NO141039B - Mateanordning. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for å rense finkornede partikler belagt med fine partikler av en tung væskesuspensjon.

Oppfinnelsen vedrører en ny og forbedret fremgangsmåte og et apparat for

ved påsprøytning av en væske å rense finkornede partikler som er belagt med fine

partikler av en tung væske-suspensjon i

hvilken partiklene har gjennomgått en se-pareringsprosess, hvor partiklene føres i et

skikt over en sikt.

Uttrykket «finkornet materiale» som er

brukt her refererer seg til materiale hvor-av i det minste en del er så fint at det ikke

eller vanskelig kan separeres etter spesi-fikk vekt ved hjelp av en tung væske ved

flyte- og synketeknikk. Slikt materiale kan

separeres ved hjelp av sentrifugalappara-ter som eksempelvis en hydrosyklon, idet

materialet stort sett har en kornstørrelse

på 0—14 mm.

Det nye og karakteristiske ved frem-gangsmåten ifølge oppfinnelsen er at der

opprettholdes en skikttykkelse som er et

multiplum av partikkeldimensj onene, og at

rensevæsken utspredes'som en film, idet

denne film deles opp i dråper, hvilke dråper avsettes over skiktets fulle bredde i en

mengde som er tilstrekkelig til å fukte hele

skiktets overflate, mens rensevæsken og

den tunge væskes fine partikler går gjennom sikten uten at der danner seg et suspensjonsbad på denne, idet væskedråpene

treffer undersiden av skiktet med en kraft

som er tilstrekkelig liten til i høyden å til-veiebringe en ubetydelig omrøring, mens

skiktet føres over siktedekket på en måte

som stort sett hindrer forandring av skik-

tets struktur og distribuering etter korn-størrelse i dette.

Oppfinnelsen omfatter også et apparat

for fremgangsmåtens utførelse.

Ved de tidligere kjente rensemetoder og midler har regenereringsanleggene vært forholdsvis store. Mengden av suspensjon som vedhefter de separate partikler er proporsjonal med overflatearealet av partiklene, og mengden av sprøytevann som er nødvendig er proporsjonal med mengden

av suspensjon som skal frasepareres. Mengden av separeringsvann som er nødvendig

for å oversprøyte små partikler er følgelig

større enn den mengde som er nødvendig

for å oversprøyte grovere partikler. På grunn av den store mengde av suspensjon

som skal sprøytes, blir også det siktnings-areal som er nødvendig for å rense og av-vanne fine partikler større enn det areal som er nødvendig for å rense grovere partikler. Kapasiteten av regenereringsanleg-get vil følgelig måtte gjøres tilsvarende større.

Som et eksempel på slik tidligere tek-nikk for rensing av fint kull med en korn-størrelse på 0,5—8 mm på vibrerende sikt er mengden av sprøytevann som er nød-vendig pr. tonn behandlet produkt 1,6—3 m3 pr. time når siktearealet er 0,1—0,2 m<2>.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en ny og overlegen sprøyteprosess for partikler av den beskrevne type, hvor rensevannet spres utover skiktet av partikler som lett fallende små dråper eller stråler, idet den kraft, med hvilken disse treffer laget av materialet er så liten at materialet ikke, eller nesten ikke, rotes opp eller røres rundt.

Ifølge oppfinnelsen blir rensevannet jevnt fordelt over i det minste en del av siktedekket på en slik måte at hele den øvre overflate av skiktet fuktes med den påsprøytede væske. Denne væske avgår så gjennom sikten uten å danne et suspensjonsbad på denne, idet den kraft, med hvilken de små væskedråper treffer over-siden av skiktet er så liten at den øvre del av skiktet ikke blir rotet opp, eller i alle fall omrørt i en helt uvesentlig grad. Oppfinnelsen tilveiebringer videre en ny og forbedret fremgangsmåte og et apparat, hvor vannforbruket og det nødvendige sikteareal kan reduseres i vésentlig grad. Vannforbruket kan således nå være 0,6— 1 m<3> pr. tonn pr. time når siktearealet er 0,03—0,1 m<2>, Et slikt bemerkelsesverdig gunstig resultat oppnåes ved hjelp av det vann som sprøytes på skiktet, slik at dette umiddelbart synker ned gjennom dette, og fører med seg suspensjonspartikler. Dette hindrer at et suspensjonsbad danner seg på sikten, hvilket ellers ville innvirke på skiktets struktur. De bemerkelsesverdige resul-tater som er oppnådd ved oppfinnelsen kan antagelig tilskrives det fenomen, at når en partikkel, på hvilken suspensjonspartikler vedhefter, omsluttes av en væskefilm, vil denne film sige ned og danne en dråpe, og alle suspensjonspartiklene samles i den nedre del av denne dråpe. Ettersom mer væske påsprøytes, vil den nedre del av drå-pen frigjøres og denne del fører med seg alle suspensjonspartiklene. Følgelig vil suspensjonspartiklene gradvis synke ned gjennom skiktet til dettes nedre del, og avgår til slutt sammen med sprøytevæsken. Det er følgelig viktig at strukturen og korn-størrelsesfordelingen i skiktet ikke foran-dres, iallfall ikke i noen vesentlig grad.

Vertikal bevegelse av partiklene i forhold til hverandre bør unngåes så meget som mulig. Allikevel bør innbyrdes sam-menhefting av partiklene i skiktet periodisk brytes. Dette skjer ved å føre material - skiktet over strimler montert på tvers av partikkelskiktet på siktedekket. Likeledes kan siktedekket være konstruert og anordnet slik at skiktet beveger seg nedad trinnvis. I ethvert tilfelle bør den vertikale struktur av skiktet opprettholdes i en vir-tuell uforandret tilstand. Med et avtrappet siktedekk er det fordelaktig å forbinde de nærbeliggende trinn ved hjelp av et skrått eller krummet overføringsplan. Slike for-holdsregler gir den best mulige anledning for alle suspensjonspartiklene til å synke ned langs overflaten av hver av material-partiklene.

Oppfinnelsen vil fremgå tydeligere av nedenstående beskrivelse, de etterfølgende påstander og tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et oppriss av et

sprøyteapparat ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser perspektivisk en typisk

sprøyteplate i fig. 1.

Fig. 2a og 2b viser modifikasjoner av

anordningen ifølge fig. 2.

Fig. 3 er et strømningsdiagram for en syklonvasker forsynt med sprøytesikt iføl-ge oppfinnelsen, og

fig. 4 viser skjematisk et avtrappet siktedekk ifølge en modifikasjon av oppfinnelsen.

Ifølge nærværende oppfinnelse forlø-per sprøyteapparatet kontinuerlig over i det minr.te den øvre del av den svakt skrå-nende sikts lengde, og er konstruert og anordnet slik i forhold til sikten at rensevannet blir stort sett jevnt fordelt over overflaten av den del av sikten som ligger under sprøyteapparatet, og væske tilføres i en slik mengde at den kan avgå gjennom sikten uten å danne et suspensjonsbad på denne. Vannet strømmer over laget av partikler som skal renses, og treffer dette med en hastighet som er så liten at den øvre del av laget blir omrørt i helt uvesentlig grad.

Idet det nå skal vises til tegningene, så viser fig. 1 en vibrerende sikt 1 med et siktedekke 2 med små, gjennomgående åpninger. Den vibrerende sikt 1 kan drives av en mekanisme (ikke vist), og den langs-gående slaglengde er fortrinnsvis 10—30 mm med en frekvens på 800—1000 vibrer-inger pr. minutt. Siktedekket 2 har en liten vinkel i forhold til horisontalen. På siktedekket 2 er det montert på tvers i forhold til lengdeaksen; strimler 3 med en høyde på 10—60 mm og en senter-til-senter avstand på 20—60 mm. Skiktet av finkornet materiale tilføres siktedekket 2 i retning som angitt med pilen K, idet skiktet har en tyk-kelse på f. eks. 20 cm.

På en avstand av f. eks. 50 cm over siktedekket 2 er der anbragt en rektangu-lær beholder 4. Et vanntilførselsrør 5 til-fører sprøytevæske til beholderen 4. Røret 5 har en ventil 7 som styres ved hjelp av en flottør 6 anbragt ved sprøytevæskens 8 overflate i beholderen, og kan derved jus-teres for et på forhånd bestemt nivå 9. Beholderen 4 har en bunn 10 som forløper stort sett horisontalt, og i denne bunn 10 er der huller 11 anordnet i parallelle rekker.

I vinkelstilling til undersiden av bun-nen 10 er der anordnet parallelle plater 12 som er anbragt slik at det vann som strøm-mer gjennom åpningene 11 som en stråle 16 går ned på platen 12, og når det treffer denne, vil strålen spre seg over platen 12 som en film 15 som renner ned over den-nes overflate, slik dette best sees i fig. 2.

Den nedre ende av hver plate 12 er bølgeformet eller sik-sak-bøyet slik at der dannes et antall ribber 13, og mellom disse fåes triangulære renner som slutter i de nedre ender ved spissene 14. Filmen blir således oppdelt i meget fine stråler eller små dråper 17, idet væsken forlater den nedre ende ved spissene 14 for platen 12.

Ved denne anordning er åpningene 11 av fortrinnsvis stor diameter, f. eks. 10—12 mm, slik at de ikke tetter seg igjen av faste partikler som måtte forekomme i sprøyte-vannet. Likeledes er avstanden mellom åpningene 11 tvers på strømningsretningen av materialet forholdsvis stor.

Når sprøytevannet forlater sprøyteap-paratet i dråper eller meget fine stråler 17, er fallhastigheten liten, og der er ingen fare for at materialet skal røres opp.

Spissene 14 for platen 12 kan være anordnet i sikk-sakk sett i retning av mate-rialets bevegelsesretning for å øke ytterligere fordelingen av sprøytevæsken.

I fig. 2a vises en modifikasjon hvor den korrugerte avløpskant for væsken er anordnet som en korrugert platestrimmel 13a festet til f. eks. ved sveising under kanten av platen 12a.

I fig. 2b oppnåes den samme oppdeling av vannfilmen 15 i fine stråler eller dråper ved at platens 12b avløpskant 13b er sagtakket, hvorved strålene 17b eller dråp-ene vil løpe ut fra spissene 14b.

Idet der nå skal vises til fig. 3, så vises der et strømningsdiagram for et kull-be-arbeidelsesanlegg, hvor separeringsanord-ningen er en hydrosyklon, idet anlegget gjør bruk av en sprøytemetode og et apparat ifølge oppfinnelsen. En tilførsel gjennom 20 for en blandetank 21 mottar råkull med en størrelse på 1—10 mm ved A, og mottar også magnetitt suspensjon ved B. Blandingen strømmer ned gjennom et fall-rør 22 til en syklonvasker 23, i hvilken der skjer en separering i en kullfraksjon og en leirskiferfraksjon, idet disse fraksjoner avgår henholdsvis gjennom kanaler 24 og 25.

Kullfraksj onen fra ledningen 24 til-føres tangentialt til en krummet sikt 26, konstruert ifølge U.S. patent nr. 2 916 142. En separering tilveiebringes derved i en overløpsfraksjon og en underløpsfraksjon, idet storparten av den ufortynnede magnetitt suspensjon sammen med fine kullpartikler blir separert i underløpsfraksj onen og oppsamlet i en trakt 27. Overløpsfrak-sjonen fra den krummede sikt 26 strømmer ned på dreneringssikten 28 som har en opp-samlingstrakt 29 på undersiden for å oppta en annen del av den ufortynnede suspensjon. Magnetitt suspensjon som oppsamles i traktene 27 og 29 strømmer gjennom en ledning 30 til en samletank 31, og blir der-på ført tilbake til tilførselen gjennom 20 via pumpen 32 og en ledning 33.

Overløpsfraksj onen fra dreneringssikten 28 tilføres som et skikt på sprøytesik-ten 34, som i likhet med dreneringssikten 28 er en vibrerende sikt. Et sprøyteapparat

35 som vist i fig. 1 og 2, strekker seg over

en del av siktens 34 lengde, og har samme bredde som denne. Apparatet 35 mates med sprøytevæske tilført fra en ledning 49.

Et kortere sprøyteapparat 36 (vist i fig. 1 ved 4'), kan strekke seg over den avslut-tende del av den vibrerende sikt 34, idet sprøyteapparatet 36 mottar rent vann ved W via en ledning 50. Kullet som befris for suspensjonen avgår ved C. Den fortynnede suspensjon oppsamles i en trakt 37 og til-føres tangentialt en krummet sikt 39 via en ledning 38, idet den krumme sikt 39 likeledes er konstruert i overensstemmelse med U.S. patent nr. 2 916 142.

Hovedmengden av en fortynnet suspensjon, sammen med fine kullpartikler danner underløpsf raks j onen fra den krummede sikt 39, og oppsamles i en trakt 40. Overløpsf raks j onen, som består av de grovere partikler og den gjenværende suspensjon, føres til en magnetisk separator 41. Det gjenværende magnetitten blir her utseparert hvorpå den passerer gjennom ledningen 43, og sammen med underløpet fra den krummede sikt 39 som avgår fra trak-ten 40, passerer gjennom ledningen 42, gjennom ledningen 44, og til fortykkeren 45. De gjenværende kullpartikler avgår fra den nevnte magnetitt separator 41 ved D.

Overløpsf raks j onen fra fortykkeren 45 avgår gjennom en kanal 46, og en del av denne fraksjon fjernes fra kretsløpet gjennom en ledning 47, om ønskelig, for å gå til en f lottas jonsanordning (ikke vist). Det gjenværende av denne overløpsfraksjon strømmer gjennom en ledning 48 til sprøy-teapparatet 35. Den fortykkede magnetitt pumpes ved hjelp av en pumpe 51 og gjennom en ledning 52 til tilførselsrenne 20 for samletanken 21.

Leirskif erf raks j onen avgår gjennom ledningen 25 og blir behandlet på en måte som er identisk med den som er beskrevet for kullf raks j onen, idet de samme elemen-ter er angitt med tilsvarende tall med in-deks.

Den vaskede leirskifer avgår fra sikten

34' ved S. og de fine partikler for leirskife-ren som er utseparert ved den magnetiske

separator 41', forlater kretsløpet ved E.

Da betydelig mindre sprøytevann er

nødvendig med sprøyteapparatet ifølge

oppfinnelsen, er det mulig under visse forhold å utføre sprøytning bare med rent

vann, slik at den delvise resirkulasjon av

overløpsf raks j onen fra fortykkeren 45 kan

sløyfes.

I fig. 4 er skjematisk vist en vibrerende

sikt 2' i likhet med den som er vist i fig. 1,

og forsynt med avtrappet siktedekke. De

suksessive trinn er adskilt ved hellende eller krummede overføringsplan.

Av den foregående beskrivelse av de

forskjellige utførelser av oppfinnelsen,

fremgår at hensiktene med oppfinnelsen er

oppnådd samtidig som man har oppnådd

en rekke praktiske fordeler. Selv om de fo-retrukne utførelser er beskrevet, så kan

ytterligere modifikasjoner tenkes, uten å

avvike fra oppfinnelsens ramme.

Claims (8)

1. . 1. Fremgangsmåte for ved påsprøyt-ning av en væske å rense finkornede partikler som er belagt med fine partikler av

   en tung væske-suspensjon, i hvilken partiklene har gjennomgått en separerings-prosess, hvor partiklene føres i et skikt over en sikt, karakterisert ved at der opprettholdes en skikttykkelse som er et multiplum av partikkeldimensjonene, og at rensevæsken utspredes som en film, idet denne film deles opp i dråper, hvilke dråper avsettes over skiktets fulle bredde i en mengde som er tilstrekkelig til å fukte hele skiktets overflate, mens rensevæsken og den tunge væskes fine partikler går gjennom sikten uten at der danner seg et suspensjonsbad på denne, idet væskedråpene treffer undersiden av skiktet med en kraft som er tilstrekkelig liten til i høyden å til-veiebringe en ubetydelig omrøring, mens skiktet føres over siktdekket på en måte som stort sett hindrer forandring av skiktets struktur og distribuering efter korn-størrelse i dette.
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at partiklenes adhesjon i skiktet periodisk oppbrytes.
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 2, karakterisert ved at skiktet fø-res over strimler montert på siktedekket på tvers av skiktets bane for å bryte opp adhesjonen, hvilke strimler har en maksimal høyde på 60 mm.
4. 4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 2, karakterisert ved at skiktet fø-res over et avtrappet siktedekk for å bryte opp adhesjonen, idet forskjellen i høyde mellom nærbeliggende trinn maksimalt er 60 mm.
5. 5. Apparat til utførelse av fremgangs-måten ifølge påstand 1—4, karakterisert ved at det omfatter kombinasjo-nen av et siktedekk (2); en beholder (4) med stort sett horisontal bunn (10) montert over siktedekket (2), hvilken behol-derbunn (10) har et antall åpninger (11); midler for å tilføre besprøytningsvæske til beholderen; og midler for regulering og opprettholdelse av væskenivået i beholderen; samt et antall stort sett parallelle plater (12) anordnet noe på skrå i forhold til horisontalplanet under beholderbunnen (10) . således at væskestrålene fra åpningene (11) oppfanges av platene og sprer seg ut på disse til en film, som ved avren-ning fra platenes avløpskant oppdeles til et antall i det vesentlige parallelle og stort sett like væskedråpe-rekker (17), idet åpningene (11) er anordnet i rekker perpen-dikulært på lengdeaksen av sikten og hver av platene (12) har en plan seksjon montert under nevnte rekker av åpninger (11), og en kurrogert (13) seksjon ved avren-ningskanten.
6. 6. Apparat som angitt i påstand 5, karakterisert ved at den korrugerte seksjon dannes ved tilbøyning av platenes (12) avløpskant således at den omfatter to flater som skjærer hverandre under en vinkel slik at der tilveiebringes ribber (13) mellom hvilke dannes triangulære renner som ender i avløpsspisser (14).
7. 7. Apparat som angitt i påstand 5, karakterisert ved at den korrugerte seksjon dannes av en separat korrugert plate (13a), som med korrugeringens øvre deler er sveiset til undersiden av platen (12a).
8. 8. Apparat som angitt i påstand 5, karakterisert ved at den korrugerte seksjon av platen erstattes av en enkel, sagtakket kant (13b).