NO853593L - Flerstroems fremgangsmaate og apparatur for oppredning av kullpartikler og lignende materiale. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for fIotasjonsseparasjon av kullpartikler og lignende materialer, og angår nærmere bestemt en forbedret flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for oppredning av kull ved fIotasjonsseparasjon av et skum som er generert ved hjelp av en spreder, slik at oppmalte kullpartikler kan separeres fra slike urenheter som aske og svovel som er forbundet med partiklene.

Kull er en særdeles verdifull naturresurs i USA

på grunn av dets forholdsvis rikelige forekomst. Det er blitt beregnet at USA har mer energi tilgjengelig i form av kull enn i de samlede naturresurser av jordolje, naturgass, oljeholdig skifer og tjæreholdig sand. Energiknapphet i den senere tid, sammen med tilgjengeligheten av rikholdige kullreserver og den vedvarende usikkerhet med hensyn til tilgjengeligheten av råolje, har gjort det tvingende nød-vendig at forbedrede fremgangsmåter utvikles for omdanning av kull til en mer anvendbar energikilde.

Mange tidligere kjente fremgangsmåter for separasjon ved skumfIotasjon av en oppslemming av partikkelformet materiale er basert på konstruksjoner hvor luft inn-føres i væskeoppslemmingen av partikkelformet materiale, slik som gjennom en porøs beholderbunn eller en hul rører-aksling, slik at det fremstilles et overflateskum. Disse tidligere kjente metoder er forholdsvis ineffektive fremgangsmåter, særlig når store mengder partikkelformet materiale skal behandles. Generelt er disse teknikker ineffektive når det gjelder å tilveiebringe tilstrekkelig stor kontaktflate mellom det partikkelformede materiale og den skumdannede luft. Som et resultat av dette, krevdes det at store mengder energi ble brukt til å generere skummet.

I tillegg kan skumfIotasjonsteknikker som lar bobler stige opp i oppslemmingen, ha en tendens til å samle opp og bringe med seg urenheter som for eksempel aske, i skumopp-slemmingen, og følgelig inneholder det resulterende opp-redede partikkelformede produkt ofte mer urenheter enn nød-vendig.

Metoder har vært foreslått og utforskes innen oppredning av kull, dvs. rensingen av kull for urenheter som for eksempel aske og svovel, enten før brenning av kullet eller etter forbrenningen. Ved én nylig utviklet teknikk for oppredning som her er kalt kjemisk overflate-behandling, pulveriseres råkull til en fin mesh-størrelse og behandles deretter kjemisk. Ifølge denne teknikk sepa- . reres så det behandlede kull fra aske og svovel, og det utvinnes et oppredet eller renset kullprodukt. Ved den ovenfor nevnte kjemiske overflatebehandlingsprosess renses nærmere bestemt kull først for sten og lignende, og pulveriseres så til en fin størrelse på ca. 48 til 300 mesh.

De forøkte overflater til de oppmalte kullpartikler gjøres så hydrofobe og olefile ved hjelp av en polymerisasjons-reaksjon. Svovel- og mineralaskeurenheter som er tilstede i kullet, forblir hydrofile og separeres fra det behandlede kullprodukt i et vannvasketrinn. I dette trinn utnyttes olje- og vannseparasjonsteknikker, og kullpartiklene som er gjort hydrofobe kan ved utvinningen flyte på en vannfase som. inneholder hydrofile urenheter.

I US patentskrift nr. 4 347 126 og 4 347 121 beskrives det mer inngående lignende anordninger for oppredning av kull ved fIotasjonsseparasjon av kullpartikler fra urenheter forbundet med disse, som for eksempel aske og svovel. I disse anordninger er det plassert en første hul strålespreder over en fIotasjonstank med et vannbad,

og denne sprøyter en tilførselsoppslemming gjennom en luftingssone og inn i overflaten på vannet. Sprøytingen skaper et skum på vannoverflaten hvor en vesentlig mengde av det partikkelformede materiale flyter, mens andre bestanddeler i oppslemmingen synker ned i vannbadet. En avskummings-anordning fjerner skummet fra vannoverflaten som et renset og oppredet produkt. Det tilveiebringes også en fremgangsmåte for resirkulering hvor partikkelmaterialer som ikke flyter etter å være blitt sprøytet gjennom den første spreder, resirkuleres til en ytterligere hul strålespreder for å gi en andre mulighet for utvinning av de resirkulerte partikler.

Én type spreder som for tiden brukes i en kull-opprednings-fremgangsmåte av den type som er beskrevet i disse patenter, er en fullstrålespreder som er tilgjengelig kommersielt fra Spraying Systems, Co., Wheaton, Illinois, og denne type spreder kan brukes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse. Det brukes imidlertid fortrinnsvis en spiralformet, åpenstrøms spredertype ved fore-trukkede utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse,

slik som beskrevet i US patentskrift nr. 4 514 291, og som er tilgjegnelig kommersielt fra flere forskjellige fabri-kanter i mange forskjellige materialtyper inkludert poly-propylen og wolframkarbider.

Disse tidligere kjente oppredningsanordninger omfatter generelt avlevering av en enkel produktstrøm selv om oppslemmingen som behandles kan være bearbeidet gjennom flere forskjellige trinn, slik som flere skummebeholdere eller -tanker anordnet etter hverandre. Produksjonen av en enkel produktstrøm medfører den iboende begrensning at drift av systemet vil resultere i en gitt prosentvis utvinning med en forholdsmessig prosentandel mineralurenheter som for eksempel aske og svovel. Generelt gir en større prosentutvinning av produkt også en større prosentandel urenheter i produktet, og omvendt. Følgelig byr disse tidligere kjente oppredningsanordninger ikke på stor fleksibilitet når det gjelder utvinning av flere forskjellige produkt-grader ved forskjellig urenhetsnivåer.

Følgelig er det et primært formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret flertrøms,

flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for skumfIotasjonsseparasjon av oppslemming av partikkelmateriale hvorved det fås mer enn én produktstrøm. Nærmere bestemt er det et mer spesifisert formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for oppredning av ku.lL.ved hjelp av en skumfIotasjonsseparasjon av oppmalte kullpartikler fra urenheter som er forbundet med disse ved å benytte seg av mer enn én produktutvinningsstrøm, noe som muliggjør en stor grad av allsidighet og fleksibilitet ved valg av utvinnings-

prosent og den prosentvise andel av urenheter i hver enkel produktutvinningsstrøm. En flertrøms, flerprodukts fremgangsmåte muliggjør utvinning av et renere tilleggsprodukt fra den første produktstrøm, mens det gjenværende av produktet fortsatt kan utvinnes ved et lavere askeinnhold enn det opprinnelig tilførte materiale.

Et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelsen av en forbedret flerstrøms, flerprodukts fremgangsmåte og apparatur for behandling av partikkelmateriale som for eksempel carbonholdige partikler, ikke-carbonholdige partikler, eller blandinger av disse, kullpartikler, gruveslagg, oljeskifer, restprodukter, avfallspartikler, partikler fra rensing av mineraler, grafitter, malmer, fingods, etc.

Et annet formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og apparatur for skumflota-sjonsseparasjon som er mer effektiv og kan resultere i et renere produkt og i mer effektiv produksjon enn ved tidligere kjente fremgangsmåter. Foreliggende oppfinnelse er svært allsidig ettersom behandlingen i hver enkel produkt-strøm kan reguleres separat for å regulere både den prosentvise produktutvinning og den prosentvise andel av urenheter i produktet som produseres ved hjelp av strømmen. For eksempel kan en første produktstrøm reguleres slik at den gir et svært rent første strøms produkt med en svært lav prosentandel urenheter, mens en andre produktstrøm kan reguleres slik at det utvinnes en stor prosentandel av det gjenværende produkt ved en prosentandel med urenheter som fortsatt er under prosentandelen i den opprinnelige tilfør-sel. Videre kan ytterligere produktstrømmer også tilføyes slik at det fås ytterligere ønskede produkter.

I henhold til foreliggende beskrivelse tilveie-bringer oppfinnelsen en forbedret flerstrøms og flerprodukts anordning, inkludert både en fremgangsmåte og apparatur, for skumfIotasjonsseparasjon av bestanddelene i en oppslemning med partikkelformet materiale. I disse anordninger blandes først kjemiske reagenser med den tilførte oppslemning for å bringe overflatene på det partikkel formede materiale i en passende tilstand. Den kjemisk bearbeidede oppslemning sendes så til en strøm for videresendelse av produkt hvor et første påsatt trykk fører opp-slemningsstrålen fra en spreder til overflaten av vann i en fIotasjonstank med videresendelsesstrøm for å skape en fly-tene skumfase på dette. Skumfasen inneholder en første mengde partikkelformet materiale og det gjenværende av oppslemningen separeres fra skumfasen ved at det synker til bunns i fIotasjonstanken. Skumfasen fraskilles så som et første produkt.

Det gjenværende av oppslemningen fra bunnen av tanken settes så til en andre strøm for rensing av produkt hvor et andre og høyere trykk tvinger oppslemningen til å sprøytes fra en andre spreder til vannoverflaten i en flo-tasjonstank med rensestrøm. Utsprøytingen skaper en andre flytende skumfase som inneholder en andre mengde av det partikkelformede materiale. Det gjenværende av den partikkelformede materialoppslemning fraskilles så på nytt fra skumfasen ved nedsynking i fIotasjonstanken med rense-strøm. Den andre skumfase fraskilles så som et andre produkt, slik at den første eller andre separate produkt-strøm skilles fra den tilførte oppslemning.

Foreliggende oppfinnelse har spesiell anvendelighet ved oppredning av kull hvor den tilførte oppslemning omfatter en oppslemning av kullpartikler og urenheter forbundet med disse, som for eksempel aske, og de kjemiske reagenser omfatter overflatebehandlede kjemikalier for kullpartiklene.

Ved en foretrukket utførelsesform omfatter rense-strømmen en serie av skumfIotasjonstanker og spredere forbundet med disse for sekvensvis rensing av oppslemningen,

og en spiralspreder av åpen strømningstype har vist seg å være spesielt effektiv. Videre er det første trykk i en spesielt fordelaktig utførelsesform tilstrekkelig lav og det andre trykk tilstrekkelig høyt til at utvinning i rense-strømmen er større enn utvinningen i videresendelsesstrøm-men, noe som resulterer i en forholdsvis ren første pro-duktstrøm.

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte hvor oppslemningen sprøytes gjennom en luftingssone slik at vesentlige mengder luft sorberes av de utsprøytede dråper av oppslemningen. Følgelig innføres store mengder luft i skummet på en måte som er helt forskjellig og fordelaktig i forhold til mange tidligere kjente fremgangsmåter. Fordelene ved denne skumgenereringsmåte gjør denne teknikk spesielt anvendbar på skumfIotasjonsseparasjon av oppslemninger som har en vesentlig del partikkelformet materiale.

De ovenfor nevnte formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vedrørende et flerstrøms, flerprodukts oppredningssystem kan lettere forstås av en fagmann innen teknikken når det henvises til den følgende detaljerte beskrivelse av en foretrukket utførelsesform derav, sett i sammenheng med de ledsagende tegninger hvor like deler er betegnet med identiske henvisningstall i de forskjellige tegninger, og hvor: Fig. 1 er en vertikalprojeksjon av en skjematisk, eksempelvis utførelsesform av en fIotasjonsanordning kon-struert i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et vertikalt projeksjonsbilde av en utførelsesform av en spiraltypespreder som kan benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 illustrerer en foretrukket utførelsesform og en driftsmåte for et flerstrøms, flerprodukts kullopp-redningsanlegg. Fig. 4 illustrerer flere kurver for kullutvinning fra kull av typen Illinois ROM, plottet som en funksjon av spredertrykk, og viser de betydelig forbedrede resultater som oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 er en kurve for utvinning av kull av type Sohio Kitt plottet som en funksjon av forskjellige spredertrykk. Tabellene 1 til 4 er datatabeller vedrørende kull av typen Illinois ROM, inkludert siktanalyse og forskjellige sprederprøver ved forskjellige spredertrykk som angir både den prosentvise kullutvinning og den prosentvise andel av forskjellige andeler både i tilførselen og produktet, som

gir et underlag for kurvene på fig. 4.

Tabell 5 er en datatabell for prøver som ble ut-ført på kull av Sohio Kitt ved forskjellige spredertrykk, og angir både den prosentvise kullutvinning og prosentandel av de forskjellige bestanddeler både i tilførsel og produktet.

Apparaturen og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er tilpasset separasjonen av en lang rekke forskjellige faststoff/væske-strømmer ved dannelsen av en skumfase som inneholder faste stoffer, og er egnet til separasjon av mange typer partikkelformet materiale. Foreliggende oppfinnelse er imidlertid her beskrevet i sammenheng med en fremgangsmåte for kulloppredning. Under henvisning til tegningene i nærmere detalj, illustrerer fig. 1 en første utførelsesform 10 med en fIotasjonstank 12 fylt med vann til nivået 14. Under drift sprøytes en oppslemning av fin-oppmalte kullpartikler, ledsagende urenheter og om ønsket, ytterligere tilsetningsstoffer som for eksempel monomere kjemiske initiatorer, kjemiske katalysatorer og flytende hydrocarboner, gjennom minst én spreder 16 plassert i en viss avstand over vannivået i tanken 12. Ved alternative utførelsesformer kan to eller flere av sprederne brukes til å sprøyte oppslemningen og/eller en hvilken som helst annen ønsket andel inn i tanken.

Strømmen av behandlet kull pumpes under trykk gjennom et forgreningsrør til sprederen 16 hvor de resulterende skjærkrefter sprøyter ut den flokkulente kulloppslem-ningen som fine dråper slik at de med stor kraft sendes inn i et gjennomstrømmende vannbad i tanken 12 hvor det dannes et skum 17. Store skjærkrefter skapes i sprederen 16 og de dispergerte partikler trenger med stor kraft gjennom overflaten av vannet og bryter opp klumpene som inneholder kull, olje og vann, hvorved de vannfukter og frigjør aske fra mellomrommene mellom kullklumpene og bryter opp kullklumpene slik at eksponerte askeoverflater innført i vannet separeres fra de flytende kullpartikler og synker ned i vannbadet. Overflatene på de fint oppdelte kullpartikler inneholder nå luft sorbert til de forstøvede partikler, hvorav mye er innesluttet ved påsprøytingen av oppslemnin gen gjennom en luftingssone slik at luften sorberes i den ut-sprøytede oppslemning. De kombinerte effekter på det behandlede kull får det flokkulerte kull til å avta i tilsynelaten-de tetthet og til å flyte opp som et skum 17 på overflaten av badet. Den hydrofile aske forblir i vannfasen og har en tendens til å synke nedover i tanken 12 under påvirkning av gravitasjon. Tanken 12 på fig. 1 kan være en konvensjonell skumfIotasjonstank som er kommersielt tilgjengelig fra KOM-LINE-Sanderson Engineering Co., Peapack, New York, modifi-sert som angitt nedenfor. Flotasjonstanken kan også omfatte noe standardutstyr som ikke er illustrert på tegningene, som for eksempel en føler og et reguleringssystem for væske-nivået, og et føle- og reguleringssystem for temperatur.

Foreliggende oppfinnelse virker gjennom et skum-genereringsprinsipp hvor oppslemningen sprøytes gjennom en luftingssone slik at vesentlig større mengder luft sorberes av de utsprøytede, finere dråper av oppslemningen. Luft innføres således i oppslemningen på en unik måte for å generere det resulterende skum. Fordelene ved denne måte for skumgenerering gjør foreliggende oppfinnelse spesielt anvendbar til skumfIotasjonsseparasjon av oppslemninger som inneholder en vesentlig andel partikkelformet materiale.

Partiklene i fIotasjonsskummet skapt av sprederen 16 kan fjernes fra vannoverflaten, for eksempel ved hjelp av en skumfjerneranordning 28 hvor et endeløst transportbånd 30 bærer et stort antall skumfjernerplater 32 anbragt med mel-lomrom og hengende ned fra båndet. Skumfjernerplatene er dreibart festet til transportbåndet for å dreie i to ret-ninger i forhold til båndet, og bunnbanen til båndet er plassert over og parallelt med vannoverflaten i tanken. Platene 32 skummer bort det resulterende skum på vannoverflaten i en første retning 34 mot en overflate 36, fortrinnsvis skrånende oppover, som strekker seg fra vannoverflaten til en oppsamlingstank 3 8 anbragt på den ene side av flotasjonstanken, slik at skumfjernerplatene 32 skummer skummet bort fra vannoverflaten, opp overflaten 36 og inn i opp-samlingstanken 38.

I anordningen ifølge den beskrevne utførelsesform virker avfallsfjerningen i bunnen av tanken i en retning 40 med bevegelse fra en innløpsstrøm 42 til utløpsstrømmen 26, mens skumfjerneranordningen ved toppen av tanken virker i retning 34 som er motsatt av retningen til avfallsfjer-ningsanordningen. Selv om den illustrerte utførelsesform viser en motstrømsanordning, omfattes alternative utførelses-former innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse med for eksempel tverr- og parallellstrømmer.

Som nærmere beskrevet nedenfor, vil det også kunne brukes en resirkulasjonsanordning svarende til de som er beskrevet i US patentskrifter nr. 4 347 126 og 4 347 217, i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, idet det benyttes en resirkulasjonsteknikk for ytterligere å forbedre effekti-viteten i forhold til de tidligere kjente anordninger. Ved resirkulasjonsteknikken resirkuleres kullpartikler som ikke flyter etter å være blitt sprøytet gjennom sprederen 16, betegnet en primærspreder i forbindelse med denne utførel-sesform, til en ytterligere resirkulasjonsspreder for å gi kullpartiklene en andre sirkulasjon for utvinning.

Fig. 2 er et vertikalprojeksjonsbilde av en ut-førelsesform av en spiraltype av sprederen 16 med åpen strømning som fortrinnsvis benyttes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Spiralsprederen omfatter en øvre gjenget del 46 og en nedre snodd spiraldel 48. Den øvre del er ved hjelp av gjenger koblet til et passende tilfør-selsrør hvorfra den partikkelholdige oppslemning pumpes gjennom et øvre sylindrisk løp 50 til den snodde nedre spiraldel 48 hvor diameteren til spiralvindingene avtar progressivt mot bunnen. Dette illustreres ved hjelp av den større øvre diameter Dl i den øvre del, og den reduserte diameter D2 i den nedre del.

Under driften av spiralsprederen pumpes den partikkelholdige oppslemning gjennom det øvre sylindriske løp 50 og inn i den snodde nedre spiraldel 48 hvor, etter hvert som den indre diameter D avtar, den skarpe indre og øvre kant 52 av vindingen skjærer inn i den ytre diameterdel av den sylindriske oppslemningsstrøm og styrer den langs den øvre vindingsoverflate 54 radialt utover og nedover. Denne oppdeling av den sentrale oppslemningsstrøm utføres progre-sivt gjennom sprederen etter hvert som den indre diameter D avtar progressivt nedover mot bunnen.

Hver spreder kan skrånes med en vinkel i forhold til en vertikal (dvs. sprederstillingen i forhold til væske-flatenivået), slik at den virker på en slik måte at den styrer strømmen av skum i en retning mot skumfjerneranordningen 28. Innfallsvinkelen synes imidlertid ikke å være kritisk og den vertikale plassering vist på fig. 1 kan være foretrukket for å skape en tilstand:" som bidrar på best mulig måte til omrøring og skumdannelse i vannoverflaten. Det synes å være betydningsfullt at omrøringen skapt av spreder-strålene gir en turbulenssone som strekker seg i en begrenset avstand ned under vannoverflatenivået. Blant annet kan dybden av turbulenssonen reguleres ved å variere tilførsels-trykket for oppslemningen i tilførselsgrenrørene, og også avstanden til sprederne over vannoverflaten. Ved en utfø-relsesform for drift, ga en turbulenssone som strakte seg 2,5 til 5 cm under vannoverflaten, svært god omrøring og skumdannelse, selv om avstanden er avhengig av mange variable størrelser som for eksempel tankstørrelsen, mediet i tanken etc, og følgelig kan variere i betydelig grad i andre utførelsesformer.

Testresultatene plottet på fig. 4, som er under-støttet av dataene i de følgende tabeller 1-4, sammenlig-ner oppredning oppnådd med en fullstrålespreder beskrevet i US patentskrift nr. 4 347 126, tilgjengelig fra Spraying Systems Co., Wheaton, Illinois, modell SS 3050HC, med to typer spiralspredere, som er tilgjengelige fra Bete Fog Nozzle, Inc., Greenfield Massachusetts. To utførelsestyper av spirelspredere, en 60° hel kjegelespiral, modell TF-12NN, og en 50° hul kjeglespiral, modell TF-12N, og en helstråle, hul kjegleformet spreder, modell SS 3050HC, ble testet og evaluert for anvendelse ved kullutvinning over et bredt område av spredertrykk.

Oppredningsfremgangsmåten ifølge prøvene som her er beskrevet, fulgte den generelle beskrivelse i US patent skrift nr. 4 304 573. Prøvene ble gjennomført så identisk like hverandre som mulig ved å bruke den samme opprednings-fremgangsmåte på det samme utstyr med en Ramoy-pumpe og kuleventiler, med unntak av sprederne, med den samme type kull og reagenser, som for eksempel talgolje, 75 % nr. 6 fyringsolje/25 % nr. 2 fyringsolje, kobbernitratoppløsning, H202og 2-ethylhexanol (skumningsmiddel). Ved alternative oppredningsfremgangsmåter kan andre kjemiske reagenser benyttes, for eksempel ved bruk av butoxyethoxypropanol (BEP) eller methylisobutylcarbinol (MIBC) som skumningsmiddel.

Kullet som brukes i prøvene ifølge Tabell 1-4 og fig. 4 var et "run-of-mine" (ROM) Illinois, nr. 6. Tabell 1 viser en siktanalyse av den oppmalte tilførsel,

og angir mengden (prosent) materiale som blir igjen over en sikt med den angitte mesh-størrelse, mens det siste negative (-) tall angir materialet som passerte gjennom sikten med 325 meshv I Tabellene 2, 3, 4 og 5 refererer kolonnene med nr./T oljenivå til kg/tonn av en blanding av 75 % nr. 6 fyringsolje og 25 % nr. 2 fyringsolje, og bestanddelene er gjengitt både for tilførselen og produktet ved de forskjellige prøvetrykk. Hele strålesprederen (HC-3050) og den hule kjeglespiralspreder (TF-12N) ble testet først ved trykk på 0,14, 0,35, 0,70, 1,12 og 1,55 kg/ cm 2. Alle andre variable ble holdt konstant. Tre prøver ble utført med hver spreder ved hvert trykk. Rekkefølgen som prøvene ble gjennomført i, var tilfeldig. Enkelt-stående prøver ble deretter gjennomført med spiralsprederen med hel kjegleform (TF-12NN) på Illinois-kullet ved de forskjellige angitte trykknivåer.

Kullet som ble brukt i prøvene ifølge Tabell 5 og fig. 5, var et Sohio Kitt-kull som ble testet ved forskjellige spredertrykk. Tabell 5 angir prosent kullutvinning ved de forskjellige spredertrykk og prosentinnholdet av de forskjellige bestanddeler både i tilførselen og i produktet.

Fig. 4 og 5 illustrerer et betydningsfullt trekk som foreliggende oppfinnelse beror på, som er at det er en sammenheng mellom spredertrykk og både prosent kullutvinning og prosent askeurenheter. For alle spredere som ble prøvet, ga et lavere spredertrykk både en lavere prosentvis kullutvinning og en lavere prosentandel askeurenheter. Følgelig er disse sammenhenger tatt i betraktning ved foreliggende oppfinnelse for å utvikle en flerstrøms, flerprodukts oppredningsanordning.

Fig. 3 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse for et flerstrøms, flerprodukts separa-sjonsanlegg med skumfIotasjon. Når det er i drift, oppredes en oppslemning av finmalte kullpartikler, tilknyttede urenheter og kjemiske reagenser i en strøm for videresendelse av produkt hvor et første påsatt trykk tvinger oppslemningen til å sprøytes ut ved 60 fra en spreder og ned på overflaten av vann i en fIotasjonstank 62 med videresendelsesstrøm for å skape en flytende skumfase på vannoverflaten. Skumfasen inneholder en første mengde av partikkelmateriale og det gjenværende av oppslemningen adskilles fra skumfasen ved nedsynking til bunnen av fIotasjonstanken 62. Skumfasen fjernes så ved en skumfjerning ved 64, hvorved videresendelse av produkt dannes.

Bunnfallene, som inneholder det gjenværende partikkelmateriale som separeres fra skumfasen ved å synke ned i fIotasjonstanken eller -tankene ved videresendelsesstrøm-men sendes så til en omgang i en rensestrøm. I strømmen for rensing av produkt sprøytes oppslemningen gjennom en spreder ved 66 ved et andre og høyere trykk og ned på overflaten av vann i en strømningsfIotasjonstank 68 for rensing. Sprøytingen skaper en andre flytende skumfase som omfatter en andre mengde av partikkelmaterialet. Det gjenværende av partikkelmaterialeoppslemningen separeres igjen fra skumfasen ved å synke ned i fIotasjonstanken 68 med en rense-strøm. I en foretrukket utførelsesform sendes oppslemningen i strømmen for rensing av produkt gjennom en serie skum-tanker eller -beholdere 68, 70 og 72 for oppredning. Ved gjentatte utsprøytinger ved det andre og høyere trykk i hver av tankene bryter klumpene fra hverandre i en større grad enn en omgang i bare en enkel tank, og fraseparerer derved mer av askeurenhetene.

Foreliggende oppfinnelse er basert på det prin-sipp at det reduserte utsprøytninystrykk i videresendelses-strømmen resulterer i utvinning av bare partikkelmaterialet med', den største prosentvise andel kull (minst prosentandel askeurenheter). Det høyere sprøytetrykk i rensestrømmen resulterer i utvinning i denne av et mindre rent produkt. Bunnfallene som frasepareres i rensestrømmen kan kasseres som avfall, eller kan i alternative utførelsesformer sendes til ytterligere rensestrømmer for tilleggsutvinning.

Fig. 3 illustrerer drift av en eksempelvis utfø-relsesform hvor en tilført oppslemning med et urenhetsinnhold av aske på 17,7 % ble sprøytet inn i skumtanken med gjennomgående strømning ved et forholdsvis lavt trykk på 0,35 kg/cm 2. Dette resulterte i en utvinning av produkt A fra den gjenncmgående strøm på 35,9 % med et forholdsvis lavt urenhetsinnhold av aske på 4,2 %, som utgjør et forholdsvis rent produkt i betraktning av askeinnholdet i tilførselen. Det gjenværende av oppslemningen utvunnet som bunnfall fra videresendelsesstrømmen, ble sprøytet inn i utvinningstankene 68, 70 og 72 for rensestrøm med et forholdsvis høyt trykk på 1,4 kg/cm 2, noe som resulterte i en utvinning fra rense-strømmen på 58,2 % med et urenhetsinnhold av aske på 9,3 % aske. Summen av det som ble utvunnet fra begge strømmer er således 94,1 %. Bunnfallene fra rensestrømmen er merket som produkt C, og kan kasseres som avfall, eller sendes til ytterligere omganger med utvinning.

Avhengig av de valgte parametere kan summen av

det som utvinnes ved videresendelse- og rensestrømmene, velges slik at den blir lik eller bedre enn utvinning ved en normal fremgangsmåte med en enkel produktstrøm, som er begrenset til utvinning langs en enkel utvinningskurve.

En svært verdifull fordel ved foreliggende oppfinnelse er

at omgangene i videresendelsesstrømmen og derpå følgende strømmer kan velges å være langs forskjellige ønskede ut-vinningskurver, hvorved det fås produkter som er svært rene, eller mindre rene, eller rene med hensyn til prosentvis askeinnhold i den grad som måtte være ønsket. Følgelig er foreligende oppfinnelse svært allsidig ettersom behand-

lingen i hver enkel produktstrøm kan reguleres separat for å regulere både produktutvinningsprosenten og urenhetspro-senten i produktet som produseres av den strømmen. For eksempel kan den første produktstrøm reguleres til å gi et svært rent første-strømsprodukt med en svært lav prosentandel urenheter og også med en lav prosentvis utvinning, mens en andre produktstrøm kan reguleres til utvinning av en stor prosentandel av det gjenværende produkt ved en uren-hetsprosent som fortsatt er under prosenten i det første tilførte materiale.

I skumningstankene som er knyttet sammen i serie

i renseproduktstrømmen er det fordelaktig å arrangere vann-strømmen fra tank til tank slik at den er motsatt av strøm-men av kullpartikkelmaterialet fra tank til tank. Etter hvert som kullpartikkelmaterialet beveger seg fremover gjennom tankene for ytterligere omganger med rensing, beveger vannet seg følgelig i den motsatte retning. I den første omgang med rensing brukes det minst rene vann, og i den siste omgang med rensing brukes det reneste vann. Forholdsvis dype tanker muliggjør motstrømsdrift med minimalt tap av kull til det motstrømmende vann, eller forurensning av rent kull med mineralholdig materiale. Videre holder mot-strømsdrif ten behovene for erstatningsvann lave, og minima-liserer vanntapet. Dette siste aspekt blir stadig mer viktig i områder med knapphet på vann eller hvor vann er forholdsvis kostbart. Motstrømsrensing har en annen fordel ved det at noen kull eller fraksjoner av kull naturlig inneholder svært lite finfordelt, eller naturlig medfølgende, mineralmateriale. Dette kull kan effektivt isoleres fra kullet som har mer mineralmateriale ved hjelp av den regulerte kullutvinning.

Claims (16)

1. Flerstrøms, flerprodukts anlegg for separasjon av bestanddelene i en tilført oppslemning som inneholder partikkelmateriale, ved skumfIotasjon,karakterisert vedat det omfatter: (a) et bearbeidingstrinn for blanding av kjemiske reagenser med den tilførte oppslemning for å bearbeide overflatene på partikkelmaterialet i oppslemningen, (b) en strøm for videresendelse av produkt, inkludert midler for påsetting av et første trykk på oppslemningsblandingen med partikkelmateriale for å tvinge den gjennom, og få den til å sprøytes ut fra, minst én spreder og til overflaten aven væske i en fIotasjonstank med en strøm for videresendelse for å skape en flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en første mengde av partikkelmateriale, og hvor det gjenværende av oppslemningsblandingen med partikkelmateriale separeres fra skumfasen ved å synke ned i fIotasjonstanken med en strøm for videresendelse slik at skumfasen fraskilles som et første produkt, og (c) en andre strøm for rensing av produkt som omfatter midler for påføring av et andre trykk, høyere enn det første trykk, på det gjenværende av den separerte oppslemningsblanding med partikkelmateriale for å tvinge den gjennom, og få den til å sprøytes ut fra, minst én spreder til overflaten av en væske i en andre fIotasjonstank med en strøm for rensing for å skape en andre flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en andre mengde av partikkelmateriale, og hvor det gjenværende av partikkelmaterialet separeres fra skumfasen ved å synke ned i den andre flota-sjonstank med en strøm for rensing, slik at den andre skumfase fraskilles som et andre produkt, hvorved første og andre separate produktstrømmer skilles fra den tilførte oppslemning.

2. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1,karakterisert vedat den tilførte oppslemning omfatter en oppslemning av kull partikler og urenheter som er forbundet med disse, som for eksempel aske, og de kjemiske reagenser omfatter overflatebehandlende kjemikalier for kullpartiklene, idet anlegget benyttes til oppredning av kull.

3. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 2,karakterisert vedat strømmen for rensing omfatter en serie av skumfIotasjonstanker og spredere forbundet med disse, som alle betjenes ved det andre trykk.

4. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 3,karakterisert vedat hver spreder består av en spiralspreder med åpen strøm-ning .

5. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 4,karakterisert vedat det første trykk er tilstrekkelig lavt, og det andre trykk er tilstrekkelig høyt, til at utvinningen i rense-strømmen er større enn utvinninen i videresendelsesstrømmen, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

6. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1,karakterisert vedat det første trykk er tilstrekkelig lavt, og det andre trykk er tilstrekkelig høyt, til at utvinningen i rense-strømmen er større enn utvinningen i videresendelsesstrøm-men, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produkt-strøm.

7. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1,karakterisert vedat rensestrømmen omfatter en serie av skumfIotasjonstanker og spredere forbundet med disse som alle betjenes ved det andre trykk.

8. Flertrinns, flerprodukts separasjonssystem med skumfIotasjon ifølge krav 1,karakterisert vedat hver spreder består av en spiralspreder med åpen strøm-ning.

9. Flertrinns, flerprodukts fremgangsmåte for separasjon av bestanddelene i en tilført oppslemning inneholdende partikkelmateriale ved skumfIotasjon, karakterisert vedat : (a) kjemiske reagenser blandes med den tilførte oppslemning for å bearbeide overflatene på partikkelmaterialet i oppslemningen, (b) det i en strøm for videresendelse av produkt påføres et første trykk på oppslemningsblandingen med partikkelmateriale for å tvinge den gjennom, og få den til å sprøytes ut fra, minst én spreder til overflaten av en væske for å skape en flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en første mengde av partikkelmateiralet, og det gjenværende av oppslemningsblandingen med partikkelmateriale får skilles fra skumfasen ved å synke ned i væsken, og skumfasen separeres som et første produkt, og (c) det i en andre strøm for rensing av produkt påføres et andre trykk i det gjenværende av den fraskilte oppslemningsblanding med partikkelmateriale for å tvinge den gjennom, og få den til å sprøytes ut fra, minst én spreder til overflaten av en væske for å skape en andre flytende skumfase på væskeoverflaten som inneholder en andre mengde av partikkelmaterialet, og det gjenværende av oppslemningen med partikkelmateriale får separeres fra skumfasen ved å synke- ned i væsken og den andre skumfase fraskilles som et andre produkt, hvorved første og andre separate produktstrøm separeres fra den tilførte oppslemning .

10. Flerstrøms, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert vedat den tilførte oppslemning dannes fra en oppslemning av kullpartikler og urenheter som er forbundet med disse, som for eksempel aske, og hvor de kjemiske reagenser omfatter overflatebehandlende kjemikalier for kullpartiklene, hvorved fremgangsmåten benyttes til oppredning av kull.

11. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 10,karakterisert vedat den omfatter utførelse av en serie trinn med utsprøyting og separasjon i rensestrøm-men .

12. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 11,karakterisert vedat det i hvert utsprøynings-trinn benyttes en spiralspreder med åpen strømning.

13. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 12,karakterisert vedat det første trykk er tilstrekkelig lavt, og det andre trykk er tilstrekkelig høyt, til at utvinningen ved separasjon av det andre produkt er større enn utvinningen ved separasjon av det første produkt, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

14. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert vedat det ført trykk er tilstrekkelig lavt, og det andre trykk er tilstrekkelig høyt, til at utvinningen ved separasjon av det andre produkt er større enn utvinningen ved separasjon av det første produkt, noe som resulterer i en forholdsvis ren første produktstrøm.

15. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert vedat den omfatter utførelse av en serie av trinn med utsprøyting og separasjon i rensestrøm-men.

16. Flertrinns, flerprodukts separasjonsfremgangsmåte med skumfIotasjon ifølge krav 9, karakterisert vedat det i hvert utsprøytings-trinn benyttes en spiralspreder ved åpen strømning.