилиндрический элемент, расположенный в середине питающего резервуара (4).

[0008] Установка по п.1, отличающаяся тем, что внешний листовой элемент (17) представляет собой стенку питающего резервуара.

[0009] Установка по п.1, отличающаяся тем, что внешний вертикальный листовой элемент (26, 28) представляет собой круглый вертикальный цилиндрический элемент, расположенный между стенкой (17) питающего резервуара и внутренним листовым элементом (25, 27).

[0010] Установка по пп.7-9, отличающаяся тем, что внешний листовой элемент и/или внутренний листовой элемент снабжены отверстиями или подобными устройствами, которые обеспечивают протекание загружаемого материала (11) через них в горизонтальном направлении.

[0011] Установка по пп.7-10, отличающаяся тем, что внешний листовой элемент и/или внутренний листовой элемент отделены от горизонтального элемента.

[0012] Способ сгущения жидкостей, несущих взвешенные частицы, например шламов, содержащих минералы, отличающийся тем, что жидкость сгущают с помощью установки по любому из пп.1-11.

[0013] Установка для сгущения жидкостей, несущих взвешенные частицы, включающая

[0014] Установка по п.13, в которой лопастные элементы установлены с обеспечением рассеивания кинетической энергии загружаемого материала в верхней смесительной зоне.

[0015] Установка по п.13 или 14, в которой лопастные элементы установлены в горизонтальный ряд так, что каждый из них образует с горизонтальной плоскостью угол (А), составляющий от 0 до 90 °.

[0016] Установка по п.15, в которой лопастные элементы установлены с образованием угла, составляющего примерно 30 ° к горизонтальной плоскости.

[0017] Установка по любому из пп.13-16, в которой верхняя смесительная зона ограничена по меньшей мере одним внутренним листовым элементом и по меньшей мере одним внешним листовым элементом для ограничения потока загружаемого материала в горизонтальном направлении.

[0018] Установка по п.17, в которой внешний листовой элемент формирует внешнюю стенку питающего резервуара.

[0019] Установка по п.17, в которой внешний листовой элемент установлен между внешней стенкой питающего резервуара и внутренним листовым элементом.

[0020] Установка по любому из пп.17-19, в которой внутренний листовой элемент формирует внутреннюю стенку питающего резервуара.

[0021] Установка по любому из пп.17-20, в которой внешний листовой элемент и/или внутренний листовой элемент снабжены отверстиями для обеспечения протекания загружаемой жидкости через верхнюю смесительную зону в горизонтальном направлении.

[0022] Установка по любому из пп.17-21, в которой лопастные элементы закреплены на внешнем листовом элементе и/или внутреннем листовом элементе.

[0023] Установка по любому из пп.17-22, в которой внутренний листовой элемент формирует внутреннюю границу для лопастных элементов и верхней смесительной зоны, внешний листовой элемент формирует внешнюю границу для лопастных элементов и верхней смесительной зоны, так что внутренний и внешний листовые элементы препятствуют стеканию загружаемого материала с краев лопастных элементов.

[0024] Установка по любому из пп.17-23, в которой внутренний листовой элемент и внешний листовой элемент, ограничивающие верхнюю смесительную зону, являются, каждый, в целом цилиндрическими.

[0025] Установка по любому из пп.13-24, в которой впускное отверстие питающего резервуара расположено выше лопастных элементов и верхняя смесительная зона расположена непосредственно над нижней секцией.

[0026] Установка по любому из пп.13-25, в которой выпускное отверстие питающего резервуара включает суженное нижнее отверстие для ограничения потока жидкости между питающим резервуаром и баком.

Настоящее изобретение относится, в общем, к отделению твердого вещества от жидкости. Более конкретно, настоящее изобретение относится к установке для сгущения и способу сгущения, где создают отдельную смесительную зону внутри питающего резервуара, чтобы улучшить перемешивание загружаемого материала перед его поступлением в бак.

При осуществлении процесса 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 дно установки для сгущения, и 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. Установка включает гребок для перемещения вязкого твердого вещества, осаждаемого на дне установки для сгущения, по направлению к воронке для сгущенного продукта, расположенной в центре бака для сгущения. Шлам загружают в установку для сгущения через питающий трубопровод и питающий резервуар. Скорость отстаивания можно увеличить, если использовать оптимальное количество и соответствующий тип флокулянта. 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. При проведении флокуляции некоторых видов пульпы следует сначала разбавить пульпу для более эффективного протекания флокуляции после добавления флокулянта.

Для загрузки шлама в бак установки для сгущения и для обеспечения средства флокуляции шлама перед его поступлением в бак часто используют питающий резервуар, через нижнюю часть которого загружают шлам и средство флокуляции. Назначение питающего резервуара установки для сгущения также включает перемешивание загружаемого шлама с флокулянтом и обеспечение возможности отстаивания флокулированных 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. В установках для сгущения разбавление поступающей пульпы обычно осуществляют посредством рециркуляции некоторого количества разбавляющей жидкости, перетекающей из верхней части бака установки для сгущения, обратно в загрузочный трубопровод и/или питающий резервуар. Для рециркуляции жидкого верхнего продукта иногда необходимо устанавливать насосы, трубопроводы для жидкости и клапаны. Один из способов разбавления шлама состоит в осуществлении циркуляции разбавляющей жидкости извне питающего резервуара внутрь питающего резервуара через отверстие в стенке питающего резервуара или через отдельный трубопровод.

Иногда при работе питающего резервуара возникает проблема, заключающаяся в тенденции загружаемого материала течь непосредственно к нижнему выпускному отверстию. Время пребывания твердых частиц внутри питающего резервуара невелико. Кроме того, при этом не происходит эффективного перемешивания твердых частиц с разбавляющей жидкостью и флокулянтом. Частицы просто перетекают прямо по питающему резервуару, вниз и наружу. Эта тенденция более выражена для фракции крупных частиц загружаемого твердого вещества. В результате происходит недостаточное перемешивание разбавляющей жидкости с загружаемым материалом, что приводит лишь к частичной флокуляции. Перемешивание в питающем резервуаре должно быть достаточно эффективным для обеспечения тщательного смешивания загружаемого шлама с разбавляющей жидкостью и флокулянтом.

Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении установки для сгущения и способа сгущения, которые позволяют осуществлять эффективное перемешивание загружаемого материала внутри питающего резервуара установки для сгущения.

Вышеуказанная цель может быть достигнута 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, образующих слой сгущенной пульпы, вследствие чего разбавленная жидкость, имеющая более низкую относительную плотность, перемещается к верхней части бака; питающий резервуар, который включает камеру, снабженную средством приема загружаемого материала, например шлама, и по меньшей мере одно выпускное отверстие, гидравлически сообщающееся с баком, а также средство распределения материала внутри бака, средство поставки загружаемого материала, по меньшей мере шлама, в питающий резервуар, где внутри питающего резервуара расположена отдельная смесительная зона для загружаемого материала, и при этом в питающем резервуаре установлен по меньшей мере один горизонтальный элемент, перекрывающий, по меньшей мере, частично поперечное сечение питающего резервуара; и при этом обеспечена возможность протекания загружаемого материала из указанной смесительной зоны в другую секцию питающего резервуара, т.е. секции питающего резервуара, не ограниченные смесительной зоной. Установка, предлагаемая согласно настоящему изобретению, позволяет снижать проскок загружаемого материала и способствует перемешиванию потока загружаемого материала, разбавляющего потока и потока флокулянта. При создании смесительной зоны уменьшенного объема для загружаемого материала доступная кинетическая энергия загружаемого материала рассеивается в уменьшенном объеме, что улучшает перемешивание загружаемого материала.

Согласно одному из воплощений настоящего изобретения точка ввода загружаемого материала находится выше границы раздела смесительной зоны и другой секции питающего резервуара. Таким образом, загружаемый материал не вытекает непосредственно из питающего резервуара.

Согласно одному из воплощений настоящего изобретения поток загружаемого материала организован так, что он протекает через горизонтальный элемент в вертикальном направлении.

Согласно одному из воплощений настоящего изобретения в горизонтальном элементе имеется множество отверстий. Согласно другому воплощению настоящего изобретения горизонтальный элемент состоит, по меньшей мере, из комплекта лопастных элементов, расположенных внутри питающего резервуара радиально на определенном расстоянии, где лопастные элементы образуют угол, составляющий 0-90 ° к горизонтальной поверхности.

Согласно одному из воплощений настоящего изобретения смесительная зона включает по меньшей мере один внутренний листовой элемент и по меньшей мере один внешний листовой элемент для ограничения потока загружаемого материала в горизонтальном направлении. Согласно одному из воплощений настоящего изобретения внутренний листовой элемент представляет собой круглый вертикальный цилиндрический элемент, расположенный в центре питающего резервуара. Согласно одному из воплощений настоящего изобретения внешний листовой элемент представляет собой стенку питающего резервуара. Согласно одному из воплощений настоящего изобретения внешний вертикальный листовой элемент представляет собой круглый вертикальный цилиндрический элемент, расположенный между стенкой питающего резервуара и внутренним элементом.

Согласно одному из воплощений настоящего изобретения внешний листовой элемент и/или внутренний листовой элемент снабжены отверстиями или подобными устройствами, которые обеспечивают протекание загружаемого материала через них в горизонтальном направлении. Согласно одному из воплощений изобретения внешний листовой элемент и/или внутренний листовой элемент отделены от горизонтального элемента.

В соответствии со способом, предлагаемым согласно настоящему изобретению, загружаемый материал протекает внутрь питающего резервуара в отдельную смесительную зону, где происходит первоначальное рассеивание кинетической энергии загружаемого материала, состоящую по меньшей мере из одного горизонтального элемента, перекрывающего, по меньшей мере, частично поперечное сечение питающего резервуара, и при этом загружаемый материал перетекает из смесительной зоны в другую секцию питающего резервуара.

Согласно одному из воплощений настоящего изобретения загружаемый материал протекает внутри питающего резервуара по касательной.

Согласно другому воплощению способа загружаемый материал протекает через горизонтальный элемент, например через отверстия, в вертикальном направлении в другую секцию питающего резервуара. Согласно другому воплощению способа горизонтальный элемент состоит, по меньшей мере, из комплекта лопастных элементов, расположенных радиально на определенном расстоянии внутри питающего резервуара, и загружаемый материал протекает через промежутки между лопастями. Согласно другому воплощению способа протекание загружаемого материала в горизонтальном направлении внутри цилиндрического питателя ограничивают по меньшей мере одним внутренним листовым элементом и по меньшей мере одним внешним листовым элементом. Согласно одному из воплощений изобретения материал протекает через внутренний листовой элемент и/или внешний листовой элемент в другую секцию питающего резервуара. Согласно одному из воплощений настоящего изобретения загружаемый материал протекает под внутренним листовым элементом и/или внешним листовым элементом в другую секцию питающего резервуара. Согласно одному из воплощений изобретения загружаемый материал протекает переливом из смесительной зоны в другую секцию питающего резервуара.

Применение вышеуказанной установки и способа по изобретению позволяет увеличить время пребывания твердых частиц внутри питающего резервуара и достигнуть тщательного перемешивания загружаемого материала.

Настоящее изобретение более подробно показано при помощи следующих чертежей, где

на фиг. 1 представлено схематическое изображение установки для сгущения согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 - трехмерное изображение в разрезе воплощения настоящего изобретения, представленного на фиг. 1;

на фиг. 3 - схематическое изображение воплощения настоящего изобретения;

на фиг. 4 - трехмерное изображение в разрезе воплощения настоящего изобретения, представленного на фиг. 3;

на фиг. 5 - схематическое изображение воплощения настоящего изобретения;

на фиг. 6 - трехмерное изображение в разрезе воплощения настоящего изобретения, представленного на фиг. 5;

на фиг. 7 - схематическое изображение воплощения настоящего изобретения;

на фиг. 8 - трехмерное изображение в разрезе воплощения настоящего изобретения, представленного на фиг. 7;

на фиг. 8а - схематическое изображение воплощения настоящего изобретения;

на фиг. 8b - схематическое изображение воплощения настоящего изобретения;

на фиг. 8с - схематическое изображение воплощения настоящего изобретения.

Установка для сгущения, предлагаемая согласно одному из предпочтительных воплощений настоящего изобретения, включает установку 1 для сгущения с цилиндрическим баком 2 для вмещения пульпы 3, как показано на фиг. 1-8. Согласно этому воплощению изобретения питающий резервуар 4 расположен в середине бака 2 и снабжен средством 21 для загрузки материала 11, например шлама и разбавляющего материала, внутрь питающего резервуара. При необходимости также загружают флокулянт. Питающий резервуар снабжен нижним отверстием 5, гидравлически сообщающимся с баком 2, через которое пульпа, находящаяся в питающем резервуаре, может стекать в бак. Нижняя часть стенки питающего резервуара предпочтительно включает сужающуюся книзу коническую пластину 6, так что сечение потока жидкости в нижней части меньше, чем в верхней, что позволяет ограничивать поток жидкости между баком и питающим резервуаром. Флокулянт обычно смешивают с шламом в питающем резервуаре во время загрузки шлама в бак. Флокулянт способствует оседанию минерального шлама на дно бака и в воронке для сгущенного продукта. При обычном режиме работы отстаивание твердых веществ происходит в баке установки для сгущения, посредством чего слой сгущенной пульпы 3 оседает, вытесняя верхний слой относительно разбавленной жидкости 8 по направлению к верхней части бака. По обеим сторонам бака установки для сгущения расположены сливные лотки 9, по которым осуществляют транспортировку излишков переливающейся жидкости к выпускной трубе. Концентрированный шлам удаляют из воронки для сгущенного продукта через выпускной трубопровод 10.

На фиг. 2, 4, 6 и 8, где стенка 17 питающего резервуара 4 показана в частичном разрезе, можно видеть, что загружаемый материал 11, например шлам, разбавляющую жидкость и флокулянт загружают в питающий резервуар 4 для проведения их тщательного перемешивания перед подачей в резервуар. Загружаемый материал 11 протекает в питающий резервуар, причем частицы в шламе движутся по кругу в питающем резервуаре, эффективно перемешиваясь с разбавляющей жидкостью и флокулянтом в верхней зоне питающего резервуара. В соответствии с изобретением внутри питающего резервуара расположена отдельная смесительная зона 12 для загружаемого материала, в которой расположен по меньшей мере один горизонтальный элемент 7, 15, 22 и 23, перекрывающий, по меньшей мере, частично поперечное сечение питающего резервуара 4; причем обеспечена возможность протекания загружаемого материала 11 из указанной смесительной зоны 12 в виде вытекающего материала 13 в другую секцию 14 питающего резервуара, и далее из питающего резервуара в бак. Таким образом, питающий резервуар разделен по меньшей мере на две отдельные зоны в вертикальном направлении, при этом обеспечена возможность протекания загружаемого материала 11 внутри питающего резервуара между смесительной зоной 12 и другой секцией 14 питающего резервуара. Точка 18 ввода загружаемого материала 11 находится выше поверхности раздела между смесительной зоной 12 и другой секцией 14 питающего резервуара. Смесительная зона 12 в верхней секции питающего резервуара обеспечивает пространство, имеющее уменьшенный объем, где рассеивается кинетическая энергия загружаемого материала 11 и перемешивание загружаемого материала 11 сильно улучшается. Согласно примерам изобретения обеспечивают возможность протекания загружаемого материала 11 через горизонтальный элемент 7, 15, 22 и 23 в вертикальном направлении через промежутки или отверстия 19, 29 или подобные устройства. Смесительная зона 12 состоит по меньшей мере из одного вертикально установленного внутреннего листового элемента 16, 24, показанного на фиг. 1-4. Как показано на фиг. 5-8, в смесительной зоне 12 вертикально установлены два внутренних и внешних листовых элемента 25, 26 и 27, 28, предназначенные для ограничения потока в горизонтальном направлении.

Как показано на фиг. 1 и 2, отдельная смесительная зона 12 состоит, по меньшей мере, из комплекта лопастных элементов 7, которые работают как горизонтальный элемент, расположенных на определенном расстоянии в радиальном направлении внутри питающего резервуара и образующих границу между смесительной зоной 12 и другой секцией 14 питающего резервуара. В этом примере другая секция 14 питающего резервуара расположена ниже смесительной зоны 12. Также смесительная зона предпочтительно включает один вертикально установленный внутренний листовой элемент 16 и один вертикально установленный внешний листовой элемент 17, который представляет собой стенку питающего резервуара и предназначен для ограничения потока в горизонтальном направлении. Лопастные элементы 7 расположены ниже точки 18 ввода загружаемого материала 11. Перемешивание загружаемого материала происходит выше лопастных элементов 7 в смесительной зоне 12. После этого вытекающий материал 13 протекает из смесительной зоны 12 между промежутками 19 лопастных элементов 7 вниз в другую секцию 14 питающего резервуара и оттуда в бак 2 через нижнее выпускное отверстие 5 питающего резервуара. Согласно этому примеру изобретения лопастные элементы образуют угол А, предпочтительно составляющий 30 ° с горизонтальной плоскостью. Лопастные элементы 7 прикреплены к листовым элементам 16 и 17 при помощи прикрепляющего механизма любого типа. Внутренний листовой элемент 16 представляет собой круглый цилиндрический элемент, расположенный в середине питающего резервуара, который играет роль внутренней границы для лопастных элементов 7 и смесительной зоны 12, так что загружаемый материал 11 не стекает с краев лопастных элементов. Другая сторона лопастных элементов 7 закреплена на внешнем листовом элементе 17, который в этом примере представляет собой стенку питающего резервуара, а также внешнюю границу лопастных элементов 7 и смесительной зоны 12.

Пример, описанный на фиг. 3 и 4, показывает отдельную смесительную зону 12, которая образуется при использовании горизонтального листового элемента 15 и внутреннего листового элемента 24 для ограничения потока внутри смесительной зоны 12. Горизонтальный листовой элемент 15 имеет множество отверстий 29 или подобных устройств, которые обеспечивают протекание вытекающего материала 13 сверху вниз внутри питающего резервуара 4. Загружаемый материал 11 перемешивается внутри смесительной зоны 12, которая создает уменьшенный объем для материала, в котором рассеивается кинетическая энергия загружаемого материала.

Пример изобретения, описанный на фиг. 5 и 6, показывает отдельную смесительную зону 12, образованную горизонтальным элементом 22, через отверстия 29 которого протекает вытекающий материал 13. Два вертикально расположенных листовых элемента 25 и 26 установлены для ограничения потока загружаемого материала 11 в горизонтальном направлении внутри смесительной зоны 12. Согласно этому примеру обеспечена возможность протекания вытекающего материала 13 через отверстия 29, расположенные во внешнем листовом элементе 26, который установлен в пространстве между стенкой 17 питающего резервуара и внутренним листовым элементом 25.

Пример, описанный на фиг. 7 и 8, 8а-8с, показывает смесительную зону 12, которая образована внутри питающего резервуара. Согласно этому примеру смесительная зона состоит из горизонтального элемента 23, который удерживает загружаемый материал 11 внутри смесительной зоны 12, создающей уменьшенный объем, что улучшает перемешивание загружаемого материала 11. Обеспечена возможность протекания загружаемого материала из смесительной зоны 12 в другие секции питающего резервуара, т.е. в соседние секции, в секции, расположенные выше и ниже внутри питающего резервуара. Горизонтальный элемент 23 образует внутри питающего резервуара кольцо; этот горизонтальный элемент показан на фиг. 8 в разрезе. Смесительная зона 12 снабжена двумя листовыми элементами 27 и 28 для ограничения потока внутри смесительной зоны 12 в горизонтальном направлении. Согласно одному из примеров изобретения обеспечена возможность протекания вытекающего материала 13 через промежутки между листовыми элементами 27, 28 и горизонтальным элементом 23, как показано на фиг. 8а. Кроме того, конструкция может также обеспечивать протекание вытекающего материала 13 переливом из смесительной зоны 12 в другую секцию 14. Обеспечена возможность протекания, как показано на фиг. 8b. На фиг. 8с также показан один пример изобретения, согласно которому поток вытекающего материала 13 организован таким образом, что он протекает через отверстия 29 или подобные устройства, расположенные в листовых элементах 27 и 28.

Несмотря на то что настоящее изобретение было описано в рамках предпочтительных воплощений, следует понимать, что специалисты в данной области техники могут модифицировать данное изобретение или внести в данное изобретение изменения. Такие изменения и модификации находятся в пределах области защиты, определенной прилагаемой формулой изобретения.