FI69870C - Foerfarande foer anordning foer behandling av ett grusliknandematerial med ett fluidium - Google Patents

Description

69870

Menetelmä ja laite sorantapaisen aineen käsittelemiseksi virtaavalla aineella Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta soramai-5 sen, kiinteän aineen kuten malmien, murskattujen mineraalien ja hiiliaineksen käsittelemiseksi nesteellä säiliössä, jossa soramainen kinnteä aine syötetään säiliön alapäähän ja asteettain nostetaan ylöspäin säiliön läpi pyörivän nosto-elimen avulla. Po. keksintö koskee erityisesti, mutta ei 10 yksinomaan, haudetta, joka soveltuu mineraalien tms. lipeä-liuotukseen. Soramaisella aineella tarkoitetaan tässä murskattuja mineraaleja, malmeja tai hiiliaineita sekä raekokoissa väkevöiteaineita.

Tällaisissa prosesseissa käytetään voimakkaita 15 happoja, joilla on verraten korkeat lämpötilat. Johtuen voimakkaiden ja/tai verraten kuumien happojen käytöstä ja kulutuksesta, jolle astia varusteineen on alttiina, asetetaan käytettäville varusteille korkeat vaatimukset. Siksi tarvitaan yksinkertaista, vahvaa ja "huoltovapaata" 20 varustetta. Lisäksi tarvitaan varustettu, joka mahdollistaa mahdollisimman järkiperäisen ja taloudellisen käsittelyn.

Malmin tms. lipeäliuotuksessa on malmia tavallisesti käsitelty hapolla astiassa tai hauteessa, kunnes on saavutettu mineraalin/metallin haluttu erotus. Sitten astia 25 tyhjennetään sekä sorasta että haposta, minkä jälkeen astiaan syötetään uusi erä malmia ja happoa.

Lisäksi on ehdotettu nesteiden ja hienoksi jauhetun malmin sekoittamista siten, että seoksen voi pumputa liete-pumppujen tms. avulla. Tällaisessa ratkaisussa liikanesteen 30 määrä on kasvanut huomattavasti yli sen määrän, joka on tarpeen itse prosessia varten. Käsittelynesteen ylimäärä on syötetty mukaan yksinomaan mainitun, hienoksi jauhetun aineen kuljetuksen mahdollistamiseksi. Näin ollen on välttämättä kuljetettava hyvin suuri määrä. Eräässä määrätyssä 35 prosessissa, johon myöskin po. keksinnön ratkaisu on sopi- 3 va, on kysymys noin 150 m soramaisen kuiva-aineen kuljetuksesta tunnissa. Jotta tällainen kuiva-ainemäärä voitai- 2 69870 siin pumputa tuntia kohden, on nestettä käytettävä moninkertaisesti suhteessa kuiva-ainemäärään.

Mainitut kaksi aikaisemmin tunnettua käsittelytapaa eivät siis ole kovin taloudellisia eivätkä suotavia kaupal-5 lisesta näkökohdasta.

Lisäksi tiedetään käytännön kokeiluista ja matemaattisista laskelmista, että on hyvin vaikeaa ja lähes mahdotonta painaa soramainen aine pystysuoran putken kautta ellei putken pituus ole sen halkaisijaa pienempi. Tämä 10 johtuu aineen vaakasuorien voimien yhteisestä vaikutuksesta putken seinään ja kitkasta.

Po. keksinnön tavoitteena on kehittää ratkaisu, joka mahdollistaa kiinteän, soramaisen aineen jatkuvan käsittelyn ja lisäksi malmin tms. suurten määrien kuljetuksen 15 syöttämättä mukaan liikanestettä. Lisäksi tavoitteena on kehittää ratkaisu, joka perustuu ns. "vastavirtaperiaattee-seen", so. kiinteän aineen liikuttamiseen päinvastaiseen suuntaan kuin käsittelyneste tai -aine. Lisäksi tavoitteena on mahdollistaa soramaisen aineen liike ylöspäin verra-20 ten korkeassa, kapeassa, lieriömäisessä astiassa.

Esillä olevalle keksinnölle on tunnusomaista, että soramainen kiinteä aine syötetään säiliöön siihen keskeisesti sijoitetun pyöritettävän onton putken kautta, johon putkeen on sovitettu yksi tai useampi nostoelin, jolloin 25 soramainen kiinteä aine johdetaan pyörivästä ontosta putkesta ulos, säiliöön putken alapäässä olevan yhden tai useamman aukon kautta.

Mainittu juokseva aine tuodaan mieluiten astian yläpäähän tasolla, joka on sen tason alapuolella, jolla 30 soramainen, kiinteä aine saadaan poistumaan astiasta, jolloin soramainen, kiinteä aine saa kuivan oleskeluajan astiassa, niin että mainittu juokseva aine tai neste voi valua siitä pois.

Eräässä toteutusmuodossa soramainen, kiinteä aine 35 viedään astiaan tässä seisovan, keskeisen, onton ja pyöritettävän putken kautta, johon on kytketty yksi tai useampia nostavia osia, jolloin mainittu soramainen, kiinteä aine 3 69870 johdetaan ulos mainitusta ontosta putkesta sen seinän yhden tai useamman aukon kautta ja jaetaan tasaisesti mainittujen nosto-osien avulla.

Toisen parhaana pidetyn toteutusmuodon mukaisesti 5 mainitut nosto-osat käsittävät vähintään yhden vinosti asetetun siiven, jonka alareuna pyörii astian pohjan tasossa ja joka on vinosti ylöspäin ja taaksepäin nähtynä kiertosuuntaan nähden vastakkaisessa suunnassa. Siiven/siipien alapuolella on kanava, joka on avoin siiven koko pituudel-10 la ja jonka muodostavat astian pohja ja sivuseinät sekä vino siipi. Kanava on avoimessa yhteydessä onton akselin kanssa putkiseinän aukkojen kautta soramaisen, kiinteän aineen jakelua varten.

Eräässä erityisen parhaana pidetyssä toteutusmuo-15 dossa mainitut nosto-osat käsittävät kaksi vinoa siipeä, jotka ovat suoraan vastapäätä toisiaan suhteessa putkeen. Nämä vinot siivet sijaitsevat lisäksi tangentiaalisesti suhteessa onttoon keskiputkeen.

Po. keksintö perustuu vastavirtaperiaatteelle, so.

20 kiinteä, soramainen aine saadaan liikkumaan matkan verran -tässä tapauksessa ylöspäin, kun taas käsittelyneste pannaan liikkumaan vastasuuntaan eli alaspäin. Po. keksinnön mukaisesti tehdään mahdolliseksi soramaisen, kiinteän aineen liike ylöspäin astiassa, jossa astian halkaisija voi olla 25 sen korkeutta pienempi. Lisäksi on kehitetty ratkaisu, jossa ylöspäin liikutettava, soramainen, kiinteä aine lisäksi jaetaan tasaisesti astian koko pöhjapinnalle.

Seuraavassa kuvataan po. keksinnön erästä toteu-tusesimerkkiä lähemmin viitaten kuvioihin, joissa: 30 kuvio I esittää täysin kaaviomaista, pystysuoraa läpileikkauskuvantoa po. keksinnön mukaisesta astiasta; kuvio II esittää vaakasuoraa läpileikkauskuvantoa keksinnön astiasta ja nosto-osasta kuvion I viivaa F-F pitkin; 35 Kuvio III esittää pystysuoraa läpileikkauskuvantoa astian toisesta puoliskosta ja toisesta nosto-osasta pitkin kuvion II viivaa E-E; 4 69870 kuvio IV esittää pystysuoraa läpileikkauskuvantoa pitkin kuvion II viivaa A-A;

Kuvio V esittää pystysuoraa läpileikkauskuvantoa toisesta nostoyksiköstä pitkin kuvion II viivaa B-B; 5 Kuvio VI esittää pystysuoraa läpileikkauskuvantoa nostoyksiköstä pitkin kuvion II viivaa C-C; ja kuvio VII esittää pystysuoraa läpileikkauskuvantoa nostoyksiköstä pitkin kuvion II viivaa D-D.

Kuvioiden I-VII näyttämä toteutusesimerkki on tar-10 koitettu soramaisen malmin lipeäliuotukseen, jossa lipeä koostuu väkevöidystä suolahaposta, jonka lämpötila on yli 100°C. Suolahappo on tässä tapauksessa katalyytti, jonka korkean lämpöenergian talteenotto on suotava.

Kuvion 1 mukaisesti prosessivarustus koostuu astias-15 ta 1, jonka poikkileikkaus on mieluiten pyöreä. Tämän astian 1 keskelle on sijoitettu ontto sylinteri 2, jonka yläpää on yhteydessä malmin syöttölaitteen kanssa (ei näytetty) . Sylinteri 2 on avoin sekä ylä- että alapäänsä kohdalla. Alapään kohdalla sylinteri 2 on lisäksi yhdistetty 20 kahden nosto-osan 3 kanssa, joista näytetään vain toinen kuviossa 1. Mainitun nosto-osan 3 muodostavat siivet 5, jotka on asetettu vinosti suhteessa astian pohjaan 4. Nosto-osat 3 on sijoitettu suoraan vastapäätä toisiaan ja suhteessa keskiputkeen 2. Lisäksi nosto-osat 3 on sijoitet-25 tu tangentiaalisesti mainitulle keskiputkelle 2. Lisäksi nosto-osat 3 on sijoitettu tangentiaalisesti mainitulle keskiputkelle 2.

Kuvioiden näyttämät nosto-osat 3 on suunniteltu pyörimään astiassa 1 myötäpäivään. Suotavan nostovaikutuk-30 sen saamiseksi mainitut siivet 5 on sijoitettu niin, että niiden alin reuna 6 pyörii astian pohjan tasossa ja siivet 5 ovat vinosti ylöspäin ja taaksepäin suhteessa kiertosuuntaan. Tässä toteutusesimerkissä siivet 5 toimivat kaksisiipisen potkurin tapaan. Nosto-osan 3 pituus on hieman 35 pienempi kuin pystysuoran astian 1 halkaisija. Kun nosto-osa 3 pannaan pyörimään astian 1 akselilla olevan putken 2 5 69870 kautta, pyrkii nosto-osa 3 kiertymään alas kohti astian 1 pohjaa 4.

Siipien 5 takareuna 7 on mieluiten avoin siiven 5 koko pituudella. Näin muodostuu kanava 9, joka on avoin 5 kohti siiven 5 takareunaa 7, mutta jota muilta osin rajoittavat astian 1 pohja 4 ja vino siipi 5. Mainittu kanava 9 on avoimessa yhteydessä keskiputken 2 kanssa aukon 10 kautta, joka on putkiseinässä putken alapäässä. Vaihtoehtoisesti siivet 5 voidaan takareunallaan 7 varustaa pystysuoral-10 la levyllä 8, joka kiinnitetään siiven 5 takareunaan 7, niin että se pienentää aukkoa 13 siiven takareunan 7 kohdalla pienentämättä silti siiven 5 nousua.

Kuvion II ja kuvioiden V-VII mukaisesti kanavan 9 aukon 13 korkeus pienenee nähtynä putkesta 2 ja kohti sii-15 pien ulkopäitä.

Putken 2 alapään vahvistamiseksi se on varustettu putkinysällä 11, jolla on suurempi halkaisija kuin putkella 2. Putkinysä 11 loppuu yläpäässä vaakasuoran levyn 12 muodossa, joka ympäröi mainittua putkea 2 läheisesti samoin 20 kuin putkinysää 11. Siivet on kiinnitetty jäykästi mainittuun putkinysään 11 esim. hitsaamalla. Mainittu aukko 10 on putkinysän 11 seinässä sopivassa kohdassa.

Mainittu putki 2 siipineen 5 voidaan laakeroida astiaan 1 millä tahansa sopivalla tavalla ja panna pyörimään 25 sopivan moottorin ja voimansiirto-osien (ei näytetty) avulla, jotka esim. sijoitetaan putken yläpään kohdalle. Lisäksi voidaan putken eri korkeuksille sijoittaa samanlaisia nosto-osia nostotehon parantamiseksi.

Seuraavassa kuvataan toimintatapaa lähemmin viita-30 ten kuvioihin.

Putki 2 siipineen pannaan pyörimään. Soramainen, kiinteä aine viedään astiaan 1 tämän pohjan kohdalla onton putken 2 kautta, samalla kun suolahappoa syötetään tulo-putken 14 kautta.

35 Nosto-osa 3 liikkuu nyt ympäri astiassa 1, joka on täytetty soramaisella, kiinteällä aineella ja nesteellä. Pyörimisen aikana vino siipi 5 nostaa ylös soramaisen, 6 69870 kiinteän aineen ja siirtää sen ylös pitkin siiven vinoa pintaa. Tällöin muodostuu kanavassa 9 tila, jossa ei ole soramaista ainetta, siiven 5 alapuolella, johon tyhjään tilaan syötetään uutta soramaista ainetta pystysuorasta put-5 kesta 2 tämän seinässä olevan aukon 10 kautta. Kun nosto-osa on liikkunut ympäri 360° verran, on astiassa 1 olevan sorapylvään pohja liikkunut kaksi kertaa siiven 5 nousu ylöspäin, samalla, kun uutta soraa on syötetty siipien 5 alle. Tämä johtuu siitä, että nosto-osa sisältää kaksi siilo peä 5.

Soramaisen pylvään yläpäässä tämä havaitaan vain aaltona, joka tulee kahdesti nosto-osan yhtä kierrosta kohden .

Esimerkkinä mainittakoon, että jos nosto-osa koos-15 tuu kahdesta siivestä, joista kummankin leveys on 6 cm ja nousu 2 cm, ja levy 8 pannaan alas siiven ylemmästä (ja taka-) reunasta ulottuvana 1 cm:n korkeudella, on rakoaukon 13 koko 1 cm.

Syöttämällä soramainen, kiinteä aine pyörivään ak-20 seliin, joka koostuu putkesta 2, tulee soramainen, kiinteä aine siipien 5 säteisliikkeestä johtuen liikutetuksi ulospäin kanavassa 9, joka muodostuu kunkin vinon siiven 5 alla. Tämän jatkopyörimisen aikana siipien 5 takareunalla 7 olevan pystysuora levy 8 saa aikaan sen, että uusi sora-25 kerros tulee lasketuksi astian 1 pohjalle 4 paksuudella, joka vastaa rakoaukon 13 korkeutta. Ko. toteutusesimerkis-sä tälle raolle 13 on annettu 1 cm:n korkeus.

Aikaisemmin sisälle syötetty soramaisen, kiinteän aineen määrä, jonka vino siipi 5 on nostanut tasolle, joka 30 vastaa vinon siiven 5 takareunaan 7 tasoa, ei voi nyt pudota vastaavaa matkaa jälleen alas siiven 5 taakse, vaan ainoastaan matkan verran, joka suunnilleen vastaa siiven 5 takapuolelle sijoitetun pystysuoran levyn 8 korkeutta. Tämä johtuu siitä, että kanavan 9 kautta on sillä välin syö-35 tetty uusi kerros soramaista, kiinteää ainetta, jonka korkeus vastaa oleellisesti raon 13 korkeutta, ja että nostettu soramainen massa siis putoaa alas tämän kerroksen päälle .

7 69870

Teoriassa sorapylväs nousee kaksi kertaa raon mainittu korkeus nosto-osan jokaista täyttä kierrosta kohden. Käytännössä nousu ei kuitenkaan ole niin suuri, koska sora-mainen, kiinteä aine tulee järjestelmään sullomattomassa tilassa.

Samalla, kun soramainen, kiinteä aine pannaan liikkumaan ylöspäin astiassa, syötetään suolahappo astiaan 1 yläpään kohdalla tuloaukon 14 kautta ja se lasketaan ulos astian 1 alapään kohdalla lähtöaukon 15 kautta. Uloslaskun aikana syötetään uutta happoa alas tuloaukon 14 kautta riittävä määrä, joka vastaa uloslasketun hapon määrää ja mahdollista hukkamäärää, joka voi syntyä soramaisen, kiinteän aineen poiston yhteydessä. Näin saadaan aikaan jatkuva prosessi, mikä on erittäin edullista.

Po. keksinnön mukaisesti on eduksi syöttää happo sisälle tasolla astiassa 1, joka on astian 1 yläpään alapuolella, niin että soramainen, kiinteä aine poistuu jatkuvasta nestepinnasta tietyn välimatkan päässä pylvään yläpäästä. Soramainen, kiinteä aine saa täten "kuivan" oleskelu-ajan astiassa 1, niin että happo voi valua siitä pois, ennen kuin kaavin tms. (ei näytetty) poistaa kiinteän, valmiiksi käsitellyn aineen astian 1 yläpään kohdalla.

Claims (10)

69870

1. Menetelmä soramaisen, kiinteän aineen kuten malmien, murskattujen mineraalien ja hiiliaineksen käsittelemi- 5 seksi nesteellä säiliössä, jossa soramainen kiinteä aine syötetään säiliön alapäähän ja asteettain nostetaan ylöspäin säiliön läpi pyörivän nostoelimen avulla, tunnettu siitä, että soramainen kiinteä aine syötetään säiliöön siihen keskeisesti sijoitetun pyöritettävän onton putken kaut-10 ta, johon putkeen on sovitettu yksi tai useampi nostoelin, jolloin soramainen kiinteä aine johdetaan pyörivästä ontosta putkesta ulos, säiliöön putken alapäässä olevan yhden tai useamman aukon kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että neste saatetaan säiliön yläpäähän tasolla, joka on sen tason alapuolella, jossa soramainen kiinteä aine saatetaan poistumaan säiliöstä, jolloin soramainen kiinteä aine saa kuivan oleskeluajan säiliössä niin, että neste voi valua siitä pois.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että soramainen kiinteä aine jaetaan tasaisesti säiliön pohjalle mainitun yhden tai useamman nostoelimen avulla, jolloin mainittu nostoelin nostaa osan säiliöön jo syötetystä soramaisesta kiinteästä ainees-25 ta, jolloin uutta ainetta tuodaan sisään nostoelimen alapuolella .

4. Laite soramaisten kiinteitten aineiden, esim. malmien, murskattujen mineraalien ja hiiliaineiden käsittelemiseksi nesteellä säiliössä (1), käsittäen laitteet soramai-30 sen kiinteän aineen syöttämiseksi, kuljettamiseksi ja poistamiseksi, sekä laitteet nesteen syöttämiseksi ja poistamiseksi, tunnettu siitä, että soramaisen kiinteän aineen syöttölaite on pyörivä pystysuora ontto putki (2), joka on keskeisesti sovitettu säiliöön (1), joka putki on alapääs-35 tään varustettu yhdellä tai useammalla aukolla, joiden läpi soramainen kiinteä aine voidaan syöttää säiliöön (1) ja et- 9 69870 tä putken (2) alaosaan on sovitettu ainakin yksi nostoelin (3), joka on tarkoitettu asteettain nostamaan soramaista kiinteää ainetta ylöspäin säiliöön.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnet-5 t u siitä, että vaakatasossa pyörivä nostoelin (3) käsittää kaltevan siiven (5), joka on sovitettu pyörimään pystyakselin ympäri.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaltevan siiven (5) alareuna on so- 10 vitettu pyörimään säiliön (1) pohjan (4) tasossa, kaltevan siiven (5) kallistuessa ylöspäin ja taaksepäin, katsottuna pyörimissuuntaa vastaan.

7. Patenttivaatimusten 4-6 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että pyörivän siiven (5) yläreunaan on asennettu 15 pystysuora levy (8), joka ulottuu alas yläreunalta, minkä levyn (8) korkeus on pienempi kuin siiven (5) yläreunan ja säiliön (1) pohjan (4) välinen etäisyys, jolloin muodostuu rako (13) siiven (5) taakse.

8. Patenttivaatimusten 4-7 mukainen laite, tunnet- 20. u siitä, että siiven (5) alapuolella on muodostettu kanava (9), jota rajaavat kaltevat siivet (5), säiliön (1) pohja ja mahdollisesti pystysuora kohtisuora levy (8).

9. Patenttivaatimusten 4-8 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että kaksi nostoelintä on sovitettu diametriaali- 25 sesti vastakkain suhteessa onttoon putkeen (2).

10. Patenttivaatimusten 4-9 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että kaksi vastakkain sovitettua nostoelintä (3) sijaitsee tangentiaalisesti keskeisesti sovitettuun onttoon putkeen (2) nähden. 10 69870