CN86105063A - 从液体中分离出固体的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从液体中分离出固体的方法和设备。它使一种含有固体加液体和一种絮凝剂的悬浮液遭受激烈搅拌以达到使固体形成比较小的碎粒状的絮凝物，并可以容易地同它们所含的液体分离。

Description

本发明是针对包括采用絮凝剂如聚合物从液体中分离出固体的方法和设备，尤其是从液体中分离出约为28筛号网目和更小的细小固体颗粒，如洗煤厂的废料的方法和设备。

目前，从液体中分离出细小固体颗粒各种不同的方法和设备都已在应用中，美国专利3523889（发明人F.G.Eis）披露了一种这种方法和设备。在这一专利中，有一种絮凝剂加入到矿浆中，然后从一立管排出，并被一挡扳截住，折向向外流动，以达到同贮槽中的液体混合。在Eis的专利中矿浆是同其中所含的絮凝剂引入到轻微搅动的贮槽的正中的。美国专利4055494（发明人R.C.Emmett    Jr.）披露了另一种方法，这一专利已受让于Envirotech公司。在Emmett的专利中，待分离的悬浮浆是连续地供入四个搅拌区，在每一个搅拌区都用一个转动片，将导入的一部分絮凝剂加以混合。在Emmett的专利中没有说明每一混合区的搅拌方式。不过，1983年5月3日美国犹它洲地方初审法院中央分院发表的关于Amstar公司及Energy    Fuels    Nuclear公司的诉讼判决书的证词表明，Enviroteel公司想试验一种机械地搅拌悬浮液和絮凝剂的方法，使之具有足够的力量形成优良的絮凝构成，但却不过份地激烈以致破坏一旦形成的絮凝物。J.Rosenbaum和J.Clemmer在J.Clegg和D.Foley的“铀矿石的处理”172期，1980页（1958年）中的“液-固分离”一文中提到：“絮凝剂必须均匀地分布到悬浮浆中而且不致于使絮凝物分解。想用激烈的搅拌来达到最有效的絮凝剂的分布会使脆的絮凝物分解，从而破坏了原来的目的”。

本发明涉及到利用一种絮凝剂，例如有活性的聚合物的混合物，和在激烈的搅拌下，从液体中分离出细小固体颗粒的方法和设备，按照本发明方法，絮凝物并不脆弱而是很坚固。本发明的一种实施方案，是在一台做为一般洗煤厂的一部分的锥状澄清/沉降槽中实现的。

在本发明的一个实施方案中，有一台有顶有锥形底和侧壁的容器。容器中的物料保持在一恒定的液面，这是通过使流出容器的溢流清液和絮凝的悬浮液的流率同引进容器的悬浮液和絮凝剂溶液的流率基本上保持一样形成的。因此容器中随时都存在有含有各种不同百分比固体的悬浮液。分开容器的底部有一个叶轮浸没在悬浮液中。叶轮以一定的速度转动足以在容器中产生一激烈的搅拌区。有第一组一端管口敞开而且互相隔离开的管子安装在容器中，它们敞开的管口在叶轮转动平面的上方附近。第二组一端带有喷嘴而且互相隔开的管子也放在第一组管子的附近，它们的喷嘴也位叶轮转动平面的上方附近。含有要同液体分离的固体的悬浮液是通过第一组相互隔开的管子引入容器内，而絮凝剂溶液，如活化聚合物的烯混合物则是通过那一组带喷嘴的管子引入容器内的。当悬浮液和絮凝剂进入了激烈的搅拌区，其中的固体就同该稀的聚合物混合物作用形成了较小的碎粒状絮凝物。这一粒状的絮凝物沉降到容器的锥形底部，移动到一排出井中而被抽出容器送入到一个分离单元中。澄清的液体从容器侧壁顶部的一个环状开孔溢流流出容器。

本发明的一个目的是利用一种絮凝剂，并使悬浮液同絮凝剂经受激烈的搅拌以形成较小的粒状絮凝物，把细小的固体从液体中分离出来。

本发明的其它目的，优点和它的新颖的结构特点在下面的说明中叙述。对于熟悉本工艺的人，通过检查下列的内容就可理解，或者通过对本发明的实践就可明白。本发明的目的和优点，可以通过权利要求书所指出的手段和系统来实现。

图1所示，是带有本发明的一个煤加工厂的流程简图;

图2所示是本发明方案的立面侧视图;

图3是图2的部分上视平面图;

图4是图3的部分下视平面图;

在图1中是一个煤处理厂的流程简图，其中有一台输送机2用以输送矿石，并将矿石倒进脱矿泥筛4，在筛中将矿石分成大于28网目和小于28网目的矿石。大于28网目的矿石送入跳汰机6，在机中用水将低灰份的煤同废料如石头、石片和高灰份的次煤分开。分离是采用重力浮选法，煤浮游在跳汰机的表面上，废料则沉入底部，低灰份的煤分出后送入脱水筛8，再送入轨车10，废料由输送机12取出跳汰机，并转运至输送机14，倒入废料车16。

小于28网目的矿石送入浮选机20，从中把小于28网目的纸灰份煤分出并送进过滤装置22。从脱水筛8排出的水和小颗粒物料也送入浮选机20。脱过水的小于28网目的低灰份煤从过滤装置转送入轨车10。小于28网目的废料沉入浮选机20的底部，并以悬浮液的形态输送到澄清沉降槽24。稠浓后的28网目废料送入废料过滤机28。在废料过滤机28上形成的小于28网目废料的滤饼，卸落在输送大于28网目废料去废料车仓16的输送机14的皮带上。废料从废料车仓16倒进卡车30，并输送到煤矿石垛32去，在那里有履带拖拉机34将废料推压成平垛。垛的厘米高度为12英寸，按4∶1的比例压实，以便防止空气进入矿石垛，而引起自燃。

本发明的一个实施方案示于图2至图4，其中有一容器90，带有敞口顶部92，锥形底94，和侧壁96，最好是圆筒形的。转动轴98有叶片100固定在其上，形成一个叶轮。轴98通过常用的方法加以支承和使之转动（图中未示出）。如图4所示，叶轮最好是由四个相隔90°的四个叶片100构成，但使用不同叶片数的叶轮102也是在本发明的范围内。叶片100同铅垂线倾斜一角度，使之对容器内同叶片100接触的那一部分悬浮液作用一个环形的向下的力。不过，在某些实例下叶片是同铅锤线平行的，

进液管104在容器顶部92附近穿过器壁96并在一环形总管106处截住，从总管106上向下伸展出一组管子108，管子的敞口端110位于叶轮102的上方附近。管子108有四根，相隔90°，但是根据需要采用多根的管子108，也是在本发明的范围内。含有要同液体分离的固体的悬浮液112是通过进液管104，总管106和管子108进入容器90内的。在容器的敞口顶部92上方有一进料管114，它在一环形的总管116上截止，从总管116上向下伸展出一组管子118，管子上带有喷嘴120，位于叶轮102的上方附近。管子118有四根，相隔90度，但是根据需要，本发明也可采用许多根的管子118。管子118的根数必须同管子108的根数相一致。絮凝剂122，例如活性聚合物混合物的稀溶液，是通过进料管114，总管116和管子118进入容器内。在容器侧壁94内的溢流堰126处有一出液管124，用以取出从容器90溢流出的清液。

容器的锥形底94有一足够倾斜的表面128，以便粒状的絮凝物能够向下运动进入一个排出井130。有一出料管132是用以取出液体中含有粒状絮凝物的悬浮液134经过排出井130离开容器90去一适当的分离装置，例如废料过滤机28。与一般的做法一样，有一个耙子用以帮助稠厚的煤浆和粒状絮凝物进入排出井130。

引进悬浮液112和絮凝剂122的流率同溢流排出清液和引出悬浮物134的流率成一定的关系，使容器90内的物料保持在一液面136上，由于各种悬浮物112，122，124和134等的特性各不相同，所以容器90内的容量138含有多种固体百分比含量不同的悬浮液。

操作时，叶轮102以足够大的速度转动，使其叶片100的叶尖速度可达300至600英尺/分，而最好是在500英尺/分。叶片100在悬浮液138中的运动产生了一个激烈的搅拌区。含有要同液体分离的固体的悬浮液112从管子108流出，而絮凝剂122从管子118喷出，立即进入由旋转叶片100所产生的激烈的搅拌区，这种激烈的搅拌在絮凝固体间造成了多次的碰撞，所以最后形成的絮凝物是比较小，而且一般成碎粒状。当这种含有较小而且成粒状的絮凝物悬浮液通过一般的过滤机，例如废料过滤机28时，它所形成的滤饼的比重要比由一般所产生的悬浮液滤饼的比重为大。容器内装有挡板（图中未示出），用以防止容器内的悬浮液由于叶片旋转而生成旋涡的趋向。

图2至图4所示的装置的大小，是视被处理物料量而定。示于图2至图4的本发明的实施方案，容器90在器壁94处的内直径约为40英尺。叶轮102的叶尖直径约为20英尺。叶轮102的旋转速度足以使叶片100的叶尖速度为300至600英尺/分，最好是约为500英尺/分。悬浮液112是通过108管子的开口进入容器内的，每根管子的流量在400至600加仑/分之间，最好在约530加仑/分，其固体浓度在3至8%重量比之间，最好约为4%重量比。含絮凝物的悬浮液134其固体含量浓度在约35至50%重量之间，最好约为40%。絮凝剂含活性聚合物混合物的浓度在约0.5%重量比以下，最好约为0.03%重量比，是通过每根118管子的喷嘴120引进的。活性聚合物可以是阳离子型的，弱阴离子型或阴离子型，或者它们的混合物。叶轮102的旋转以及悬浮液和絮凝剂的速度产生了一个激烈的搅拌区，使悬浮液中的固体形成一种较小而且是粒状的絮凝物，下沉至表面128上。溢流速率为每平方英尺溢流面积在1至4.0立方英尺/分之间，最好在2.0立方英尺/分每平方英尺溢流面积。

希望这里所介绍的创造性的构思可以成为其它各种不同的实施方案，所建立的权利要求书也是想要包括除了直到目前，先有技术所限定者除外的各种本发明的实施方案。

Claims (16)

1、一种从液体中分离出固体的应用方法，包括：

设计一个包括有侧壁和底的容器；

在该容器中形成液体和固体的容量；

通过控制液体和固体的进出量使液体和固体在该容器中的容量保持基本上恒定；

使一个有多片叶片的转动叶轮在含有该液体和固体的容量中连续运动产生一个激烈的搅拌区，该叶轮的转动速度足以使每一叶片的叶尖速度在300至600英尺/分之间；

连续引进第一种液体中含有固体的悬浮液至该激烈的搅拌区；

连续引进一种絮凝剂至该激烈的搅拌区使该絮凝剂同该第一种悬浮液中的固体起作用形成絮凝物；

通过位于容器侧壁上方附近的溢流方法使清液不断地移走；

使该絮凝物能不断地沉降到该容器的底部；

从该容器的底部使第二种含有该絮凝物和一种液体的悬浮液不断地抽走；

从该液体中不断地分离出该絮凝物。

2、根据权利要求1的方法还包括有：

基本上是同时引入该第一悬浮液和该絮凝剂;

3、根据权利要求2的方法还包括有：

将第一悬浮液和该絮凝剂引进到邻近的位置上;

4、根据权利要求3的方法还包括有：

将该第一悬浮液和该絮凝剂引进到一组彼此相互隔开的位置上;和

将该絮凝剂引进到一组彼此相互隔开的位置上;

5、根据权利要求4的方法，其中该絮凝物是小的碎粒状。

6、根据权利要求4的方法，其中该絮凝剂的浓度在0.5%重量比以下。

7、根据权利要求6的方法，其中该第一种悬浮液中的固体是来自一煤处理厂的小于28网目的废料。

8、根据权利要求5的方法还包括有：

转动该叶轮至足够的速度使每一叶片的叶尖速度达到约500英尺/分。

9、从一种液体中分离出固体使用设备包括：

一个有底和侧壁的容器;

在该容器内有液体和固体的容量;

通过控制液体和固体的进出量保持液体和固体容量的装置;

一个浸没在该液体和固体容量中具有多片叶片的可转动叶轮;

使该叶轮连续转动到足以使每一叶片的叶尖速度达到300至600英尺/分使在该液体和固体的容量中形成一个激烈的搅拌区的装置;

将在液体中含有固体的第一种悬浮液不断地引进到该激烈搅拌区的装置;

连续引进一种絮凝剂至该激烈搅拌区使该絮凝剂同该第一种悬浮液中的固体起作用形成絮凝物沉降到该容器底部的装置;

通过位于容器侧壁上方附近的溢流装置使清液不断抽出的装置;

从该容器的底部在第二种液体中含有该絮凝物的悬浮液中把该絮凝物移走的装置;

从该液体中分离开絮凝物的装置。

10、根据权利要求9的设备，其中：

该第一种悬浮液和该絮凝剂基本上是同时引进的。

11、根据权利要求9的设备，其中：

引进该絮凝剂的装置是在引进该第一种悬浮液装置的附近。

12、根据权利要求11的设备，其中：

引进该第一种悬浮液的该装置含有一组彼此相隔开一端管口蔽开的一些管子，和

引进该絮凝剂的该装置含有一组彼此相隔开的一些喷嘴。

13、根据权利要求12的设备，其中：

该絮凝物是小的碎粒状。

14、根据权利要求13的设备，其中：

该絮凝剂的浓度在0.5%重量比以下。

15、根据权利要求14的设备，其中：

该叶轮的转动速度足以使各片叶片的叶尖速度达到约500英尺/分。

16、根据权利要求15的设备，其中：

该第一种悬浮液中的固体是来自一煤处理厂的小于28网目的废料。

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