CN101528317B - 浓缩装置和浓缩方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于浓缩携带有悬浮颗粒的液体例如是包含矿物的泥浆的浓缩装置(1)和方法，其中，该浓缩装置包括：罐(2)，固体在罐中进行沉降；供料口(4)，该供料口包括腔室以及用于将进料分布到罐中的分布装置，该腔室具有用于接收进料(11)例如泥浆的接收装置和与罐流体连通的至少一个出口(5)；用于将至少是泥浆的进料(11)输送到供料口内的输送装置；其中，在供料口内布置有用于混合进料(11)的单独的混合空间(12)，该混合空间中布置有至少部分地遍及供料口横截面的至少一个水平元件(7、15、22、23)，进料(11)可从该混合空间流入供料口的另一区域(14)。

Description

浓缩装置和浓缩方法
技术领域
本发明大体上涉及固液分离。具体地，本发明涉及浓缩装置和浓缩方法，其中，在供料口内形成有单独的混合空间，以便在进料进入罐之前增强进料的混合。
背景技术
在澄清或浓缩过程中，包括携带有悬浮颗粒的液体的泥浆被引入浓缩器或沉淀罐，以便将颗粒与液体分离。浓缩器的基本部件是桥和罐、驱动器、进料管、供料口、耙(包括杆和刮刀)、底流锥体、和溢流槽。在罐中，悬浮的颗粒在罐底形成浓缩的泥。该浓缩的进料沉淀到浓缩器罐的底部，并被进一步地移走和处理，同时液体成分上升到浓缩器的上部流进溢流槽并从溢流箱流出。耙布置成使沉淀在浓缩器底部的粘性固体朝位于浓缩器罐中心的底流锥体移动。泥浆通过进料管和供料口进入浓缩器。利用合适量和类型的絮凝剂常常可以加快沉淀的速度。该絮凝剂被加入到进料中，以使泥浆中悬浮的颗粒聚结。絮凝是将固体颗粒结合在一起以促进基于重力的分离过程。在絮凝某些浆料时，有时需要首先稀释浆料，以便当添加絮凝剂时有效地进行絮凝。
供料口常常用于将泥浆通过供料口的底部供给到浓缩器罐中，并且提供了用于在泥浆进入罐之前使其絮凝的装置。此外，浓缩器供料口的功能是将进料泥浆与絮凝剂混合并允许絮凝的固体沉淀。供料口通常位于浓缩器罐的中部，以允许这些沉淀的固体均匀地分布在浓缩器罐中。为了使絮凝过程更加有效和高效率，进料泥浆通常需要用额外的处理液进行稀释。通常通过使从浓缩器罐顶部溢出的一些稀释液再循环回到进料管和/或供料口中以稀释流入的浆料，在浓缩器中实现稀释。为了使溢出液体再循环，有时需要安装泵、流体管线和阀门。一种稀释泥浆的方法是通过供料口壁中的开口或通过单独的导管来使稀释液从供料口外循环到供料口内。
有时在供料口中存在问题，即进料趋于直接流到底部出口。固体颗粒在供料口内的保留时间很短。因而，这些颗粒不能有效地与稀释液和絮凝剂混合。颗粒仅仅直接地流过供料口、向下流、然后排出。这种趋势对于流入的固体进料的粗颗粒部分来说更大。这样，稀释液没有适当地与进料混合，仅仅会发生局部絮凝。供料口中的混合作用必须是有效的，以便将进料泥浆与稀释液和絮凝剂适当地混合。
发明内容
本发明的目的是提供一种浓缩装置和浓缩方法，从而实现进料在浓缩器罐的供料口内的高效混合。
通过在独立权利要求中描述的装置和方法实现了上述目的。本发明的其他有利实施例在从属权利要求中给出。
本发明涉及一种浓缩装置，其用于浓缩携带有悬浮颗粒的液体，例如含有矿物的泥浆，该浓缩装置包括：罐，固体在罐中进行沉淀，形成浓缩的浆底层，从而密度相对较低的稀释液朝罐顶部转移；供料口，其包括腔室以及用于将进料分布到罐中的分布装置，该腔室具有用于接收进料例如泥浆的接收装置和与罐流体连通的至少一个出口；用于将进料至少是泥浆输送到供料口中的输送装置；其中，在供料口中布置有单独的用于混合进料的混合空间，该混合空间中布置有至少部分地遍及供料口横截面的至少一个水平元件，进料从该混合空间流入供料口的另一区域，该另一区域是指供料口中不是由混合空间限定的区域。本发明的浓缩装置减小了进料的短路，并促进进料、稀释液流和絮凝剂流的混合。当通过用于混合进料的混合空间来形成减小的容积时，在该减小的容积中耗散了进料的有效动能，并增强了进料的混合。
根据本发明的一个实施例，进料的入口点高于混合空间和供料口的另一区域之间的界面。这样，进料不会直接流出供料口。
根据本发明的一个实施例，使进料沿竖直方向流过水平元件。
根据本发明的一个实施例，该水平元件中具有多个孔。根据本发明的另一个实施例，该水平元件由在供料口内径向延伸并以一定间隔布置的至少一组叶片元件构成，该叶片元件与水平面形成0-90°的角度。
根据本发明的一个实施例，该混合空间包括用于限制进料沿水平方向流动的至少一个内板元件和至少一个外板元件。根据本发明的一个实例，该内板元件是布置在供料口中部的圆形竖直筒元件。根据本发明的一个实例，该外板元件是供料口壁。根据本发明的一个实例，竖直的外板元件是布置在供料口壁和内板元件之间的圆形竖直筒元件。
根据本发明的一个实例，外板元件和/或内板元件具有孔或类似物，以使进料沿水平方向从中流过。根据一个实施例，外板元件和/或内板元件与水平元件分开。
根据本发明的方法，进料流入供料口进入单独的混合空间，在此首先耗散进料的动能，该混合空间包括至少部分地遍及供料口横截面的至少一个水平元件，其中，进料从混合空间流入供料口的另一区域。
根据本发明的一个实例，进料切向地流入供料口。
根据该方法的另一个实施例，进料沿竖直方向例如通过孔流过水平元件进入供料口的另一区域。根据该方法的另一个实施例，水平元件由在供料口内径向延伸并以一定间隔布置的至少一组叶片元件构成，其中，进料流过叶片的间隙。根据该方法的另一个实施例，进料在供料口内沿水平方向的流动由至少一个内板元件和至少一个外板元件限制。根据本发明的一个实例，进料流过内板元件和/或外板元件进入供料口的另一区域。根据本发明的一个实例，进料在内板元件和/或外板元件下方流动进入供料口的另一区域。根据本发明的一个实例，进料从混合空间溢流到供料口的另一区域。
通过使用本发明的装置和方法，延长了固体颗粒在供料口中的保留时间，并使进料有利地混合。
附图说明
现在参考附图更加详细地描述本发明。
图1是根据本发明的浓缩装置的示意图。
图2是图1示出的本发明的实施例的三维剖视图。
图3是根据本发明的实施例的示意图。
图4是图3示出的本发明的实施例的三维剖视图。
图5是根据本发明的实施例的示意图。
图6是图5示出的本发明的实施例的三维剖视图。
图7是根据本发明的实施例的示意图。
图8是图7示出的本发明的实施例的三维剖视图。
图8a是根据本发明的实施例的示意图。
图8b是根据本发明的实施例的示意图。
图8c是根据本发明的实施例的示意图。
具体实施方式
正如图1-8所示出的，根据本发明的一个优选实施例的浓缩装置包括浓缩器1，其具有用于容纳液体浆3的圆形罐2。根据本发明的这个实例，供料口4布置在罐2的中部，并且供料口4具有用于把料11例如泥浆和稀释料供给到供料口内的装置21。需要时也可供给絮凝剂。供料口具有与罐2流体连通的底部开口5，供料口中的液体浆可通过该开口流入罐中。供料口壁的底部优选地包括倒锥形的板6，使得液体在底部的流动面积比在上部小，从而限制液体在罐和供料口之间的流动。将絮凝剂混合到泥浆中，通常是在将泥浆供给到罐中时在供料口中混合。絮凝剂促进矿浆沉淀到罐底部和沉降到底流锥体中。在正常的运行中，固体的沉淀在浓缩器罐中进行，这样，底层的浓缩浆3沉淀，从而使上层相对稀释的液体8朝罐顶部转移。浓缩器罐被溢流槽9包围，该溢流槽将过多的溢出液体引导到排放管。浓缩的泥浆通过出口管线10从底流锥体取出。
如图2、4、6和8所示，以局部剖视图示出了供料口4的壁17，可以看出，进料11例如泥浆、稀释液和絮凝剂被供给到供料口4中，以使它们在进入罐之前适当地混合。进料11流入供料口，泥浆中的颗粒围绕供料口有效地流动，同时在供料口上部区域与稀释液和絮凝剂混合。根据本发明，供料口内布置有单独的用于混合进料的混合空间12，该混合空间中布置有至少一个水平元件7、15、22和23，该水平元件至少部分地遍及供料口4的横截面，进料11可从该混合空间12作为流出料13流入到供料口的另一区域14中，并进一步流出供料口进入罐中。通过这种方式，供料口被分成在竖直方向上的至少两个分开的区域，其中，供料口内的进料11可在混合空间12和供料口的另一区域14之间流动。进料11的入口点18高于混合空间12和供料口的另一区域14之间的界面。在供料口上部的混合空间12提供了具有减小容积的空间，在此，进料11的动能被耗散，并且极大地增强进料11的混合。根据本发明的实例，进料11可沿竖直方向从间隙或孔19、29或类似物流过水平元件7、15、22或23。如图1、2、3和4所示，混合空间12包括至少一个可竖直调节的内板元件16、24。如图5-8所示，竖直地布置有两个内板元件25、27和外板元件26、28，用于限制在混合空间12中沿水平方向的流动。
如图1和2所示，单独的混合空间12包括至少一组用作水平元件的叶片元件7，它们以一定的间隔布置并在供料口内径向延伸，从而形成了在混合空间12和供料口的另一区域14之间的边界。在该实例中，供料口的另一区域14比混合空间12低。此外优选地是，混合空间包括一个可竖直调节的内板元件16和一个可竖直调节的外板元件17，该外板元件是供料口的壁，用于限制沿水平方向的流动。叶片元件7布置在进料11的入口点18的下方。进料在叶片元件7的上方在混合空间12中进行混合。之后，从混合空间12流出的流出料13在叶片7的间隙19之间向下流动到供料口的另一区域14中，并从这里通过供料口的底部开口5流入罐2。根据本发明的该实例，叶片元件相对于水平面形成一个角度A，优选为30°。可以利用任何类型的连接机构将叶片元件7与内板元件16和外板元件17连接。内板元件16是位于供料口中部的圆筒元件，其作用是作为与叶片元件7之间和与混合空间12之间的内边界，从而防止进料11从叶片的边缘流走。叶片元件7的另一端与外板元件17连接，在该实例中，外板元件17是供料口壁，也是与叶片元件7之间和与混合空间12之间的外边界。
图3和4描述的实例示出了单独的混合空间12，该混合空间利用水平板元件15和内板元件24形成，用于限制在混合空间12内的流动。水平板元件15中具有多个孔29或类似物，以便流出料13向下流到供料口4内。进料11在混合空间12内混合，该混合空间为进料提供了减小的容积，进料的动能在此被耗散。
图5和6描述的本发明的实例示出了采用水平元件22形成的单独的混合空间12，流出料13通过孔29流出该混合空间。布置有两个可竖直调节的板元件25和26，用于限制进料11在混合空间12内沿水平方向的流动。根据该实例，流出料13可以流过布置在外板元件26中的孔29，该外板元件26布置在供料口壁17和内板元件25之间的空间中。
图7和8、8a、8b以及8c描述的实例示出了在供料口内形成的混合空间12。根据该实例的混合空间包括水平元件23，该水平元件用于在混合空间12内保持进料11，该混合空间形成一减小的容积以增强进料11的混合。进料可以从混合空间12流入供料口的其他区域，即供料口的上方区域、相邻区域和下方区域。水平元件23在供料口内形成一环，图8示出了该元件的剖视图。混合空间12具有两个板元件27和28，用于限制在混合空间12内沿水平方向的流动。根据本发明的一个实例，流出料13可以流过板元件27、28和水平元件23之间的间隙，如图8a所示。流出料13也可以作为溢流从混合空间12流动到供料口的另一区域14，如图8b所示。图8c还示出了本发明的一个实施例，根据该实施例，流出料13流过布置在板元件27和28中的孔29或类似物。
尽管已经参考本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本领域技术人员可以进行多种修改和变化。这些修改和变化落入随附权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种浓缩装置(1)，适用于浓缩携带有悬浮颗粒的液体，该浓缩装置包括：
罐(2)，固体在该罐中进行沉淀，形成浓缩的浆(3)底层，从而密度相对较低的稀释液(8)朝罐顶部转移；
供料口(4)，其包括腔室以及用于将进料分布到所述罐中的分布装置，该腔室具有用于接收进料(11)的接收装置和与所述罐流体连通的至少一个出口(5)；
用于将进料(11)切向地输送到供料口中的输送装置；
其特征在于，在供料口中布置有单独的用于混合切向进给的进料(11)的环形混合空间(12)，该环形混合空间(12)底部由水平元件(7、15、22、23)形成边界且侧面由竖直壁形成边界，所述竖直壁由至少一个内板元件(16、24、25、27)和至少一个外板元件(17、26、28)形成，该环形混合空间(12)中布置有至少部分遍及供料口横截面的至少一个水平元件(7、15、22、23)，该水平元件为该环形混合空间(12)的底部设定边界，进料(11)从该环形混合空间(12)流入在环形混合空间(12)下面的下部区域(14)；其中，进料(11)的入口点(18)高于环形混合空间(12)和供料口的下部区域(14)之间的界面。
2.如权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，进料(11)沿竖直方向流过所述水平元件(7、15、22、23)。
3.如权利要求1或2所述的浓缩装置，其特征在于，所述水平元件(15、22、23)中具有多个孔。
4.如权利要求1或2所述的浓缩装置，其特征在于，该水平元件(7)由在供料口(4)内径向延伸并以一定间隔布置的至少一组叶片元件构成。
5.如权利要求4所述的浓缩装置，其特征在于，该叶片元件与水平面形成0-90°的角度(A)。
6.如权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，内板元件(16、24、25、27)是布置在供料口(4)中部的圆形竖直筒元件。
7.如权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，外板元件(17)是供料口壁。
8.如权利要求1所述的浓缩装置，其特征在于，竖直的外板元件(26、28)是布置在供料口壁(17)和所述内板元件(25、27)之间的圆形竖直筒元件。
9.如权利要求6-8任意一项所述的浓缩装置，其特征在于，外板元件和/或内板元件具有孔，以使进料(11)沿水平方向流过。
10.如权利要求6-8任意一项所述的浓缩装置，其特征在于，外板元件和/或内板元件与水平元件分开。
11.一种使用浓缩装置来浓缩携带有悬浮颗粒的液体的方法，该浓缩装置包括：
罐(2)，其中密度相对较高的浆倾向于朝罐底部沉降，形成浓缩的浆(3)底层，从而密度相对较低的稀释液(8)朝罐顶部转移；
供料口(4)，其包括腔室以及用于将进料分布到罐中的分布装置，该腔室具有用于接收进料(11)的接收装置和与罐流体连通的至少一个出口；
用于将进料(11)切向地输送到供料口中的输送装置，
该方法的特征在于，切向进给的进料(11)在供料口内切向流入单独的环形混合空间(12)，该环形混合空间(12)底部由水平元件(7、15、22、23)形成边界且侧面由竖直壁形成边界，所述竖直壁由至少一个内板元件(16、24、25、27)和至少一个外板元件(17、26、28)形成，在该环形混合空间中首先耗散进料的动能，该环形混合空间(12)包括至少部分地遍及供料口横截面的至少一个水平元件(7、15、22、23)，该水平元件为该环形混合空间(12)的底部设定边界，其中，进料(11)从该环形混合空间(12)流入在环形混合空间(12)下面的下部区域(14)；其中，进料(11)的入口点(18)高于环形混合空间(12)和供料口的下部区域(14)之间的界面。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进料(11)沿竖直方向流过水平元件(7、15、22、23)。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进料(11)流过水平元件(15、22、23)的孔(29)。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，水平元件(7)由在供料口(4)内径向延伸并以一定间隔布置的至少一组叶片元件构成，其中，进料(11)流过叶片的间隙(19)。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进料(11)在供料口内沿水平方向的流动由至少一个内板元件(16、24、25、27)和至少一个外板元件(17、26、28)限制。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进料(11)流过内板元件(27)和/或外板元件(26、28)而流入供料口的下部区域(14)。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进料(11)在内板元件(27)和/或外板元件(28)下面流入供料口的下部区域(14)。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进料(11)从环形混合空间(12)以溢流形式流入供料口的下部区域(14)。
19.一种浓缩装置，用于浓缩携带有悬浮颗粒的液体，该浓缩装置包括：
罐，固体在该罐中进行沉淀，从而密度相对较高的浆朝罐底部沉降，并且密度相对较低的稀释液朝罐顶部转移；
供料口，其包括腔室，该腔室包括至少一个竖直的内板元件和至少一个竖直的外板元件，其中，内板元件是布置在供料口中部的圆形竖直筒元件并且外板元件形成供料口壁；供料口还包括多个水平地间隔开的叶片元件，它们至少部分地横过腔室在径向延伸，该多个水平地间隔开的叶片元件把腔室分成上部混合空间和下部区域，上部混合空间具有用于接收进料液体的入口，下部区域具有与所述罐流体连通的出口；其中，上部混合空间由所述内板元件和所述外板元件限定，内板元件和外板元件布置成限制进料液体在水平方向的流动；其中，内板元件形成了叶片元件及上部混合空间的内边界，并且外板元件形成了叶片元件及上部混合空间的外边界，从而内板元件和外板元件防止了上部混合空间中的进料液体从叶片端部流走；
其中，进料的入口高于上部混合空间和供料口的下部区域之间的界面，进料液体在流过叶片元件而流入下部区域并且然后流过出口而流入罐之前，进料液体经入口进入上部混合空间。
20.如权利要求19所述的浓缩装置，其特征在于，叶片元件被布置成使进料液体的动能在上部混合空间中耗散。
21.如权利要求19或20所述的浓缩装置，其特征在于，叶片元件布置成与水平面形成0-90°的角度(A)。
22.如权利要求21所述的浓缩装置，其特征在于，叶片元件布置成与水平面形成30°的角度。
23.如权利要求19或20所述的浓缩装置，其特征在于，叶片元件连接到内板元件和/或外板元件上。
24.如权利要求19所述的浓缩装置，其特征在于，供料口的出口包括受限的底部开口，以限制供料口与罐之间的液体流动。
25.一种用于对携带有悬浮颗粒的液体进行浓缩的方法，该方法包括以下步骤：
提供罐，固体在该罐中进行沉淀，从而密度相对较高的浆朝罐底部沉降，并且密度相对较低的稀释液朝罐顶部转移；
提供供料口，其包括腔室，该腔室包括至少一个竖直的内板元件和至少一个竖直的外板元件，其中，内板元件是布置在供料口中部的圆形竖直筒元件并且外板元件形成供料口壁；
设置多个水平地间隔开的叶片元件，它们至少部分地横过腔室在径向延伸，该多个水平地间隔开的叶片元件把腔室分成上部混合空间和下部区域，上部混合空间具有用于接收进料液体的入口，下部区域具有与所述罐流体连通的出口；其中，上部混合空间由所述内板元件和所述外板元件限定，内板元件和外板元件布置成限制进料液体在水平方向的流动；其中，内板元件形成了叶片元件及上部混合空间的内边界，并且外板元件形成了叶片元件及上部混合空间的外边界，从而内板元件和外板元件防止了上部混合空间中的进料液体从叶片端部流走；
其中，进料的入口高于上部混合空间和供料口的下部区域之间的界面，进料液体在流过叶片元件而流入下部区域并且然后流过出口而流入罐之前，进料液体经入口进入上部混合空间。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法包括把叶片元件布置成使进料液体的动能在上部混合空间中耗散的步骤。
27.如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，该方法还包括把叶片元件布置成与水平面形成0-90°的角度(A)的步骤。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，叶片元件布置成与水平面形成30°的角度。
29.如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：把叶片元件连接到内板元件和/或外板元件上。
30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：用受限的底部开口来形成供料口的出口，以限制供料口与罐之间的液体流动。
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