FI70155C - Saett foer dynamisk separation av material med olika specifik vikt saosom mineralblandningar medelst ett tjockmedium och anordning foer detta - Google Patents

Description

1 70155

Menetelmä erilaisen ominaispainon omaavien materiaalien, kuten mineraalien seosten dynaamista erottelua varten paksun väliaineen avulla ja laitteisto sitä varten 5 Tiedetään, että käsiteltäessä raakamineraaleja tai raakakivihiiltä käyttökelpoisten jakeiden erottamiseksi ja talteenottamiseksi eri osasten erilaisen ominaispainon mukaan täytyy käsittely suorittaa useissa tapauksissa kah-dessä peräkkäisessä vaiheessa, joista kummassakin suorite-10 taan erottelu eri ominaispainon mukaan. Tässä yhteydessä viitataan GB-patenttiin n:o 2 003 756, myönnetty 10. helmikuuta 1982.

Näin meneteltäessä on mahdollista erotella kolme mineraalilajia, esimerkiksi aihelaji, jonka ominaispaino 15 on suuri, kuten esimerkiksi baryytti, ainelaji, jonka ominaispaino on keskivälissä, kuten esimerkiksi fluoriitti ja pienen ominaispainon omaava malmikivi, kuten kvartsi. Vaihtoehtoisesti, jos kaivoksesta saatava raaka-aine muodostuu vain kahdesta ainelajista, on mahdollista saada 20 korkealaatuinen rikaste, sekarikaste ja malmiton rikaste.

Sekarikastetta voidaan käsitellä muiden menetelmien avulla sen rikastamiseksi edelleen tai se voidaan käyttää sellaisenaan .

Raakakivihiiltä käsiteltäessä voidaan saada pienen 25 tuhkapitoisuuden omaavaa kivihiiltä erikoistarkoituksia varten seos, jonka tuhkapitoisuus on suurempi vesihöyryn tai sähköenergian tuottamiseksi ja hylkymateriaali.

Ne menetelmät, joissa saadaan kaksi erilaisen ominaispainon omaavaa jaetta, paksun väliaineen dynaamista 30 erottelua käyttäen (so. keskipakovoiman avulla) nykyisen käytetyn menettelyn mukaisesti, suoritetaan käyttäen kahta sarjaan sijoitettua laitteistoa, joista kumpikin toimii erilaisella erotustiheydellä. Käsiteltäessä esimerkiksi kivihiiliraakamateriaaleja, voidaan syöttövirta johtaa en-35 sinunäiseen laitteistoon, missä suoritetaan pienitiheyksi- nen erottelu ja saadaan pienen tuhkapitoisuuden omaavaa 70155 kivihiiltä (kevyt tuote, jota kutsutaan myös nimellä "kelluva" tuote) ja raskas tuote (jota kutsutaan myös nimellä "laskeutuva" tuote), jota syötetään toiseen laitteistoon, jossa suoritetaan erottelu suuremman tiheyden 5 mukaan ja saadaan seos (kivihiiltä, jonka tuhkapitoisuus on suurempi) ja poistettava hylkyosuus. Voidaan käyttää myös välineitä suuritiheyksisen erottelun suorittamiseksi ensimmäisessä laitteistossa. Kahden täydellisen laitteiston rakentaminen, joissa on kaksi erillistä piiriä paksua 10 väliainetta varten ja kaksi erillistä järjestelmää paksun väliaineen tyhjentämiseksi ja erotusvaiheesta saatujen tuotteiden uuttamiseksi tämän laatuista menetelmää käytettäessä, aiheuttaa ensi sijassa huomattavia käyttökustannuksia niin, että usein tätä menettelyä ei käytetä.

15 Keksinnön kohteena on periaatteessa kahden erotuksen suorittaminen eri tiheyksillä yhdessä laitteistossa niin, että olennaisesti alennetaan kustannuksia, joita liittyy tunnettuun tekniikkaan mainitunlaatuista erottelua suoritettaessa .

20 Keksinnön kohteena on myös helpottaa olemassa ole van laitteiston muuttamista suoritettaessa kahden tuotteen erottelu vain yhden tiheyden omaavan paksun väliaineen avulla laitteistossa, jossa suoritetaan kolmen tuotteen erottelu paksun väliaineen avulla, jolla on kaksi eri ti-25 heyttä.

Näiden kohteiden saavuttamiseksi käytetään tässä keksinnössä menetelmää materiaaliseosten, kuten esimerkiksi eri ominaispainon omaavien mineraalien, dynaamiseksi erottamiseksi kaksi eri tiheyttä omaavan paksun väliaineen avul-30 la, mille menetelmälle on tunnusomaista se, että tiheälle väliaineelle järjestetään yhden ainoan kierron omaava virtaus järjestelmä , jossa a) materiaaliseokset jaetaan ainakin kahdeksi materiaalin ja tiheän väliaineen virtaukseksi käyttäen hyväksi 35 kahta saman tiheän väliaineen virtausta, joilla virtauksil la on eri tiheydet, 3 70155 b) tiheän väliaineen virtaus otetaan talteen kummastakin materiaalin ja tiheän väliaineen virtauksesta, c) kukin talteenotettu tiheän väliaineen virtaus jaetaan tasasuhteisesti ainakin kahteen osavirtaukseen, 5 d) kukin osavirtaus syötetään sen yhteydessä olevaan paluuvirtaukseen siten, että muodostuu kaksi paluuvirtausta, joilla on eri tiheydet, e) kukin paluuvirtaus johdetaan omaan astiaansa, jotka tällöin sisältävät samaa tiheää väliainetta väliai- 10 neen tiheyden ollessa erilainen eri astioissa, f) astioissa vaiheessa e) olevasta tiheästä väliaineesta muodostetaan vaiheen a) kaksi virtausta, ja g) molempien astioiden välille aikaansaadaan yli-virtaus siten, että vapaan pinnan taso on astioissa olen- 15 naisesti sama.

Kiertovirtausjärjestelmässä on välineet tiheän väliaineen talteenotettujen virtausten sakeuttamiseksi ja niiden jakamiseksi ainakin tiheydeltään suurempaan ja tiheydeltään pienempään jakeeseen.

20 Keksinnön kohteena on myös laitteisto, joka on so vitettu edellämainitun menetelmän suorittamiseksi.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista, että se käsittää vähintään yhden erottimen, joka on yhdistetty tiheän väliaineen yhteen ainoaan paluukiertoon kunkin 25 erottimen tuloaukon kohdalla, jolloin mainitussa kierrossa on välineet tiheän väliaineen virtausten jakamiseksi tulo-aukkoon tai -aukkoihin siten, että näin aikaansaadut tiheydet vastaavat mainittuja kahta eri alkutiheyttä, laitteiston lisäksi käsittäessä astiaparin tiheän väliaineen pitämisek-30 si eri tiheyksissä, joista kumpikin astia sisältää tiheydeltään vain yhdenlaista välianetta, ja jossa laitteistossa astiat ovat keskenään yhteydessä.

Keksinnön ominaisuuksien ja etujen ymmärtämiseksi paremmin esitetään seuraavassa sen käytännöllisiä esimerk-35 kejä viitaten mukaan liitettyihin piirroksiin.

On todettava, että näitä esimerkkejä ei ole pidettävä 4 70155 keksinnön aluetta rajoittavina, mikä pääasiallisesti on esitetty edellä.

Kuvissa 1 ja 5 on esitetty kokonaisuudessaan kahden eri laitteiston vuokaaviot sovitettuina tämän keksinnön mu-5 kaisen menetelmän suorittamiseksi.

Kuvat 2, 3 ja 4 ovat osittaisesityksiä vuokaavioista, jotka perustuvat toisiin, erilaisiin keksinnön toteutuksiin. Ne kaavioiden osat, joita ei ole esitetty jälkimmäisissä kolmessa kuvassa, vastaavat kuvan 1 vastaavia 10 osia; se kaavion osa, joka on poistettu, käsittää mainitun silmukan paksun väliaineen palauttamiseksi erottelun syöttöön.

Kuvassa 1 esitetty laitteisto käsittää erottimen 5 kahtena asteena ja se vastaa tyypiltään sitä, joka on esi-15 tetty edellämainitussa patentissa, jolloin suuritiheyksinen erottelu suoritetaan kammiossa A ja pienitiheyksinen erottelu suoritetaan kammiossa B.

Kuvan 1 silmukassa on kaksi pääastiaa paksua väliainetta varten; astia 1, joka sisältää suuritiheyksistä, 20 paksua väliainetta, jonka tiheys on d^ ja astia 2, joka sisältää paksua väliainetta, jonka tiheys on d-. pieni. Nämä kaksi astiaa ovat yhteydessä keskenään aukon 69 välityksellä, jonka leveyttä voidaan säätää esimeriksi sulku-laitteen avulla (tai sijoittamalla tangoiksi tai levyiksi 25 muotoiltuja osia siihen, jotka sulkevat aukon pohjalta alkaen) , ylivuototason nostamiseksi.

Kahden astian välinen yhteys voidaan kuitenkin muodostaa toisella tapaa, kuten putkien avulla, jotka on sijoitettu eri korkeustasoille ja jotka on varustettu vent-30 tilleillä tai muilla osilla tavanomaisen tekniikan mukaisesti .

Astiassa 1 olevaa paksua väliainetta, jonka tiheys on dA, syötetään pumpun 3 välityksellä erottimen 5 kammioon A. Kuvan 1 määrätyssä toteutuksessa osa paksun väliaineen 35 kokonaisvirtausmäärästä 30, joka syötetään erottimen kammioon A, johdetaan syöttösuppiloon 32 yhdessä erotettavan 5 70155 mineraalin kanssa, joka saapuu kohdasta 29. Astian 2 paksu väliaine, jonka tiheys on dD, syötetään pumpun 4 kautta

D

erottimen 5 kammioon B. Kohdassa 31 on esitetty astiasta 2 saapuvan paksun väliaineen virtaustilavuusmäärä.

5 Erotin 5 sallii kolmen lopputuotteen muodostamisen, nimittäin laskeuman 33, joka muodostuu syöttömateriaalin jakeesta, jonka tiheys on suurempi kuin dA (ja johon liittyy määrätty määrä suuren tiheyden omaavaa paksua väliainetta) . Kohdassa 34 on esitetty laskeuman 33 kokonaistila-10 vuusvirtausmäärä sekä siihen liittyvän paksun väliaineen virtausmäärä.

Laskeuma 33 muodostuu syöttömineraalin jakeesta, jonka tiheys on tiheyksien dA ja dg välillä (ja johon liittyy määrätty määrä paksua väliainetta, jonka tiheys on kes-15 kimääräinen). Kohdassa 36 on esitetty laskeuman 35 sekä siihen liittyvän paksun väliaineen kokonaistilavuusvirtausmäärä.

Kelluva tuote 37 muodostuu syöttömineraalin jakeesta, jonka tiheys on pienempi kuin dn (yhdessä määrätyn mää-rän kanssa pienen tiheyden omaavaa paksua väliainetta).

20 Kohdassa 38 on esitetty leijutuotteen 37 sekä siihen liittyvän paksun väliaineen kokonaistilavuusvirtausmäärä.

Erotuksessa saadut kolme tuotetta yhdessä niihin liittyneen paksun väliaineen kanssa, kuten edellä kohdissa 34, 36 ja 38 on esitetty, johdetaan kolmelle seulalle 6, 7 ja 8. 25 Nämä kolme seulaa, sellaisenaan tavanomaisia, muodostuvat ensimmäisestä tvhjennysosasta 39, josta paksu väliaine yhdessä erotuksessa saatujen tuotteiden kanssa poistetaan ja toisesta uutto-osasta 40 , jossa vesisuihkut kohdasta 80 uuttavat kahta laskeumaa sekä leijuvaa tuotetta ja poistavat 30 niistä paksun väliaineen, joka otetaan talteen, mikä väliaine muodostuu piiraudan, magnetiitin tai näiden kahden seoksen suspensiosta vedessä, joka regeneroidaan sitten (so. siitä poistetaan epämagneettiset saasteet) ja käytetään uudestaan prosessissa.

35 Seulat 6, 7 ja 8 voivat olla värähteleviä seuloja tai iskuseuloja; kuvassa 1 esitetyn kolmen seulan asemasta 70155 voidaan käyttää yhtä ainoaa seulaa, joka on jaettu kolmeen osastoon pituussuunnassa siten, että tuotteet ja poistettu väliaine voidaan pitää erillään toisistaan. Poiston helpottamiseksi voi niitä edeltää seulat, jotka alalla tunnetaan 5 kouruseulojen nimellä tai muita seuloja, jotka muodostuvat laskeutuvista, tasomaisista sihdeistä ja jotka ovat käyttökelpoisia erikoisesti silloin, kun poistettavan paksun väliaineen tilavuus on verrattain suuri. Tätä tyyppiä olevia kiinteitä seuloja, jotka voidaan tarvittaessa lisätä, ei 10 ole esitetty kuvassa 1, koska ne ovat yleisesti tunnettuja alalla paksun väliaineen erottelua varten.

Erottelussa saadut kolme tuotetta, laskeuma 33, laskeuma 35 ja kelluva tuote 37 siirretään uuton ja seulomisen jälkeen seuloilla varastoon tai jatkokäsittelyyn. Jokaisen 15 seulan 6, 7 ja 8 poikkileikkauksen 39 lävitse (tai kiinteiden seulojen lävitse, jotka voidaan sijoittaa ennen niitä) tihkuu poistettavaa paksua väliainetta, mikä on osoitettu kohdissa 41, 42 ja 43 vastaavasti. Poistettu paksu väliaine ja laimennettu paksu väliaine 44, jota saadaan uuttamalla 20 erotustuotteita osassa 40 samoja seuloja (uutto suoritetaan ferrosilikonin tai materiaalien magnetiittitakertumien poistamiseksi) palautetaan paksun väliaineen virtaukseen.

Keksinnön mukaan mainitulle paksulle väliaineelle suoritetaan sakeutusvaiheet sykloneissa, jos niiden tiheys 25 on pieni tai sakeuttaminen ja magneettinen erottelu, jos ne sisältävät epämagneettisia saasteita ja myös niiden jakaminen uudestaan kahden astian 1 ja 2 välille jakolaittei-den (joita kutsutaan myös nimellä "erottimet") 45, 46, 47, 48 ja 49 avulla niin, että näihin astioihin muodostuu uudes-30 taan lähtötiheydet dft ja dfi.

Tarkemmin sanottuna paksu väliainevirtaus 41 sen saapuessa erottimen 5 osan A laskeuman 34 poistosta sisältää suuren tiheyden omaavaa paksua väliainetta, jonka tiheys yleensä on suurempi kuin astian 1 tiheys dft. Täten 35 virtaus 41 täytyy johtaa, kokonaisuudessaan tai suurimmaksi osaksi, astiaan 1; jakolaite 45 täytyy siten säätää siirtä- 70155 mään kaikki tai lähes kaikki paksusta väliaineesta astiaan 1. Tässä tapauksessa jakolaitteen 45 täytyy jakaa kaikki suoraan astialle 1 ohjattu paksu väliaine 41.

Tästä poiketen paksun väliaineen virtaus 42, jonka 5 tiheys on keskimääräinen, jaetaan kahden astian 1 ja 2 kes-keen jakolaitteen 46 avulla siten, että astiaan 2 syötetään nestemäärä, joka on suurempi kuin mitä on saatu käytettäessä jakolaitetta 45.

Kaksi jakolaitetta 45 ja 46 sekä seuravat jakolait-10 teet 47 ja 49 on esitetty symboolisesti vain kuvassa 1, koska ei ole välttämätöntä määrittää niiden rakenteellisia piirteitä, sillä ne ovat tavanomaisia laitteita nestevirto-jen tai lietteiden jakamiseksi jatkuvasti muuttuvina osuuksina niiden ohjaamista varten kahteen eri suuntaan, tässä 15 tapauksessa kohti astiaa 1 ja astiaa 2.

Virtaus 43, joka saapuu jakolaitteen 5 leijuvan tuotteen poistosta ja joka sisältää erittäin pienen tiheyden omaavaa paksua väliainetta, johdetaan astiaan 10, joka on varustettu ylivuotojärjestelmällä ja kytketty pumppuun 11.

20 Pumppu 11 käsittelee tavallisesti osan astiaan 10 saapuvasta kokonaisvirtauksesta ja loppuosa 50 muodostaa ylivuodon ja ohjataan suoraan astiaan 2, jossa on paksua väliainetta, jonka tiheys on dD on pieni. Pumpun 11 pumppaama virtaus 51 johdetaan sykloniin tai sykloniryhmäan 12, 25 joka muodostaa pohjavirtauksen 52, jonka tiheys on suuri ja ylävirtauksen 53, jonka tiheys on pieni. Pohjavirtaus 52 jaetaan jakolaitteen 47 avulla kahden astian 1 ja 2 kesken, mutta on ilmeistä, että tässä jaossa pyritään ohjaamaan pääosa astiaan 1, koska putken 52 materiaalin ti-30 heys on suuri.

Pienen tiheyden omaava ylävirtaus 53 johdetaan venttiilillä varustettuun jakolaitteeseen 48 tai 3-tiejakajaan, joka jakaa sen: - virtaukseksi 54, jota voidaan säätää joko käsin tai muut-35 tuva-aukkoisen automaattisen venttiilin 55 avulla (jota käyttää säätäjä 56 kytkettynä tiheysmittariin 22) siten, 8 70155 että astian 1 paksun väliaineen tiheys dA pysyy säädettynä ja vakiona; - virtaukseksi 57, jota voidaan säätää muuttuva-aukkoisen automaattisen venttiilin 58 avulla (jota käyttää säätäjä 5 59 yhdistettynä tiheysmittariin 23) siten, että astian 2 paksun väliaineen tiheys dfi pysyy säädettynä ja vakiona ja - virtaukseksi 60, joka ohjataan magneettiseen erottimeen 15, joka ottaa talteen piiraudan ja/tai magnetiitin (joka palautetaan paksun väliaineen kiertoon yhdessä virtauksen 10 61 kanssa) ja poistaa ylimääräisen veden kierrosta ja syöt tää sen magneettisen erottimen 62 poistoon.

Samaan magneettiseen erottimeen 15 saapuvat laimennetun paksun väliaineen virta 44, joka sisältää uuttoveden seuloilta 6, 7 ja 8 yhdessä piiraudan ja/tai magnetiitin 15 kanssa, jotka on poistettu erottelutuotteista laskeumasta 33, laskeumasta 35 ja leijutuotteesta 37. Magneettinen erotin 15 ottaa talteen myös mainitusta laimennetun paksun väliaineen virrasta piiraudan ja/tai magnetiitin syöttäen ne takaisin paksun väliaineen kiertoon yhdessä virran 61 20 kanssa.

Talteenotetut ja sakeutetut piirauta ja/tai magnetiitti, jotka sisältyvät virtaan 61, voidaan demagnetoida tavanomaisesti demagnetointikäämin 16 avulla ja johtaa jakolaitteeseen 49, joka jakaa ne jonkun halutun suhteen 25 mukaan astian 1 ja astian 2 kesken.

Magneettinen erotin 15 voi olla yksiasteinen, kuten kuvassa 1 on esitetty tai kaksiasteinen (jolloin toinen erotin käsittelee ensimmäisen erottimen ei-magneettisen jakeen) tai myös moniasteinen erotin piiraudan ja/tai 30 magnetiitin paremman talteenoton saamiseksi. Erottimen tai magneettisten erottimien 15 ei-magneettinen virta 62 voidaan johtaa veden talteenottoasteeseen tai voidaan ohjata sakeuttavaan kartio/tynnyri-laitteeseen 18 ja pumpun 19 kautta sykloniin 20. Ylivirtaus kartiosta tai syklonista 35 20, kuten kuvassa 1 on esitetty, muodostuu pääasiassa vedestä vain pienen määrän kanssa hienojakoisia epäpuhtauk- 70155 siä tai pienen osaskoon omaavasta piiraudasta ja/tai magnetiitista niin, että se voidaan käyttää suoraan uudestaan uuttoseuloilla 6, 7 ja 8, haluttaessa esipesuun tai se voidaan käyttää uudestaan kierron toisissa kohdissa, joissa 5 vaaditaan vettä, esimerkiksi kohdissa 64 ja 65.

Pohjavirtaus kartiolta tai syklonilta 20 osoitettuna kohdassa 66 voidaan johtaa malmittoman materiaalin varastoon tai se· voidaan johtaa seulalle 21 karkeampirakeisen materiaalin erottamiseksi vedestä, mitä esiintyy kierrossa ero-10 tustuotteiden laskeumasta 33, laskeumassa 35 ja kelluvassa tuotteessa 37 murskautumisen vuoksi seulojen 6, 7 ja 8 mekaanisen vaikutuksen vuoksi. Jos pohjavirtaus 66 sisältää vielä piirautaa ja/tai magnetiittia, joka on välttänyt erottimen 15, on mahdollista sijoittaa syklonin 20 ja seulan 15 21 väliin toinen magneettinen erotin 68 magneettisen mate riaalin talteenottamiseksi edelleen palautettavaksi kiertoon yhdessä virran 61 kanssa.

Tällöin materiaaliin 67, joka saapuu kaikkien ero-tustuotteiden murskauksesta mukaanluettuna malmittomat ma-20 teriaalit, ei ole rikastunut mitään käyttökelpoista komponenttia .

Jos halutaan pitää eri erotustuotteiden murskauksesta saapuvat hienojakoiset materiaalit erotettuna toisistaan, riittää pitää erotettuna toisistaan uuttoliuokset 25 seuloilta 6, 7 ja 8 ja johtaa ne erillisiin magneettisiin erottimiin kuten numerolla 15 merkittyyn sijoitettuina rinnakkain mainittujen erottimien hylkymateriaalien johtamiseksi kolmeen erilliseeen kiertoon, kuten laitteiden 18, 19, ja 20 muodostamiin ja haluttaessa myös laitteisiin 68 30 ja 21. Näin tehtäessä saadaan kolme tuotetta, kuten 67, joka saapuisi laskeumasta 33, toinen tuote laskeumasta 35 ja viimeinen leijuvasta tuotteesta 37. Nämä tuotteet olisivat tällöin käyttökelpoisia erottelutuotteita.

Lisäksi tällainen menettely olisi erittäin käyttö-35 kelpoisia, jos raekoon alaraja, jota erotin 5 käsittelee, on erittäin pieni (kuten 0,2 mm tai pienempi) ja jos halu- 10 70155 taan käyttää uuttoseuloissa 6, 7 ja 8 verkkoja, joiden seulamitta on suurempi (kuten 1 mm) seulontatehon parantamiseksi (ja myös läpäisemättömän materiaalin vähentämiseksi) . Tällöin edelläesitettyä menettelyä käyttäen voidaan 5 saada talteen raekokoalue 1 mm + 0,2 mm erotustuotteista laskeumasta 33, laskeumasta 35 ja kelluvasta tuotteesta 37 kolmessa kohdassa 19, 19 ja 20 esitettyä laatua olevassa piirissä ja haluttaessa kohdissa 68 ja 21 sijoitettuina toistensa suhteen rinnakkain.

10 Tärkeä keksinnölle luonteenomainen piirre, joka on esitetty kuvassa 1, on se, että on mahdollista useiden jako-laitteiden tai erottimien 45, 446, 47, 48 ja 49 avulla syöttää pääasiassa astiaan 1, jossa on paksua väliainetta, jonka tiheys on suuri d^, ne raskaiden materiaalien jakeet, joi-15 den osaskoko on karkeampi (piirauta, magnetiitti tai näiden kahden seos), lietteen valmistamiseksi ja hienojakoisemmat jakeet voidaan johtaa astiaan 2, jossa on paksua väliainetta, jonka tiheys dD on pieni.

D

Alalla on itse asiassa hyvin tunnettu tosiasia, että 20 suuren tiheyden omaavan paksun väliaineen saamiseksi vaaditaan raskaiden materiaalien käyttöä, joiden osaskoko on karkeahko ja paino suuri (piirauta) niin, että nämä suuret tiheydet eivät samanaikaisesti perustu myös paksun väliaineen suureen viskositeettiin, mikä olisi haitallista erot-25 telutarkkuuden suhteen. Samoin pienen tiheyden saamiseksi paksuun väliaineeseen vaaditaan, että käytetään raskasta materiaalia, jonka osaskoko on pieni ja paino pieni (magnetiitti) niin, että nämä pienet tiheydet eivät samanaikaisesti perustu myös paksun väliaineen huonoon stabiliuteen, 30 mikä tosiasia olisi myös haitallinen erotustarkkuuden suhteen.

Tutkittaessa seuraavassa kuvassa 1 esitettyä laitteistoa, on ilmeistä, että syklonissa 12 tapahtuu määrätty raekoon valinta sekä myös tiheyden valinta (jälkimmäinen 35 tapahtuu, jos paksu väliaine sisältää piiraudan ja magnetiitin seosta) virran 51 sisältämässä raskaammassa materi- 11 70155 aalissa niin, että pohjavirta 52 sisältää pääasiassa kar-keampia osasia ja piirautaa (ominaispaino noin 6,8 g/cm ) ja ylävirtaus sisältää pääasiassa hienojakoisia osasia ja magnetiittia (kaupallisen magnetiitin ominaispaino pak- 3 5 sua väliainetta varten on välillä 3,8-4,8 g/m ). Tämä valinta syklonin 12 avulla on sitä tehokkaampi mitä pienempi on kiinteiden aineiden pitoisuus virrassa 51. Tämä kiinteiden aineiden pitoisuus on sinänsä pieni, koska paksu väliaine 43 saapuu erottimen 5 kelluvan tuotteen poistosta; 10 jos se kuitenkaan ei ole riittävä, on mahdollista alentaa kiinteiden aineiden pitoisuutta edelleen lisäämällä kohdassa 65 tuoretta vettä tai talteenotettua vettä saatuna virrasta 63 ja/tai virrasta 44.

Edellä olevissa kahdessa kappaleessa mainittujen 15 kohteiden saavuttamiseksi riittää johtaa virta 52 (jossa raekoko on suurehko ja joka pääasiassa sisältää piirautaa) suuremmalla virtausnopeudella suuren tiheyden (dA) omaavaan astiaan jakolaitteen 47 avulla ja virta 53 (jossa raekoko on pieni ja joka pääasiassa sisältää magnetiittia) 20 suuremmalla virtausnopeudella pienen tiheyden (dD) astiaan

D

2 jakolaitteen 48 avulla.

Otettaessa lisäksi huomioon, että piiraudan ja/tai magnetiitin raekoko otettuna talteen magneettiselta erot-timelta 15 on pienempi, koska se saapuu osaksi virrasta 60, 25 joka edelleen saapuu virrasta 53, niin virta 61 täytyisi pääasiallisesti johtaa astiaan 2.

Muiden astioihin 1 ja 2 johdettujen virtojen suhteen voidaan todeta, että virta 41 täytyisi pääasiallisesti (tai jopa kokonaan) johtaa astiaan 1, koska se saapuu jakolait-30 teen 5 ensimmäisen asteen laskeuman 34 poistosta, mikä jakolaite toimii myös osittaisena raekoon valintalaitteena, johtamalla ensimmäiseen laskeumaan pääasiallisesti karkeampia osasia; tämä voidaan tehdä jakolaitteen 45 avulla. Samoin virta 42 voidaan jakaa jakolaitteen 46 avulla as-35 tioiden 1 ja 2 kesken, mutta suurempi osuus kun on muodostettu virtaa 41 varten, täytyy johtaa astiaan 2.

7015 5

Tiheyden säätö voidaan suorittaa käsin säätämällä venttiilien 55 ja 58 aukkoja tai automaattisesti, jos näiden venttiilien aukkoja ohjataan säätimien 56 ja 59 avulla, joita käytetään tiheysmittarien 22 ja 23 avulla. Jos lai-5 mennettua paksua väliainetta 53 ei ole riittävästi syöttämään virtoja 54 ja 57 määrää, mikä vaaditaan haluttujen tiheyksien saamiseksi astioihin 1 ja 2, voidaan tuoretta vettä oleva vesivirta 63 syöttää lisäksi kohtaan 48 tai myös palautettua vettä tai laimennettua paksua väliainetta 10 saatuna esimerkiksi virrasta 44 tai 63. Kuten edellä on esitetty, kuvan 1 kierrossa erotin 5 on sijoitettu vain esimerkiksi; tätä keksintöä voidaan soveltaa myös käyttäen muita tavanomaisia erottimia tai niiden yhdistelmiä, kuten kuvissa 2, 3 ja 4 on esitetty, joissa on esitetty vain osa 15 erottimet käsittävästä kierrosta, kun taas muu osa on sama kuin kuvassa 1.

Kuvassa 2 esitetyn esimerkin mukaan ovat kaksi erotinta valmistetut kartiomaisista sykloneista 70 ja 71; kohdassa 70 suoritetaan suuritiheyksinen erottelu ja pieni-20 tiheyksinen erottelu suoritetaan kohdassa 71.

Kuvassa 3 esitetyn esimerkin mukaan käytetään sylin-terimäistä syklonia 72, joka tunnetaan alalla nimellä Dana Whirpool ja joka suorittaa suuritiheyksisen erottelun ja kartiomaista syklonia 73, joka suorittaa pienitiheyksisen 25 erottelun käsittelemällä ensimmäisen erottelun kelluvaa tuotetta 74. Kuvan 4 esimerkissä käytetään samoja kahta laitetta kuin kuvassa 3 mutta eri tavalla; sylinterimäises-sä syklonissa 75 tapahtuu pienitiheyksinen erottelu, kun taas kartiomaisessa syklonissa 76 suoritetaan suuritiheyk-30 sinen erottelu käsittelemällä ensimmäisen erottelun laskeumaa 77.

Kuvissa 2, 3 ja 4 kartiomaista syklonia syötetään syöttöputken 78 avulla, jossa syöttötaso täytyy pitää vakiona jonkun sopivan laitteen avulla. Jos kuitenkin käsi-35 teltävien mineraalien hienousaste on riittävä, voidaan sykloneja syöttää myös pumpuilla.

13 701 55

Lopuksi kuvassa 5 on esitetty toteutus kahta kar-tiomaista syklonia 81 ja 82 käyttäen, joita voidaan käyttää, jos käsiteltävän raakamineraalin tai kivihiilen kar-keusaste on riittävän hienojakoinen niin, että se voidaan 5 johtaa kohdasta 29 kartiomaisiin sykloneihin pumppujen 3 ja 4 avulla. Vuokaavion muut osat on esitetty kuvissa 2, 3, 4 ja 5 samoja viitenumeroja käyttäen kuin kuvassa 1 laitteiston samojen osien osoittamiseksi. Niiden lukuisten modifikaatioiden joukosta, joita voidaan käyttää edellä-10 esitettyjen lisäksi, voidaan mainita erotettavien materiaalien seoksen syöttö yhdessä paksun väliaineen kanssa.

Keksinnön pääpiirteet ja edut on esitetty yhdistettyinä seuraavassa.

Kun mineraalisen seoksen dynaamista erottelua var-15 ten paksua väliainetta käyttäen, jolloin muodostetaan kaksi erilaista tiheyttä omaavat jakeet, tavanomaisessa menettelyssä käytetään kahta sarjaan asennettua laitteistoa, joissa molemmissa on oma kiertonsa paksua väliainetta varten, jota ei sekoiteta toisen kierron paksun väliaineen 20 kanssa, esillä olevan keksinnön mukaisesti sama menettely voidaan suorittaa yhdessä ainoassa paksun väliaineen kierrossa, jossa eri tiheydet omaavat kaksi paksua väliainetta, mitkä tarvitaan kahta erottelua varten, vaikkapa ne sekoittuvat keskenään erottimessa (erottimissa) jaetaan sitten 25 jakolaitteiden tai jakolevyjen avulla, jotka vaikuttavat erilaisiin palautusvirtoihin siten, että kahteen lähtöput-keen muodostuu uudestaan kaksi alkuperäistä tiheyttä.

Keksinnön merkittävä piirre on se, että välineillä, joita käytetään piiraudan ja magnetiitin sakeuttamiseen ja 30 talteenottoon, voidaan suorittaa raekoon valinta ja osaksi tiheyden valinta (kuvan 1 mukaan virta 52 sisältää karkeampia osasia ja enemmän piirautaa; virrat 54 ja 57 sisältävät hienojakoisempia osasia ja enemmän magnetiittia; virta 61 sisältää hienojakoisia osasia) sekä se, että jakolait-35 teiden avulla on mahdollista jakaa virtaukset siten, että astiaan 1 syötetään karkeampia osasia ja enemmän piirautaa 14 70155 ja astiaan 2 hienojakoisempia osasia ja enemmän magnetiittia, jolloin on mahdollista saada kaksi paksua väliainetta, joiden tiheydet ovat erilaiset ja joiden viskositeetit ja stabiilisuudet vastaavat erottelun vaatimuksia. Seuraava 5 keksinnön piirre on, että kahden astian 1 ja 2 voidaan antaa olla myös yhteydessä keskenään niin, että tilavuusmäärät voidaan tasapainoittaa mainituissa kahdessa astiassa johtamalla osa lietteestä astiasta 1 astiaan 2 tai päinvastoin. Kahden astian tilavuusmäärien tasaaminen, mikä on helppo 10 suorittaa edelläesitetyllä tavalla, voidaan saavuttaa ainakin jossan määrin myös muulla tavalla ilman, että astiat ovat yhteydessä keskenään. Tällöin on välttämätöntä käyttää automaattisia järjestelmiä virtausten jakamisen muuttamista varten jakolaitteissa 45, 56, 47 ja 49 tai ainakin 15 osassa niitä.

On lisäksi ymmärrettävä, että keksinnön avulla on mahdollista saavuttaa edelläesitetyt kohteet muuttamalla haluttaessa helposti olemassa oleva laitteisto, jossa käytetään yhden tiheyden omaavaa väliainetta, laitteistoksi, 20 jossa käytetään kaksi eri tiheyttä omaavaa paksua väliainetta. On ilmeistä, että tällaisen muutoksen taloudellinen hyväksyttävyys riippuu mahdollisuudesta ottaa käyttöön yksi ainoa kierto paksun väliaineen palautettavia virtauksia varten kuin käyttää kaksoiskierrätystä ja jolloin vaaditaan 25 huomattavasti pienentynyt tila ilman olennaisia muutoksia olemassa olevaan laitteistoon. Keksinnönmukaista erottelu-tapaa voidaan taloudellisesti soveltaa mineraalien lisäksi kaikkiin muihin materiaaliseoksiin, joissa esiintyy erilaisia ominaispainoja, kuten esimerkiksi metalliromulle.

Claims (4)

15 701 55

1. Menetelmä erilaiset ominaispainot omaavien mate-riaaliseosten, kuten mineraalien, erottamiseksi dynaamises- 5 ti tiheän, kaksi tiheyttä omaavan väliaineen avulla, tunnettu siitä, että tiheälle väliaineelle järjestetään yhden ainoan kierron omaava virtausjärjestelmä, jossa a) materiaaliseokset jaetaan ainakin kahdeksi materiaalin ja tiheän väliaineen virtaukseksi käyttäen hyväksi 10 kahta saman tiheän väliaineen virtausta, joilla virtauksilla on eri tiheydet, b) tiheän väliaineen virtaus otetaan talteen kummastakin materiaalin ja tiheän väliaineen virtauksesta, c) kukin talteenotettu tiheän väliaineen virtaus jae- 15 taan tasasuhteisesti ainakin kahteen osavirtaukseen, d) kukin osavirtaus syötetään sen yhteydessä olevaan paluuvirtaukseen siten, että muodostuu kaksi paluuvirtausta, joilla on eri tiheydet, e) kukin paluuvirtaus johdetaan omaan astiaansa (1,2), 20 jotka tällöin sisältävät samaa tiheää väliainetta väliaineen tiheyden ollessa erilainen eri astioissa, f) astioissa (1 ,2) vaiheessa e) olevasta tiheästä väliaineesta muodostetaan vaiheen a) kaksi virtausta, ja g) molempien astioiden (1,2) välille aikaansaadaan 25 ylivirtaus siten, että vapaan pinnan taso on astioissa olennaisesti sama.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiertovirtausjärjestelmässä on välineet tiheän väliaineen talteen otettujen virtausten sakeut- 30 tamiseksi ja niiden jakamiseksi ainakin tiheydeltään suurempaan ja tiheydeltään pienempään jakeeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiertovirtausjärjestelmässä on välineet, joiden avulla talteen otettujen tiheän väliaineen vir- 35 tausten ainakin yhdestä jakeesta erotetaan ainakin suuremman 701 55 ja pienemmän hiukkaskoon omaavat osuudet.

4. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että .laitteisto käsittää vähintään yhden erottimen, joka on yhdis-5 tetty tiheän väliaineen yhteen ainoaan paluukiertoon kunkin erottimen tuloaukon kohdalla, jolloin mainitussa kierrossa on välineet tiheän väliaineen virtausten jakamiseksi tulo-aukkoon tai -aukkoihin siten, että näin aikaansaadut tiheydet vastaavat mainittuja kahta eri alkutiheyttä, laitteiston 10 lisäksi käsittäessä astiaparin (1,2) tiheän väliaineen pitämiseksi eri tiheyksissä joista kumpikin astia sisältää tiheydeltään vain yhdenlaista väliainetta, ja jossa laitteistossa astiat ovat keskenään yhteydessä. Patentkrav 7015 5