FI117619B

FI117619B - Vaahdotusmenetelmä ja vaahdotuspiiri

Info

Publication number: FI117619B
Application number: FI20050239A
Authority: FI
Inventors: Peter Bourke; Seppo Ronkainen
Original assignee: Outokumpu Technology Oyj
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-12-29
Also published as: FI20050239A; BRPI0609249A2; CN101137441A; EA200701674A1; EA011534B1; WO2006095044A8; FI20050239A0; WO2006095044A1; CA2600031A1; AU2006221915A1; SE0602328L; ZA200707176B; MX2007010871A; US20080149536A1; PL383820A1; PE20061260A1

Description

117619

VAAHDOTUSMENETELMÄ JA VAAHDOTUSPIIRI

KEKSINNÖN TAUSTA

5 Tämä keksintö koskee yleisesti mineraalien erotuksessa käytettäviä vaahdotuslaitteita ja vaahdotusmenetelmiä. Esillä oleva keksintö koskee erityisesti mineraalihiukkasia tai öljyhiekkaa sisältävän lietteen vaahdotusmenetelmää ja-laitetta.

10 Jotta arvokkaiden aineosien talteenottoon saataisiin toivottua tehokkuutta, rikastamoissa sovitetaan yleisenä käytäntönä useita vaahdotuskennoja linjaan.

Tavanomaisessa vaahdotuskennossa on säiliö, joka vastaanottaa ja sisältää jauhatuspiiristä tulevaa lietettä, vaahdotusmekanismi, jossa säiliön sisälle on sijoitettu roottori ja staattori, sekä ilmastusjärjestelmä, joka hajottaa kaasun 15 suoraan vaahdotusmekanismiin. Lietteeseen jakaantuvat kaasukuplat nousevat lietteen pinta kohti ja kuljettavat mukanaan kelluvia, hydrofobisia hiukkasia, jotka muodostavat lietteen pinnalle vaahtokerroksen. Vaahto poistetaan kennosta vaahtorännijärjestelmän kautta. Sivukivihiukkaset ja hiukkaset, joita vaahdotuksessa ei ole otettu talteen, poistetaan kennosta pohja-aukon kautta v : 20 ja johdetaan seuraavaan vaahdotuskennoon tai muualle jatkokäsittelyä varten.

• · · : Pohja-aukon ohjaus varustetaan usein isku- tai puristusventtiilillä, joka avataan, • · jotta jäljelä oleva liete pääsee etenemään omapainesyötön vaikutuksesta • · * alavirran puoleiseen käsittelyprosessiin, ja vaahdon ja lietteen rajapinta voidaan • * : pitää tasaisessa, ei-vaihtelevassa tilassa.

25

Vaahdotuskennon syötteeseen lisätään sopivia vaahdotusreagensseja, jotka • * * parantavat lietteessä olevien arvokkaiden ja sivukivihiukkasten toivottuja • * *·"' ominaisuuksia. Reagenssit peittävät esimerkiksi lietteessä olevien hiukkasten • · · v * pinnan ja tekevät hiukkasista hydrofobisia ja edistävät näin kuplien * * * :···: 30 kiinnittymistä hiukkasiin. Lietteessä on sekä suhteellisen karkeita hiukkasia että *·*·: suhteellisen hienoja hiukkasia. Hienojen hiukkasten kokonaispinta-ala on paljon • · suurempi kuin karkeiden hiukkasten. Kun vaahdotusreagensseja siis lisätään lietteeseen, suurin osa siitä pyrkii imeytymään hienojen hiukkasten osuuteen 2 117619 hiukkasten jakelusta. Tämän seurauksena karkeat, arvokkaat hiukkaset eivät saa riittävästi vaahdotusreagensseja saavuttaakseen riittävän hydrofobisuuden.

On yleisesti tunnettua, että vaahdotusprosessi voidaan tehdä paljon tehokkaammaksi, jos karkeat ja hienot hiukkaset käsitellään erikseen.

5 Luokittelulaitteita, kuten esimerkiksi hydrosykloneita ja kieräluokittelijoita, on käytetty vaahdotussyötevirran erottamiseksi kahdeksi erilliseksi virraksi käsiteltäviksi erikseen. Tekniikan tason menetelmien laitteistot ovat usein epätaloudellisia johtuen hyvin suurista pääomainvestoinneista, käyttökustannuksista sekä myös huollon seisokki-ajasta, tuotantohävikistä.

10

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksinnön kohteena on vaahdotuspiiri, jolla mineraalilietteestä otetaan r tehokkaasti talteen arvokkaita aineosia ilman suuria pääoma- ja 15 käyttökustannuksia. Keksinnön toisena kohteena on parannettu menetelmä monia eri hiukkaskokoja sisältävän lietteen vaahdottamiseksi.

Mineraalin käsittelyssä käytettävä, tavanomainen vaahdotuspiiri sisältää yhden : tai useampia vaahdotuskennoryhmiä. Yksi kennoryhmä muodostuu sarjaan tl · • '.·* 20 sovitetuista kennoista. Kennosovitelmat muodostetaan joko sarjaan tai • · :.**i rinnakkaisvirtaukseen. Kun virtaukset ovat liian suuria yhdelle sarjalinjalle, * * * kennoryhmät sovitetaan rinnakkain.

• · * · * * * · * · · ·

Iti

Esittelemme nyt aivan uudentyyppisen vaahdotuspiirin, jolla mineraali- tai 25 öljyhiekkalietteestä erotetaan rikasteet ja jossa on vaahdotuskennolinjoja, jotka ; * * * on sovitettu sarjaan tai rinnakkain, ja vaahdotuskennojärjestelmä on sovitettu * * **.**’ vastaanottamaan mineraaleja sisältävän lietesyötön jauhatuspiiristä * * · v : vaahdotuskennoon, joka kykenee luokittamaan lietteen ja joka on varustettu * · · *·.·: vähintään kahdella poistoaukolla, joista poistetaan jätteet, joilla on erilainen ·:**: 30 hiukkaskokojakauma ja hiukkaskoon keskiarvo. Mainitun * · vaahdotuskennojärjestelmän viereen on järjestetty vähintään kaksi rinnakkaista vaahdotuskennolinjaa, jotka ottavat vastaan vaahdotuskennojärjestelmän 3 117619 poistoaukosta tulevan jätevirran ja jotka on sovitettu käsittelemään tietyn hiukkaskokojakauman käsittäviä lietteitä.

Esillä oleva keksintö koskee myös uutta menetelmää jauhatuspiirissä 5 valmistetun mineraalilietteen vaahdottamiseksi, jossa menetelmässä liete syötetään vaahdotuspiiriin mineraalirikasteen ja jätteiden ottamiseksi talteen.

Mineraaliliete jaetaan vähintään kahdeksi jätevirraksi, joilla on erilainen hiukkaskoon keskiarvo, vaahdotuskennojärjestelmässä, joka on järjestetty vastaanottamaan lietettä jauhatuspiiristä ja joka on sovitettu luokittamaan liete.

10 Erilaiset jätevirrat syötetään jatkovaahdotukseen vaahdotuskennoryhmiin, jotka on järjestetty rinnakkain.

Keksinnön mukaisesti vähintään kaksi jätevirtausta poistetaan poistoaukkojen kautta, jotka on järjestetty vaahdotuskennojärjestelmän luokittavan 15 vaahdotuskennon eri pystysuorille korkeuksille.

Jauhatuspiirissä jauhetaan malmia ja tehdään mineraalihiukkasia sisältävää lietettä vaahdotuspiirissä tapahtuvaa jatkokäsittelyä varten. Tällaisen :T: vaahdotuspiiriä varten valmistetun lietteen tyypillinen kiintoainepitoisuus on 20- ^ ;**[: 20 45 %, ja joissakin erikoistapauksissa jopa pienempi tai suurempi.

• · * · · • · · • * • · ·

Esillä olevan keksinnön vaahdotuspiirin luokittava vaahdotuskennojärjestelmä • * ; on sovitettu luokittamaan lietettä hiukkaskoon ja lietetiheyden mukaan.

*·«

Vaahdotuskennojärjestelmässä voi olla useita vaahdotuskennoja, jotka on 25 järjestetty sarjaan, mutta luokittelukennojärjestelmän olennainen tunnusmerkki *···* on se, että yksi järjestelmän kennoista kykenee luokittamaan lietteen erilaisiksi • · *·;·* lietefraktioiksi, ja että kenno on varustettu vähintään kahdella poistoaukolla, * * * : joista erilaiset lietefraktiot poistetaan.

• * * * · • * · *:··: 30 Esillä olevan keksinnön yhden edullisen suoritusmuodon mukaan luokittava vaahdotuskennojärjestelmä käsittää yhden vaahdotuskennon, joka on vastaanottava kenno, johon liete menee jauhatuspiirin jälkeen.

117619 . . 4 ;

Vastaanottokennossa on suhteellisen suuri tila lietteelle. Lietetiheys vastaanottokennon pohjalla on suunnilleen sama kuin syötteen tiheys.

Lietetiheys pienenee vähitellen kennon pohjasta lietteen pinnankorkeudelle.

Lietetiheys lietteen yläpinnalla voi olla suunnilleen 10-20 %. Vastaanottokennon 5 luokitteluominaisuus toteutetaan valitsemalla kennolle sopivat mitat. Kennon tilavuus ja korkeus ovat olennaisia tekijöitä. Kennon tilavuus voi vaihdella jopa välillä 5-5000 m3, edullisesti välillä 5-500 m3 ja kaikkein edullisimmin välillä 5-380 m3.

10 Vastaanottokennon poistoaukot on järjestetty kennoon eri lietekorkeuksille. Kun poisto on järjestetty kennon kaasunvaahdotusmekanismin alapuolelle tai samalle tasolle sen kanssa, yksi poistoaukko voi olla tavanomainen pohjapoistoaukko.

15 Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan vaahdotuskennojärjestelmässä on vaahdotuspiirissä kaksi vaahdotuskennoa, jotka on järjestetty sarjaan, ja alavirran puoleinen kenno kykenee luokittamaan ^ lietteen ja se on varustettu mainitulla poistoaukolla, josta lietefraktio poistetaan, :T: ja ylävirran puoleinen toimii vastaanottokennona.

20 • · ·*.**·: Nämä edellä mainitut kohteet saavutetaan laitteistolla ja menetelmällä, jotka ·*· kuvataan myöhemmin itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön muut • · : edulliset suoritusmuodot esitetään epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

• · ·

Laitteisto ja menetelmä sopivat erityisesti metallisiin ja teollisiin 25 mineraalilietteisiin. Niistä voi olla lisäksi hyötyä erikoisissa prosesseissa, kuten • · · *·:·* esimerkiksi erotettaessa öljyä ja bitumia hiekasta tai vedestä.

• · · • · • · ···

V*: PIIRUSTUSTEN LYHYT KUVAUS

• φ · • · ·' -«> • · - ./¾ • · · ·:··: 30 Keksintö kuvataan taremmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joista

Kuvio 1 on kaavamainen esitys esillä olevan keksinnön vaahdotuspiiristä, ja 5 117619 kuvio 2 on kaavamainen poikkileikkaussivukuva esillä olevan keksinnön vaahdotuspiirin erään suoritusmuodon vastaanottokennosta.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS 5

Esillä olevan keksinnön vaahdotuspiirin syöte 11 tehdään jauhatuspiirissä, jossa malmia jauhetaan esimerkiksi SAG-kuulamyllypiirissä (puoliautogeenisessä jauhatuspiirissä). Syötteen lietteen hiukkaskokojakauma voi olla melko laaja. Syötteen 11 kiintoainepitoisuus on tyypillisesti 20-45 %.

10 Syöte menee vaahdotuspiiriin vastaanottokennon 10 kautta. Vastaanottokenno 10 on vaahdotuskenno, joka käsittää vaahdotusmekanismin ja vaahtorännijärjestelmän, joilla mineraalirikas vaahto otetaan talteen.

Vastaanottokenno muodostaa rikastevirran 25. Vastaanottokennon 10 jätteet 15,16 poistetaan poistoaukkojen kautta, jotka on järjestetty kennon seinälle eri 15 pystysuoriin kohtiin. Poistettuja jätevirtoja on vähintään kaksi. Poistettujen jätevirtojen määräksi kuvioon 1 on piirretty kolme, mutta se ei rajoitu tähän lukumäärään. Jätevirtojen 15,16 hiukkaskokojakauma ja hiukkaskoon keskiarvo ja/tai kiintoainepitoisuus ovat erilaiset, koska vastaanottokenno on :*·*: järjestetty luokittamaan liete tällaisiin fraktioihin. Kuviossa 1 esitetty ·*·': 20 vaahdotuspiiri käsittää myös vaahdotuskennoryhmät 12,13, jotka on sovitettu • · vaahdottamaan juuri sen tyyppistä jätettä, joka tulee vastaanottokennosta 10.

:"/· Kumpikin kennoryhmä 12,13 voi sisältää vaahdotuskennoja, joita on järjestetty ·.· * sekä sarjaan että rinnakkain, tai ne voivat sisältää kennojen alaryhmiä, jotka on • · · järjestety sarjaan tai rinnakkain. Kennoryhmät 12, 13 tuottavat rikastevirrat 18, 25 19 ja jätevirrat 22, 23.

• · j ··*, ...

*·· • · ♦ φ · · - :···: Esillä olevan keksinnön yhden edullisen suoritusmuodon mukaisesti v ; vastaanottokenno sisältää kaksi poistoaukkoa kahden eri jätevirran i ·*· poistamiseksi. Kuvio 2 esittää kaavamaisen sivukuvan pyöreästä 30 vastaanottokennosta 30, joka on varustettu vaahdotusmekanismilla 32, jossa :\i on roottori ja roottorin ympärille järjestetty staattori. Vaahdotusmekanismiin syötetään ilmaa onton akselin läpi, joka on järjestetty pyörittämään roottoria, tai 117619 6 kaasunsyötön kautta, joka on järjestetty mekanismin alapuolelle. Kuviossa on vaahtokerros 36 sekä vaahtorännijärjestelmä 31, jossa on yksi tai useampi vaahdon poistoaukko 35. Poistoaukot 33, 34 on järjestetty syöttämään kaksi jätevirtaa vaahdotettaviksi edelleen vaahdotuskennoryhmissä. Jätevirta, jolla on 5 suhteessa karkeampi hiukkaskokojakauma ja suurempi kiintoainepitoisuus, poistetaan pohjapoistoaukon 33 kautta. Jätevirta, jolla on hienompi hiukkaskokojakauma ja pienempi kiintoainepitoisuus, poistetaan sivupoistoaukon 34 kautta, joka sijaitsee olennaisesti vaahdotusmekanismin yläpuolella. Jauhatuspiiristä tuleva syöte johdetaan vastaanottokennoon 30 10 tuloaukon 37 kautta, joka on järjestetty kennon alaosaan. Vastaanottokennon 30 tilavuus on edullisesti 160-500 m2.

Tulee ymmärtää, että vaikka keksintöä on kuvattu sen edullisiin suoritusmuotoihin viitaten, ammatti-ihmiset saattavat keksiä muunnelmia ja 15 variaatioita. Tällaisten muunnelmien ja variaatioiden on tarkoitus kuulua oheisten patenttivaatimusten suoja-alaan.

*·· ...

·*· ; ♦ t * * · · ' ·*· « · 4 4 . ' • · • · • · · • · ··· • · .

4 4 4 4 * 4 4 » « • · ····', • · · • · * • · · ···'' • · • · 4 • 4 4 4 • 4 • · · 4 • 4 * 1 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4 4 4 4 4# 4 4 4.

4 4 * 4 4 ' · -li*

Claims

117619

1. Vaahdotuspiiri, jolla mineraalirikasteet erotetaan mineraalilietteestä, käsittää 5 vaahdotuskennolinjoja, jotka on järjestetty sarjaan tai rinnakkain tunnettu siitä, että vaahdotuspiiri sisältää vaahdotuskennojärjestelmän, joka on järjestetty vastaanottamaan mineraalipitoisen lietteen (11) syötettä jauhatuspiiristä ja joka käsittää vaahdotuskennon (10), joka kykenee luokittamaan lietteen ja joka on 10 varustettu vähintään kahdella poistoaukolla, joista poistetaan jätteitä (15, 16), joiden hiukkaskokojakauma ja hiukkaskoon keskiarvo ovat erilaiset, ja vähintään kaksi rinnakkaista vaahdotuskennolinjaa (12,13), jotka kumpikin on järjestetty vastaanottamaan jätevirta luokittavan vaahdotuskennon (10) poistoaukosta, ja jotka on sovitettu käsittelemään lietteitä, joilla on määrätty 15 hiukkaskokojakauma.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että vaahdotuskennojärjestelmä käsittää kaksi vaahdotuskennoa, jotka on :T: järjestetty sarjaan, ja alavirran puoleinen kenno kykenee luokittamaan :"*'i 20 lietettä. • · • · ··· · · -• · · ;

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että • · : luokittava kenno sisältää ensimmäisen poistoaukon (33) ja toisen • · :...5 poistoaukon (34), jotka on järjestetty kennoon eri lietekorkeuksille. 25

• · · *”;* 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että • · '*:** ensimmäinen poistoaukko (33) on pohjapoistoaukko, joka on järjestetty ··· v : samalle tasolle kennon vaahdotusmekanismin (32) kanssa tai sen ··· alapuolelle, ja toinen poistoaukko (34) on järjestetty olennaisesti , ·:**: 30 vaahdotusmekanismin (32) yläpuolelle. • · • » · • *· " • ♦ 117619

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että luokittava vaahdotuskennojärjestelmä käsittää yhden luokittavan vaahdotuskennon.

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että luokittavan vaahdotuskennojärjestelmän luokittavan vaahdotuskennon tilavuus on 5-5000 m3, edullisesti 5-500 m3 ja edullisimmin 5-380 m3

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu r siitä, että jauhatuspiiristä vastaanotetun lietteen (11) kiintoainepitoisuus on 20-45 %.

8. Jauhatuspiirissä valmistetun mineraalilietteen vaahdotusmenetelmä, jossa 15 liete syötetään vaahdotuspiiriin, josta mineraalirikaste ja jätteet otetaan | talteen, tunnettu siitä, että mineraaliliete jaetaan vähintään kahdeksi jätevirraksi (15,16), joiden ί*ί*ϊ hiukkaskoon keskiarvo on erilainen, vaahdotuskennojärjestelmässä, joka on «« « • V 20 järjestetty vastaanottamaan lietettä (11) jauhatuspiiristä ja sovitettu • ♦ Σ.*·ί luokittamaan liete, ja erilaiset jätevirrat (15, 16) syötetään • ·· jatkovaahdotukseen vaahdotuskennoryhmissä (12, 13), jotka on järjestetty * · ϊ rinnakkain. » · · ··'··- ···

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että • · · 'lii vähintään kaksi jätevirtaa (15,16) poistetaan niiden poistoaukkojen kautta, ’"* jotka on järjestetty vaahdotuskennojärjestelmän luokittavan ·· : vaahdotuskennon (10) eri pystysuorille korkeuksille. • · · * * · • * * “*" 30

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen vaahdotuspiiri, tunnettu siitä, että * · \*·: jauhatuspiiristä vastaanotetun lietteen (11) kiintoainepitoisuus on 20-45 %. 9 117619