BR0308509B1 - dispositivo de separação e método para reduzir ôdonuttingö no interior de dito dispositivo. - Google Patents

dispositivo de separação e método para reduzir ôdonuttingö no interior de dito dispositivo. Download PDF

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Description

"DISPOSITIVO DE SEPARAÇÃO E MÉTODO PARA REDUZIR "DONUTTING" NO INTERIOR DE DITO DISPOSITIVO"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a dispositivos de separação para suspensões líquidas e polpas e em particular a um espessador aperfeiçoado. Foram desenvolvidos
principalmente para utilização na separação de polpa mineral de uma suspensão líquida e serão descritos daqui em diante com referência a esta aplicação. No entanto, deve- io se observar que a invenção não está limitada a este campo de utilização em particular.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A discussão a seguir quanto ao estado da técnica destina-se a apresentar a invenção em um contexto técnico apropriado e permite que seu significado seja apreciado apropriadamente. No entanto, a não ser que claramente indicado em contrário, referência a qualquer técnica anterior neste relatório não deve ser entendida como uma admissão de que tal técnica seja largamente conhecida ou que faça parte do conhecimento geral comum no campo.
Espessadores são conhecidos como um meio para separar polpas em suspensão. São comumente utilizados no campo do processamento e extração mineral, bem como outras indústrias tais como a de produção de papel. Os espessadores conhecidos tipicamente incluem um
tanque espessador e um poço de alimentação. O poço de alimentação inclui uma câmara apresentando uma entrada para a recepção de líauido de alimentação e uma saída em relativamente mais alta tende a sedimentar na direção do fundo do tanque, formando um leito de polpa espessada, e licor diluído de densidade relativamente mais baixa é, desta forma, deslocado na direção do topo do tanque.
0 poço de alimentação é configurado para reduzir a
turbulência da corrente de alimentação que entra, para permitir ,a adição de floculantes a serem misturados no líquido, e para permitir um tempo de residência suficiente para que ocorra a reação entre os floculantes e reagentes antes do líquido tratado ser descarregado no tanque espessador. A confiquração do poço de alimentação promove também uma distribuição uniforme de líquido que flui por sua saída para o tanque espessador.
0 tanque espessador pode incluir um rastelo montado de-forma rotativa. O rastelo é tipicamente montando em um eixo de acionamento localizado centralmente, acionado por um motor e uma caixa de câmbio associada. Cada um de uma pluralidade de braços de rastelo. se estendendo radialmente é conectado fixamente ao rastelo e suporta uma série de lâminas de rastelo conectadas fixamente. As lâminas se estendem axialmente no tanque de tal forma que, conforme o rastelo gira, as lâminas se movem através do fluido no tanque. 0 movimento esbulha as partículas de polpa, liberando a água retida, a qual sobe para a superfície através do material esbulhado, permitindo aos sólidos se sedimentarem em um leito mais denso de polpa espessada. Este processo é conhecido na técnica como "desidratação". 0 movimento também rastela os sólidos sedimentados para o centro do tanque a partir do qual são descarregados. Em contraste com sua razão de ser, no entanto, este rastelo na prática tende a empurrar em torno junto com ele todo ou parte do material sedimentado, não realizando desta forma suas funções de auxiliar o processo de desidratação e rastelar os sólidos sedimentados para um ponto central de descarga. Esta condição é conhecida na técnica como "donutting" (formação de um formato semelhante a um toróide) e impede a formação do leito de polpa espessada relativamente uniforme desejado. É um objetivo da invenção superar ou aperfeiçoar
substancialmente uma ou mais das deficiências do estado da técnica, ou pelo menos prover uma alternativa útil.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
De acordo com invenção, é provido um dispositivo de separação que inclui um tanque espessador genericamente cilíndrico, e um rastelo montado de forma rotativa no interior do dite tanque , o dito rastelo incluindo uma pluralidade de braços de rastelo que se . estendem radialmente cada um incluindo uma série, de lâminas espaçadas entre si que se estendem no dito tanque, o dispositivo de separação incluindo ainda um meio defletor disposto para retardar a rotação do fluido no interior do dito tanque em resposta à rotação do dito rastelo.
Preferivelmente, o dispositivo de separação é adaptado para utilização como espessador para suspensões e polpas minerais.
Preferivelmente, o meio defletor inclui uma série de defletores fixados em relação ao tanque e se estendendo axialmente de forma genérica no interior do tanque. Preferivelmente, os defletores são posicionados de forma intermediária em relação a pares de lâminas, de tal forma que os defletores e lâminas sejam predominantemente dispostos em uma relação alternada com espaçamento radial.
Preferivelmente, os defletores apresentam um formato
de placas defletoras genericamente retangulares localizadas entre lâminas de rastelo adjacentes e dentro de um volume de arraste do rastelo.
Em uma outra realização, os defletores podem ser formados a partir de placas genericamente triangulares ou de outros formatos geométricos complementares a lâminas de rastelo formatadas similarmente na forma de barras, fios, folha ou placa.
Em uma realização adicional, os defletores apresentam a forma de uma barreira efetivamente continua, provida por formações defletoras que incluem correntes, barras, cabos ou cordas se estendendo genericamente diametralmente através do dito tanque.
Também preferivelmente, o rastelo é localizado genericamente adjacente ao fundo do tanque e as lâminas se estendem genericamente para cima na direção da superfície do fluido. Neste caso, os defletores são posicionados preferivelmente acima do rastelo e se estendem para baixo através do volume arrastado. Em uma realização preferida, o dispositivo inclui uma
ponte fixa em relação ao tanque espessador se estendendo diametralmente através deste e as placas defletoras são montadas fixamente de forma a se estenderem para baixo no volume arrastado, a partir da ponte. De acordo com um terceiro aspecto, a invenção provê um método para reduzir "donutting" no interior de um tanque espessador em resposta a uma rotação de um rastelo o qual inclui uma pluralidade de braços de rastelo se estendendo radialmente cada um incluindo uma série de lâminas espaçadas entre si que se estendem.no dito tanque, o dito método inclui a etapa de prover um meio defletor disposto para retardar a rotação de fluido no interior do dito tanque em resposta à rotação do dito rastelo. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Uma realização preferida da invenção será agora descrita por meio de apenas um exemplo, com referência aos desenhos anexos nos quais:
a Figura 1 é uma vista plana de um dispositivo de separação de acordo com a invenção; e
a Figura 2 é uma vista em seção do dispositivo tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1.
REALIZAÇÕES PREFERIDAS DA INVENÇÃO
Uma aplicação preferida da invenção é no campo do processamento, separação e extração mineral, onde minério finamente moido é suspenso como polpa em um meio liquido apropriado, tal como água, em uma consistência tal que o permita fluir, e sedimentar em condições de repouso. A polpa é precipitada a partir da suspensão por uma combinação de processos químicos e mecânicos. Inicialmente, é adicionado e misturado um agente de floculação na suspensão. A suspensão é então
cuidadosamente misturada para facilitar a aglomeração das partículas sólidas, eventualmente formando partículas maiores mais densas que precipitam da suspensão. Com referência aos desenhos, o dispositivo inclui um tanque espessador (1) apresentando paredes laterais cilíndricas retas e um fundo no formato de cone truncado em declive para baixo. Um eixo de acionamento (2) é montando centralmente de forma rotativa no interior do tanque. Cada um de uma pluralidade de braços de rastelo (3) é conectado fixamente ao eixo de acionamento e - se estende radialmente para fora, substancialmente em paralelo ao fundo do tanque. Cada braço suporta uma série de lâminas (4) que se estendem axialmente no tanque. Uma série de defletores na forma de placas defletoras retilíneas (5), fixas em relação ao tanque, se estende axialmente no tanque em uma relação alternada complementar com espaçamento radial em relação às lâminas (4). As placas defletoras são localizadas dentro do volume de arraste das lâminas de forma a ,retardar a rotação de fluido em resposta à rotação do rastelo. Uma ponte de serviço diametral (6) é conectada fixamente ao tanque para a montagem das placas defletoras.
Quando em uso, o rastelo (2) gira e as lâminas (4) passam através dos respectivos espaços livres providos entre as placas defletoras adjacentes, se movendo gentilmente através do fluido para esbulhar as partículas de polpa, permitindo a liberação de água retida, que sobe para a superfície através do material esbulhado. Isto, por sua vez, permite aos sólidos se sedimentarem em um leito mais denso de polpa espessada (7) . As placas defletoras (5) retardam a rotação do leito de polpa espessada (7) durante o movimento do rastelo, desta forma facilitando o processo de esbulhamento. A polpa espessada desloca uma camada superior de líquido (8), a qual é progressivamente retirada através de um tanque de "overflow" (9), que se estende circunferencialmente em torno do tanque. A polpa espessada (7), por outro lado, é retirada por baixo através de uma tubulação de retirada de "underflow" (10) incluída na base do tanque.
Deve-se observar que os defletores do dispositivo ilustrado reduzem a tendência do rastelo em empurrar a polpa espessada em torno do tanque. Como resultado, o problema do rastelo desfazer a polpa espessada, ou de provocar "donutting", é substancialmente reduzido, aumentando desta forma a eficiência do processo de separação da polpa. A este propósito, a invenção
representa um aperfeiçoamento prático e comercialmente significativo em relação ao estado da técnica.
Embora a invenção tenha sido descrita com referência a um exemplo específico, será observado por aqueles especialistas na técnica que a invenção pode ser concretizada de muitas outras formas.

Claims (28)

1. Dispositivo de separação incluindo um tanque espessador (1) substancialmente cilíndrico e um rastelo (2) para desidratação de um leito de polpa espessado (7) , o dito rastelo (2) sendo montado de forma rotativa no interior do dito tanque (1), e incluindo uma pluralidade de braços de rastelo (3) que se estendem radialmente cada um incluindo uma série de lâminas (4) espaçadas entre si que se estendem no dito tanque (1) , o dispositivo de separação incluindo ainda defIetores (5) dispostos para retardar a rotação da polpa espessada (7) no interior do dito tanque (1) em resposta à rotação do dito rastelo (2), caracterizado pelo fato de que as lâminas do rastelo (4) passam através de respectivos espaços livres entre defletores adjacentes (5) .
2. Dispositivo de separação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser adaptado para ser utilizado como um espessador para suspensões e polpas minerais.
3. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato dos defletores (5) incluírem uma série de defletores fixos em relação ao dito tanque (1).
4. Dispositivo de separação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato dos ditos defletores (5) se estenderem axialmente no dito tanque (1).
5. Dispositivo de separação, de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem posicionados de forma intermediária em relação a pares das ditas lâminas (4) , de tal forma que os defletores (5) e lâminas (4) sej am predominantemente dispostos em uma relação alternada com espaçamento radial.
6. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato dos defletores (5) apresentarem o formato de placas defletoras retangulares localizadas entre lâminas de rastelo (4) adjacentes e dentro de um volume de arraste do rastelo (2).
7. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem formados a partir de placas triangulares complementares a lâminas de rastelo (4) formatadas similarmente.
8. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem formados a partir de placas de outros formatos geométricos complementares a lâminas de rastelo (4) formatadas similarmente.
9. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato das lâminas (4) serem formadas a partir de barras, fio, folha ou placa.
10. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato dos defletores (5) apresentarem a forma de uma barreira efetivamente continua, provida por formações defletoras que incluem correntes, barras, cabos ou cordas se estendendo diametralmente através do dito tanque (1).
11. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato do rastelo (2) ser localizado adjacente ao fundo do tanque (1) e as lâminas (4) se estenderem para cima na direção da superfície do fluido.
12. Dispositivo de separação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem posicionados acima do rastelo (2) e se estenderem para baixo através do volume arrastado pelo rastelo (2).
13. Dispositivo de separação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de incluir uma ponte fixa (6) em relação ao tanque espessador (1) e se estendendo diametralmente através deste.
14. Dispositivo de separação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem montados fixamente à ponte (6) e se estenderem para baixo para o interior do volume arrastado pelo rastelo (2) .
15. Método para reduzir "donutting" no interior de um dispositivo de separação conforme definido na reivindicação1, dito dispositivo de separação compreendendo um tanque espessador (1) tendo um rastelo (2) para desidratação de um leito de polpa espessada (7), dito rastelo (2) incluindo uma pluralidade de braços de rastelo (3) se estendendo radialmente, cada um incluindo uma série de lâminas (4) espaçadas entre si que se estendem no dito tanque (1) , caracterizado pelo fato de incluir a etapa de prover defletores (5) dispostos para retardar a rotação de polpa espessada (7) no interior do dito tanque (1) em resposta à rotação do dito rastelo (2), no qual as lâminas do rastelo (4) passam através de respectivos espaços livres entre defletores adj acentes.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ser para utili zação em um processo de extração de sólidos de suspensões ou polpas minerais.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 16, caracterizado pelo fato dos defletores (5) incluírem uma série de defletores fixos em relação ao dito tanque (1).
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato dos ditos defletores (5) se estenderem axialmente no dito tanque (1).
19. Método, de acordo com as reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo fato de incluir a etapa de posicionar os defIetores (5) de forma intermediária em relação a pares das ditas lâminas (4) , de tal forma que os defletores (5) e lâminas (4) sej am predominantemente dispostos em uma relação alternada com espaçamento radial.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato dos defletores (5) apresentarem o formato de placas defIetoras retangulares localizadas entre lâminas de rasteIo (4) adjacentes e dentro de um volume de arraste do rastelo (2) .
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem formados a partir de placas triangulares complementares em formato às lâminas de rastelo (4).
22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem formados a partir de placas de outros formatos geométricos complementares em formato às lâminas de rastelo (4).
23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato das lâminas serem formadas a partir de barras, fio, folha ou placa.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato dos defletores (5) apresentarem a forma de uma barreira efetivamente continua, provida por formações em barreira que incluem correntes, barras, cabos ou cordas se estendendo diametralmente através do dito tanque (1).
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 24, caracterizado pelo fato do rastelo ser localizado adjacente ao fundo do tanque e as lâminas se estenderem para cima na direção da superfície do fluido.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem posicionados acima do rastelo (2) e se estenderem para baixo através do volume arrastado pelo rastelo (2).
27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 2 6, caracterizado pelo fato de incluir uma etapa de prover uma ponte fixa (6) em relação ao tanque espessador (1) e se estendendo diametralmente através deste e que suporta os defletores (5) a partir da ponte (6) .
28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato dos defletores (5) serem montados fixamente à ponte (6) e se estenderem para baixo para o interior do volume arrastado pelo rastelo (2).
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