FI87545C - Kontinuerlig metod foer krossning av mineraler - Google Patents

Description

! 87545

Jatkuva menetelmä mineraalien jauhamiseksi hienoksi Keksinnön tausta (1) Keksinnön ala Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta hiilen ja 5 muun mineraaliaineksen, kuten epäjalojen metallien malmien, rautamalmin ja, yleisemmin, kaikkien materiaalien, joita nimitetään teollisiksi mineraaleiksi ja kiviksi (nimitetään seuraavassa "mineraaleiksi") jauhamiseksi hienoksi.

(2) Tekniikan taso 10 Menetelmää ja laitteistoa kiinteiden aineiden jauhami seksi hienoksi käyttäen ultraääntä kuvataan W.B. Tarpley Jr:in US-patentin nro 4 156 593 selityksessä, ja menetelmää ultraäänihomogenisoimiseksi tai -emulgoimiseksi on kuvattu P.R. Steenstrupin US-patentin nro 4 302 112 selityksessä.

15 Menetelmää ja laitetta hienoksi jauhamiseksi korkeajaksoääni- iskuilla tai -murskauksella on kuvattu A.G. Bodinen australialaisen patentin nro 544 699 selityksessä.

Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä 20 ja laitteisto, joiden avulla mineraalien jauhaminen hienoksi voidaan suorittaa erityisen tehokkaasti. Tämä saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 esitetyin keinoin. Edullisia sovellutuksia esitetään epäitsenäisissä vaatimuksissa. Keksinnön mukaan mineraali, esim. hiili, joka on murskattu vasaramyllyssä 25 tai sen kaltaisessa laitteistossa, syötetään syöttimellä kryo- geenisen nesteen, kuten esim. nestemäisen hiilidioksidin tai nestemäisen typen sykliseen virtaukseen, joka kuljettaa mukaan kulkeutuneet mineraalipartikkelit hienonnuskoneen läpi käyttäen mekaanisesti kehitettyä korkeataajuusvärähtelyener-' " 30 giaa, minkä jälkeen kryogeeninen neste ja hienoksi jauhettu mineraali johdetaan erottimeen, jonka avulla hienoksi jauhettu mineraali erotetaan nesteestä ja poistetaan, ja neste palautetaan syöttimeen. Primäärisessä lämmönvaihtimessa syöttimestä tuleva neste esijäähdytetään hienonnuskoneesta .35 erottimeen tulevan nesteen avulla, ja nestettä jäähdytetään edelleen vaadittuun käyttölämpötilaan, ennen kuin se tulee hienonnuskoneeseen, jäähdytysaineella sekundäärisessä lämmönvaihtimessa.

2

Lyhyt piirustusten selostus

Piirustuksissa kuvio 1 on kaaviollinen esitys keksinnön mukaisesta jatkuvasta hienonnuslaitoksesta ja 5 kuvio 2 on kaavio laitoksen hienonnuslaitteistosta.

Edullisen sovellutuksen yksityiskohtainen selostus

Piirustuksissa esitetty laitos on suunniteltu hiilen jauhamiseksi hienoksi, mutta on selvää, että se soveltuu, tarvittaessa tai haluttaessa muunnellen, muiden mineraalien kä-10 sittelyyn, kuten yllä on selitetty.

Laitokseen kuuluu primäärinen murskain 10, joka voi olla varasamylly tai muu tunnettu laite, joka pystyy taloudellisesti pienentämään siihen tuotua hiiltä kokoon, joka on 1-10 mm suuruusluokkaa.

15 Murskattu hiili kuljetetaan virtauksena 11 varastosuppi- loon 12, josta sitä otetaan tarvittaessa ja kuljetetaan ympäristön lämpötilassa virtauksena 13 syöttimeen 14.

Jatkuvaan hienonnusmenetelmään kuuluu murskatun hiilen syöttö kryogeeniseen prosessinesteeseen ja sen kuljetus tällä 20 nesteellä peräkkäin syöttimestä 14, primäärisen lämmönvaihtimen 15 läpi, sekundäärisen lämmönvaihtimen 15 läpi, kor-keataajuushienonnuskoneen 17 läpi, takaisin primäärisen lämmönvaihtimen 15 läpi ja mineraali-neste-erottimeen 18, missä hienonnettu hiili poistetaan ja kryogeeninen prosessineste 25 palautetaan syöttimen 14 läpi.

Mitä tahansa useista kryogeenisistä nesteistä voidaan käyttää prosessinesteenä, nestemäisen hiilidioksidin ollessa sopiva väliaine, kuten myöskin on nestemäinen typpi, vaikkakin muita alkuaineita tai yhdisteitä, jotka pysyvät neste-30 mäisinä alle noin -40°C, kuten inerttejä kaasuja tai alhaisen molekyylipainon omaavia alkaaneja (metaanista nonaniin esimerkiksi) tai näiden seoksia tai, yleisemmin, luonnonkaasun ainesosia voidaan käyttää.

Jatkuvassa prosessijärjestelmässä on sisäinen käyttöpai-35 ne, joka on valittu sopimaan käytetyn prosessinesteen ominaisuuksiin; esim. jos käytetään hiilidioksidia, sisäisen käyttöpaineen täytyy olla 5,11 ilmakehää, jotta hiilidioksidi pidetään nestemäisessä tilassa.

i 3 87545

Syötin 14 voi olla sulkusuppilo tai vastaava laite, joka pystyy syöttämään murskattua hiiltä, joka tulee varastosup-pilosta 12 kryogeenisen prosessinesteen virtaukseen, joka on erotettu hienonnetusta hiilestä mineraali-neste-erottimes-5 sa 18. Prosessinesteen virtaus ja sen kuljettama murskattu hiili kulkevat tällöin virtauksena 19 primäärisen lämmönvaihtimen 15 läpi, missä se esijäähdytetään kuten edellä on kuvattu, ja sekundääriseen lämmönvaihtimeen 16, missä sitä jäähdytetään edelleen sopivan jäähdytysaineen virtauksella 10 20, 21 hienonnuskoneen toimintalämpötilaan. Prosessineste ja sen mukana kulkeutunut murskattu hiili syötetään hienonnus-koneeseen 17 virtauksen 22 kautta ja kryogeenistä nestettä lisätään järjestelmään ennen prosessia virtauksella 23 täydentämään nestehäviöitä, joita on saattanut tapahtua tulok-15 sena tuotteen lopullisessa erotuksessa prosessinesteestä tai tuloksena mistä tahansa nestehäviöstä missä tahansa muussa kohdassa järjestelmässä.

Nyt viitataan kuvioon 2, jossa kaaviollisesti esitetty hienonnuskoneisto 17 on kaksivaiheista tyyppiä. Se on sul-20 jettu jäähdytetty yksikkö järjestelmän lämpöhäviöiden estämiseksi tai vähentämiseksi ja siihen kuuluu ensimmäinen allas 24, johon tuodaan prosessivirtaus 22 mukana kulkeutuvine hiilipartikkeleineen ja myöskin lisätty prosessineste virtauksen 23 kautta. Altaasta 24 prosessinesteen ja murskatun 25 hiilen liete johdetaan pumpulla 25 ensimmäiseen ultraääni-hienonnuskonelaitteistoon 26, joka voi olla sen tyyppinen, jota on kuvattu W.B. Tarpley Jr:in mainitun US-patentin nro 4 156 593 selityksessä. Prosessinesteen ja hienonnetun hiilen liete johdetaan sen jälkeen virtauksen 27 kautta la-30 jittelijaan 28, joka erottaa lietteestä sellaiset hiilipar-tikkelit, jotka ovat suurempia kuin vaadittu koko ja jotka palautetaan virtauksena 29 ensimmäiseen altaaseen 24 uudel-leenkäsittelyä varten, jolloin hiilipartikkelien loppuosa kuljetetaan prosessinesteellä virtauksessa 30 hienonnusko-35 neen toiseen vaiheeseen, syötetään toiseen altaaseen 31, johon lisäprosessinestettä kuljetetaan virtauksena 32 virtauksesta 23. Liete pumpataan toisella pumpulla 33 toiseen ult-raäänihienonnuslaitteistoon 34, joka on samanlainen kuin 4 87545 ensimmäinen tällainen laitteisto 26, ja sieltä virtauksena 35 toiseen erottimeen 36, jolloin ylisuuret hiilipartikkelit palautetaan virtauksina 37, 38 toiseen altaaseen 31. Proses-sinesteen liete, joka kuljettaa lopullisesti käsiteltyjä 5 partikkeleita, johdetaan virtauksen 38 kautta primäärisen lämmönvaihtimen 15 läpi, kuten on esitetty kuviossa 1, virtauksen 19 alavirtauksen prosessinesteen esijäähdyttämiseksi, jolloin molemmat virtaukset ovat tietysti erotettuina lämmönvaihtimessa. Lopuksi prosessineste ja hienonnetut 10 hiilipartikkelit kulkevat virtauksena 39 mineraali-neste- erottimeen 18, josta erotetut hienonnetut partikkelit poistuvat virtauksena 40, ja kryogeeninen prosessineste palautetaan virtauksena 41 syöttimeen 14.

Koska prosessinestettä voi saastuttaa ilman sisäänpääsy 15 syöttimessä 14 ja hiilipartikkeleihin adsorboidut tai absorboidut hiilivetykaasut, on suotavaa, että kierto sisältää puhdistimen 42 näiden ulkoapäin tulevien kaasujen poistamiseksi. Lauhdutin 43 voidaan sovittaa virtaukseen 41 mineraa-li-neste-erottimesta 18 syöttimeen 14.

20 Havaitaan, että prosessin tehokkuus jauhettaessa mineraa lia prosessinesteessä mekaanisesti aikaansaadun korkeataa-juusenergiatiheyden vyöhykkeissä lisääntyy hyvin olennaisesti alhaisissa lämpötilaolosuhteissa, joissa toiminta tapahtuu. Tällaiset olosuhteet saavat kehittymään sisäisiä lämpö-25 jännityksiä ja mineraalipartikkelien yleistä haurastumista, josta seuraa jatkuva prosessi hienoksijauhatukselle. Prosessi on tehokas joko toisessa tai molemmissa seuraavissa suhteissa: (i) vaaditun energiatiheyden aleneminen tietyn asteen 30 saavuttamiseksi mineraalin yksikkömassan hienoksi- jauhamisessa, (ii) lisäys mineraaliaineen ainesosien vapausasteessa, toinen toisestaan, joka saavutetaan tietyllä energiatiheydellä aineen yksikkömassaa kohti. Vapauden 35 lisäys yksinkertaistaa ja alentaa seuraavien mine- raalierotusprosessien kustannuksia.

Nesteytettyjen kemiallisesti suhteellisesti inerttien kaasujen, kuten hiilidioksidin tai typen käyttö prosessi- 5 87545 nesteenä antaa hienonnusprosesille sen edun, että estetään mineraalipintojen hapettuminen, jota saattaa tapahtua tavanomaisissa proseseissa. Tämä hapettumisen puuttuminen tekee, sellaisissa tapauksissa kuten hiilen agglomeraatio tai sul-5 fiidiflotaatioprosessit, arvokkaat mineraalit tai ainesosat helpommin erotettaviksi jäljelle jäävistä arvottomista mine-raaliseoksen ainesosista.

Hiilivetykaasujen käyttö prosessinesteenä tai kondensoi-tujen hiilivetykaasujen seoksen ja nestemäisen hiilidioksi-10 din käyttö aiheuttaa, joissakin mineraalirikastusprosesseis-sa, sellaista mineraalipintojen fysiokemiallisten ominaisuuksien muuttumista, joka tekee seuraavan rikastuksen tai mine-raalierotusprosessit tehokkaammiksi.

Silloin kun käytetty prosessineste on sopivaa väliainetta 15 hienonnetun mineraaliseoksen lisäkäsittelyä tai rikastusta varten, erotin 18 voidaan jättää pois ja hienonnettujen osasten liete nesteessä voidaan johtaa alavirtauksen prosessiin. Tässä tapauksessa kryogeenistä prosessinestettä tietenkin syötetään syöttimeen 14 syöttölähteestä eikä sitä 20 palauteta erottimesta 18 kuten edellä on selostettu.

Claims (6)

6 87545

1. Jatkuva menetelmä mineraalien jauhamiseksi hienoksi, jossa menetelmässä mineraalit murskataan mineraalipartikkeleik-si, mineraalipartikkelit jäähdytetään ja kuljetetaan hienonnus- 5 koneessa olevan mekaanisesti aikaansaadun korkeataajuusener- giatiheyden, kuten ultraäänen, vyöhykkeen läpi partikkelien jauhamiseksi hienoksi, tunnettu siitä, että: murskatut mineraalipartikkelit ja prosessinesteen kryo-geeninen virtaus kuljetetaan erikseen syöttimeen, jossa vir-10 tauksessa neste on nesteytetty, kemiallisesti suhteellisen inertti kaasu joka on hiilidioksidi, typpi, hiilivetykaasu tai kondensoidun hiilivetykaasun ja nestemäisen hiilidioksidin seos, yhdistetään mineraalipartikkelit ja kryogeeninen proses-15 sineste ja kuljetetaan partikkelit kryogeenisessa nesteessä hienonnuskoneeseen, mineraalipartikkelit ja prosessineste kuljetetaan korkea-taajuusenergiatiheyden vyöhykkeen läpi, ja hienoksi jauhetut partikkelit erotetaan prosessinesteen 20 kryogeenisestä virtauksesta sinänsä tunnetulla tavalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että: prosessinesteen kryogeeninen virtaus, sen jälkeen kun siitä on erotettu hienoksi jauhetut partikkelit, palautetaan • 25 syöttimen kautta, ja lisää kryogeenistä nestettä syötetään prosessivirtaukseen siitä poistuvien nestehäviöiden täydentämiseksi.

3. Jomman kumman edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: 30 kryogeeninen virtaus, ylävirtauksen puolella hienonnus- koneesta, esijäähdytetään primäärisessä lämmönvaihtimessa kryogeenisellä virtauksella alavirtauksen puolelta hienon-nuskoneesta, ja esijäähdytetty kryogeeninen virtaus jäähdytetään edelleen 35 jäähdytysaineella sekundäärisessä lämmönvaihtimessa ylävir tauksen puolella hienonnuskoneesta.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että: 7 87545 prosessinesteen kryogeeninen virtaus johdetaan puhdistimen kautta ilman tai mineraalin adsorboimien tai absorboi-mien kaasujen poistamiseksi virtauksesta.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen me-5 netelmä tunnettu siitä, että: hienonnetut partikkelit niiden poistuttua vyöhykkeestä johdetaan prosessinestevirran kanssa toiseen, ultrasoniseen hienonnuskoneeseen (34) partikkeleiden edelleen hienontami-seksi.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen me netelmä tunnettu siitä, että: prosessinesteen kryogeeninen virtaus on nestemäistä hiilidioksidia ja että sisäinen käyttöpaine pidetään 5,11 ilmakehässä . 8 87545