FI124593B

FI124593B - Erikseen luokitteleva vaahdotuslaite

Info

Publication number: FI124593B
Application number: FI20050922A
Authority: FI
Inventors: Peter Gerard Bourke
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2014-10-31
Also published as: ZA200507392B; EP1622724A4; RU2005131956A; CN100448548C; GB0519496D0; AR043738A1; CL2004000547A1; CA2518990A1; US7624877B2; GB2415154A; AU2003901208A0; EP1622724B1; CN1774299A; RU2341333C2; US20060219603A1; BRPI0408469A; BRPI0408469B1; PE20040789A1; EP1622724A1; PT1622724E

Description

Erikseen luokitteleva vaahdotuslaite Keksinnön ala 5 Esillä oleva keksintö koskee sellaisia vaahdotuslaitteita, joita käytetään mineraalien erottelussa ja se kuvataan jäljempänä tähän sovellukseen viitaten. Tulee kuitenkin ymmärtää, että keksintö ei rajoitu tähän tiettyyn käyttöalueeseen.

Keksinnön tausta

Tekniikan tason seuraavan käsittelyn tarkoitus on asettaa keksintö sopivaan tekni-10 seen asiayhteyteen, jotta sen edut voidaan täysin ymmärtää. Tekniikan tason selitysten ei pidä kuitenkaan katsoa merkitsevän sitä, että tällainen tekniikan taso olisi laajalti tunnettu tai että se muodostaisi osan yleistä alan tietoa.

Tavanomaisissa vaahdotuslaitteissa on tavallisesti säiliö, joka vastaanottaa ja sisältää jauhimesta, pyörre-erottimesta tai muusta vastaavasta tulevan lietteen. Säiliöön 15 on tavallisesti sijoitettu kiertosekoitin, joka käsittää staattorin sisäpuolella olevan roottorin ja joka aktivoidaan moottorilla ja käyttöakselilla lietteen sekoittamiseksi. Laitteessa on myös ilmastusjärjestelmä, joka ohjaa paineistettua ilmaa sekoittuneen käyttöakselin sisäpuolelle muodostetun keskusputken kautta. Myös sopivia reagens-seja lisätään; ne päällystävät mineraalihiukkasten pinnan lietteessä ja tekevät hiuk-20 kasista vettä hylkiviä ja edistävät näin edullisesti kuplien kiinnittymistä hiukkasiin. Kun roottorin hajottamat kuplat nousevat säiliön pintaa kohti, ne kantavat mukanaan kelluvia, arvokkaita mineraalihiukkasia, jotka muodostavat mineraalirikkaan pintavaahdon. Vaahto siirtyy sitten astian nokan yli ränniin, jolloin vaahtoon sus-pendoituneet arvokkaat mineraalihiukkaset otetaan talteen säiliöstä mineraalitiivis-^ 25 teenä. Lietteeseen suspendoituneina jääviä sivukivihiukkasia poistetaan säiliöstä jatkuvasti pohja-aukon kautta niiden mineraalihiukkasten mukana, jotka eivät ole g poistuneet vaahdotuksessa. Pohja-aukkoon kuuluu usein isku- tai puristusventtiili, oo joka avataan, jotta jäljellä oleva liete pääsee etenemään jälkikäsittelyprosesseihin o omapainesyötön avulla. Tavanomaisena käytäntönä on ohjata lietteen korkeutta £ 30 kussakin laitteessa PID-ohjaimen, korkeusanturin ja isku-, puristus- tai jonkin muun CVJ sopivan venttiilin muodossa olevan säätöventtiilin avulla, o g Pohja-aukon kautta siirrettävässä lietteessä on sekä suhteellisen karkeita tai tiheitä o hiukkasia että suuri määrä suhteellisen hienoja hiukkasia, mukaan lukien sivukivi- liejut, kuten esimerkiksi savimineraalit, jotka eivät poistu vaahdotuksessa. Liejut 35 koostuvat hyvin hienoista hiukkasista ja niiden kokonaispinta-ala on näin ollen paljon suurempi kuin karkeiden hiukkasten. Kun siis säiliön poistovirtaukseen lisätään 2 vaahdotusreagenssia, suurin osa siitä pyrkii imeytymään liejuihin, jotka eivät ole kelluvia, mikä tekee vaahdotusprosessista epäselektiivisen. Näin ollen suurin osa karkeimmista arvokkaista hiukkasista ei saa edes jatketulla käsittelyajalla riittävästi vaahdotusreagenssia, jotta niistä tulisi vettä hylkiviä.

5 Vaahdotusprosessista voidaan tehdä tehokkaampi, kun karkeat ja hienot hiukkaset käsitellään erikseen, ja aikaisemmin onkin käytetty sellaisia laitteita kuten hydro-syklonit ja hydroluokittimet, jotka ovat erottaneet vaahdotussyöttövirran kahdeksi erilliseksi virraksi erillistä käsittelyä varten. Tämän laitteiston pääomakustannukset ovat kuitenkin suuret, mikä tekee tekniikan tason menetelmistä epätaloudellisia kai-10 kiila muilla paitsi kaikkein louhintakelpoisimmilla malmiesiintymillä.

Esillä olevan keksinnön kohteena on voittaa tai olennaisesti parantaa tekniikan tason yhtä tai useampaa haittapuolta tai ainakin toimittaa käyttökelpoinen vaihtoehto.

Keksinnön yhteenveto

Esillä olevan keksinnön ensimmäinen näkökohta antaa siis vaahdotuslaitteen, jossa 15 on: vähintään kahden säiliön sarja, ja säiliöt on sovitettu suhteessa ylävirranpuoleiseksi säiliöksi ja alavirran puoleiseksi säiliöksi, ja kumpikin mainittu säiliö on sovitettu vastaanottamaan lietettä, jossa on hienoja ja karkeita hiukkasia, jotka sisältävät mineraaleja, jotka on määrä irrottaa, ja kussakin mainitussa säiliössä on: 20 tuloaukko, josta liete viedään sisään, sekoituslaite, jolla lietettä sekoitetaan, ilmastuslaite, jolla liete ilmastetaan, jolloin suspendoituneet, kelluvat mineraalit ajelehtivat ylöspäin ja muodostavat pintavaahtoa, ja "fr pohja-aukko, josta lietteen suhteellisen karkeat tai tiheät aineosat poistetaan; δ ™ 25 ja jossa ylävirranpuoleisen säiliön pohja-aukko on yhdistetty alavirranpuoleisen säi- o liön tuloaukkoon, jolloin lietteen suhteellisen tiivis osuus, jossa on suhteellisen suu- § ri osuus karkeita tai tiiviitä aineosia, poistetaan ylävirranpuoleisesta säiliöstä ja syö- x tetään suoraan alavirranpuoleiseen säiliöön käsiteltäväksi uudelleen alavirranpuolei- sessa säiliössä, ja c\j o) 30 jossa vähintään yksi mainittu säiliö sisältää yläpuolisen poistoaukon, joka on sovi- o g tettu poistamaan lietteen suhteellisen hienon osuuden, jossa on suhteellisen suuri ^ osuus hienoja tai pientiheyksisiä aineosia, erilliseen luokittelukäsittelyyn erillään ylävirran-ja alavirranpuoleisesta säiliöstä.

3

Vaahdotuslaite käsittää edullisesti kolmen tai useamman mainitun säiliön ryhmän, jotka säiliöt on kytketty sarjaan, ja kaikkien muiden paitsi viimeisen säiliön pohja-aukko on liitetty suoraan alavirran puolella olevan säiliön tuloaukkoon.

Jokaisessa säiliössä on edullisesti vastaava yläpuolinen poistoaukko.

S Jokaisessa säiliössä on edullisesti olennaisesti tasainen pohja ja jokaisen säiliön pohja-aukko on muodostettu säiliön sivuseinään pohjan viereen.

Vähintään yksi mainittu sivuaukko on edullisesti sovitettu poistamaan säiliön ylemmästä puolikkaasta lietettä, joka sisältää suhteellisen suuren määrän sivukivi-liejua.

10 Vähintään yksi mainittu sivuaukko on edullisesti sovitettu poistamaan suhteellisen suuren määrän sivukiviliejua sisältävää lietettä roottorin sekoitusalueen ja säiliön pintaa lähellä olevan vaahtoalueen välistä.

Vähintään yksi mainittu sivuaukko on sovitettu poistamaan lietettä säiliön ylemmästä kolmanneksesta.

15 Vähintään yksi mainittu sivuaukko sisältää edullisesti nesteputken, joka ulottuu säiliön sivuseinästä sisäänpäin.

Putki päättyy edullisesti vastaavan säiliön keskustan, tavallisesti sen pystyakselin lähelle.

Vähintään yksi mainittu sivuaukko johtaa edullisesti pientiheyksiset aineosat erilli-20 seen lietteen käsittelylaitteeseen, joka on suunniteltu käsittelemään suhteellisen hienoja hiukkasia mahdollisimman hyvin.

Vähintään yksi mainittu säiliö sisältää edullisesti edelleen olennaisesti onton ylä-kääntökartion, joka on säiliöön nähden kiinteä ja joka ulottuu tavallisesti käyttöak-^ selin ympäri.

δ ^ 25 Vähintään yksi mainittu säiliö sisältää edelleen edullisesti nesteputken, joka ulottuu o yläkartion sivuseinän läpi vastaavaan sivuaukkoon ja helpottaa nesteen siirtämistä § yläkartion sisältä sivuaukkoon.

Er Vähintään yksi mainittu säiliö sisältää edullisesti edelleen olennaisesti onton ala- kääntökartion, joka ulottuu myös tavallisesti käyttöakselin ympäri mainitun ylä-σ> 30 kääntökartion alapuolella olevassa paikassa.

O

LO

§ Alakartio on edullisesti siirrettävissä pitkittäin käyttöakselin suhteen, jolloin ylä- ja ^ alakartion välisen rengasmaisen aukon aluetta voidaan säätää valikoiden.

Yläkartion alapää on asetettu edullisesti ainakin osittain sisäkkäin alakartion yläpään sisäpuolelle.

4

Yläkartio on edullisesti katkaistuja sen alimmassa päässä on aukko.

Alakartion alin pää sopii edullisesti suhteellisen tiukasti käyttöakselin ympäri ja estää näin olennaisesti lietteen virtaamisen alakartion alimman pään ja käyttöakselin välisen alueen läpi.

5 Jokaisen mainitun säiliön sekoituslaite käsittää edullisesti roottorin, joka on tuettu pyörimään sitä ympäröivän staattorin sisäpuolelle ja jota käytetään keskuskäyttöak-selin avulla, joka ulottuu alas vastaavaan säiliöön.

Jokaisen mainitun säiliön ilmastuslaite sisältää edullisesti ilmapuhaltimen ja neste-putken, joka ohjaa ilman puhaltimesta vastaavaan sekoituslaitteeseen.

10 Ilmastuslaitteen nesteputki sisältää edullisesti akselin suuntaisen reiän, joka ulottuu vastaavan roottorin käyttöakselin läpi.

Jokainen mainittu säiliö on edullisesti suoran ympyräpohjaisen sylinterin muotoinen.

Jokaisen mainitun säiliön pohja-aukko on edullisesti määritetty aukolla, joka on 15 säiliön alemmassa puolikkaassa.

Jokaisen säiliön pohja-aukon määrittävä aukko on määritetty edullisesti säiliön vastaavaan sivuseinään säiliön pohjan viereen.

Jokaisen säiliön pohja-aukon määrittävä aukko on määritetty edullisesti säiliön vastaavaan pohjaan säiliön sivuseinän viereen.

20 Vaahdotuslaite sisältää edullisesti useita alavirran puoleisia säiliöitä, jotka on kytketty sarjaan ja joista jokainen on muotoiltu käsittelemään parhaalla mahdollisella tavalla lietettä, joka sisältää suhteellisen suuren osuuden suhteellisen karkeita tai tiheitä aineosia, ja joiden jokaisen tuloaukko on liitetty sen vieressä olevan, ylävir-^ ran puoleisen säiliön pohja-aukkoon.

δ ^ 25 Kaikki alavirran puoleiset säiliöt ovat edullisesti olennaisesti samanlaisia ja jokai- o sessa säiliössä on sivuaukko, jonka kautta viereisestä, ylävirran puoleisesta säiliöstä o tulevan lietteen suhteellisesti pienempitiheyksiset aineosat poistetaan.

| Jokaisen säiliön sivuaukko ohjaa edullisesti lietteen pienempitiheyksiset aineosat erilliseen lietteen käsittelylaitteeseen, joka on suunniteltu siten, että suhteellisen σ> 30 hienot hiukkaset voidaan käsitellä parhaalla mahdollisella tavalla.

O

m § Ainoastaan sarjan kolmas ja sitä seuraavat säiliöt käsittävät edullisesti sivuaukon, 00 jonka kautta lietteen suhteellisen pienempitiheyksiset aineosat poistetaan säiliöstä.

Useita mainittuja säiliöitä on sovitettu edullisesti pareittain, jolloin kunkin peräkkäisen säiliöparin pohjan korkeus on matalampi kuin sen vieressä olevan, ylävirran 5 puoleisen parin pohja, jolloin liete virtaa painovoiman vaikutuksesta toisesta säiliö-parista toiseen.

Useita säiliöitä on sovitettu edullisesti useamman kuin kahden säiliön ryhmiin, joissa kunkin peräkkäisen säiliöryhmän pohjan korkeus on matalampi kuin viereisen, 5 ylävirran puoleisen ryhmän pohja, jolloin liete virtaa painovoiman vaikutuksesta toisesta säiliöryhmästä toiseen.

Yhdestä säiliöparista viereiseen alavirran puoleiseen säiliöpariin johtava poistoputki sisältää edullisesti venttiilin, joka mahdollistaa lietteen suhteellisen karkeiden tai tiiviiden aineosien poistamisen.

10 Venttiili on edullisesti iskuventtiili.

Venttiili on sijoitettu edullisesti olennaisesti säiliön sisäpuolelle poistoaukon viereen.

Venttiili on sijoitettu edullisesti putkeen, joka ulottuu vierekkäisten säiliöiden välissä.

15 Kunkin säiliön tilavuus on edullisesti vähintään 100 m3.

Syöttöaukon kautta mainittuun ylävirran puoleiseen säiliöön menevä liete sisältää edullisesi noin alle 55 % kiintoainetta.

Jokaisen säiliön sekoituslaite on kohdistettu edullisesti vastaavan syöttöaukon kanssa siten, että säiliöön menevä syöttöliete virtaa suoraan sekoituslaitteeseen.

20 Keksinnön toisen näkökohdan mukaan on saatu aikaan erikseen luokitteleva vaah-dotusmenetelmä, jossa on seuraavat vaiheet: hankitaan keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukainen vaahdotuslaite, ^ johdetaan syöttöliete vaahdotuslaitteeseen ylävirran puoleisen säiliön syöttöaukon δ kautta,

CM

g 25 poistetaan lietteen suhteellisen tiheä osuus ylävirran puoleisen säiliön pohja-aukon co kautta ja syötetään tämä osuus alavirran puoleisen säiliön syöttöaukon kautta käsi- o teltäväksi uudelleen alavirran puoleisessa säiliössä, ja cc poistetaan lietteen suhteellisen hieno osuus sivuaukon kautta erilliseen luokittelu- cm prosessiin erillään ylävirran ja alavirran puoleisista säiliöistä, o g 30 Kun lietteen suhteellisen hieno osuus on poistettu sivuaukon kautta, se ohjataan cm edullisesti yhteen tai useampaan alavirran puoleiseen hienojen hiukkasten vaahdo- tussäiliöön, jotka on suunniteltu erityisesti suhteellisen hienojen hiukkasten optimaaliseen talteenottoon.

6

Jos hienot hiukkaset ovat pääasiassa sivukiviliejua, ne heitetään edullisesti pois säiliöstä poistamisen jälkeen.

Suhteellisen karkeat tai tiiviit aineosat johdetaan säiliöstä poistamisen jälkeen edullisesti yhdestä tai useammasta alavirran puoleisesta karkeiden hiukkasten vaahdo-5 tussäiliöstä koostuvaan, erilliseen sarjaan.

Menetelmään kuuluvat edullisesti vaiheet, joissa hankitaan kolmen tai useamman mainitun säiliön sarja ja mainitut säiliöt kytketään sarjaan kunkin säiliön pohja-aukosta, lukuun ottamatta viimeistä säiliötä, joka kytketään välittömästi alavirran puolella olevan säiliön syöttöaukkoon.

10 Menetelmään kuuluu edullisesti edelleen vaihe, jossa jokainen mainittu säiliö varustetaan vastaavalla yläpuolisella poistoaukolla.

Menetelmään kuuluu edullisesti vielä vaihe, jossa jokainen alavirran puoleinen säiliö sijoitetaan korkeudelle, joka on siitä välittömästi ylävirran puolella olevan säiliön alapuolella, helpottamaan lietteen omapainesyöttöä säiliösaijan läpi.

15 Menetelmään kuuluu edullisesti vaihe, jossa lietteeseen lisätään alavirran puoleisissa säiliöissä vaahdotusreagenssia.

Menetelmään kuuluu edullisesti vaihe, jossa liete laimennetaan alavirran puoleisissa säiliöissä.

Säiliöiden tilavuus on edullisesti vähintään 100 m3.

20 Syöttölietteessä on edullisesti noin alle 55 % kiintoainetta.

Piirustusten lyhyt kuvaus

Keksinnön edullinen suoritusmuoto kuvataan nyt ainoastaan esimerkin avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joista o kuvio 1 on kaavamainen poikkileikkaussivukuva, joka esittää keksinnön mukaisen

CNJ

' 25 vaahdotuslaitteen, O) ’ cp kuvio 2 on kaavamainen kuva, joka esittää vaahdotuslaiteverkoston, ja o x kuvio 3 on kaavamainen kuva vaihtoehtoisesta verkostosovitelmasta.

X

CL

^ Keksinnön edulliset suoritusmuodot c\j g Kuvattu vaahdotuslaite on sovitettu arvokkaiden mineraalien poistoon jauhatuspii- o 30 ristä tulevasta syklonin ylivuodosta. Tämä ylivuoto on lietteen muodossa ja se sisäl- 00 tää tyypillisesti mineraalihiukkasia, joiden P80 on noin 50 pm - 220 pm. Liete si sältää kuitenkin myös sivukiviliejua, jossa on muutamia arvokkaita hyötymineraale-ja, mutta joka pyrkii absorboimaan suuren osan niistä vaahdotusreagensseista, jotka 7 on lisätty lietteeseen helpottamaan arvokkaiden mineraalien talteenottoa. Korostettakoon, että kuvattu vaahdotuslaite eroaa muista vaahdotuslaitteista, kuten esimerkiksi karkeavaahdotuskennoista tai Skim Air -kennoista (skimmereistä), jotka sijaitsevat jauhinpiirissä tyypillisesti ylävirran puolella ja joilla käsitellään paljon kar-5 keampia hiukkasia sisältäviä lietteitä, joilla on myös suurempi kiintoaineprosentti. Skim Air -kennoilla käsitellään tyypillisesti lietteitä, jotka sisältävät noin 65 % kiintoainetta, kun taas kuvattu vaahdotuslaite on suunniteltu käsittelemään lietteitä, joiden kiintoainepitoisuus on korkeintaan noin 50 - 55 %. Huomattakoon myös, että Skim Air -kennot on suunniteltu siten, että noin 70 - 80 % kiintoaineesta ohittaa 10 roottorin. Tämä 70 - 80 % kiintoainetta sisältää suurimman osan syöttölietteen karkeasta materiaalista, joka roottoriin syötettynä aiheuttaa roottorille merkittävää kulumista. Tavanomaisissa, esimerkiksi piirustuksissa esitetyissä kennoissa oleva syöttöliete sisältää kuitenkin paljon pienempiä hiukkasia, ja liete pannaan näin ollen kulkemaan suoraan roottorin läpi.

15 Viittaamme piirustuksiin, joiden mukaan keksintö antaa vaahdotuslaitteen, joka sisältää säiliön 1, jossa on irrotettavia mineraaleja sisältävää lietettä. Säiliön tilavuus olisi tyypillisesti vähintään 100 m3, mutta joissakin vaihtoehtoisissa suoritusmuodoissa käytetään pienempiä säiliöitä. Säiliössä on tavallisesti tasainen pohja 2 ja olennaisesti lieriömäinen sivuseinä 3, joka ulottuu pohjasta ylöspäin. Kehällä oleva 20 ylivuotoränni 4 ulottuu sivuseinän sisäyläosan ympäri ja mineraalirikas vaahto poistetaan sillä tämän ajelehtiessa pintaan.

Säiliön sisään on sijoitettu sekoitin, joka sekoittaa lietettä. Sekoittimessa on roottori 5, joka on asennettu keskelle sijoitettuun käyttöakseliin 6, joka ulottuu akselin suuntaisesti alas säiliöön ja jota käytetään moottorilla 7. Roottorin ympärillä on myös 25 staattori 8. Kuten piirustuksissa esitetään, roottori sijaitsee lähellä säiliön pohjaaa siten, että kun syöttöliete menee säiliöön, se virtaa suoraan roottorin läpi.

° Laitteessa on myös akselin suuntaisesti erilleen sijoitetut, ontot vaahdon ylä- ja alack kääntökartiot 9 ja 10. Kartion sivuseinät ulottuvat käyttöakselin ympäri säiliön ylä- o ^ osan vieressä ja kumpikin kartio on suunnattu siten, että sen läpimitta on pienin ° 30 alimmassa päässä lähimpänä roottoria 5. Yläkartio 9 on katkaistu ja sen alimmassa gj päässä on aukko 11. Alakartion alin pää 12 sopii kuitenkin suhteellisen tiukasti csj käyttöakselin 6 ympärille estäen olennaisesti lietteen virtauksen tämän alueen läpi.

C\J

o Yläkartio on säiliöön nähden kiinteä ja alakartio 10 on siirrettävissä käyttöakselia 6 o pitkin, jolloin rengasmaisen aukon 12 aluetta voidaan säätää osittain sisäkkäisten ^ 35 kartioiden välissä. Alakartiota 10 siirretään käytössä kohti roottoria 5 aukon alueen suurentamiseksi tai poispäin roottorista aukon 12 alueen pienentämiseksi.

8

Vaahdotuslaitteessa on edelleen ilmastusjärjestelmä, joka sisältää ilmapuhaltimen ja nesteputken (ei esitetty), joka ohjaa ilman puhaltimesta sekoittimeen. Putki on määritetty osittain akselin suuntaisella reiällä (ei esitetty), joka ulottuu roottorin käyttö-akselin 6 läpi.

5 Syöttöliete viedään säiliöön 1 syöttöaukon 13 kautta, joka on muodostettu säiliön sivuseinään. Säiliön sivuseinän 3 alaosuuteen on muodostettu pohja-aukko 14, josta lietteen suhteellisen karkeat tai tiheät aineosat voidaan poistaa. Laitteessa on myös sivuaukko 15, josta poistetaan suhteellisen suuren osuuden sivukiviliejua sisältävä liete erillistä käsittelyä varten alavirran puolella. Sivuaukossa on nesteputki 16, joka 10 on liitetty yläkartioon 9. Putki kulkee alakartion sivuseinässä olevan loven (ei esitetty) läpi. Putken 16 ympärillä on joustava tiiviste (ei esitetty), joka tiivistää loven. Putki sijaitsee säiliön ylemmässä kolmanneksessa ja se on sovitettu poistamaan lietettä yläkääntökartion 9 sisäpuolelta. Sivuaukossa on myös venttiili (ei esitetty), jolla ohjataan yläkartiosta tulevaa nestevirtausta. Venttiili voi olla puristusventtiili 15 tai se voi olla sulkutyyppinen sovitelma tai jokin muu sopiva vaihtoehto.

Kuten ammatti-ihmiset hyvin tietävät, hiukkaskokojakauma vaihtelee säiliön sisällä lietteen alkuperäisen koostumuksen ja asiaankuuluvien jäijestelmäparametrien, kuten säiliön muodon, ilmastusmäärän ja sekoittunen normaalin käyttönopeuden perusteella. Tiedetään lisäksi, että lietteessä oleva sivukivilieju ei vaahdotu huolimatta 20 siitä, että se imee huomattavan määrän niistä vaahdotusreagensseista, jotka on lisätty lietteeseen helpottamaan arvokkaiden mineraalihiukkasten talteenottoa. Niinpä kääntökartioiden välissä olevan aukon 12 kokoa ja sijaintia säädetään näiden parametrien ja sivukiviliejun vaahdotuskinetiikan perusteella, jotta se vastaa sellaista paikkaa säiliön sisällä, jossa on suhteellisen suuri sivukiviliejupitoisuus. Tämä 25 paikka on roottorin sekoitusalueen yläpuolella ja vaahdotusalueen alapuolella lähellä säiliön yläosaa. Aukon alueen säätämisellä kontrolloidaan aukon läpi menevän g nesteen nopeutta ja näin ollen alakartioon 10 menevien hiukkasten suuruusluokkaa.

^ Järjestelmä voidaan optimoida tällä tavalla poistamaan suurin osa sivukiviliejusta o sivuaukon kautta ilman, että arvokkaita mineraaleja menetetään, oo ° 30 Vaahdotuslaitteen toiminta kuvataan nyt tarkemmin. Liete syötetään aluksi säiliöön ir syöttöaukon 13 kautta, josta se siirtyy kohti säiliön pohjan lähelle sijoitettuja sekoi- tus- ja ilmastusasennelmia. Roottorin 5 toiminta aiheuttaa pää virtauksen lietteen en läpi, kuten nuolet F1 osoittavat. Pää virtaus kierrättää lietettä jatkuvasti säiliön poh- o g jalla, jotta hiukkaset pysyvät suspendoituneina. Ilmastusjäijestelmä levittää roottori 35 riin 5 jatkuvasti ilmaa, jolloin muodostuu hienoja kuplia, jotka törmäävät ja kiinnit tyvät lietteessä oleviin arvokkaisiin mineraalihiukkasiin ja ajelehtivat sitten säiliön yläosaan ja muodostavat mineraalirikkaan pintavaahdon. Kun vaahto ajelehtii pintaa 9 kohti, kääntökartiot ohjaavat sen säteittäin ulospäin otettavaksi talteen ylivuotorän-nin 4 kautta. Roottori aiheuttaa lietteeseen myös sivuvirran, joka on osoitettu nuolilla F2.

Kun kohteena olevat hienommat hiukkaset siirtyvät nuolten F2 osoittamaan suun-5 taan, ne vedetään kääntökartioiden väliseen aukkoon 12. Sieltä ne kulkevat alas ala-kartion 10 läpi, ylös yläkartiossa olevasta aukosta 11, putken 16 läpi ja ulos sivuau-kosta 15. Hienot hiukkaset käsitellään alavirran puolella erillään pohja-aukosta 14 tulevasta poistovirtauksesta. Arvokkaat mineraalihiukkaset, jotka ovat kiinnittyneet ilmastusjärjestelmästä tuleviin kupliin, nousevat kelluvuutensa ja ylöspäin suuntau-10 tuvan vauhtinsa ansiosta samaan aikaan vaahdotusalueelle lähelle säiliön yläosaa otettaviksi talteen ylivuotorännin kautta.

Niitä sivukiviliejuhiukkasia, jotka ovat vielä suspendoituneina lietteessä, sekä niitä mineraalihiukkasia, jotka eivät ole poistuneet vaahdotuksessa, poistetaan jatkuvasti säiliöstä pohja-aukon 14 kautta. Karkeat hiukkaset johdetaan sieltä aluksi toiseen 15 säiliöön, joka on olennaisesti samanlainen kuin ensimmäinen säiliö.

Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa tähän toiseen säiliöön 2 kuuluu pohja 2, joka sijaitsee matalammalla kuin ensimmäisen säiliön pohja siten, että liete kulkee toiseen säiliöön painovoiman vaikutuksesta. Liete virtaa painovoiman avulla toisesta säiliöstä useisiin olennaisesti samanlaisiin alavirran puoleisiin säiliöihin, jotka on 20 kaikki kytketty sarjaan. Lietteen virtausta vierekkäisten säiliöiden välissä säädetään vastaavilla iskuventtiileillä 17.

Kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa toinen säiliö sijaitsee samalla korkeudella siten, että ensimmäinen ja toinen säiliö määrittävät ensimmäisen säiliöparin. Liete virtaa toisesta säiliöstä paivovoiman avulla useisiin alavirran puoleisiin säiliöparei-25 hin, jotka ovat kaikki olennaisesti samanlaisia kuin ensimmäinen pari. Lietteen vir-^ tausta säiliöparien välillä ohjataan vastaavilla iskuventtiileillä 17, joita säädetään ^ jatkuvasti, jotta lietteen korkeus kennossa pysyy entisellään. Kuten kuviossa 3 esite- o tään, jokaisen peräkkäisen säiliöparin pohja on alempana kuin viereisen, ylävirran g puoleisen säiliöparin pohja.

| 30 Tulee ymmärtää, että säiliöt voidaan sijoittaa vaihtoehtoisissa suoritusmuodoissa samalle korkeudelle ja liete voidaan pumpata säiliöiden välillä. Joissakin tapauksis- σ> sa voi olla myös edullista panna sivuaukot ainoastaan joihinkin alavirran puoleisiin o g säiliöihin. Tulee myös ymmärtää, että tarvittaessa voidaan käyttää sekamuotoisia ja oj muita verkostoyhdistelmiä, myös Saijaan ja rinnakkain kytkettyjä säiliöitä tai näiden 35 yhdistelmiä. Tulee myös ymmärtää, että säiliöiden välissä voidaan vaihtoehtoisesti käyttää myös erilaisia venttiilityyppejä ja erimuotoisia putkia. Muissa suoritusmuo- 10 doissa ilmastusäijestelmä voi syöttää ilmaa roottoriin putken läpi siten, että poisto-aukko sijaitsee roottorin alapuolella. Vierä eräässä suoritusmuodossa, sellaisessa kuten kuviossa 3 esitetty, kääntökartiot on jätetty pois ja putki 16 ulottu sivuaukosta 15 ja päättyy paikkaan, joka on säiliön ylemmässä kolmanneksessa lähellä käyttö-5 akselia 6.

Tulee ymmärtää, että koska kuvatuissa suoritusmuodoissa osa hienommista hiukkasista poistetaan sivuaukkojen 15 kautta, kustakin säiliöstä tulevassa poistolietteessä on suurempi osuus karkeita hiukkasia kuin mitä ylävirran puoleisista säiliöistä tulevassa tulolietteessä oli. Niinpä karkeiden hiukkasten osuus lietteessä kasvaa, kun 10 syöttöneste siirtyy vähitellen säiliö verkoston läpi. Kun siis lietteeseen lisätään vaahdotusreagenssia alavirran puoleisissa säiliöissä, tulee osa suuremmista hiukkasista todennäköisemmin päällystettyä. Sen tähden on todennäköisempää, että nämä suuremmat hiukkaset vaahdottavat alavirran puoleisissa säiliöissä. Tämä puolestaan lisää vaahdotasprosessin kokonaistehoa.

15 Kuten edellä on selitetty, sekä hienoja että karkeita hiukkasia sisältävä lietevirta voidaan erotella vaahdotaslaitteella progressiivisesti kahdeksi samansuuntaiseksi haaraksi, joista toinen sisältää virtauksesta tulevat, suhteellisen karkeat hiukkaset ja toinen sisältää hienommat hiukkaset. Nämä kaksi haaraa voidaan tällä tavalla optimoida erikseen joko karkeiden tai hienojen hiukkasten käsittelyyn, mikä tekee koko 20 erotasprosessin hyötysuhteesta ja kustannustehokkuudesta parhaat mahdolliset. Tulee siis ymmärtää, että keksintö antaa merkittäviä sekä käytännöllisiä että kaupallisia etuja tekniikan tasoon verrattuna.

Vaikka keksintöä on kuvattu tavanomaisiin vaahdotaskennoihin viitaten, tulee ymmärtää, että samoja periaatteita voidaan soveltaa myös muihin vaahdotaskennoihin, 25 kuten esimerkiksi karkeavaahdotuskennoihin tai Skim Air -kennoihin. Ja vaikka rt keksintö on kuvattu erityisiin esimerkkeihin viitaten, ammatti-ihmiset ymmärtävät, ° että keksintö voi ilmetä monissa muissakin muodoissa.

i o o 00 o

X

Q.

C\J

o o

LO

o o

C\J

Claims

11

1. Vaahdotuslaite, joka laite sisältää: vähintään kahden vaahdotussäiliön saijan, jotka säiliöt (1) on sovitettu suhteellisesti 5 ylävirran puoleiseksi säiliöksi ja alavirran puoleiseksi säiliöksi, ja kumpikin säiliö on sovitettu vastaanottamaan lietettä, jossa on hienoja ja karkeita hiukkasia, jotka sisältävät poistettavia mineraaleja, ja kummassakin säiliössä on syöttöaukon (13) lietteen syöttämiseksi, sekoituslaitteen lietteen sekoittamiseksi, 10 ilmastuslaitteen, jolla liete ilmastetaan, jolloin suspendoituneet, kelluvat mineraalit ajelehtivat ylöspäin ja muodostavat pintavaahtoa, ylivuotorännin (4), jolla pintavaahto poistetaan, sekä pohja-aukon (14), josta lietteen suhteellisen karkeat tai tiiviit aineosat poistetaan, ja jossa ylävirran puoleisen säiliön pohja-aukko on liitetty alavirran puoleisen säili-15 ön syöttöaukkoon, jolloin lietteen suhteellisen tiivis osuus, joka sisältää suhteellisen suuren määrän karkeita tai tiiviitä aineosia, poistetaan ylävirran puoleisesta säiliöstä ja syötetään suoraan alavirran puoleiseen säiliöön käsiteltäväksi uudelleen alavirran puoleisessa säiliössä, ja jossa vähintään yhdessä mainitussa säiliössä on yläpuolinen poistoaukko (15), joka 20 on sovitettu poistamaan lietteen suhteellisen hienon osuuden, joka sisältää suhteellisen suuren määrän hienoja tai pienempitiheyksisiä aineosia, erilliseen luokittelukä-sittelyyn erillään ylävirran ja alavirran puoleisesta säiliöstä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaahdotuslaite, joka käsittää kolmen tai useam- o man mainitun säiliön ryhmän, jotka säiliöt on kytketty sarjaan, ja jokaisen säiliön ^ 25 pohja-aukko on kytketty suoraan alavirran puoleisen säiliön syöttöaukkoon viimeis- 9 tä säiliötä lukuun ottamatta. oo

° 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaahdotuslaite, jossa jokainen mainittu säi- X £ liö sisältää vastaavan yläpuolisen sivuaukon (15).

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokainen o 30 mainittu säiliö sisältää olennaisesti tasaisen pohjan (2) ja jossa kunkin säiliön pohja- o aukko on muodostettu säiliön sivuseinään (3) pohjan viereen. CVJ 12

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään yksi mainittu sivuaukko on sovitettu poistamaan lietettä, joka sisältää suhteellisen suuren osuuden sivukiviliejua, säiliön ylemmästä puolikkaasta.

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään 5 yksi mainittu sivuaukko on sovitettu poistamaan lietettä, joka sisältää suhteellisen suuren osuuden sivukiviliejua, roottorin sekoitusalueen ja säiliön pintaa lähellä olevan vaahtoalueen välistä.

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään yksi mainittu sivuaukko on sovitettu poistamaan lietettä säiliön ylemmästä kolman- 10 neksesta.

8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään ysi mainittu sivuaukko sisältää nesteputken (16), joka ulottuu säiliön sivuseinästä sisäänpäin.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vaahdotuslaite, jossa putki päättyy vastaavan 15 säiliön keskustan lähelle, tavallisesti sen pystyakselin lähelle.

10. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään yksi mainittu sivuaukko johtaa pienempitiheyksiset aineosat erilliseen lietteen käsittely-yksikköön, joka on suunniteltu käsittelemään suhteellien hienoja hiukkasia optimaalisesti.

11. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa vähin tään yksi mainittu säiliö sisältää edelleen olennaisesti onton yläkääntökartion (9), joka on säiliön suhteen kiinteä ja joka ulottuu yleisesti käyttöakselin (6) ympäri.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään yksi mainittu säiliö sisältää edelleen nesteputken, joka ulottuu yläkartion (9) sivuseinän läpi vas- ? 25 taavaan sivuaukkoon ja helpottaa nesteen siirtämistä yläkartion sisäpuolelta sivu- o ^ aukkoon. i σ>

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen vaahdotuslaite, jossa vähintään yksi o mainittu säiliö sisältää edelleen olennaisesti onton alakääntökartion (10), joka ulotit tuu myös yleisesti käyttöakselin ympäri mainitun yläkääntökartion alapuolella ole- CL 30 vassa sijaintipaikassa. c\j .....

§ 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen vaahdotuslaite, jossa alakartio on surrettävis- o sä akselin suuntaisesti käyttöakseliin nähden, jolloin ylä- ja alakartioiden välissä 00 olevan rengasmaisen aukon aluetta voidaan säätää valikoiden.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen vaahdotuslaite, jossa yläkartion alapää 35 on sijoitettu ainakin osittain sisäkkäin alakartion yläpään kanssa. 13

16. Jonkin patenttivaatimuksista 11-15 mukainen vaahdotuslaite, jossa yläkartio on katkaistuja sen alimmassa päässä on aukko (11).

17. Jonkin patenttivaatimuksista 11-16 mukainen vaahdotuslaite, jossa alakartion alin pää (12) sopii suhteellisen tiukasti käyttöakselin ympäri ja estää näin olennai- 5 sesti lietteen virtauksen alakartion alimman pään ja käyttöakselin välisellä alueella.

18. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen mainitun säiliön sekoituslaitteessa on roottori (5), joka on tuettu pyörimään sitä ympäröivän staattorin (8) sisäpuolelle ja jota käytetään keskuskäyttöakselin avulla, joka ulottuu alas vastaavaan säiliöön.

19. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen mainitun säiliön ilmastuslaitteessa on ilmapuhallin ja nesteputki, joka ohjaa ilman puhaltimesta vastaavaan sekoituslaitteeseen.

20. Patenttivaatimuksen 16 mukainen vaahdotuslaite, jossa ilmastuslaitteen neste-putkessa on pitkittäinen reikä, joka ulottuu vastaavan roottorin käyttöakselin läpi.

21. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokainen mainittu säiliö on yleisesti suoran, ympyräpohjaisen sylinterin muotoinen.

22. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen mainitun säiliön pohja-aukko on määritetty säiliön alemmassa puolikkaassa olevalla aukolla.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen mainitun säili ön pohja-aukon määrittävä aukko on määritetty säiliön vastaavaan sivuseinään säiliön pohjan viereen.

24. Patenttivaatimuksen 22 mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen mainitun säili- ^ ön pohja-aukon määrittävä aukko on määritetty säiliön vastaavaan pohjaan säiliön δ 25 sivuseinän viereen. c\j

25. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa on useita co sarjaan kytkettyjä, alavirran puoleisia säiliöitä, joista jokainen on suuniteltu käsitte- o lemään optimaalisesti lietettä, joka sisältää suhteellisen suuren osuuden suhteellisen £ karkeita tai tiiviitä aineosia, ja jokaisen säiliön tuloaukko on liitetty viereisen, ylä- c\j 30 virran puoleisen säiliön pohja-aukkoon. O)

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen vaahdotuslaite, jossa kaikki alavirran puolei- o set säiliöt ovat olennaisesti samanlaisia, ja jokaisessa säiliössä on sivuaukko, jonka kautta lietteen viereisestä, ylävirran puoleisesta säiliöstä tulevat, suhteellisen pie-nempitiheyksiset aineosat poistetaan. 14

27. Patenttivaatimuksen 25 tai 26 mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen säiliön sivuaukko johtaa lietteen pienempitiheyksiset aineosat erilliseen litetteen käsittely-yksikköön, joka on suunniteltu käsittelemään suhteellisen hienoja hiukkasia optimaalisesti.

28. Patenttivaatimuksen 25 tai 26 mukainen vaahdotuslaite, jossa ainoastaan sarjan kolmas ja sitä seuraavat säiliöt käsittävät sivuaukon, josta lietteen suhteellisen pienempitiheyksiset aineosat poistetaan säiliöstä.

29. Jonkin patenttivaatimuksista 25 - 28 mukainen vaahdotuslaite, jossa useita mainittuja säiliöitä on sovitettu pareittain, ja jokaisen peräkkäisen säiliöparin pohjan 10 korkeus on matalammalla kuin sen viereisen, ylävirran puoleisen säiliön pohja siten, että liete virtaa painovoiman vaikutuksesta toisesta säiliöparista toiseen.

30. Jonkin patenttivaatimuksista 25 - 28 mukainen vaahdotuslaite, jossa useita säiliöitä on sovitettu yli kahden säiliön ryhmiin, ja jokaisen peräkkäisen säiliöryhmän pohjan korkeus on matalammalla kuin viereisen, ylävirran puoleisen ryhmän pohja 15 siten, että liete virtaa painovoiman vaikutuksesta toisesta säiliöryhmästä toiseen.

31. Patenttivaatimuksen 29 mukainen vaahdotuslaite, jossa yhdestä säiliöparista viereiseen, alavirran puoleiseen säiliöpariin johtavassa poistoaukossa on venttiili (17), jonka avulla lietteen suhteellisen karkeat tai tiiviit aineosat voidaan poistaa.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen vaahdotuslaite, jossa venttiili on iskuventtiili.

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen vaahdotuslaite, jossa venttiili on sijoitettu olennaisesti säiliön sisäpuolelle poistoaukon viereen.

34. Patenttivaatimuksen 32 mukainen vaahdotuslaite, jossa venttiili on sijoitettu putkeen, joka ulottuu vierekkäisten säiliöiden välissä.

35. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen 5 25 säiliön tilavuus on vähintään 100 m3. CM

36. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa syöttöön aukon kautta mainittuun ylävirran puoleiseen säiliöön menevässä lietteessä on noin alle 55 % kiintoainetta. CC

“ 37. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen vaahdotuslaite, jossa jokaisen £J 30 säiliön sekoituslaite on kohdistettu vastaavaan syöttöaukkoon siten, että säiliöön o menevä liete virtaa suoraan sekoituslaitteeseen. LO o

38. Erillisluokitteleva vaahdotusmenetelmä käsittää seuraavat vaiheet: hankitaan jonkin patenttivaatimuksen 1-37 mukainen vaahdotuslaite, 15 ohjataan syöttöliete vaahdotuslaitteeseen ylävirran puoleisen säiliön syöttöaukon kautta, poistetaan lietteen suhteellisen tiivis osuus ylävirran puoleisen säiliön pohja-aukosta ja syötetään tämä osuus alavirran puoleisen säiliön syöttöaukon läpi käsiteltäväksi 5 uudelleen alavirran puoleisessa säiliössä, sekä poistetaan lietteen suhteellisen hieno osuus sivuaukon kautta erilliseen luokittelu-prosessiin erillään ylävirran ja alavirran puoleisista säiliöistä.

39. Patenttivaatimuksen 38 mukainen menetelmä, jossa lietteen suhteellisen hieno osuus ohjataan sen jälkeen, kun se on poistettu sivuaukosta, yhteen tai useampaan 10 alavirran puoleiseen hienojen hiukkasten vaahdotussäiliöön, joka on suunniteltu erityisesti suhteellisen hienojen hiukkasten optimaalista talteenottoa varten.

40. Patenttivaatimuksen 39 mukainen menetelmä, jossa hienot hiukkaset heitetään pois, kun ne on poistettu säiliöstä ja kun ne ovat pääasiassa sivukiviliejua.

41. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38-40 mukainen menetelmä, jossa suh-15 teellisen karkeat tai tiiviit aineosat johdetaan erilliseen, yhden tai useamman alavirran puoleisen, karkeiden hiukkasten vaahdotussäiliön sarjaan, kun ne on poistettu säiliöstä.

42. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38 - 41 mukainen menetelmä, jossa on seuraavat vaiheet: hankitaan kolmen tai useamman mainitun säiliön ryhmä ja kytke- 20 tään mainitut säiliöt sarjaan jokaisen säiliön pohja-aukosta, lukuun ottamatta viimeistä säiliötä, joka kytketään suoraan alavirran puolella olevan säiliön syöttöauk-koon.

43. Patenttivaatimuksen 42 mukainen menetelmä, jossa on edelleen vaihe, jossa jokainen mainittu säiliö varustetaan vastaavalla yläpuolisella sivuaukolla. o 25

44. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38 - 43 mukainen menetelmä, jossa on <-k edelleen vaihe, jossa jokainen alavirran puoleinen säiliö sijoitetaan korkeudelle, ^ joka on siitä suoraan ylävirran puoleisen säiliön alapuolella, helpottamaan lietteen ° omapainosyöttöä säiliösarjan läpi. X

45. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38 - 44 mukainen menetelmä, jossa on 30 vaihe, jossa lietteeseen lisätään vaahdotusreagenssia alavirran puoleisissa säiliöissä. σ>

§ 46. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38 - 45 mukainen menetelmä, jossa on O o vaihe, jossa liete laimennetaan alavirran puoleisissa säiliöissä.

47. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38 - 46 mukainen menetelmä, jossa säiliöiden tilavuus on vähintään 100 m3. 16

48. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 38 - 47 mukainen menetelmä, jossa mainittu syöttöliete sisältää noin alle 55 % kiintoainetta. δ CM O) o 00 o X cc CL C\l CM O) O m o o CM 17