EA022724B1 - Method and apparatus to create uniform mixing in connection with a hydrometalurgical process - Google Patents
Method and apparatus to create uniform mixing in connection with a hydrometalurgical process Download PDFInfo
- Publication number
- EA022724B1 EA022724B1 EA201290405A EA201290405A EA022724B1 EA 022724 B1 EA022724 B1 EA 022724B1 EA 201290405 A EA201290405 A EA 201290405A EA 201290405 A EA201290405 A EA 201290405A EA 022724 B1 EA022724 B1 EA 022724B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- screw
- reactor
- rotors
- mixing
- installation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
- B01D21/08—Settling tanks with single outlets for the separated liquid provided with flocculating compartments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/28—Mechanical auxiliary equipment for acceleration of sedimentation, e.g. by vibrators or the like
- B01D21/286—Means for gentle agitation for enhancing flocculation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
- B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
- B01F27/1145—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
- B01F27/1145—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis
- B01F27/11451—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis forming open frameworks or cages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/86—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis co-operating with deflectors or baffles fixed to the receptacle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
- B01F27/922—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws with two or more helices, e.g. with intermeshing helices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
- C02F11/147—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/02—Fluid flow conditions
- C02F2301/024—Turbulent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу и установке для перемешивания одного или нескольких растворов в реакторе гидрометаллургического процесса, такого как осаждение, кристаллизация или формирование суспензии при экстракции растворителем. Установка включает реактор и расположенный в нем винтовой роторный смеситель.The invention relates to a method and apparatus for mixing one or more solutions in a reactor of a hydrometallurgical process, such as precipitation, crystallization, or suspension formation by solvent extraction. The installation includes a reactor and a rotary screw mixer located in it.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Недостаточно гомогенное смешивание является проблемой многих установок в гидрометаллургических процессах. В обычных установках лопастный или турбинный тип смесителя, как правило, вращается в объеме, в котором основная зона перемешивания составляет примерно 3% от общего объема используемого реактора. Это означает, что мощность вала, производимую смесителем, направляют строго на непосредственную область вокруг смесителя. В результате мощность перемешивания около вала составляет примерно несколько десятков киловатт на кубический метр, но значительно падает по направлению к краям реактора.Insufficiently homogeneous mixing is a problem of many plants in hydrometallurgical processes. In conventional installations, the blade or turbine type of the mixer, as a rule, rotates in a volume in which the main mixing zone is about 3% of the total volume of the reactor used. This means that the shaft power produced by the mixer is directed strictly to the immediate area around the mixer. As a result, the mixing power near the shaft is about several tens of kilowatts per cubic meter, but it drops significantly towards the edges of the reactor.
Винтовой смеситель разработан для обеспечения гомогенного перемешивания в реакторе, когда две жидкости нерастворимы друг в друге или когда жидкость и твердая фаза перемешиваются друг с другом. Подобные смесители описаны, например, в патентных публикациях США 5185081, 5248485, 5182087. Диаметр описываемых смесителей в установках составляет примерно 0,7 диаметра реактора. Однако, например, при экстракции растворителем при обработке растворов с низкой упругостью поверхности раздела мощность перемешивания, достигаемая этим видом смесителя, также может быть слишком высокой.The screw mixer is designed to provide homogeneous mixing in the reactor when two liquids are insoluble in each other or when the liquid and solid phase are mixed with each other. Such mixers are described, for example, in US patent publications 5185081, 5248485, 5182087. The diameter of the described mixers in installations is approximately 0.7 times the diameter of the reactor. However, for example, during solvent extraction during processing of solutions with low elasticity of the interface, the mixing power achieved by this type of mixer may also be too high.
Когда осаждение твердой фазы или кристаллизацию соли выполняют с помощью смесителя, в котором мощность перемешивания высока, то формируются очень тонкодисперсные осадки или очень мелкие кристаллы.When precipitation of the solid phase or crystallization of the salt is carried out using a mixer in which the mixing power is high, very fine precipitates or very fine crystals are formed.
Малые размеры осадка или кристаллов не дают возможности для дальнейшего увеличения осадка или кристалла, но напротив, продукт может стать проблематичным вследствие его мелкодисперсности. Высокая интенсивность перемешивания может также вызывать механический износ на уже сформировавшихся осадках или кристаллах, в результате чего кристаллы снова измельчаются.The small size of the precipitate or crystals does not allow further growth of the precipitate or crystal, but on the contrary, the product may become problematic due to its fineness. The high mixing intensity can also cause mechanical wear on already formed precipitates or crystals, as a result of which the crystals are again crushed.
Цель изобретенияThe purpose of the invention
Целью способа и установки согласно изобретению является достижение более однородного перемешивания, чем достигнуто ранее в связи с различными гидрометаллургическими процессами, в том числе во время осаждения или кристаллизации или в смешивающей секции при экстракции растворителем. Целью изобретения является уменьшение общей мощности, требуемой на различных стадиях процесса, и несмотря на это достижение более гомогенного, чем ранее, перемешивания в пространстве реактора. Когда перемешивание является однородным по всему объему реактора, то не образуется ни локальных точек с повышенной мощностью, ни практически мертвых участков.The aim of the method and installation according to the invention is to achieve more uniform mixing than previously achieved in connection with various hydrometallurgical processes, including during precipitation or crystallization or in the mixing section during solvent extraction. The aim of the invention is to reduce the total power required at various stages of the process, and despite this, achieve more homogeneous than before mixing in the reactor space. When mixing is uniform throughout the reactor volume, neither local points with increased power nor practically dead sections are formed.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Изобретение относится к способу перемешивания одного или нескольких растворов в реакторе гидрометаллургического процесса, такого как осаждение, кристаллизация или формирование суспензии при экстракции растворителем, отличающееся тем, что однородное перемешивание осуществляют путем создания по меньшей мере трех вертикальных циркулирующих потоков за счет использования установки, которая содержит реактор цилиндрической формы, включающий составной смеситель, содержащий по меньшей мере три винтовых ротора, расположенных с радиальным смещением друг от друга, при помощи чего основная зона перемешивания составляет более 70% эффективного объема реактора, с целью достижения однородного малоинтенсивного перемешивания, необходимого для осаждения, кристаллизации и/или стадии смешивания при экстракции растворителем.The invention relates to a method for mixing one or more solutions in a reactor of a hydrometallurgical process, such as precipitation, crystallization or suspension formation by solvent extraction, characterized in that uniform mixing is carried out by creating at least three vertical circulating flows through the use of a plant that contains a reactor a cylindrical shape comprising a composite mixer containing at least three screw rotors arranged with a radial displacement from each other, whereby the main mixing zone comprises more than 70% of the effective volume of the reactor, in order to achieve the uniform low-intensity mixing required for the precipitation, crystallization and / or mixing stage during solvent extraction.
В соответствии с предпочтительным вариантом воплощения изобретения основная зона перемешивания составляет более 80% эффективного объема реактора.According to a preferred embodiment of the invention, the main mixing zone comprises more than 80% of the effective volume of the reactor.
В соответствии со способом согласно изобретению основная зона перемешивания состоит из области внутри сферы действия каждого винтового ротора, а также области вне каждого винтового ротора размером примерно с поперечное сечение винтового ротора, и высота зоны первичного перемешивания в отношении поднятия по меньшей мере равна высоте винтовому ротору.According to the method according to the invention, the main mixing zone consists of a region within the scope of each screw rotor, as well as a region outside each screw rotor approximately the size of the cross section of the screw rotor, and the height of the primary mixing zone with respect to the raising is at least equal to the height of the screw rotor.
Типичным для способа согласно изобретению является то, что основные зоны перемешивания винтовых роторов сливаются друг с другом снаружи винтовых роторов.Typical of the method according to the invention is that the main mixing zones of the screw rotors merge with each other outside the screw rotors.
В соответствии с одним из воплощений изобретения при осаждении и/или кристаллизации с целью флоккуляции взвешенных частиц используют хлопьеобразующий агент.In accordance with one embodiment of the invention, a flocculation agent is used in the deposition and / or crystallization to flocculate suspended particles.
Изобретение также относится к установке для осуществления предлагаемого заявителем способа перемешивания одного или нескольких растворов в реакторе гидрометаллургического процесса. Предлагаемая установка включает реактор, который состоит из основания, цилиндрической стенки, поднимающейся вверх от основания, и смесителя, расположенного в реакторе, отличающаяся тем, что смеситель является составным винтовым роторным смесителем, включающим по меньшей мере три винтовых ротора, расположенных с радиальным смещением друг от друга, причем винтовой роторный смеситель выполнен с возможностью проведения перемешивания при вертикально циркулирующем потоке, обес- 1 022724 печивающем однородную малую интенсивность перемешивания, при котором основная зона перемешивания составляет более 70% эффективного объема реактора.The invention also relates to an apparatus for implementing the method of mixing one or more solutions in a hydrometallurgical reactor proposed by the applicant. The proposed installation includes a reactor, which consists of a base, a cylindrical wall rising upward from the base, and a mixer located in the reactor, characterized in that the mixer is a composite rotary screw mixer, comprising at least three screw rotors located radially offset from another, moreover, the rotary screw mixer is made with the possibility of mixing with a vertically circulating stream, providing 1 022724 printing uniform homogeneous intensity of mixing At which the primary mixing zone is more than 70% of the effective reactor volume.
Для установки согласно изобретению типичным является то, что она включает силовую установку для приведения во вращение винтовых роторов и несколько продолговатых вертикальных перегородок, выступающих от стенки реактора и расположенных вблизи каждого винтового ротора, дальше по потоку по отношению к направлению его вращения.For a plant according to the invention, it is typical that it includes a power plant for driving the rotor rotors and several elongated vertical partitions protruding from the reactor wall and located near each screw rotor, further downstream with respect to the direction of its rotation.
Согласно одному из воплощений установки каждый винтовой ротор содержит вал с вертикальным вращением, который соединен с силовой установкой, и два или три винтовых элемента, которые закреплены на валу вращения поддерживающими кронштейнами на одном и том же радиальном расстоянии от вала ротора.According to one embodiment of the installation, each screw rotor comprises a shaft with vertical rotation, which is connected to the power plant, and two or three screw elements that are mounted on the rotation shaft by supporting brackets at the same radial distance from the rotor shaft.
В одной конфигурации установки настоящего изобретения винтовой элемент имеет круглое поперечное сечение.In one installation configuration of the present invention, the screw member has a circular cross section.
В другой конфигурации установки винтовой элемент имеет овальное поперечное сечение.In another installation configuration, the screw element has an oval cross-section.
В соответствии с одной из конфигураций установки перегородки расположены под углом 5-15° градусов к радиусу реактора. Предпочтительно перегородки расположены поблизости от каждого винтового ротора по ходу их вращения.In accordance with one configuration of the installation, the partitions are located at an angle of 5-15 ° degrees to the radius of the reactor. Preferably, the baffles are located in the vicinity of each screw rotor in the direction of their rotation.
В соответствии с одной из конфигураций установки, когда число винтовых роторов равно трем, их диаметр составляет по меньшей мере 0,33 диаметра реактора.According to one installation configuration, when the number of screw rotors is three, their diameter is at least 0.33 of the diameter of the reactor.
В соответствии с другой конфигурацией установки, когда число винтовых роторов равно пяти, их диаметр составляет по меньшей мере 0,23 диаметра реактора, при этом один винтовой ротор расположен в центре реактора, а четыре остальных - симметрично вокруг центрального винтового ротора.In accordance with another configuration of the installation, when the number of screw rotors is five, their diameter is at least 0.23 of the diameter of the reactor, with one screw rotor located in the center of the reactor, and the other four symmetrically around the central screw rotor.
Согласно еще одному воплощению установки, когда число винтовых роторов равно пяти, то один винтовой ротор расположен в центре реактора, а четыре остальных симметрично вокруг центрального винтового ротора, при этом диаметр центрального ротора больше, чем у других роторов вокруг него.According to another embodiment of the installation, when the number of screw rotors is five, then one screw rotor is located in the center of the reactor, and the other four are symmetrically around the central screw rotor, while the diameter of the central rotor is larger than other rotors around it.
Типично для установки согласно изобретению, если валы вращения винтовых роторов размещены в реакторе с радиальным смещением по отношению к центральной вертикальной оси реактора.Typically for a plant according to the invention, if the shafts of rotation of the screw rotors are placed in the reactor with a radial displacement with respect to the central vertical axis of the reactor.
Согласно одному из воплощений установки все винтовые роторы вращаются в одном направлении, и направление вращения винтовых элементов вокруг вала является таким же, как направление вращения винтового ротора.According to one embodiment of the installation, all screw rotors rotate in the same direction, and the direction of rotation of the screw elements around the shaft is the same as the direction of rotation of the screw rotor.
Согласно одному из воплощений установки все винтовые роторы вращаются в одном направлении, и направление вращения винтовых элементов вокруг вала отличается от направления вращения винтового ротора.According to one embodiment of the installation, all screw rotors rotate in one direction, and the direction of rotation of the screw elements around the shaft is different from the direction of rotation of the screw rotor.
В соответствии с третьей конфигурацией установки настоящего изобретения центральный винтовой ротор вращается в другом направлении, чем винтовые роторы, окружающие его.According to a third installation configuration of the present invention, the central screw rotor rotates in a different direction than the screw rotors surrounding it.
Список чертежейDrawing list
Фиг. 1 представляет одну из конфигураций винтового роторного смесителя настоящего изобретения;FIG. 1 represents one of the configurations of a rotary screw mixer of the present invention;
фиг. 2 - сечение П-П смесителя на фиг. 1;FIG. 2 is a cross-section P-P mixer in FIG. one;
фиг. 3 - сечение, соответствующее фиг. 2, другой конфигурации винтового ротора.FIG. 3 is a section corresponding to FIG. 2, another configuration of the screw rotor.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Гомогенное перемешивание с малой интенсивностью перемешивания согласно изобретению, которое тем не менее распространяется по всему объему реактора, достигают посредством винтового роторного смесителя, который состоит по меньшей мере из трех отдельных винтовых роторов. Смеситель расположен в реакторе, который, в общем, представляет собой по форме вертикальный цилиндр. Кристаллизирующийся раствор, жидкость, содержащую твердую фазу или две нерастворимые друг в друге жидкости перемешивают в кристаллизаторе для того, чтобы осуществить кристаллизацию, осаждение или суспендирование при экстракции растворителем. Основная зона смешивания винтового роторного смесителя охватывает более 70%, предпочтительно более 80% эффективного объема реактора. Эффективный объем реактора - это объем между дном реактора и поверхностью жидкости. В случае винтовых роторов основная зона смешивания состоит из области внутри винтовых роторов и области снаружи, примерно равной по размерам области поперечного сечения винтового ротора. В отношении подъема высота основной зоны смешивания по меньшей мере равна высоте винтового ротора. Безусловно, смешивание происходит и вне основной зоны смешивания, несмотря на то что интенсивность перемешивания меньше.Homogeneous mixing with a low mixing intensity according to the invention, which nevertheless spreads over the entire volume of the reactor, is achieved by means of a screw rotary mixer, which consists of at least three separate screw rotors. The mixer is located in the reactor, which, in general, is a vertical cylinder in shape. The crystallizing solution, a liquid containing a solid phase or two insoluble in each other liquids are mixed in a crystallizer in order to crystallize, precipitate or suspend during solvent extraction. The main mixing zone of the rotary screw mixer covers more than 70%, preferably more than 80% of the effective volume of the reactor. The effective volume of the reactor is the volume between the bottom of the reactor and the surface of the liquid. In the case of screw rotors, the main mixing zone consists of a region inside the screw rotors and an outside region approximately equal in size to the cross-sectional area of the screw rotor. With respect to lifting, the height of the main mixing zone is at least equal to the height of the screw rotor. Of course, mixing occurs outside the main mixing zone, despite the fact that the intensity of mixing is less.
Отдельные винтовые роторы винтового роторного смесителя группируются таким образом, что их основные зоны смешивания сливаются друг с другом снаружи винтовых роторов. Когда винтовой ротор осуществляет закачку вверх, это означает, что в данном случае формируется структура потока, в котором направление потока внутри ротора направлено вниз, а снаружи ротора - вверх. Потоки, которые выходят изнутри винтовых роторов, поворачивают наклонно вверх снаружи винтовых роторов и взаимодействуют друг с другом, так что они сливаются друг с другом в пространстве между винтовыми роторами. Скорость работы винтовых роторов подбирают таким образом, чтобы препятствовать образованию турбулентности в пространстве между винтовыми роторами, но в то же время требуемые эффекты осуществ- 2 022724 ляют путем ламинарного смешивания. Когда энергию перемешивания делят подобным образом, для ее однородного распределения по всему объему реактора, мы можем отметить, что такое решение позволяет уменьшить общее потребление энергии, расходуемой при перемешивании. При таком решении могут быть исключены возникающие локально мощные перемешивающие силы, и перемешивание с низкой интенсивностью может быть распростанено на все сечение реактора.The individual screw rotors of the screw rotary mixer are grouped in such a way that their main mixing zones merge with each other outside the screw rotors. When a screw rotor is pumped up, this means that in this case a flow structure is formed in which the flow direction inside the rotor is directed downward and outside of the rotor upward. Streams that exit from the inside of the screw rotors rotate obliquely upward from the outside of the screw rotors and interact with each other so that they merge with each other in the space between the screw rotors. The speed of operation of the screw rotors is selected in such a way as to prevent the formation of turbulence in the space between the screw rotors, but at the same time, the required effects are achieved by laminar mixing. When the mixing energy is divided in a similar way, for its uniform distribution over the entire volume of the reactor, we can note that this solution allows to reduce the total energy consumption consumed during mixing. With this solution, locally powerful mixing forces arising can be eliminated, and low-intensity mixing can be extended to the entire cross section of the reactor.
Одна установка согласно изобретению, состоящая из реактора и смесителя с тремя отдельными винтовыми роторами, описана более детально на фиг. 1 и 2. На чертежах показана в качестве примера одна конфигурация, где винтовой роторный смеситель 1 включает три винтовых ротора 7. Винтовой роторный смеситель 1 состоит из реактора 3, внутренняя часть которого ограничена сбоку цилиндрической стенкой 5 и снизу основанием 6. Винтовые роторы 7 установлены во внутренней части 4 с радиальным смещением друг от друга в виде треугольной структуры, как показано на фиг. 2. Каждый винтовой ротор 7 приводят во вращение силовой установкой 8. Несколько продолговатых вертикальных перегородок 9 выступают от стенки 5 реактора 3. Каждый винтовой ротор 7 включает вертикально вращающийся вал 10, который соединен с силовой установкой 8, и два одинаковых винтовых элемента 11, которые имеют круглое сечение и прикреплены к вращающемуся валу 10 поддерживающими кронштейнами 12 симметрично и противоположно относительно друг друга на одном и том же радиальном расстоянии от вала. Обрабатываемый раствор или растворы можно вводить в реактор в требуемых точках, и результат запущенных реакций извлекают из требуемых точек реактора (не показано детально на чертеже).One installation according to the invention, consisting of a reactor and a mixer with three separate screw rotors, is described in more detail in FIG. 1 and 2. The drawings show, by way of example, one configuration where the screw rotary mixer 1 includes three screw rotors 7. The screw rotary mixer 1 consists of a reactor 3, the inner part of which is bounded laterally by a cylindrical wall 5 and from below by a base 6. Screw rotors 7 are mounted in the inner part 4 with a radial displacement from each other in the form of a triangular structure, as shown in FIG. 2. Each screw rotor 7 is rotated by the power plant 8. Several oblong vertical partitions 9 protrude from the wall 5 of the reactor 3. Each screw rotor 7 includes a vertically rotating shaft 10, which is connected to the power plant 8, and two identical screw elements 11, which have a circular cross section and are attached to the rotating shaft 10 by supporting brackets 12 symmetrically and oppositely with respect to each other at the same radial distance from the shaft. The processed solution or solutions can be introduced into the reactor at the required points, and the result of the started reactions is extracted from the required points of the reactor (not shown in detail in the drawing).
В решении, представленном на фиг. 1, диаметр винтовых роторов составляет по меньшей мере 0,33 диаметра реактора, предпочтительно примерно 0,35 диаметра реактора. Все винтовые роторы предпочтительно вращаются в одном направлении, как при закачке вверх, так и при закачке вниз, и в этом случае направление вращения винтовых трубок вокруг вала совпадает с направлением вращения. Поэтому винтовые роторы вращают либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. В большинстве случаев более выгодно использовать закачку при смешивании, направленную вверх, с тем результатом, что снаружи винтовых роторов образуется сильная зона с потоком, направленным вверх в каждой точке после перегородок. Восходящие зоны сливаются друг с другом описанным выше способом и интенсифицируют перемешивание. Восходящие зоны можно дополнительно увеличить, если расположить перегородки ближе к винтовым роторам.In the solution shown in FIG. 1, the diameter of the screw rotors is at least 0.33 of the diameter of the reactor, preferably about 0.35 of the diameter of the reactor. All screw rotors preferably rotate in the same direction, both when pumping up and when pumping down, in which case the direction of rotation of the screw tubes around the shaft coincides with the direction of rotation. Therefore, screw rotors rotate either clockwise or counterclockwise. In most cases, it is more advantageous to use the upward injection during mixing, with the result that a strong zone forms with the flow of the rotors outside the screw rotors upward at each point after the partitions. The ascending zones merge with each other in the manner described above and intensify mixing. The ascending zones can be further increased if the partitions are located closer to the screw rotors.
Выгодно располагать перегородки 9 на расстоянии 0,04-0,08 диаметра реактора от стенки реактора, и их ширина предпочтительно составляет 0,1-0,13 диаметра реактора. Обычно перегородки согласно изобретению устанавливают не радиально, а под углом 5-15° к радиусу. Перегородки располагают поблизости и далее по потоку от каждого винтового ротора, как показано на фиг. 2. В этом случае достигается усиливающий эффект по равномерному перемешиванию во всем объеме реактора.It is advantageous to arrange the partitions 9 at a distance of 0.04-0.08 of the diameter of the reactor from the wall of the reactor, and their width is preferably 0.1-0.13 of the diameter of the reactor. Typically, the partitions according to the invention are not installed radially, but at an angle of 5-15 ° to the radius. Partitions are located nearby and downstream of each screw rotor, as shown in FIG. 2. In this case, a reinforcing effect is achieved by uniformly mixing throughout the reactor volume.
Посредством трех винтовых роторов и трех перегородок, описанных выше, получают установку, обеспечивающую смешивание с вертикально циркулирующим потоком, в соответствии с чем основная зона смешивания составляет более 80% эффективного объема реактора. Основная зона смешивания каждого винтового ротора показана прерывистой линией на фиг. 2. Это позволяет осуществлять гомогенное малоинтенсивное перемешивание, требуемое для осаждения, кристаллизации и/или стадии смешивания при экстракции растворителем. На распределение можно влиять посредством размера и расположения смесителя и посредством размера, расположения и ориентации перегородок. Когда обеспечивают таким путем достаточно однородную интенсивность перемешивания должным образом по всему объему реактора, мощность двигателя можно уменьшить. В зависимости от требований к смешиванию интенсивность перемешивания может быть установлена на уровне 0,05-1,5 кВт/м3. Преимущество установки согласно изобретению состоит в том, что более не требуется сильное локализованное перемешивание благодаря гомогенному перемешиванию, охватывающему весь объем реактора.By means of the three screw rotors and the three baffles described above, a plant is provided that mixes with a vertically circulating stream, whereby the main mixing zone comprises more than 80% of the effective volume of the reactor. The main mixing zone of each screw rotor is shown by a broken line in FIG. 2. This allows for homogeneous low-intensity mixing, required for precipitation, crystallization and / or the mixing stage during solvent extraction. The distribution can be influenced by the size and location of the mixer and by the size, location and orientation of the partitions. When a sufficiently uniform mixing intensity is properly provided over the entire volume of the reactor in this way, engine power can be reduced. Depending on the requirements for mixing, the mixing intensity can be set at the level of 0.05-1.5 kW / m 3 . An advantage of the apparatus according to the invention is that strong localized mixing is no longer required due to homogeneous mixing, covering the entire reactor volume.
Фиг. 3 является иллюстрацией другого смесителя согласно изобретению, в котором имеется пять винтовых роторов 7. Один из винтовых роторов расположен в центре реактора, а четыре других - симметрично вокруг центрального винтового ротора по окружности реактора. Диаметр винтовых роторов составляет по меньшей мере 0,23, предпочтительнее 0,25-0,3 диаметра реактора. Четыре перегородки 9 расположены вблизи винтовых роторов по окружности по такому же принципу, как описано в связи с фиг. 1 и 2. Установка, изображенная на фиг. 3, может достичь такого состояния, что 85% смешивания осуществляют в основной зоне смешивания.FIG. 3 is an illustration of another mixer according to the invention, in which there are five screw rotors 7. One of the screw rotors is located in the center of the reactor, and the other four are symmetrically around the central screw rotor around the circumference of the reactor. The diameter of the screw rotors is at least 0.23, more preferably 0.25-0.3, the diameter of the reactor. Four baffles 9 are located in the vicinity of the screw rotors in a circumferential fashion in the same manner as described in connection with FIG. 1 and 2. The apparatus shown in FIG. 3, can achieve such a state that 85% of the mixing is carried out in the main mixing zone.
Структурную конфигурацию в соответствии с фиг. 3 можно изменить дополнительно таким образом, чтобы диаметр винтового ротора, находящегося в центральной части реактора, был больше, чем диаметр винтовых роторов, расположенных по окружности реактора. В этом случае направление вращения винтового ротора, находящегося в центральной части реактора, можно выбрать так, чтобы оно отличалось от направления вращения винтовых роторов, расположенных по окружности.The structural configuration in accordance with FIG. 3 can be further modified so that the diameter of the screw rotor located in the central part of the reactor is larger than the diameter of the screw rotors located around the circumference of the reactor. In this case, the direction of rotation of the screw rotor located in the central part of the reactor can be chosen so that it differs from the direction of rotation of the screw rotors located around the circumference.
Примеры, приведенные выше, описывают винтовой ротор с двумя винтовыми элементами лишь в качестве примера. Винтовой ротор может иметь два или три винтовых элемента, что зависит от требований по применению. Три винтовых элемента в одном роторе делают ротор конструктивно более крепким и позволяют достигать более равномерного распределения перемешивающей силы по сравнению с двумя винтовыми элементами. Что касается винтового элемента, то он может иметь другое поперечное сечение,The examples above describe a screw rotor with two screw elements as an example only. A screw rotor can have two or three screw elements, which depends on the application requirements. Three screw elements in one rotor make the rotor structurally stronger and allow a more even distribution of the mixing force in comparison with two screw elements. As for the screw element, it may have a different cross section,
- 3 022724 а не только круг. Круглый стержень может также быть сплющенным, так чтобы профиль винтового элемента имел овальную форму.- 3 022724 and not just a circle. The round shaft may also be flattened so that the profile of the screw element is oval.
Как упоминалось выше, свойства взвешенных частиц, которые осаждаются или кристаллизуются, могут быть улучшены посредством гомогенного смешивания. Рост размеров частиц во время осаждения и кристаллизации твердых веществ можно контролировать лучше, чем в установке, где происходит мощное, ограниченное в пространстве основное смешивание. В дополнение к выбранному оборудованию для содействия флокуляции твердых веществ можно также использовать хлопьеобразующий агент. Примером этого является тот факт, что использование винтового роторного смесителя согласно изобретению, состоящего из трех винтовых роторов, при содействии хлопьеобразующего агента в питающем резервуаре сгустителя приводило к снижению содержания взвешенных частиц в перетоке сгустителя со значения 50 до 15 мг/л.As mentioned above, the properties of suspended particles that precipitate or crystallize can be improved by homogeneous mixing. Particle size growth during precipitation and crystallization of solids can be controlled better than in a plant where powerful, space-limited main mixing takes place. In addition to the selected equipment for promoting flocculation of solids, a flocculating agent can also be used. An example of this is the fact that the use of a screw rotary mixer according to the invention, consisting of three screw rotors, with the aid of a flocculating agent in the thickener feed tank, led to a decrease in the content of suspended particles in the thickener flow from 50 to 15 mg / L.
Способ и установка настоящего изобретения особенно выгодны, когда диаметр реактора является большим порядка десятка метров.The method and installation of the present invention is particularly advantageous when the diameter of the reactor is large on the order of ten meters.
Изобретение не ограничено конфигурациями, рассмотренными выше в качестве примеров, возможно множество модификаций, которые остаются в рамках замысла изобретения, описанного в формуле.The invention is not limited to the configurations discussed above as examples, many modifications are possible that remain within the scope of the invention described in the claims.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20096296A FI123597B (en) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | Method and apparatus for separating solids from slurry and use of the method and / or apparatus |
PCT/FI2010/000074 WO2011070219A1 (en) | 2009-12-08 | 2010-12-08 | Method and apparatus to create uniform mixing in connection with a hydrometalurgical process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201290405A1 EA201290405A1 (en) | 2013-01-30 |
EA022724B1 true EA022724B1 (en) | 2016-02-29 |
Family
ID=41462762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201290405A EA022724B1 (en) | 2009-12-08 | 2010-12-08 | Method and apparatus to create uniform mixing in connection with a hydrometalurgical process |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2509709A4 (en) |
CN (1) | CN102665887B (en) |
AU (1) | AU2010329807A1 (en) |
BR (1) | BR112012013894A2 (en) |
CA (1) | CA2780852A1 (en) |
CL (1) | CL2012001477A1 (en) |
EA (1) | EA022724B1 (en) |
FI (2) | FI123597B (en) |
PE (1) | PE20130300A1 (en) |
WO (2) | WO2011070219A1 (en) |
ZA (1) | ZA201203911B (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2874093C (en) * | 2012-06-21 | 2020-11-03 | Suncor Energy Inc. | Enhanced techniques for dewatering thick fine tailings |
CN103936042A (en) * | 2013-01-22 | 2014-07-23 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | Three-shaft stirring decomposing tank |
CA2823459C (en) | 2013-08-09 | 2015-06-23 | Imperial Oil Resources Limited | Method of using a silicate-containing stream from a hydrocarbon operation or from a geothermal source to treat fluid tailings by chemically-induced micro-agglomeration |
BR112016024409A2 (en) | 2014-04-30 | 2017-08-15 | Dow Global Technologies Llc | polymeric flocculants for treating aqueous mineral suspensions |
BR112016024265A2 (en) | 2014-04-30 | 2017-08-15 | Dow Global Technologies Llc | treating aqueous mineral suspensions with a polymeric flocculant |
WO2016019213A1 (en) | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Dow Global Technologies Llc | In-line dynamic mixing apparatus for flocculating and dewatering oil sands fine tailings |
CN104226147B (en) * | 2014-10-15 | 2016-08-17 | 浙江辰鸿纺织品科技有限公司 | A kind of for window cloth slurry high efficiency dispersion mixing arrangement |
US10781117B2 (en) | 2015-08-25 | 2020-09-22 | Dow Global Technologies Llc | Flocculation of high-solids mineral slurries |
AR108480A1 (en) | 2016-05-27 | 2018-08-22 | Dow Global Technologies Llc | METHOD OF TREATMENT OF MINERAL SUSPENSIONS WITH HIGH CONTENT OF SOLIDS WITH POLYMER FLOCULANTS |
CA3031784A1 (en) | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Dow Global Technologies Llc | Acoustic mixing for flocculant addition to mineral suspensions |
US20190276345A1 (en) | 2016-09-23 | 2019-09-12 | Dow Global Technologies Llc | Process for tailings remediation |
RU2019109872A (en) | 2016-09-27 | 2020-10-05 | Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк | METHOD FOR DEHYDRATION OF WATER TECHNOLOGICAL FLOW |
CN106861501A (en) * | 2017-03-20 | 2017-06-20 | 无锡科技职业学院 | A kind of high-shear emulsifying dissolves mixing kettle |
KR102480536B1 (en) * | 2018-03-05 | 2022-12-22 | 니폰 소세이 고교 가부시키가이샤 | Rotary Mixer of Two-Liquid Mixing Type Injector |
CN109529703A (en) * | 2018-11-28 | 2019-03-29 | 河南易成新能源股份有限公司 | Graphite product ingredient mixing arrangement |
CN112456672A (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-09 | 国家能源投资集团有限责任公司 | Mine water treatment method and system |
MX2022013154A (en) * | 2020-04-20 | 2023-02-09 | Metso Outotec Finland Oy | Mixing arrangement, mixer settler unit and use. |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7083050B2 (en) * | 2001-06-25 | 2006-08-01 | Bror Nyman | Method and apparatus for clarifying a slurry |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR615110A (en) * | 1926-04-26 | 1926-12-30 | Mixer | |
NL52125C (en) * | 1939-03-31 | 1942-03-16 | ||
DE1225951B (en) * | 1961-08-10 | 1966-09-29 | Wilhelm Heinrich Schmidt | Mixing device |
US4198376A (en) * | 1974-02-14 | 1980-04-15 | Rhone-Progil | Vertical autoclave for bulk polymerization of vinyl chloride based polymers and copolymers |
US5248485A (en) * | 1990-04-04 | 1993-09-28 | Outokumpu Oy | Method for mixing liquid, solids and gas and for simultaneously separating gas or gas and solids from the liquid |
CN2158301Y (en) * | 1993-03-26 | 1994-03-09 | 郭洪臣 | Double-shaft helice mixer |
DE19901267B4 (en) * | 1999-01-15 | 2006-08-10 | Löhr, Anke, Dr. | Mixing and treatment device |
FI123662B (en) * | 2006-02-17 | 2013-08-30 | Outotec Oyj | Method and agitator apparatus for mixing gas in slurry in a closed reactor |
CA2673981A1 (en) * | 2008-07-28 | 2010-01-28 | Hunton Energy Holdings, LLC | Acidic filtration of bitumen froth tailings |
-
2009
- 2009-12-08 FI FI20096296A patent/FI123597B/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-09-16 FI FI20100318A patent/FI124092B/en not_active IP Right Cessation
- 2010-12-08 AU AU2010329807A patent/AU2010329807A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-08 CA CA2780852A patent/CA2780852A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-08 WO PCT/FI2010/000074 patent/WO2011070219A1/en active Application Filing
- 2010-12-08 PE PE2012000773A patent/PE20130300A1/en not_active Application Discontinuation
- 2010-12-08 WO PCT/FI2010/000073 patent/WO2011070218A1/en active Application Filing
- 2010-12-08 BR BR112012013894A patent/BR112012013894A2/en not_active IP Right Cessation
- 2010-12-08 EP EP10835537.1A patent/EP2509709A4/en not_active Withdrawn
- 2010-12-08 CN CN201080055633.2A patent/CN102665887B/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-08 EA EA201290405A patent/EA022724B1/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-05-29 ZA ZA2012/03911A patent/ZA201203911B/en unknown
- 2012-06-06 CL CL2012001477A patent/CL2012001477A1/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7083050B2 (en) * | 2001-06-25 | 2006-08-01 | Bror Nyman | Method and apparatus for clarifying a slurry |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PE20130300A1 (en) | 2013-03-22 |
EP2509709A4 (en) | 2016-01-06 |
WO2011070218A1 (en) | 2011-06-16 |
FI124092B (en) | 2014-03-14 |
FI20100318A0 (en) | 2010-09-16 |
WO2011070219A1 (en) | 2011-06-16 |
FI20096296A (en) | 2011-06-09 |
AU2010329807A8 (en) | 2012-07-19 |
FI123597B (en) | 2013-07-31 |
CN102665887A (en) | 2012-09-12 |
BR112012013894A2 (en) | 2016-05-03 |
EP2509709A1 (en) | 2012-10-17 |
CL2012001477A1 (en) | 2012-11-16 |
FI20100318A (en) | 2011-06-09 |
EA201290405A1 (en) | 2013-01-30 |
WO2011070219A8 (en) | 2011-11-17 |
FI20096296A0 (en) | 2009-12-08 |
CN102665887B (en) | 2015-06-24 |
ZA201203911B (en) | 2013-04-24 |
CA2780852A1 (en) | 2011-06-16 |
AU2010329807A1 (en) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA022724B1 (en) | Method and apparatus to create uniform mixing in connection with a hydrometalurgical process | |
CA2978533C (en) | Rapid stirring machine | |
KR101587265B1 (en) | Sludge stirring and Drying equipment | |
KR101566240B1 (en) | Aeration impeller and agitator for water treatment having the same | |
CN102068955A (en) | Flocculation reactor with special-shaped spoiler | |
JP2007237014A (en) | Stirring device | |
US20200332389A1 (en) | Reactor for gas-liquid mass transfer | |
CN107073564A (en) | Apparatus and method for the processing of high shear liquid metals | |
JPH0321338A (en) | Apparatus for mixing viscous material | |
KR101606845B1 (en) | Processing Equipment For Muddy Water | |
CN103328086A (en) | Expanding device for combining a liquid species and a particulate solid species | |
KR100921011B1 (en) | A deep agitator | |
CN101733036B (en) | Agitating device bottom of which is provided with special-shaped baffle plates | |
EP2542333B1 (en) | Waste water treatment system | |
CN217042134U (en) | High-efficient making beating device for modified starch production | |
AU2018303332B2 (en) | Mixing apparatus and method of operation | |
US3951758A (en) | Method of operating a purifying plant and tank for practicing said method | |
CN109289579A (en) | Double-layer convection formula agitating paddle | |
KR20190121114A (en) | Powerless mixer and cyclone settling apparatus having the same | |
RU2386588C2 (en) | Decomposer for decomposition of aluminate solutions | |
RU2057070C1 (en) | Decomposer | |
KR101228817B1 (en) | Dissolution apparatus | |
RU2492920C2 (en) | Mixer | |
EA031657B1 (en) | Reactor for mixing liquid, gas and solid material | |
CA3135763A1 (en) | Reaction mixer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |