FI121621B - Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa - Google Patents

Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa Download PDF

Info

Publication number
FI121621B
FI121621B FI20090089A FI20090089A FI121621B FI 121621 B FI121621 B FI 121621B FI 20090089 A FI20090089 A FI 20090089A FI 20090089 A FI20090089 A FI 20090089A FI 121621 B FI121621 B FI 121621B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mixer
blade
mixer according
pallet
front edge
Prior art date
Application number
FI20090089A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20090089A (fi
FI20090089A0 (fi
Inventor
Jussi Vaarno
Bror Nyman
Launo Lilja
Jari Tiihonen
Tuomas Hirsi
Original Assignee
Outotec Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Publication of FI20090089A0 publication Critical patent/FI20090089A0/fi
Priority to FI20090089A priority Critical patent/FI121621B/fi
Priority to CN2010800110815A priority patent/CN102348498A/zh
Priority to US13/254,488 priority patent/US9138698B2/en
Priority to BRPI1008950-0A priority patent/BRPI1008950B1/pt
Priority to AU2010223193A priority patent/AU2010223193B2/en
Priority to EP10750416.9A priority patent/EP2405995B1/en
Priority to PCT/FI2010/050157 priority patent/WO2010103172A1/en
Priority to PE2011001561A priority patent/PE20120727A1/es
Priority to CA2753740A priority patent/CA2753740C/en
Priority to EA201190149A priority patent/EA020555B1/ru
Publication of FI20090089A publication Critical patent/FI20090089A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI121621B publication Critical patent/FI121621B/fi
Priority to ZA2011/06232A priority patent/ZA201106232B/en
Priority to CL2011002232A priority patent/CL2011002232A1/es

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
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
    • 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
    • B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
    • 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
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/71—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/45—Mixing in metallurgical processes of ferrous or non-ferrous materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0422—Numerical values of angles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

SEKOITIN LIETTEEN SEKOITTAMISEKSI METALLURGISISSA PROSESSEISSA
KEKSINNÖN ALA 5
Keksintö kohdistuu turbiini-tyyppiseen suuritehoiseen sekoittimeen käytettäväksi lietteen sekoittamiseksi hydrometallurgisten prosessien reaktoreissa.
KEKSINNÖN TAUSTA
10
Keksintö kohdistuu sekoittimeen, jota yleisesti käytetään hydrometallurgisten prosessien reaktoreissa.
Keksinnön kohteena olevaa sekoitinta on tarkoitettu käytettäväksi samaan 15 tarkoitukseen kuin alalla perinteisesti tunnettuja suoralapaisia sekoittimia ja tiettyjä alalla tunnettuja muita energiatehokkaita sekoittimia. Keksinnön mukaista sekoitinta voidaan mm. käyttää suurissa sovelluksissa vanhojen perinteisten sekoittimien tilalla.
20 Reaktori on sekoitussäiliö, johon prosessiliuos johdetaan haluttua toimenpidettä varten. Reaktorissa on sisällä yleensä sekoittimen lisäksi seiniin kiinnitettyjä virtaushaittoja.
Sekoitinta käytetään pääosin sovelluksissa joissa prosessiliuoksessa on kiin-25 toainetta, esimerkiksi saostuksen seurauksena syntynyttä. Tällaisessa toimintaympäristössä on tärkeää, että sekoituskuvio on koko reaktorin alueella tarpeeksi voimakas liikuttaakseen kiintoainetta, jottei se kasaannu esimerkiksi pohjaan.
30 Lisäksi prosessissa on tarpeen saada aikaiseksi turbulenssia, jotta prosessin vaatimat reaktiot tapahtuisivat. Tietyissä sovellusympäristöissä on kiinto-ainesekoituksessa tarpeellista välttää liiallisen voimakasta sekoitustehoa, jot 2 ta vältetään kiintoainepartikkelien tai muiden liuoksessa olevien prosessisien kuten flokkulanttien rikkoutuminen.
Esimerkiksi saostuksessa syntyneiden kiintoainepartikkeleiden ja siinä mah-5 dollisesti käytettävien flokkulanttien rikkoutuminen laskisi voimakkaasti saostuksen tehoa. Kun saostuksen teho vähenee, joudutaan prosessiin lisäämään entistä enemmän flokkulantteja tehon nostamiseksi, mikä lisää edelleen kustannuksia. Prosessiliuos koostuu esimerkiksi vesiliuoksesta, jossa on happoa ja siihen liuenneita aineita. Lisäksi on mahdollista, että reaktoriin 10 puhalletaan kaasua, mikäli reaktiot sitä vaativat.
Prosessiympäristöinä voidaan esittää koboltin ja nikkelin saostus, kalkki-maidon valmistus, liuotusprosessit ja ison mittakaavan jätevesien käsittelyt. Saostusprosessissa metalli on tuotettu prosessiliuokseen esimerkiksi kasa-15 liuotuksen avulla.
Saostusreaktorissa metalli pyritään saostamaan prosessiliuoksesta esimerkiksi puhaltamalla siihen jotakin kaasua, kuten rikkivetyä. Tällöin liuoksessa oleva metalli alkaa ydintyä. Kun liuokseen syntyy ytimiä, alkavat ne kasvaa ja 20 tietyn koon ylitettyään ne voidaan sakeuttimissa erottaa prosessiliuoksesta.
Yleistä tunnettua tekniikan alaa edustaa Chemineer lnc:in patenttijulkaisu US 5,052,992. Kuvatussa sekoitinelimessa on 2-4 lapaa, yleisesti 3. Sekoitin pyrkii minimoimaan aksiaalivirtauksen muodostamiseen käytettävän tehon, 25 jolloin reaktioiden tarvitsemaa mikrosekoitusta ei tarvitse huomioida ja tavoite saavutetaan pienemmällä lapalukumäärällä. Sekoittimen lapojen kokonais-kulma on pieni eli 25-30 astetta ja sekoittimen lapa-aihiot ovat suorakaiteen muotoisia eli lavan etu- ja takareuna ovat samansuuntaiset.
30 Sekoittimen aksiaalitehokkuus perustuu viitejulkaisun mukaan radiaaliin toveruuteen, joka on saatu aikaan diagonaalitaitoksella. Viitejulkaisun mukaan lapoja ei ole kiinnitetty sekoittimen akseliin vaan lavat on pulttiliitoksella kiin- 3 riitetty akselia ympäröivään napaan, jolloin navassa pitää olla ulokkeet, joihin lavat kiinnitetään.
US-julkaisun 5,052,992 mukaisessa sekoittimessa lapaan on tehty lavan 5 reunojen suuntainen taitos, joka ulottuu lavan juuresta sen kärkeen ja joka jakaa lavan etuosaan ja takaosaan. Lavan etuosaan on edelleen tehty toinen taitos, joka ulottuu suoraviivaisesti ensimmäisen taitoksen kärjestä lavan etu-reunaan päättymään etäisyydelle, joka on noin kolme neljännestä lavan pituudesta, jolloin taitoksen päättymiskohta on navasta etäisyydellä % lavan 10 pituudesta. Ensimmäisen taitoksen kulma on luokkaa 10 - 25 0 ja toisen 5 -15 °. Lavat eivät ole materiaaliltaan tasapaksut koko alueeltaan, vaan sekä niiden etu- että takareuna on viistottu vastuksen pienentämiseksi. Viistotus on tehty lavan etureunassa sen yläpuolelle ja takareunassa alapuolelle.
15 US-julkaisussa 5,052,992 kuvatun sekoittimen eräs haitta on, että se muodostaa lapojen kärjen kohdalle voimakkaan energiapiikin eli sekoitus on lapojen kärjen kohdalla hyvin voimakasta. Sekoitus ei siis jakaannu tasaisesti sekoitinta ympäröivässä reaktorissa. Lapojen rakenne viistotuksineen vaatii useita valmistusvaiheita.
20
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön mukaisen uudenlaisen sekoittimen avulla saavutetaan tasaisempi energiajakauma ja suurempi vanavesialue, jossa on turbulenssia, eli sekoit-25 timen reaktoriin aikaansaama energiajakauma on tasaisempi kuin tekniikan tason kuvaamassa sekoittimessa. Siten syntyy hellävarainen, mutta samalla reaktioiden ja kiintoaineen sekoituksen kannalta tarpeeksi tehokas sekoitus.
Keksinnön mukaisen sekoittimen muotoilulla on hyvien sekoitinominaisuuk-30 sien lisäksi pyritty myös mahdollisimman hyviin lujuusteknisiin ominaisuuksiin. Tällä saavutetaan lukuisia kustannus-ja valmistushyötyjä.
4
Keksinnön mukaisen sekoittimen tarkoituksena on poistaa tekniikan tasossa kuvatun ja alalla tunnettujen sekoittimien puutteita ja tuoda esiin entistä energia- ja kustannustehokkaampi ja parempi sekoitin hydrometallurgisiin prosesseihin käytettäväksi.
5
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.
10 Keksintö kohdistuu sekoittimeen hydrometallurgisessa prosessissa muodostuvan lietteen sekoittamiseksi reaktorissa, joka sekoitin muodostuu vähintään viidestä lavasta, jotka muodostuvat lavan etureunasta, jättöreunasta, juuresta ja kärjestä, jolloin lapojen juuret on kiinteästi kiinnitetty liitoksella napaan tai akseliin, ja jolloin sekoittimen lavan etureuna on suora ja jättöreuna viisto 15 siten, että lapa kapenee kohti kärkeä, ja että lavassa on kaksi pituussuuntaista, lavan etureunan suuntaista taitosta.
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan etu-reunan suuntaiset taitokset ovat olennaisesti samalla etäisyydellä toisistaan 20 ja ulottuvat lavan juuresta lavan kärkeen.
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan etu-reunan suuntaiset taitokset jakavat lavan kolmeen leveydeltään yhtä suureen lapaprofiiliin, joiden pinta-ala lavan pyörimissuunnassa pienenee.
25
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lapaprofiilit ovat keskenään erisuuruisia pinta-alaltaan. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan etureuna on vaakatasossa.
30 Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen ensimmäisen taitoksen kulma vaakatasoon nähden on 15 - 25°. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen ensimmäisen taitoksen kulma 5 vaakatasoon nähden on edullisesti 20°. Keksinnön erään edullisen sovellus-muodon mukaan sekoittimen toisen taitoksen kulma vaakatasoon nähden on 35 - 45°. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen toisen taitoksen kulma vaakatasoon nähden on edullisesti 40°.
5
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan jättö-reunan kulma a lavan etureunaan nähden on 15 - 25°. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan jättöreunan kulma a lavan etureunaan nähden on edullisesti 20°.
10
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan etu-reuna on kallistettu ylöspäin. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lavan etureuna on kallistettu alaspäin.
15 Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lapojen lukumäärä on 5-7. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lapojen lukumäärä on edullisesti 5.
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen lapa on 20 muodostettu tasarakenteisesta levystä. Keksinnön erään edullisen sovellus-muodon mukaan sekoittimen akselille on sijoitettu ainakin kaksi sekoitinta.
Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen liitos on hitsaus. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan sekoittimen liitos 25 on tehty suoraan napaan tai akseliin.
KUVALUETTELO
Kuva 1 on keksinnön mukainen sekoitin päältä katsottuna.
Kuvassa 2 on esitetty kolmiulotteisena sivukuvantona keksinnön mukainen sekoitin.
30 6
Kuva 3 esittää keksinnön mukaisen sekoittimen lapaa päältäkatsottuna levitettynä kuvantona ja pystyleikkauksena.
5 Kuvassa 4 on graafisesti esitetty tekniikan tason ja keksinnön mukaisen sekoittimen impulssi (sekoitusenergia) eri etäisyyksillä sekoittimen akselista.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
10 Keksinnön kohteena olevaa sekoitinta on tarkoitettu käytettäväksi samaan tarkoitukseen kuin alalla perinteisesti tunnettuja suoralapaisia sekoittimia ja muita tiettyjä alalla tunnettuja energiatehokkaita sekoittimia. Keksinnön mukaista sekoitinta voidaan mm. käyttää suurissa sovelluksissa vanhojen perinteisten sekoittimien tilalla.
15
Reaktorissa tapahtuvien reaktioiden kannalta on tärkeää, että keksinnön mukainen sekoitin muodostaa ns. vanavesialueen. Tällöin saavutetaan suurempi alue metallurgisille reaktioille, jotka usein vaativat turbulenssia tapahtuakseen.
20
On todettu, että keksinnön mukaisella sekoittimella saavutetaan tekniikan tasoon nähden tasaisempi energiajakauma ja suurempi vanavesialue, jossa on turbulenssia, eli sekoittimen reaktoriin aikaansaama energiajakauma on tasaisempi. Syntyy hellävarainen, mutta samalla reaktioiden ja kiintoaineen 25 sekoituksen kannalta tarpeeksi tehokas sekoitus.
Perussekoittimessa, jota edustaa esimerkiksi ns. A-mallin sekoitin, joka on varustettu neljällä suoralla lavalla, sekoitusenergia on sitoutunut voimakkaasti sekoittimen lavan ympärille muodostuviin energiapiikkeihin. Keksinnön 30 kohteena olevan sekoittimen energiajakauman kellokäyrä on huomattavasti loivempi, koska piikit on pyritty välttämään.
7
Keksinnön mukaista sekoitinta voidaan verrata A-mallin sekoittimeen, jossa sekoittimen lapojen kulma on 45 astetta. Uuden sekoittimen kehittelyssä on pyritty tarkastelemaan sekoitusreaktorissa tapahtuvia ilmiöitä kokonaisuutena, jolla pyritään mahdollisimman hyvään prosessitulokseen. Sekoittimen ai-5 kaansaaman sekoituksen määrän lisäksi on otettu huomioon sekoituksen vaikutukset käynnissä olevan prosessin vaatimiin reaktioihin.
Sekoittimen reaktorissa aiheuttamaa prosessiliuoksen kokonaissekoitusta voidaan arvioida sekoittimen aiheuttaman pumppauksen avulla. Pumppaus 10 tarkoittaa reaktorissa liikkuvaa nestetilavuutta eri korkeustasoilla. Verrattaessa keksinnön mukaista sekoitinta esimerkiksi alalla tunnettuun perusaksiaali-turbiiniin, jossa on neljä suoraa lapaa 45-asteen kallistuksella, saadaan keksinnön mukaisella sekoittimella aikaiseksi käyttämällä samaa kierroslukua parempi pumppaus. Sekoittimien pumppauksen ero keksinnön mukaisen se-15 koittimen eduksi on suurin pohjan tuntumassa, mikä onkin erityisen tärkeää kiintoainesekoituksessa.
Keksinnön mukainen sekoitin soveltuu myös kaasun dispergointiin prosessi-liuokseen tiettyyn rajaan saakka, mutta sitä ei ole erityisesti suunniteltu tähän 20 käyttötarkoitukseen. Dispergoinnilla tarkoitetaan reaktoriin syötettävän kaasun pilkkomista mahdollisimman pieniksi kupliksi ja levittämistä mahdollisimman tasaisesti koko reaktorin alueelle.
Keksinnön mukaisen sekoittimen muotoilulla on hyvien sekoitinominaisuuk-sien lisäksi pyritty myös mahdollisimman hyviin lujuusteknisiin ominaisuuk-25 siin. Tällä on saavutettu sekä kustannus- että valmistushyötyjä.
Keksinnön mukaisen sekoittimen profiili tehdään kahdella samansuuntaisella taitoksella, mikä eroaa alalla yleisesti käytetystä yhdestä taitoksesta tai jatkuvasti muuttuvasta profiilista (hydrofoil). Sekoittimen profiili ulottuu keksin-30 nön mukaisessa sekoittimessa akseliin saakka, tämän ansiosta sille saadaan luonnollinen jäykkyys.
8
Keksinnön mukaisen sekoittimen rakenteellinen jäykkyys on noin kaksikymmentä kertaa suurempi kuin suoralapaisen. Vaikka suoralapaisen sekoittimen rakenteeseen lisätään jäykisteitä, jää suoralapaisen sekoittimen lavan ja navan välisen liitoksen väsymiskestävyys aina keksinnön mukaisen sekoit-5 timen rakennetta pienemmäksi. Tämä liitos määrittää yleisimmin sekoittimen eliniän. Rakenteen jäykkyys vähentää kunkin kuormitussyklin venymää, mikä luonnollisesti ehkäisee väsymismurtumista.
Vertailtaessa suoralapaista sekoitinta ja keksinnön mukaista sekoitinta eri 10 tasoilla reaktorissa, havaittiin, että keksinnön mukaisella sekoittimella saadaan sama pumppausteho jopa 50 % pienemmällä tehon kulutuksella. Tämä voidaan laskea suoraan säästöksi sekoitinta käyttävälle asiakkaalle operoin-tikuluissa. Sekoittimen kestävämpi rakenne mahdollistaa myös pidemmän käyttöajan ja vähäisemmän huoltotarpeen.
15
Keksinnön mukaisen sekoittimen käytöllä saavutetaan säästöjä valmistuskustannuksista. Vähäisempi tehontarve mahdollistaa pienemmän moottorin käytön ja tätä kautta mahdollisesti kevyemmän vaihdelaatikon käytön ja kevyemmän rakenteen sekoittimen akseliin. Uusia keksinnön mukaisia sekoit-20 timia voi olla myös samalla akselilla useampia samanaikaisesti, koska sekoit-timet antavat tasaisen sekoituksen ja mahdollistavat tasaisen virtauksen.
Keksinnön mukaisen sekoitinelimen valmistus on halvempaa kuin esimerkiksi tekniikan tasossa kuvatun sekoittimen valmistus, koska se ei tarvitse eril-25 listä ulokkeellista napaa sekoitinakselille.
Kuten kuvista 1, 2 ja 3 nähdään, keksinnön mukainen sekoitin 1 muodostuu lavoista 2, jotka on kiinnitetty akseliin 3 tai mahdollisesti navan avulla (ei tarkemmin kuvassa). Lapojen liitos 13 on tehty suoraan joko akseliin tai napaan 30 ilman ulokkeita ja pulttiliitosta. Eräs tyypillinen liitostapa on hitsaus. Hitsaus suoraan napaan tai akseliin tai pulttiliitos akseliin tai napaan hitsattuun ulokkeeseen ovatkin yleisimmin alalla käytetyt liitostavat. Keksinnön mukaisessa 9 sekoittimessa lapoja on lähtökohtaisesti niin paljon kuin akseliin voi kiinnittää eli 5-7, edullisesti 5.
Keksinnön mukaisessa sekoittimessa lapaan 2 on tehty kaksi pituussuuntais-5 ta eli lavan etureunan 4 suuntaista taitosta, ensimmäinen taitos 5 ja toinen taitos 6, jotka ovat olennaisesti samalla etäisyydellä toisistaan ja ulottuvat lavan juuresta 7 lavan kärkeen 8. Mitä pyöreämpi lavan taitos on sen paremmin ja tehokkaammin se toimii käytössä. Lapaan muodostettava profiili muodostetaan näiden kahden taitoksen avulla, jotka jakavat sekoittimen la-10 van kolmeen leveydeltään yhtä suureen profiiliin, joiden pinta-ala kuitenkin lavan pyörimissuunnassa pienenee. Lavan etureuna 4 on normaalitapauksessa vaakatasossa, josta lapa taitoksien avulla saatetaan taipumaan alaspäin. Kummankin taitoksen kulma vaakatasoon nähden on 15 - 25°, edullisesti 20°. Kun lavan etureuna 4 on vaakatasossa, on lavan ensimmäisen la-15 paprofiilin 9 kallistus 15 - 25° etureunasta, keskikallistus on noin 20°, keskimmäisen lapaprofiilin 10 kallistus on luokkaa 35 -45°, keskikallistus edullisesti 40° ja kolmannen lapaprofiilin 11 luokkaa 55 - 65°, edullisesti keskikallistus on 60° lavan etureunasta. Tällöin koko lavan keskikallistus on luokkaa 40°. Lavan etureuna 4 voi myös olla kallistettuna maksimissaan 10 astetta 20 ylös- tai alaspäin, jolloin koko sekoittimen keskikallistus vaakatasoon nähden on luokkaa 30 - 50°, mutta sekoittimen etureunaan nähden edelleen luokkaa 40°.
Kuviosta 3 voidaan havaita, että keksinnön mukaisen sekoittimen lapa 2 on 25 muodostettu tasarakenteisesta levystä, jonka pyörimissuunnassa katsottuna oleva etureuna 4 on suora, mutta jättö- eli takareuna 12 on viisto siten, että lapa kapenee kärkeään 8 kohden. Jättöreunan kulma suoraan etureunaan nähden on a, joka on luokkaa 15 - 25°, eli lapa on trapetsoidin muotoinen.
30 Lavan kärki on kohtisuorassa etureunaa vasten eli se on suora. Samoin on myös lavan juuri, mutta sitä voidaan tarpeen vaatiessa muotoilla, jotta se saadaan sopivasti kiinnitettyä akseliin 3. Tasarakenteisella tarkoitetaan sitä, 10 että lapaa ei ole paksuussuunnassa viistottu tai muuten muotoiltu. Koska jät-töreuna 12 on viistottu, se tarkoittaa sitä, että kaikki lapaprofiilit 9,10 ja 11 ovat eri suuruisia. Ensimmäisen lapaprofiilin 9 pinta-ala on suurin ja kolmannen profiilin 11 pienin.
5
Keksinnön mukaisesti lapaan muodostettu varsin suuri kokonaiskulma lisää sekoittimen rakenteellista jäykkyyttä olennaisesti. Lapa myös kapenee siirryttäessä akselilta 3 lavan juuresta 7 kohti lavan kärkeä 8. Kapenevalla rakenteella energia jakaantuu tasaisemmin, koska otsapinta-ala pienenee kehä-10 nopeuden kasvaessa.
Keksinnön mukaisessa sekoittimessa ominaisuudet eivät perustu radiaaliin koveruuteen. Kun molemmat taitokset keksinnön mukaisessa sekoittimessa ulottuvat sekoittimen akselille, rakenne muodostuu jäykemmäksi kuin sekoit-15 timessa, jossa lavat kiinnitetään pulttien avulla.
Keksinnön mukaisessa sekoittimessa lapojen rakenteen kestävyys perustuu akseliin tai irrotettavaan napaan kiinteästi liitettäviin lapoihin. Luonnollinen jäykkyys perustuu siihen, että ns. inertian keskipiste siirtyy kauemmaksi kiin-20 nityslinjasta ja kuormitus lapaa kohden pienenee lapojen lukumäärän kasvaessa.
Keksinnön mukainen sekoitin 1 pyrkii minimoimaan aksiaalivirtauksen muodostamiseen käytettävän tehon, jolloin reaktioiden tarvitsemaa mikrosekoi-25 tusta ei tarvitse huomioida ja keksinnön mukaisen sekoittimen 1 tavoite on varmistaa myös tarvittava reaktionopeus, eli se pyrkii varmistamaan koko prosessin toimivuuden, ei vain sekoituksen.
Keksinnön mukaisella sekoittimella 1 energian jakauman kellokäyrä on huo-30 mattavasti loivempi, koska piikit on pyritty välttämään. Tätä myös myöhemmin kuvataan ja selitetään vielä erillisen esimerkin 1 avulla.
11
Prosesseissa, joissa energiapiikit rikkovat flokkulantteja, aglomeraatteja tai pisaroita, prosessiliuoksesta erotettavan tuotteen tai jätteen talteen otetta-vuus heikkenee oleellisesti. Toisaalta niissä prosesseissa, joissa reaktionopeus on verrannollinen sekoitusenergiaan tiettyyn saturaatiopisteeseen 5 saakka, keksinnön mukaisella sekoittimella 1 säästetään energiaa, koska ei tuoteta prosessissa turhia energiapiikkejä vaan sekoitusenergia jakaantuu mahdollisimman tasaisesti reaktoritilavuudelle.
ESIMERKIT
10
Esimerkki 1
Kuvassa 4 on graafisten kuvaajien avulla verrattu keksinnön mukaisen ja tekniikan tason mukaisen (US 5,052,992) sekoittimen lavan impulssija-15 kaumaa eli sekoitusenergian jakaumaa. Kuvaajiin on laskettu sekoittimen lavan antama impulssi eri etäisyyksillä sekoittimen akselista, kun lavan maksimipituus on ollut 85 mm.
Kuvaajissa on sekoitinlapojen pinta-alana käytetty samaa pinta-alaa. Kuvaa-20 jista nähdään, että tekniikan tason mukaisen sekoittimen lavan antama impulssi on hyvin voimakas lavan kärjessä, kun taas keksinnön mukaisessa sekoittimessa impulssi on huomattavasti tasaisempi koko lavan pituudella. Kun halutaan tasainen sekoitus reaktoriin, keksinnön mukaisen sekoittimen lavan malli on selvästi edullisempi kuin tekniikan tasossa kuvattu.
25

Claims (19)

1. Sekoitin (1) hydrometallurgisessa prosessissa muodostuvan lietteen sekoittamiseksi reaktorissa, joka sekoitin (1) muodostuu vähintään 5 viidestä lavasta (2), jotka muodostuvat lavan etureunasta (4), jättö- reunasta (12), juuresta (7) ja kärjestä (8), jolloin lapojen (2) juuret (7) on kiinteästi kiinnitetty liitoksella (13) napaan tai akseliin (3), tunnettu siitä, että sekoittimen lavan etureuna (4) on suora ja jättöreuna (12) viisto siten, että lapa kapenee kohti kärkeä (8), lavassa on kaksi pi- 10 tuussuuntaista, lavan etureunan (4) suuntaista taitosta (5,6).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lavan etureunan (4) suuntaiset taitokset (5,6) ovat olennaisesti samalla etäisyydellä toisistaan ja ulottuvat lavan juuresta (7) lavan kärkeen 15 (8).
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lavan (2) etureunan suuntaiset taitokset (5,6) jakavat lavan (2) kolmeen leveydeltään yhtä suureen lapaprofiiliin (9,10,11), joiden pinta-ala lavan 20 (2) pyörimissuunnassa pienenee.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lapa-profiilit (9,10,11) ovat keskenään erisuuruisia pinta-alaltaan.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoit timen lavan (2) etureuna (4) on vaakatasossa.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että ensimmäisen taitoksen (5) kulma vaakatasoon nähden on 15 - 25°. 30
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että ensimmäisen taitoksen (5) kulma vaakatasoon nähden on edullisesti 20°
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että toisen taitoksen (6) kulma vaakatasoon nähden on 35 - 45°.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että toisen taitoksen (6) kulma vaakatasoon nähden on edullisesti 40°. 10
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lavan (2) jättöreunan (12) kulma a lavan (2) etureunaan (4) nähden on 15 -25°.
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lavan (2) jättöreunan (12) kulma a lavan (2) etureunaan (4) nähden on edullisesti 20°.
12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lavan 20 (2) etureuna (4) on kallistettu ylöspäin.
13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että lavan (2) etureuna (4) on kallistettu alaspäin.
14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoit- timen (1) lapojen (2) lukumäärä on 5-7.
15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoit-timen (1) lapojen (2) lukumäärä on edullisesti 5. 30
16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoit-timen (1) lapa (2) on muodostettu tasarakenteisesta levystä.
17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoit-timen (1) akselille (3) on sijoitettu ainakin kaksi sekoitinta (1).
18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että liitos 5 (13) on hitsaus.
19. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitä, että liitos (13) on tehty suoraan napaan tai akseliin (3). 10
FI20090089A 2009-03-11 2009-03-11 Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa FI121621B (fi)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20090089A FI121621B (fi) 2009-03-11 2009-03-11 Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa
PCT/FI2010/050157 WO2010103172A1 (en) 2009-03-11 2010-03-01 Impeller for mixing slurry in metallurgical processes
CA2753740A CA2753740C (en) 2009-03-11 2010-03-01 Impeller for mixing slurry in metallurgical processes
BRPI1008950-0A BRPI1008950B1 (pt) 2009-03-11 2010-03-01 Impulsor para misturar lama em processos metalúrgicos.
AU2010223193A AU2010223193B2 (en) 2009-03-11 2010-03-01 Impeller for mixing slurry in metallurgical processes
EP10750416.9A EP2405995B1 (en) 2009-03-11 2010-03-01 Impeller for mixing slurry in metallurgical processes
CN2010800110815A CN102348498A (zh) 2009-03-11 2010-03-01 用于在冶金过程中混合矿浆的叶轮
PE2011001561A PE20120727A1 (es) 2009-03-11 2010-03-01 Impulsor para mezclar suspensiones en procesos metalurgicos
US13/254,488 US9138698B2 (en) 2009-03-11 2010-03-01 Impeller for mixing slurry in metallurgical processes
EA201190149A EA020555B1 (ru) 2009-03-11 2010-03-01 Крыльчатка для перемешивания гидросмеси в металлургических процессах
ZA2011/06232A ZA201106232B (en) 2009-03-11 2011-08-24 Impeller for mixing slurry in metallurgical processes
CL2011002232A CL2011002232A1 (es) 2009-03-11 2011-09-09 Impulsor para mezclar una suspension creada en un proceso hidrometalurgico, en un reactor, formado por lo menos de 5 aspas, donde el borde frontal del aspa del impulsor es recto y el borde posterior esta biselado, de modo que el aspa se estreche hacia la punta, y donde el aspa posee dos pliegues longitudinales.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20090089A FI121621B (fi) 2009-03-11 2009-03-11 Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa
FI20090089 2009-03-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20090089A0 FI20090089A0 (fi) 2009-03-11
FI20090089A FI20090089A (fi) 2010-09-12
FI121621B true FI121621B (fi) 2011-02-15

Family

ID=40510166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20090089A FI121621B (fi) 2009-03-11 2009-03-11 Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9138698B2 (fi)
EP (1) EP2405995B1 (fi)
CN (1) CN102348498A (fi)
AU (1) AU2010223193B2 (fi)
BR (1) BRPI1008950B1 (fi)
CA (1) CA2753740C (fi)
CL (1) CL2011002232A1 (fi)
EA (1) EA020555B1 (fi)
FI (1) FI121621B (fi)
PE (1) PE20120727A1 (fi)
WO (1) WO2010103172A1 (fi)
ZA (1) ZA201106232B (fi)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI121621B (fi) * 2009-03-11 2011-02-15 Outotec Oyj Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa
FI123826B (fi) * 2012-02-20 2013-11-15 Outotec Oyj Aksiaalivirtauspotkurin siipi ja aksiaalivirtauspotkuri
US11944946B2 (en) * 2013-06-28 2024-04-02 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Mixing assemblies including magnetic impellers
US9731256B2 (en) * 2013-08-12 2017-08-15 Jay G. Dinnison Mixing impeller with leading edges minimizing accumulations on blades
DE102013018690A1 (de) 2013-11-08 2015-05-13 Uts Biogastechnik Gmbh Rühreinrichtung für einen Fermenter einer Biogasanlage und Verfahren zur Herstellung einer Rühreinrichtung
EP2926892B1 (fr) * 2014-04-04 2021-01-13 Milton Roy Europe Mobile d'agitation
DE102014110542A1 (de) * 2014-07-25 2016-01-28 EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH Rührorganvorrichtung
FI126594B (fi) * 2014-11-06 2017-02-28 Outotec Finland Oy Potkurisekoitin
CL2015001193S1 (es) * 2014-11-06 2015-09-04 Outotec Finland Oy Impulsor para mezclador de hidrometalurgia
FR3040644B1 (fr) * 2015-09-04 2021-02-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif de brassage mecanique d'un metal en fusion pour un procede de solidification dirigee
DE102015121513A1 (de) * 2015-12-10 2017-06-14 EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH Rührvorrichtung
EP3213811B1 (en) * 2016-03-01 2022-10-12 Sulzer Management AG Vane for an impeller of an agitator, impeller and agitator
US10670034B2 (en) * 2016-05-26 2020-06-02 Spx Flow, Inc. Trimable impeller device and system
CN106215736A (zh) * 2016-08-08 2016-12-14 太仓路华机械制造有限公司 一种搅拌器
CN106215835A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 无锡上工搪化工设备有限公司 一种可拆卸式搅拌器
CN108339445B (zh) * 2018-02-05 2020-12-22 中国科学院过程工程研究所 一种组合桨搅拌装置
CN109794183A (zh) * 2019-03-27 2019-05-24 米鲁流体科技(上海)有限公司 一种新型水翼桨叶
CN110385066A (zh) * 2019-07-30 2019-10-29 北矿机电科技有限责任公司 高浓度大型矿浆调浆搅拌槽
US11925298B2 (en) 2020-12-31 2024-03-12 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
US12016496B2 (en) 2020-12-31 2024-06-25 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
US12016493B2 (en) 2020-12-31 2024-06-25 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
USD983603S1 (en) * 2020-12-31 2023-04-18 Sharkninja Operating Llc Blade for a micro puree machine
US11871765B2 (en) 2020-12-31 2024-01-16 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
JP7287726B2 (ja) * 2021-09-22 2023-06-06 阪和化工機株式会社 撹拌構造体

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2148555A (en) * 1937-12-06 1939-02-28 Elias S Hicks Propeller
FR1600744A (fi) * 1968-12-11 1970-07-27
US5052892A (en) * 1990-01-29 1991-10-01 Chemineer, Inc. High efficiency mixer impeller
JP2931256B2 (ja) * 1995-11-01 1999-08-09 神鋼パンテツク株式会社 軸流型撹拌翼
US5988604A (en) * 1997-10-10 1999-11-23 General Signal Corporation Mixing impellers especially adapted for use in surface aeration
US5938332A (en) * 1997-10-27 1999-08-17 Bachellier; Carl R. Mixing device
EP1008381A1 (de) * 1998-12-07 2000-06-14 Collomix Rühr-und Mischgeräte GmbH Rührer
US7114844B2 (en) * 2003-03-03 2006-10-03 Spx Corporation Aeration apparatus and method
DE20307199U1 (de) * 2003-05-08 2003-07-10 Ekato Ruehr Mischtechnik Rührorgan
US6877959B2 (en) * 2003-06-03 2005-04-12 Mixing & Mass Transfer Technologies, Llc Surface aeration impellers
US7172337B2 (en) * 2003-07-08 2007-02-06 Philadelphia Mixing Solutions, A Division Of Philadelphia Gear Corporation Low shear impeller
JP4081478B2 (ja) * 2004-04-22 2008-04-23 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲー 攪拌機
CN201179435Y (zh) * 2007-11-05 2009-01-14 北京海斯顿水处理设备有限公司 一种提升式轴流混合搅拌机叶轮
US8220986B2 (en) * 2008-11-19 2012-07-17 Chemineer, Inc. High efficiency mixer-impeller
FI121621B (fi) * 2009-03-11 2011-02-15 Outotec Oyj Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa
FI123826B (fi) * 2012-02-20 2013-11-15 Outotec Oyj Aksiaalivirtauspotkurin siipi ja aksiaalivirtauspotkuri
BR302012004257S1 (pt) * 2012-02-20 2014-05-27 Outotec Oyj Configuracao aplicada a um impulsor misturador
US9731256B2 (en) * 2013-08-12 2017-08-15 Jay G. Dinnison Mixing impeller with leading edges minimizing accumulations on blades

Also Published As

Publication number Publication date
CA2753740C (en) 2017-03-28
EP2405995A4 (en) 2015-09-09
CN102348498A (zh) 2012-02-08
WO2010103172A1 (en) 2010-09-16
US20120039721A1 (en) 2012-02-16
CA2753740A1 (en) 2010-09-16
EP2405995B1 (en) 2016-11-30
ZA201106232B (en) 2012-05-25
EP2405995A1 (en) 2012-01-18
BRPI1008950B1 (pt) 2019-10-08
FI20090089A (fi) 2010-09-12
EA201190149A1 (ru) 2012-03-30
FI20090089A0 (fi) 2009-03-11
AU2010223193B2 (en) 2016-09-29
CL2011002232A1 (es) 2012-02-03
PE20120727A1 (es) 2012-07-09
EA020555B1 (ru) 2014-12-30
AU2010223193A1 (en) 2011-09-08
US9138698B2 (en) 2015-09-22
BRPI1008950A2 (pt) 2016-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI121621B (fi) Sekoitin lietteen sekoittamiseksi metallurgisissa prosesseissa
US4896971A (en) Mixing apparatus
EP3180115B1 (en) Rotor and stirring device
EP2234707B1 (en) Method and apparatus for mixing
WO2015106562A1 (zh) 一种长桨短叶片复合搅拌器
CA2739043C (en) Mixer and method for mixing a gas and solution
CN208449095U (zh) 一种搅拌器桨叶
CN210410449U (zh) 一种组合拆装式双曲面搅拌叶轮
CN201807321U (zh) 水煤浆强剪切搅拌罐
KR20040012627A (ko) 발전소용 교반기 날개
KR20030059672A (ko) 수처리용 교반기 날개
AU2015282628B2 (en) A reactor for mixing liquid, gas and solid material
KR200306921Y1 (ko) 교반기용 임펠러의 구조
CN204073996U (zh) 一种宽螺带锯齿搅拌器
AU2018303332B2 (en) Mixing apparatus and method of operation
CN220696445U (zh) 一种固液混合体系用多级搅拌件
CN215139025U (zh) 一种高效反应池搅拌装置
CN220143076U (zh) 框式搅拌器
CN221310640U (zh) 用于钛白粉生产的防积料中和系统
CN205797214U (zh) 沉淀法白炭黑反应釜搅拌叶
CN213610980U (zh) 用于油橄榄保健食品加工的固液物料混合搅装置
CN113244809B (zh) 一种新型节能搅拌器
FI125546B (fi) Järjestely nesteen sekoittamiseksi ja menetelmä
CN218250169U (zh) 一种适用于大尺寸反应器的异形搅拌桨
CN214862605U (zh) 一种制备不锈钢水性切削液的高效搅拌釜

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 121621

Country of ref document: FI