UA119661C2 - Відстійник для декантування мінеральних суспензій та спосіб відокреплення освітленого розчину від згущеного шламу зазначеної мінеральної суспензії - Google Patents

Abstract

Відстійник (201) для декантування мінеральної суспензії, яка містить резервуар (203), який має бічну стінку (205), нижню частину (207) та верхню частину (209), вихідний отвір (211) для згущеного шламу в нижній частині резервуара, перший переливний вихідний отвір (213) для відведення потоку переповнення освітленого розчину, вхідний пристрій для суспензії (215) для введення свіжої суспензії в резервуар, де вхідний пристрій для суспензії (215) має отвір для суспензії (261), через який свіжа суспензія надходить в основну частину суспензії в резервуарі, та мішалку (217), яка має вертикальну вісь (239), навколо якої мішалка обертається або здійснює зворотно-поступальний рух в зазначеному відстійнику, де отвір для суспензії (261) є зміщеним в бік відносно зазначеної вертикальної осі мішалки, та зазначений вхідний пристрій для суспензії (215) включає засіб змішування (251). Установка з розділення, яка містить зазначений вище відстійник, та спосіб відокремлення освітленого розчину від згущеного шламу мінеральної суспензії.

Description

ГАЛУЗЬ ВИНАХОДУ

Представлений винахід стосується відстійників для мінеральних суспензій, які використовуються в промислових процесах. Більш конкретно, даний винахід стосується відстійників, які використовуються для декантування або згущення суспензії мінералів або мінеральних відходів, наприклад, червоного шламу, який отримують під час екстракції оксиду алюмінію з бокситу за способом лужного гідролізу або атаки за Байєром. Іноді такі відстійники називають як гравітаційні відстійники, відстійники під тиском, освітлювачі, відокремлювачі, згущувачі, глибокі згущувачі, тощо. Надалі, відстійник може також згадуватися, як ємність гравітаційного відстійника.

Представлений винахід також стосується установки відокремлення, яка містить відстійник та способу відокремлення освітленого розчину від згущеного шламу мінеральної суспензії.

Наступний опис винаходу фокусується на осадженні густої суспензії за способом Байєра.

Однак, слід підкреслити, що представлений винахід має більш широке застосування, ніж це, та в цілому стосується осадження суспензії за будь-яким типом процесу.

ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИНАХОДУ

Багато промислових процесів використовують цистерни або резервуари, в яких суспензіям мінеральних матеріалів або відходів дають відстоятися та ущільнитися, часто за допомогою флокулянтів або інших хімічних допоміжних речовин, щоб отримати згущений нижній шар суспензії та освітлений або рідкий верхній шар. Процес згущення може бути потрібним з різних причин, але часто використовується для отримання густого осаду або пластичної твердої речовини, яка може бути видалена або транспортована більш легко та економічно, ніж тонка суспензія. Освітлений розчин потім може рециркулюватись в тому ж самому промисловому процесі або безпосередньо видалятись.

Наприклад, способи отримання тригідрату оксиду алюмінію, застосовуючи лужний гідроліз бокситової руди, відомий як спосіб Байєра, включають засоби розділення для обробки суспензії, отриманої після гідролізу бокситової руди, для того, щоб відокремити збагачений алюмінатом натрію розчин від нерозчинних залишків, відомих як червоний шлам. Засоби розділення, як правило, є сполученими із засобами осадження для обробки збагаченого алюмінатом натрію розчину для того, щоб осадити тригідрат оксиду алюмінію. Засоби розділення часто включають засоби попередньої обробки для додавання флокулянтів до суспензії та відстійник, сполучений із зазначеними засобами попередньої обробки, для отримання освітленого розчину. Засоби попередньої обробки, як правило, покращують ефективність відстійника за рахунок отримання переповненого потоку освітленого розчину з відстійника, який має низьку концентрацію твердих частинок.

У відомих способах Байєра, засоби розділення, як правило, включають засоби фільтрування для видалення, щонайменше, частини частинок нерозчинних залишків, які залишилися, з освітленого розчину. Використання фільтрації після відстійника гарантує, що перенасичений розчин, який відправляється до засобів осадження, має високу чистоту. Галузі промисловості завжди звертали увагу, та все ще звертають увагу, на підвищення ефективності засобів розділення в способах Байєра, та більш конкретно відстійника, з метою спростити здійснення та функціонування на стадії фільтрації та зменшити пов'язані з цим витрати.

Відомі відстійники для обробки мінеральних суспензій, таких як червоний шлам, як правило, містять резервуар для витримування та декантування основної частини суспензії з утворенням згущеного шламу, як нижнього шару, та освітленого розчину, як верхнього шару, де резервуар має бічну стінку, нижню частину та верхню частину, вихідний отвір для згущеного шламу в нижній частині резервуару, та переливний вихідний отвір для відведення потоку переповнення освітленого розчину. Суспензія, яку декантують, подається в резервуар через розподільну камеру, яка, як правило, представляє собою вертикальний циліндр, який складається з циліндричної бічної стінки, що має відкритий верхній кінець та є частково зануреним нижче верхньої поверхні суспензії в резервуарі. Процесу осадження, як правило, сприяє встановлена вертикально ротаційна мішалка у вигляді лопаті або подібного, розташованої по центру в резервуарі.

Патент США Мо 6,936,178 описує відстійник для мінеральних суспензій, таких як червоний шлам зі способу Байєра, який зводить до мінімуму проблеми, які можуть бути викликані небажаним осадженням твердих речовин через велику кількість великих частинок, які містяться в зазначеній суспензії. Відстійник, описаний у вказаному вище патенті, містить впускний пристрій для суспензії, який має отвір для суспензії, через який свіжа суспензія сполучається з основною частиною суспензії в резервуарі, та є сконфігурованим так, щоб уникнути накопичення твердих речовин безпосередньо з вхідного потоку зазначеної свіжої суспензії з бо отвору для суспензії. Крім того, отвір для суспензії є зміщеним в бік, як правило, по відношенню до вертикальної осі мішалки, навколо якої мішалка обертається або здійснює зворотно- поступальний рух.

Існує необхідність в створенні відстійника для декантування мінеральних суспензій, таких як червоний шлам, які можуть безперебійно виробляти потік переповнення освітленого розчину, який має низьку концентрацію твердих частинок, в той же час, підтримувати щільність згущеного шламу на прийнятному рівні.

ОПИС ВИНАХОДУ

Завданням представленого винаходу є покращити конструкцію відстійника таким чином, щоб пристосувати до суспензій, які містять великі частинки, такі як червоний шлам, та безперебійно отримувати потік переповнення освітленого розчину, який має низьку концентрацію твердих частинок, в той же час підтримуючи щільність згущеного шламу на прийнятному рівні.

Іншим завданням представленого винаходу є оптимізувати ефективність флокулянта, та, тим самим, обмежити кількість флокулянта, який додаватиметься.

Відповідно до представленого винаходу передбаченим є відстійник для декантування мінеральних суспензій, що включає - резервуар для витримування та декантування основної частини суспензії з утворенням згущеного шламу, як нижнього шару, та освітленого розчину, як верхнього шару, де резервуар має бічну стінку, нижню та верхню частину, - вихідний отвір для згущеного шламу в нижній частині резервуара, - перший переливний вихідний отвір для відведення потоку переповнення освітленого розчину, - вхідний пристрій для суспензії поблизу верхньої частини резервуара для введення свіжої суспензії в резервуар, де вхідний пристрій для суспензії має отвір для суспензії, через який свіжа суспензія поступає до основної частини суспензії в резервуар, та - мішалку яка має, як правило, вертикальну вісь, навколо якої мішалка обертається або здійснює зворотно-поступальний рух, де зазначений відстійник характеризується тим, що зазначений отвір для суспензії є зміщеним в бік по відношенню до, як правило, вертикальної осі мішалки, та зазначений вхідний пристрій для суспензії містить засіб змішування.

Зо Переважно, вхідний пристрій для суспензії визначає проточну область, яка включає засіб змішування. Більш переважно, вхідний пристрій для суспензії визначає проточну область, яка включає засіб змішування для змішування флокулянта зі свіжою суспензією, в той же самий час, і розбавлення зазначеного флокулянта в основній частині суспензії, що утримується в резервуарі. Переважно, засіб змішування є бездонним, інакше кажучи, не містить ніякої механічної частини, на якій могли б накопичуватися тверді речовини. Дана конфігурація запобігає накопиченню твердих речовин безпосередньо над отвором для суспензії вхідного пристрою для суспензії. Дана конфігурація також сприяє розбавленню, в межах вхідного пристрою для суспензії, флокулянта суспензією з основної частини суспензії в той же самий час, що і змішування зазначеного флокулянта зі свіжою суспензією.

Мішалка може зазначатися як лопатка, оскільки вона може бути у вигляді лопатки, яка має обертовий або зворотно-поступальний центральний вертикальний стрижень, орієнтований по вертикальній осі.

Під терміном "зміщений в бік" мається на увазі, що вертикальна вісь мішалки (або її розширення вгору) не проходить через отвір для суспензії, оскільки отвір є зміщеним по горизонталі в бічному напрямку по відношенню до осі. Отвір для суспензії зазвичай відкривається фактично вниз, таким чином, лицьовою стороною до нижньої частини резервуара.

Вхідний пристрій для суспензії може бути зазначений як розподільна камера. Більш точно, це є вертикально орієнтована розподільна камера, забезпечена отвором для суспензії в нижній частині розподільної камери, що створює потік суспензії до основної частини суспензії в резервуарі. Положення засобу вставки по відношенню, як правило, до вертикальної осі мішалки передбачає, що це може зазначатись як розподільна камера зміщена по відношенню до центру.

Положення розподільної камери по відношенню до відстійника запобігає накопиченню твердих частинок та блокуванню нижнього потоку згущеного матеріалу. Крім того, така розподільна камера зміщена по відношенню до центру, поєднана з використанням засобу змішування в зазначеній розподільній камері зміщеній по відношенню до центру дозволяє функціонування особливих умов перемішування, відповідно, в розподільній камері та у відстійнику.

Вертикальна вісь мішалки переважно є вирівняною концентрично з вихідним отвором для бо згущеного шламу, причому як вісь, так і вихідний отвір знаходяться в центрі резервуара. Отвір для суспензії потім переважно має центр, розташований на відстані від центру резервуара, щонайменше, на 5 95, та більш переважно, щонайменше, на 10 95, від відстані між центром та бічною стінкою резервуара. Насправді, отвір для суспензії може бути розташованим на 50 95 або більше від відстані між центром резервуара та бічною стінкою, та звичайно може бути розташованим в безпосередній близькості від бічної стінки резервуара.

Відстійник за даним винаходом може бути забезпечений більше, ніж одним вхідним пристроєм для суспензії, всі з яких мають отвори для суспензії, зміщені в бік по відношенню до вертикальної осі мішалки.

Переважно, засіб змішування функціонує незалежно від мішалки.

Коли засіб змішування розподільної камери містить одну або більше ротаційних мішалок, встановлених на тій же осі обертання, конфігурація зміщена по відношенню до центру розподільної камери, дозволяє встановлювати швидкість обертання мішалки(ок), яка відрізняється від швидкості мішалки в відстійнику. Загалом, швидкість обертання мішалки розподільної камери є більшою, ніж однієї мішалки усередині відстійника.

Переважно, вхідний пристрій для суспензії виконано так, щоб уникнути накопичення твердих речовин зі свіжої суспензії безпосередньо перед отвором для суспензії.

Вхідний пристрій для суспензії має площу поперечного перерізу перпендикулярно до потоку суспензії безпосередньо перед отвором для суспензії, та переважно отвір для суспензії має площу поперечного перерізу, яка становить, щонайменше, від 80 96 аж до площі поперечного перерізу розподільної камери безпосередньо перед отвором для суспензії. В ідеалі, отвір для суспензії має такий самий розмір (площу) що й поперечний переріз вхідного пристрою для суспензії безпосередньо перед отвором для суспензії, або не є значно меншим. Це дозволяє уникнути або запобігає значному накопиченню твердих частинок зі свіжої суспензії в розподільній камері безпосередньо перед отвором для суспензії, оскільки свіжа суспензія не стає надмірно в стані спокою в межах розподільної камери.

Накопичення твердих частинок зі свіжої суспензії безпосередньо перед отвором у вхідний пристрій для суспензії можна уникнути шляхом підтримання прийнятно високої швидкості потоку свіжої суспензії протягом усього вхідного пристрою для суспензії та отвору для суспензії, щоб запобігти осадженню твердих частинок.

Зо Переважно, засіб змішування вхідного пристрою для суспензії містить, щонайменше, одну ротаційну мішалку. Щонайменше, одна, переважно всі, ротаційна мішалка(йи) може бути мішалкою лопатного типу.

Переважно, вхідний пристрій для суспензії містить вертикальну циліндричну стінку, де засіб змішування зазначеного вхідного пристрою для суспензії експлуатується в площі кола, яке має діаметр, який є від 0,4 до 0,8, наприклад, 0,6 кратним діаметру зазначеної вертикальної циліндричної стінки. Це дозволяє оптимізувати контакт між флокулянтами та твердими матеріалами в межах вхідного пристрою для суспензії.

Переважно, вхідний пристрій для суспензії включає трубу для подачі суспензії, розташовану таким чином, що суспензію подають тангенціально у вхідний пристрій для суспензії. Це дозволяє більш поступово зменшити швидкість флокульованої суспензії уздовж бічної стінки вхідного пристрою для суспензії, таким чином, обмежуючи стирання агрегатів твердого матеріалу.

Переважно, засіб змішування вхідного пристрою для суспензії містить дві ротаційні мішалки, розташовані нижче та вище по відношенню до труби для подачі суспензії. Використання двох ротаційних мішалок гарантує, що більша частина внутрішнього об'єму вхідного пристрою для суспензії перемішується. Розташування двох ротаційних мішалок відповідно нижче та вище по відношенню до труби для подачі суспензії гарантує, що флокульована суспензія подається в область перемішування вхідного пристрою для суспензії.

Переважно, отвір для суспензії є розташованим в нижній частині вхідного пристрою для суспензії. Це є гарантією того, що тверді частинки флокульованої суспензії, яка подається до вхідного пристрою для суспензії, не накопичується в нижній частині зазначеного вхідного пристрою для суспензії. Це запобігає будь-якій операції з очистки або видалення твердих речовин.

Відповідно до переважного варіанту здійснення, відстійник за представленим винаходом містить другий переливний вихідний отвір для відведення потоку переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, коли виміряне значення, що характеризує концентрацію твердих частинок в освітленому розчині перевищує заздалегідь визначений поріг, де потік переповнення освітленого розчину виводять з першого переливного вихідного отвору, в той час як зазначене вимірюване значення є меншим, ніж попередньо визначене граничне (516) значення.

У контексті способу Байєра, відстійник, який має два окремих вихідних отвори від переливання через краї, має на увазі, що існують дві окремі лінії, одна з яких підключена до стадії осадження, та інша підключена до стадії попередньої обробки.

Переважно, другий переливний вихідний отвір є розташованим на більш високому рівні, ніж перший переливний вихідний отвір. З такою конфігурацією, існує затримка перед потоком переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, витікає з другого переливного вихідного отвору. Дана затримка дає деякий час, щоб зреагувати перш ніж діяти при функціонуванні засобів розділення. Дана затримка є функцією вертикальної відстані між обома вихідними отворами від переливання через краї. З такою конфігурацією, немає необхідності мати клапан в лінії, підключеної до другого переливного вихідного отвору. Таким чином, немає ніякого преюдиціального значення шкали на функціонування клапану, більш конкретно на відкриття клапана, оскільки немає клапана.

Відповідно до представленого винаходу передбаченою є установка з розділення для відокремлення освітленого розчину від згущеного шламу мінеральної суспензії, яка включає засоби попередньої обробки для додавання флокулянтів до свіжої суспензії та для змішування зазначеної свіжої суспензії з зазначеними флокулянтами, та отримання флокульованої суспензії, яка відрізняється тим, що установка з розділення додатково включає описаний вище відстійник, де зазначеної відстійник є сполученим з зазначеними засобами попередньої обробки для декантування зазначеної флокульованої суспензії та для отримання освітленого розчину.

Представлений винахід також стосується способу відокремлення освітленого розчину від згущеного шламу мінеральної суспензії, який включає осадження свіжої суспензії у відстійнику, який включає - введення зазначеної свіжої суспензії в основну частину суспензії в резервуарі, який забезпечений ротаційною мішалкою або мішалкою зворотно-поступального руху, як правило, навколо вертикальної осі з утворенням згущеного шламу, у вигляді нижнього шару, та освітленого розчину, у вигляді верхнього шару, де зазначену свіжу суспензію вводять у вхідний пристрій для суспензії через отвір, - видалення згущеного шламу з вихідного отвору в нижній частині резервуара, та - видалення освітленого розчину прилеглого до верхньої частини резервуара з першого

Зо переливного вихідного отвору, де спосіб відрізняється тим, що зазначену свіжу суспензію змішують з використанням засобу змішування в зазначеному вхідному пристрої для суспензії, та вводять в резервуар через зазначений отвір в положенні, розташованому з боку від зазначеної, як правило, вертикальної осі мішалки.

Переважно, вхідний пристрій для суспензії визначає проточну область, яка містить засіб змішування.

Переважно, спосіб включає попередню обробку свіжої суспензії на стадії попередньої обробки шляхом додавання флокулянта до зазначеної свіжої суспензії та змішування флокулянта та суспензії для отримання флокульованої суспензії.

Загальна мета стадії попередньої обробки полягає в тому, щоб сприяти утворенню агрегатів твердого матеріалу в суспензії що в свою чергу сприяє осадженню твердої речовини в отриманій в результаті флокульованій суспензії. Одна з цілей змішування флокулянтів та суспензії на стадії попередньої обробки полягає в тому, щоб збільшити ймовірність контакту між флокулянтами та твердими речовинами в суспензії. Інша мета змішування флокулянтів та суспензії полягає в тому, щоб підтримувати дисперсію, переважно гомогенну дисперсію, твердої речовини, включаючи будь-які агрегати твердої речовини, які утворюються, в суспензії, та щоб звести до мінімуму осадження твердої речовини в апараті, який використовують на стадії попередньої обробки. Інша мета змішування флокулянтів та суспензії полягає в тому, щоб дозволити агрегатам рости до розміру прийнятного для полегшення розділення твердої речовини, включаючи агрегати твердої речовини, та розчину в резервуарі осадження.

Переважно, стадія попередньої обробки включає початкову стадію змішування суспензії зі, щонайменше, частиною флокулянтів, кінцеву стадію змішування суспензії з флокулянтами у вхідному пристрої для суспензії, та вибір швидкості змішування на початковій стадії змішування, яка є вищою, ніж швидкість змішування на кінцевій стадії змішування.

Мається на увазі, що швидкість змішування представляє собою силу зсуву, яка прикладається до флокульованої суспензії, тобто до флокулянтів, до твердих частинок суспензії та до твердих речовин, які вже утворили агрегати твердих частинок за допомогою зазначених флокулянтів. Агрегати твердої речовини також називаються як флокули. Швидкість змішування може бути визначена шляхом вимірювання швидкості перемішування, наприклад, шляхом бо вимірювання швидкості кінця ротаційної мішалки.

Встановлено, що швидкість змішування, застосована на різних стадіях змішування впливає не тільки на контакт між твердими частинками та флокулянтами, але також на руйнування агрегатів твердої речовини. Іншими словами, існує оптимальна швидкість змішування, яку слід знайти. Більш точно, існує послідовність різних швидкостей змішування для застосування до суспензії, для того, щоб або оптимізувати контакт між твердими частинками та флокулянтами та/або запобігти руйнуванню агрегатів твердої речовини. Якщо швидкість змішування є занадто низькою, не має достатнього контакту між твердими частинками та флокулянтами. Якщо швидкість змішування є занадто високою, то тверді частинки, які є вже агломерованими, мають тенденцію до руйнування. При виборі швидкості змішування на початковій стадії змішування, яка є вищою, ніж швидкість змішування на кінцевій стадії змішування, було несподівано виявлено, що ефективність наступної стадії осадження у відстійнику була значно покращеною.

Стадія попередньої обробки також може включати варіювання швидкостями дозування флокулянтів під час проходження стадії. Стадія попередньої обробки може включати вибір більш високої швидкості дозування на більш ранньому етапі стадії, ніж на більш пізньому етапі стадії.

Не будучи пов'язаними будь-якою теорією, виявлено, що описаний вище вибір швидкості змішування та варіація швидкостей дозування додатково підвищують ймовірність контакту твердої речовини та флокулянтів на більш ранньому етапі стадія попередньої обробки та додатково сприяє утворенню агрегатів, в той же час, підтримуючи дисперсію твердої речовини, включаючи будь-які агрегати, які можуть утворитися, в флокульованій суспензії.

Виявлено, що стадія попередньої обробки, яка включає додавання флокулянта, щонайменше, в один резервуар по ходу потоку з високою швидкістю змішування та наступний резервуар або вхідний пристрій для суспензії гравітаційного відстійника з повільною швидкістю змішування може в значній мірі покращити ефективність стадії розділення.

Вплив такої схеми додавання флокулянта може бути оцінений з урахуванням, з одного боку, прозорості освітленого розчину, отриманого під час стадії осадження флокульованої суспензії, або концентрації його нерозчинних залишків, та з іншого боку, швидкості осадження флокульованої суспензія під час зазначеної стадії розділення.

Оскільки розглядається прозорість освітленого розчину, освітлений розчин, який

Зо отримується на поверхні ємності гравітаційного відстійника має концентрацію нерозчинних залишків, яка становить порядок величини 10 мг/л, що значно менше, ніж при використанні звичайної флокуляції стадії попередньої обробки.

Оскільки розглядається швидкість осадження флокульованої суспензії, вона дійсно є важливим параметром, який повинен бути прийнятим до уваги, оскільки швидкість зазначеного осадження є пов'язаною з ефективністю відстійника, який використовують на стадії розділення.

Спосіб за даним винаходом, очевидно, є призначеним для використання на підприємствах в промислових масштабах, флокуляційну попередню обробку необхідно запустити таким чином, щоб забезпечити максимальну швидкість осадження. Зокрема, спосіб за представленим винаходом повинен бути сумісним з використанням декантатора високої швидкості на стадії розділення твердої речовини/рідини.

Тому, отриманий в результаті освітлений розчин мав значно знижену кількість твердих частинок таким чином, що, в контексті способу Байєра, не було більше необхідності в ніякій фільтрації, та освітлений розчин може безпосередньо подаватися на стадію осадження.

Переважно, початкова стадія змішування включає пропускання суспензії через перший та другий пристрій для змішування. Пристрій для змішування, що утворює початковий засіб змішування може бути вбудований змішувач або переважно резервуар для змішування.

Переважно, засіб змішування вхідного пристрою для суспензії включає, щонайменше, одну ротаційну мішалку. Швидкість на кінці мішалки можна регулювати в діапазоні від 0,3 до 0,7 м/с.

Переважно, вхідний пристрій для суспензії відстійника має отвір для суспензії, через який у відстійник вводять флокульовану суспензію, швидкість, з якою вводять флокульовану суспензію у відстійник, підтримується в діапазоні від 100 до 150 м/год.

Швидкість, з якою флокульована суспензія вводиться у відстійник може бути визначена шляхом ділення швидкості потоку зазначеної суспензії на площу перерізу отвору для суспензії розподільної камери. Підтримання швидкості, з якою флокульована суспензія вводиться у відстійник в зазначеному вище діапазоні, гарантує, що така швидкість не є надто низькою, щоб розподілити твердий матеріал флокульованої суспензія в більшій частині внутрішнього об'єму відстійника, та не є надто високою, щоб запобігти стиранню агрегатів твердої речовини та винесення з освітленим розчином.

Відповідно до одного переважного аспекту даного винаходу, спосіб включає 60 - відведення потоку переповнення освітленого розчину з першого переливного вихідного отвору, в той же час виміряне значення, що характеризує концентрацію твердих частинок в освітленому розчині, є меншим, ніж попередньо визначене граничне значення, - припинення відводу потоку переповнення з першого переливного вихідного отвору, коли виміряне значення є більшим, ніж попередньо визначене граничне значення, та - відведення потоку переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам через другий переливний вихідний отвір, коли виміряне значення є більшим, ніж зазначене попередньо визначене граничне значення.

У контексті способу Байєра, лінія між першим переливним вихідним отвором та стадією осадження має клапан. Даний клапан буде триматися закритий тільки в той час, коли функціонування є порушеним, іншими словами, коли виміряне значення є більшим, ніж попередньо визначене граничне значення. Оскільки проміжок часу, поки клапан є закритий, повинен бути обмежений, то осаду не має часу на підйом, та відкриттю клапана осад не буде перешкоджати.

У контексті способу Байєра, коли спосіб за даним винаходом використовують для обробки суспензії, отриманої шляхом лужного гідролізу бокситової руди для того, щоб відокремити збагачений розчин алюмінату натрію від нерозчинних залишків, він забезпечує значно спрощену стадію розділення, яку фактично здійснюють шляхом гравітаційного осадження, та не вимагає використання стадії фільтрації. В даному контексті, спосіб за даним винаходом запобігає отриманню оксиду алюмінію з неприпустимою чистотою та/або виникненню інцидентів при здійсненні стадій відновлення оксиду алюмінію, які слідують після стадії розділення.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

Даний винахід описується наступними фігурами, які ілюструють, без обмеження, один варіант здійснення відстійника, установку з розділення та спосіб за даним винаходом.

Фіг. 1 представляє собою схему, яка ілюструє приклад способу Байєра, який використовує відстійник відповідно до представленого винаходу.

Фіг. 2 представляє приклад способу розділення відповідно до представленого винаходу у контексті способу Байєра.

Фіг. З представляє установку з розділення, що включає відстійник відповідно до представленого винаходу у контексті способу Байєра з використанням одного типу схеми

Зо управління.

Фіг. 4 представляє установку з розділення, що включає відстійник відповідно до представленого винаходу у контексті способу Байєра з використанням іншого типу схеми управління.

Фіг. 5 представляє вертикальний поперечний переріз, що показує приклад відстійника відповідно до представленого винаходу.

ОПИС ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ

Спосіб, схематично ілюстрований на Фіг. 1, представляє основні стадії способу отримання тригідрату оксиду алюмінію з бокситової руди за відомим способом Байєра.

Посилаючись на Фіг. 1, бокситова руда 10 подається на стадію подрібнення 12, для того, щоб розтовкти руду, як правило, в присутності розчину алюмінату натрію. Отримана в результаті суспензія 14 подається на стадію десилікації 16. Після десилікації, суспензію десилікованого розчину 18 та бокситової руди попередньо нагрівають на стадії попереднього нагрівання 20 та вводиться в контакт з розчином алюмінату натрію, який забезпечується з свіжого розчину алюмінату натрію, потік не показаний, та з розчину алюмінату натрію, рециклізованого потоку 22. Попередньо нагріта суспензія 24 з розчину алюмінату натрію та бокситової руди подається на стадію гідролізу 26 в гідролізному ланцюгу, де гідроліз здійснюється під тиском та при високій температурі. Гідролізний ланцюг, як правило, складається з серій автоклавів, в яких суспензія циркулює. Під час процесу гідролізу отримують суспензію, яка містить збагачений розчин алюмінату натрію та нерозчинні залишки. Під час гідролізу, суспензія проходить через теплообмінники, які не показані, що дозволяє відновити тепло на стадії попереднього нагрівання 20. Суспензія 28, отримана в результаті гідролізу, потім скидають тиск на стадії 30. Суспензію 32, що знаходиться не під тиском, яка як і раніше включає збагачений алюмінатом натрію розчин та нерозчинні залишки, потім передають на стадію розділення для того, щоб відокремити збагачений алюмінатом натрію розчин від нерозчинних залишків. Стадія розділення як правило включає декантування або стадію осадження 70 в ємності для гравітаційного осадження, в якій нерозчинні залишки відокремлюють від збагаченого алюмінатом натрію розчину шляхом гравітаційної взаємодії. Резервуар для осадження, як правило, знаходиться під тиском. Нерозчинні залишки видаляють з нижньої частини резервуара для осадження у вигляді червоного шламу, 36 в той же час, збагачений 60 алюмінатом натрію розчин, як правило, називають як освітлений розчин, відокремлюють від червоного шламу в потік переповнення 38 зазначеного резервуара для осадження. Червоний шлам 36 потім промивають водою 40 протиточному промивачі 42, для того, щоб відновити алюмінат натрію. Переливання 44 з першого промивача, який має дуже високий вміст алюмінату натрію, проходить через допоміжну стадію фільтрації 66, та фільтраційний потік 67, отриманий під час зазначеної стадії фільтрації, потім переносять на стадію осадження 52, описану в даному документі далі. Промитий червоний шлам 46 відправляють на ділянку утилізації. Потік 50 збагаченого алюмінатом натрію розчину, відокремленого від нерозчинних залишків відправляється на подальші стадії для вилучення оксиду алюмінію як глинозем плавильних сортів. Дані стадії включають стадію осадження та стадію прожарювання. Як правило, перед тим, як осаджувати, потік перенасиченого розчину алюмінату 50 додатково охолоджують, щоб збільшити перенасичення розчиненого алюмінату натрію. Осадження проводять в ланцюзі розкладання, який включає серію осаджуючих речовин 52, де фільтрат 50 поступово охолоджують для осадження тригідрату оксиду алюмінію. Осадження, як правило, додатково включає стадію класифікації, що проводиться за класифікаційною схемою 54.

Класифікаційна схема подається з суспензією тригідрату оксиду алюмінію 53, який виходить до схеми осадження 52. Потік 56 тонкого тригідрату оксиду алюмінію відокремлюють за класифікаційною схемою 54 та повертають назад в цикл на стадію осадження 52, як затравку.

На виході зі схеми класифікації 54, використаний або відпрацьований розчин 58 концентрують шляхом випаровування 60, та отриманий в результаті концентрований розчин відправляють назад на стадію гідролізу через використовуваний повторно потік 22, в той час як отриманий тригідрат оксиду алюмінію 62 подається на стадію прожарювання 64.

У відомих способах Байєра, стадія розділення, як правило, потребує, після стадії осадження, додаткову стадію фільтрації для видалення, щонайменше, частини частинок нерозчинних залишків, які залишилися, з освітленого розчину. Залишкові частинки часто є дуже дрібними, тому фільтраційні добавки, такі як вапно або трикальцію алюмінат, повинні застосовуватися до фільтраційної тканини, щоб запобігти засміченню та покращити швидкість фільтрування. Те ж саме застосовують до допоміжної стадії фільтрації 66, що вимагає трикальцію алюмінат 68. Трикальцію алюмінат, як правило, отримують з вапна як вихідної сировини, але також споживається алюмінат натрію та, таким чином, знижується ефективність

Зо перетворення за способом Байєра. Обладнання та проведення стадії фільтрації, тому, Є досить складними та в результаті призводять до високих капітальних та експлуатаційних витрат.

Стадію розділення 70 способу, проілюстрованого на Фіг. 1, фактично здійснюють шляхом осадження суспензії в ємності гравітаційного відстійника відповідно до представленого винаходу, та не вимагає використання стадії фільтрування перед стадією осадження 52, 54.

Завдяки конкретній конструкції ємності гравітаційного відстійника та його розподільній камері, що буде детально описано в даному документі далі, освітлений розчин, який був отриманий на поверхні ємності гравітаційного відстійника, має концентрацію нерозчинних залишків, яка має порядок величини 10 мг/л. Конкретна конструкція ємності гравітаційного відстійника в поєднанні з конкретною схемою регулювання на основі безперервного вимірювання каламутності освітленого розчину, дає можливість подавати потік 50 зазначеного освітленого розчину безпосередньо на стадію осадження, в той же час, підтримуючи чистоту отриманого оксиду алюмінію та надійність останніх стадій процесу виділення оксиду алюмінію.

Зараз стосовно Фіг. 2, стадія розділення 70 включає: - попередню обробку суспензії на стадії попередньої обробки 81, шляхом додавання флокулянта до зазначеної суспензії та змішування флокулянта та суспензії, щоб отримати флокульовану суспензію, - осадження 83 зазначеної флокульованої суспензії в ємності гравітаційного відстійника, отримуючи освітлений розчин та згущений шлам нерозчинних залишків, - визначення виміряного значення типового для концентрації твердих частинок в освітленому розчині, на стадії вимірювання 85, та - порівняння 87 виміряного значення з попередньо визначеним граничним значенням.

У той час як, виміряне значення є меншим, ніж зазначене попередньо визначене граничне значення, стадія розділення 70 включає: - відведення 89 потоку переповнення освітленого розчину через перший переливний вихідний отвір ємності гравітаційного відстійника, та - подачу 91 зазначеного освітленого розчину безпосередньо на стадію осадження 52.

Коли виміряне значення є більшим, ніж зазначене попередньо визначене граничне значення, стадія розділення 70 включає: - припинення 93 відводу потоку переповнення через перший переливний вихідний отвір, 60 - відведення 95 потоку переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, через другий переливний вихідний отвір ємності зазначеного гравітаційного відстійника, та - перенаправлення 97 зазначеного освітленого розчину на стадію попередньої обробки 81.

Фіг. З та Фіг. 4 ілюструють установку з розділення, яка включає відстійник відповідно до представленого винаходу у контексті способу Байєра з використанням двох різних типів схеми управління. Проілюстрований спосіб фокусується на стадії розділення способу Байєра, більш точно від стадії скидання тиску до стадії осадження способу Байєра.

Посилаючись на Фіг. З та Фіг. 4, потік суспензії 101, що надходить зі стадії гідролізу, миттєво охолоджується до температури навколишнього середовища та тиску в серії відстійників. Для спрощення схеми, тільки останній випарний резервуар 103 стадії скидання тиску був представлений з вихідним отвором для пари 105. Суспензію, яка не знаходиться під тиском 107, яка включає збагачений алюмінатом натрію розчин розчиненого оксиду алюмінію та нерозчинних залишків, утворених з частинок нерозчиненої бокситової руди, перекачують з використанням насосу 109, на стадію попередньої обробки, де її обробляють шляхом додавання флокулянтів та шляхом змішування флокулянтів та зазначеної суспензії.

Стадія попередньої обробки включає початкову стадію змішування з першою частиною флокулянтів, що включає пропускання суспензії через перший резервуар для змішування 111 та другий резервуар для змішування 113. Першу частину флокулянтів додають застосовуючи першу лінію подачі флокулянтів 115 в лінію між насосом 109 та першим резервуаром змішування 111, та застосовуючи другу лінію подачі флокулянтів 117 в лінію між зазначеним першим резервуаром змішування 111 та другим резервуаром змішування 113. Флокулянти можуть представляти собою будь-який прийнятний флокулянт, такий як поліакрилат або гідроксамат. Розташування є таким, що можливим є варіювати швидкістю дозування флокулянта, в залежності від вимог способу. Перший та другий резервуар для змішування 111, 113 обидва є оснащеними ротаційною мішалкою, відповідно 121, 123. ротаційні мішалки 121, 123 можуть мати змінні диски, які роблять можливим обертати мішалки з різними швидкостями в кожному резервуарі в залежності від вимог способу. Перший та другий резервуари змішування 111, 113 зі стадія попередньої обробки є розташованими послідовно, з вхідними отворами для технологічної суспензії в верхніх частинах зазначених резервуарів та вихідними

Зо отворами для технологічного розчину в нижніх частинах зазначених резервуарів. Суспензія тече послідовно через резервуари змішування 111, 113, таким чином, що 100 95 суспензії тече через кожен з резервуарів.

Стадію попередньої обробки проводять з метою отримання флокульованої суспензія, яку потім вводять в ємність гравітаційного відстійника 125, де флокуляція суспензії дозволяє кращу ефективність осадження в ємності гравітаційного відстійника.

Стадія попередньої обробки додатково включає додаткову стадію змішування, яка в даному документі далі називається як кінцева стадія змішування, для змішування суспензії з флокулянтами, де зазначена кінцева стадія змішування відбувається у вхідному пристрої для суспензії ємності гравітаційного відстійника 125, яку зазвичай називають як розподільна камера 127. Другу частину флокулянтів додають через іншу лінію подачі флокулянтів 129 в лінію між другим резервуаром для змішування 113 та розподільною камерою 127. Знову, можливим є варіювати швидкість дозування флокулянта, який додають через лінію 129 відповідно до вимог способу.

Розподільну камеру, як правило, використовують для введення отриманої в результаті флокульованої суспензії в ємність зазначеного гравітаційного відстійника. Відповідно до аспекту даного винаходу, розподільну камеру 127 використовують для додаткового перемішування флокулянтів із суспензією та, таким чином, включає засіб змішування, такий як ротаційна мішалка. Більш точно, засіб змішування розподільної камери 127 включає дві ротаційні мішалки 131, що встановлені на одній і тій самій осі, щоб гарантувати, що більша частина внутрішнього об'єму зазначеної розподільної камери перемішується. Ротаційні мішалки 131 можуть мати регульовані приводи. Дві ротаційні мішалки 131, відповідно, розташовані нижче та вище по відношенню до труби для подачі суспензії 133, щоб гарантувати, що флокульована суспензія подається в область перемішування розподільної камери.

Встановлено, що змішування флокулянтів із суспензією безпосередньо перед стадією осадження в ємності відстійника 125 значно покращує ефективність стадії розділення.

Ефективність стадії розділення ще більше покращується, коли швидкість змішування в першому та другому резервуарі змішування 111, 113 є вищою, ніж швидкість змішування в розподільній камері 127. Іншими словами, зменшення швидкості змішування на кінцевій стадії змішування, та маючи дану кінцеву стадію змішування безпосередньо перед стадією осадження отриманої в бо результаті флокульованої суспензії, дозволяє отримати освітлений розчин, який має зменшену кількість твердих частинок в суспензії, наприклад, менше, ніж 10 мг/л.

Швидкість на кінчику ротаційних мішалок 131 регулюють в діапазоні від 0,3 до 0,7 м/с.

Розподільна камера 127 має отвір для суспензії 135, через який флокульовану суспензію вводять в ємність гравітаційного відстійника. Отвір для суспензії 135 є розташованим в нижній частині розподільної камери 127, щоб попередити накопичення в нижній частині зазначеної розподільної камери. Швидкість, з якою флокульована суспензія вводиться в ємність гравітаційного відстійника, підтримується від 100 до 150 м/год., щоб розподілити тверді матеріали в більшій частині внутрішнього об'єму ємності гравітаційного відстійника 125 та, щоб запобігти стиранню агрегованих твердих матеріалів.

Розподільна камера включає вертикальну циліндричну стінку 137, де ротаційна мішалка функціонує в площі кола, яке має діаметр, що є приблизно 0,6 кратним діаметром зазначеної вертикальної циліндричної стінки. Труба для подачі суспензії 133 є розташованою таким чином, що суспензія подається тангенціально у вхідний пристрій для суспензії. Ємність гравітаційного відстійника 125 має лопать 141, отвір для суспензії 135, який є зміщеним в бік по відношенню до основної осі лопаті. Така конфігурація має на увазі те, що осі мішалок 131 розподільної камери 127 відрізняються від осі лопаті 141, що дозволяє швидкості обертання мішалок розподільної камери 131 відрізнятися від швидкості лопаті 141.

Тверді речовини та компоненти маточного розчину флокульованої суспензії розділяються в ємності гравітаційного відстійника 125, щоб отримати освітлений розчин в верхній частині зазначеної ємності та згущений шлам в нижній частині зазначеної ємності.

Ємність гравітаційного відстійника є забезпеченою першим переливним вихідним отвором 151, що сполучається із засобами осадження 153 за рахунок лінії 155. Датчик каламутності 157 є розташованим в лінії 155 для визначення виміряного значення каламутності вторинного потоку 159 освітленого розчину. Лінія 155 також є оснащеною відсікаючим клапаном 161.

Відсікаючий клапан 161 є функціонально з'єднаним із датчиком каламутності через засоби контролю за процесом 163, що включає засоби для порівняння виміряного значення з попередньо визначеним граничним значенням, що переважно відповідає вмісту твердого матеріалу в освітленому розчині 10 мг/л.

Оскільки розглядається вимірювання каламутності воно може здійснюватись шляхом

Зо відведення вторинного потоку освітленого розчину та шляхом безперервного вимірювання каламутності зазначеного вторинного потоку освітленого розчину. Вимірювання каламутності, як правило, здійснюють шляхом вимірювання послаблення світла при його проходженні через колонку зразка освітленого розчину. Одиниця, використана для кількісного визначення каламутності, як правило, є нефелометричними одиницями каламутності, або відповідним акронимом МТО. Часто необхідним є попереднє калібрування для визначення концентрації твердих частинок в освітленому розчині за виміряним значенням каламутності. Вторинний потік освітленого розчину може бути оброблений для запобігання осаду в лінії, наприклад, шляхом додавання розчину каустичної соди або будь-якого іншого типу добавок, які можуть зменшити осад. Температура лінії також може бути збільшена з тим, щоб попередити осадження оксиду алюмінію в лінії. Вторинний потік освітленого розчину або будь-якої лінії, на якій встановлено датчик, можна простежити, щоб підвищити температуру освітленого розчину для того, щоб попередити осадження оксиду алюмінію в лінії.

Ємність гравітаційного відстійника є також забезпеченою другим переливним вихідним отвором 171, який є з'єднаним зі стадією попередньої обробки. Другий переливний вихідний отвір 171 знаходиться в безпосередньому контакті з буферним резервуаром 175, через лінію перенаправлення 173. Під безпосереднім контактом розуміють, що не існує ніяких засобів, які могли б зупинити потік у зазначеній лінії. Другий переливний вихідний отвір 171 є розташованим на більш високому рівні, ніж перший переливний вихідний отвір 151.

При нормальному функціонуванні, іншими словами, коли виміряне значення каламутності є меншим, ніж попередньо визначене граничне значення, потік переповнення освітленого розчину відводять через перший переливний вихідний отвір 151, та подають безпосередньо до засобів осадження 153 через лінію 155. Засоби контролю за процесом 163 тримають відсікаючий клапан 163 відкритим, коли виміряне значення є меншим, ніж попередньо визначене граничне значення.

При ненормальному функціонуванні, іншими словами, тоді як виміряне значення є більше, ніж попередньо визначене граничне значення, відсікаючий клапан 163 є приведеним в положення закрито засобами контролю за процесом 163, тим самим, зупиняючи відведення потоку переповнення через перший переливний вихідний отвір 153. Потім освітлений розчин, як правило, перенаправляють на стадію попередньої обробки через другий переливний вихідний бо отвір 171 та лінію перенаправлення 173 між зазначеним другим переливним вихідним отвором

171 та буферним резервуаром 175.

Оскільки другий переливний вихідний отвір 171 є розташованим вище, ніж перший переливний вихідний отвір 151, немає необхідності мати клапан для лінії перенаправлення 173.

Це запобігає будь-якому осаду, що міг би утворитися на клапані, який буде особливо завдавати шкоди функціонуванню клапану отвору. Оскільки розглядається відсікаючий клапан 161, то він буде утримуватися в закритому положенні тільки при ненормальному функціонуванні. Оскільки тривалість періоду, коли відсікаючий клапан 161 встановлений в закритому положенні, як правило, є обмеженим, осад не має часу на підйом, та відкриттю відсікаючого клапана 161 не буде перешкоджати присутність осаду.

В обох варіантах здійснення, представлених, відповідно, на Фіг.З та Фіг.4, перенаправлення освітленого розчину на стадію попередньої обробки, коли виміряне значення є більшим, ніж попередньо визначене граничне значення, виконують через буферний резервуар 175. Перенаправлений освітлений розчин може називатися як освітлений розчин, що не відповідає технічним вимогам. Час перебування в буферному резервуарі забезпечує більше часу для впливу на функціонування стадії розділення, та більш конкретно на стадії попередньої обробки зазначеної стадії розділення. В обох випадках, освітлений розчин вводять в нижню частину буферного резервуару 175, для того, щоб попередити охолодження освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, що призведе до згубного осадження оксиду алюмінію в зазначеному буферному резервуарі. В обох випадках, освітлений розчин, що не відповідає технічним вимогам, може бути перенаправленим з нижньої частини буферного резервуару 175 на стадію попередньої обробки, через лінію 181, оснащену насосом 183 та через нижню частину випарного резервуару 103 на стадії скидання тиску.

В установці з розділення Фіг. 3, пар подається розпризкуванням в буферний резервуар за допомогою парового інжектора 185, для того, щоб стабілізувати розчин та попередити осадження оксиду алюмінію в зазначеному буферному резервуарі.

В установці з розділення Фіг. 4, підтримується мінімальна кількість каустичної соди 187 в буферному резервуарі, для стабілізації розчину та запобігання осадженню оксиду алюмінію в зазначеному буферному резервуарі. Мінімальна кількість каустичної соди визначається таким чином, що масове співвідношення оксиду алюмінію до каустичної соди є зменшеним за попередньо визначене значення, наприклад, 0,60.

Посилаючись зараз на Фіг. 5, описані вище ознаки гравітаційного відстійника, який можуть використовувати в установці з розділення, зараз буде описаний більш детально, за межами контексту способу Байєра. По суті, представлений гравітаційний відстійник може бути використаний для декантування або згущення будь-якого типу мінеральних суспензій.

Гравітаційний відстійник 201 включає ємність або резервуар 203 для витримування та декантування основної частини суспензії з утворенням згущеного шламу у вигляді нижнього шару та освітленого розчину у вигляді верхнього шару, де резервуар має бічну стінку 205, нижню частину 207 та верхню частину 209, вихідний отвір 211 для згущеного шламу в нижній частині резервуара, перший переливний вихідний отвір 213 для освітленого розчину шару поблизу верху резервуара, та вхідний пристрій для суспензії, який також називається як розподільна камера 215 поблизу верху резервуара для введення свіжої суспензії в резервуар.

Гравітаційний відстійник включає центральну мішалку у вигляді лопатей, що обертаються, 217, які працюють за допомогою двигуна 219, що має, як правило, вертикальну вісь навколо якої мішалка обертається або здійснює зворотно-поступальний рух. Лопать складається з профільного центрального вертикального валу 221, який має ряд верхньокутових, радіально поширених крил 223, що утворюють зубці, які жорстко прикріплені до центрального валу.

Суспензію, як правило, попередньо обробляють шляхом додавання флокулянтів, та отриману в результаті флокульовану суспензію збирають в резервуарі на верхній поверхні 231 поблизу верхньої частини 209 резервуара. Брудний флокулюючий осад осідав з утворенням нижнього шару згущеного бруду 233 та верхнього шару освітленого розчину 235. Оскільки він обертається навколо своєї центральної вертикальної осі 239, лопать 217 утворює канали в флокульованих твердих речовинах (активний бруд), які дають вихід води до поверхні та, таким чином, сприяти ущільненню бруду. Згущений бруд вилучається з нижнього потоку через вихідний отвір 211. Перший переливний вихідний отвір 213 призначений, щоб функціонувати в нормальному режимі роботи, іншими словами, коли прозорість освітленого розчину знаходиться в межах технічних вимог. Відсікаючий клапан, як правило, передбачається на лінії, підключеної до першого переливного вихідного отвору 213. При ненормальному функціонуванні, іншими словами, коли прозорість освітленого розчину виходить за межі технічних вимог, відсікаючий клапан приводиться в положення закрито. бо Гравітаційний відстійник 201 включає другий переливний вихідний отвір 241, який є розташованим на більш високому рівні ніж перший переливний вихідний отвір 213. Другий переливний вихідний отвір 241 є призначеним для відведення потоку переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, коли прозорість освітленого розчину виходить за межі технічних вимог. Другий переливний вихідний отвір 241, як правило, є з'єднаним з верхньою частиною потоку процесу, в якому використовують гравітаційний відстійник, наприклад, на стадії попередньої обробки щодо додавання флокулянту до свіжої суспензія, що підлягає обробці, та змішування зазначеного флокулянта та зазначеної свіжої суспензії.

Оскільки другий переливний вихідний отвір 241 є розташованим на більш високому рівні ніж перший переливний вихідний отвір 213, немає необхідності мати клапан в лінії, яка з'єднує другий переливний вихідний отвір, та другий переливний вихідний отвір може знаходитись в безпосередньому контакті з верхньої частиною способу, в якому освітлений розчин, що не відповідає технічним вимогам повертають в цикл. Тому, не існує преюдиціального впливу осаду на функціонування клапану, більш конкретно, на відкривання клапану, оскільки немає клапана.

Розподільна камера 215 є забезпеченою засобом змішування, двома ротаційними мішалками лопатного типу 251, які встановлені на одній і тій самій осі 253. Використання двох або більше ротаційних мішалок є для того, щоб гарантувати, що більша частина внутрішнього об'єму вхідного пристрою для суспензії перемішується. Розподільна камера 215 має вертикальну циліндричну стінку 255. Ротаційні мішалки 251 працюють в площі кола, який має діаметр, що є в від 0,4 до 0,8, наприклад 0,6 кратним діаметру вертикальної циліндричної стінки 255. Така конфігурація дозволяє оптимізувати контактування флокулянтів та твердих речовин в межах вхідного пристрою для суспензії.

Розподільна камера 215 має трубу для подачі суспензії 257, розташовану таким чином, що суспензія подається тангенціально до вхідного пристрою для суспензії. Це призводить до того, що суспензія циркулює навколо внутрішньої частини розподільної камери, та дозволяє зменшити швидкість флокульованої суспензії більш поступово уздовж бічної стінки вхідного пристрою для суспензії, тим самим, обмежуючи стирання агрегатів твердої речовини. Це також зводить до мінімуму потоки в резервуарі 205 та сприяє змішуванню суспензії та флокулянта в розподільній камері перед тим, як суспензія надходить в резервуар. Дві ротаційні мішалки 251, відповідно, є розташованими нижче та вище по відношенню до труби для подачі суспензії, щоб

Зо гарантувати, що флокульована суспензія подається в область перемішування розподільної камери 215.

Розподільна камера 215 має отвір для суспензії 261, через який флокульована суспензія надходить в резервуар гравітаційного відстійника, де зазначеної отвір для суспензії є розташованим в нижній частині зазначеної розподільної камери. Це є гарантією того, що тверді частинки флокульованої суспензії не накопичується в нижній частині розподільної камери.

Розподільна камера 215 визначає проточну область, де розташовується засіб змішування 251. Засіб змішування 251 є бездонним, або більш точно, не містить будь-якої механічної частини, на якій могли б накопичуватися тверді речовини.

Отвір для суспензії 261 розподільної камери 215, через який флокульована суспензія надходить в резервуар гравітаційного відстійника 205, дозволяє деяке введення суспензії з основної частини суспензії, що утримується в резервуарі в розподільній камері. Це, як правило, спричиняється конвекційними потоками в межах основної частини суспензії, що утримується в резервуарі. Розподільна камера 215, яка є розташованою в верхній частині резервуара відстійника, суспензія з основної частини суспензії, що вводять в розподільну камеру, містить дуже невелику кількість твердих частинок та по суті складається з розчину або супернатантного розчину. Отже, флокулянт, який змішують зі свіжою суспензією, в розподільній камері 215, в той же час, є розбавленим супернатантним розчином з резервуару відстійника, тим самим, сприяючи ефекту розбавлення, а також оптимізувати процес флокуляції.

Крім того, оскільки змішування за допомогою засобу змішування 251 не обмежується, але застосовується до більшої частини внутрішнього об'єму розподільної камери 215 або до всього внутрішнього об'єму розподільної камери 215, вищезгаданий ефект розбавлення повністю застосовується до суміші свіжої суспензія та флокулянтів в дуже контрольованому способі.

Отже, розбавлення є однорідним, що призводить до ще більш ефективного процесу флокуляції.

Отвір для суспензії 261 є зміщеним в бік по відношенню до основної осі 221 лопаті 217.

Розподільна камера, таким чином, є розташованою з боку по відношенню до центральної вертикальної осі та валу лопаті 221. Іншими словами, розподільна камера не є розташованою близько від валу центральної лопаті 221. Таким чином, перевагу отримують в тому, що зменшується тенденція великих частинок акумулюватися навколо нижньої частини лопаті 217 в області нижнього потоку вихідного отвору 211. Така конфігурація розподільної камери по 60 відношенню до гравітаційного відстійника також запобігає накопиченню твердих частинок та блокуванню нижнього потоку згущеного матеріалу. Крім того, така розподільна камера, зміщена в бік від центра, поєднана з використанням засобу змішування в зазначеній розподільній камері, зміщеній в бік від центра, дозволяє функціонування характерних умов змішування відповідно до розподільної камери та в ємності гравітаційного відстійника. Наприклад, коли засіб змішування розподільної камери містить одну або більше ротаційних мішалок, що встановлені на одній і тій самій осі обертання, конфігурація зі зміщеною в бік від центра розподільною камерою дозволяє встановити швидкість обертання мішалки(ок) такою, що відрізняється від швидкості лопаті в ємності гравітаційного відстійника. Як правило, швидкість обертання мішалки розподільної камери є більшою, ніж швидкість лопаті всередині ємності гравітаційного відстійника.

У контексті способу Байєра, відстійник та установка з розділення за представленим винаходом дозволяє спростити стадію розділення завдяки виключення стадії фільтрації.

Концентрація твердих частинок нерозчинних залишків в освітленому розчині, тобто, при нормальному функціонуванні, який безпосередньо подається на стадію осадження, має високий рівень чистоти, що може безперебійно підтримуватися протягом довгого часу, таким чином, що стадія виділення оксиду алюмінію, яка слідує за стадією розділення, може перебігати з дуже обмеженими руйнуваннями.

Приклад 1

Проводили дві серії випробувань, для того, щоб виміряти та порівняти вплив на якість оксиду алюмінію, при заміні стадії розділення з попереднього рівня техніки, яка включає стадію осадження з наступною стадією фільтрацією, на нову стадію розділення 70, що включає осадження (83) та стадію попередньої обробки (81) відповідно до переважного варіанту здійснення за даним винаходом.

Першу серію випробувань проводили з метою відтворення умов функціонування способу

Байєра відповідно до попереднього рівня техніки. Подрібнений боксит та збіднений розчин алюмінату натрію обидва були зразками комерційного очищеного оксиду алюмінію.

В першому циклі першої серії випробувань, відібрані проби бокситу та розчину обидва змішували разом з вапном, де маса доданого вапна дорівнювала 0,1 95 від маси бокситу.

Отриману в результаті суспензія потім переносили в ємність під тиском, що перемішується, при 80" С протягом б годин, для відтворення умов стадії попередньої десилікації. Отриману в

Зо результаті попередньо десиліковану суспензію потім переносили в іншу ємність під тиском та витримували при 145 "С протягом 45 хвилин. Отриману в результаті гідролізовану суспензію потім охолоджували перед переміщенням в циліндр з флокулянтом в термостатичній бані, тим самим, відтворюючи стадію освітлення. Освітлений розчин, виділений із зазначеної суспензії, потім змішували з трикальцію алюмінатом, перед тим як фільтрували на вакуум-фільтрі для отримання фільтрату. Зародки тригідрату оксиду алюмінію додавали до фільтрату, та отриману в результаті суміш вводили в ротаційну баню протягом 20 годин, де температуру підтримувалася при 60 "С для відтворення стадії осадження. Тригідрат алюмінію потім виділяли фільтрацією, та отриманий в результаті збіднений розчин алюмінату натрію потім застосовували для другого циклу.

У наступних трьох циклах першої серії випробувань, виконували такі самі експериментальні операції як і для першого циклу, з початковою стадією змішування збідненого розчину алюмінату натрію, виділеного в попередньому циклі з іншим зразком подрібненої бокситу з тією самою кількістю вапна.

У другій серії випробувань, відтворювали вказані вище операції, за винятком того, що гідролізовану суспензію попередньо обробляли, та виключали фільтрацію. Попередню обробку гідролізованої суспензії виконували шляхом перенесення зазначеної гідролізованої суспензії в ємність, що перемішується з флокулянтом, та шляхом змішування флокулянта та гідролізованої суспензії для отримання флокульованої суспензії. Дана попередня обробка гідролізованої суспензії була виконана після охолодження зазначеної гідролізованої суспензії та перед тим, як помістити суспензію в циліндр в термостатичній бані.

Зразок тригідрату оксиду алюмінію, виділений в кінці кожного циклу аналізували щодо домішків та результати показані в таблиці 1. Крім того, зразок розчину збідненого алюмінату натрію, відбирався в кінці кожного циклу перед стадією осадження, іншими словами, фільтрат, та після стадії осадження, для аналізу загального вмісту органічних речовин. Дані результати наведені в таблиці 2.

Таблиця 1-

Домішки в тригідраті оксиду алюмінію, який отримували під час випробувань

Без . Без : Без . Без . рації рації рації рації шт ее | не | вин | олн | пот | пою | овю | охо квадратичне!| 0,001 0,002 0,001 0,004 0,017 0,010 0,002 0,002 відхилення

Таблиця 2-

Загальний вміст органічних речовин (г/л) в розчині 11111110 Передосадженням | Післяосадження///:/ 11111111. |Безфільтрації )|Зсфільтрацією |Безфільтрації )|З фільтрацією

ЩЦиклмеї 1777/7092 | 09892 | (096 2 2 | Ю.Й щжфБкС

ЩЦиклме2 | 094 | Й 080 | (0; | 7097 2щ зУСЕІ

Циклме3 1777/7093 | 092 2 | 096 2 щ | 096 2 (

Середнє | 093 | 092 | 096 | 096

Середнє квадратичне 0,01 0,02 0,01 0,03 відхилення

Результати показують, що не існує статистично значущого впливу на якість оксиду алюмінію та вміст органічних речовин при заміні стадії розділення з попереднього рівня техніки, яка включає стадію осадження з наступною стадією фільтрації, на нову стадію розділення, включаючи осадження та стадію попередньої обробки відповідно до переважного варіанту здійснення даного винаходу. Однак, існує значна економія витрат на вапні та іншій вихідній сировині, обладнанні та робочій силі.

Приклад 2

Для того щоб перевірити засоби попередньої обробки та ємність гравітаційного відстійника стадії розділення 70, було сконструйоване дослідне устаткування для розділення наступного після комерційної очистки. Дослідне устаткування для розділення включає перший резервуар змішування та другий резервуар змішування, з'єднані послідовно, де кожен резервуар змішування має лінію подачі флокулянта. Вихідний отвір другого резервуара змішування є з'єднаним з перемішуваною розподільною камерою, зміщеною по відношенню до центру ємності гравітаційного відстійника. Потік суспензії виводили зі стадії скидання тиску 30 очистки та подавали на дослідне устаткування для розділення.

У першому випробуванні, флокулянт на основі гідроксамату додавали тільки в розподільну камеру ємності гравітаційного відстійника, без будь-якого перемішування в розподільній камері.

Кількість флокулянта, доданого до суспензії, який подавали в дослідне устаткування для розділення, становила 100 г/т твердої речовини. Потік переповнення відводили з ємності гравітаційного відстійника, та виміряна прозорість зазначеного переповнення становила, в середньому, 43 мг/л.

У другому випробуванні, той самий флокулянт додавали в перший резервуар змішування з дозою 70 г/т твердої речовини, в другий резервуар змішування з дозою 42 г/т твердої речовини, та в ємність розподільної камери гравітаційного відстійника з дозою 28 г/т твердої речовини.

Мішалка в першому резервуарі змішування оберталася таким чином, що швидкість на кінці зазначеної мішалки підтримувалась на рівні 1,9 м/год. Мішалка в другому резервуарі змішування оберталася таким чином, що швидкість на кінці зазначеної мішалки підтримувалась на рівні 0,9 м/год.

Мішалка в розподільній камері оберталася таким чином, що швидкість на кінці зазначеної мішалки підтримувалась на рівні 0,3 м/год.

Виміряна прозорість потоку переповнення, що відводився з ємності гравітаційного відстійника, становила 0,8 мг/л.

Таке низьке значення прозорості дозволить подачу потоку переповнення, який відводився з ємності гравітаційного відстійника, безпосередньо на стадію осадження, без необхідності будь-якої додаткової фільтрації.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   1. Відстійник (125; 201) для декантування мінеральних суспензій, який містить резервуар (203) для витримування та декантування основної частини суспензії з утворенням згущеного шламу (233), як нижнього шару, та освітленого розчину (235), як верхнього шару, де резервуар має бічну стінку (205), нижню частину (207) та верхню частину (209), вихідний отвір (211) для згущеного шламу в нижній частині резервуара, перший переливний вихідний отвір (151; 213) для відведення потоку переповнення освітленого розчину, вхідний пристрій для суспензії (127; 215) біля верху резервуара для введення свіжої суспензії в резервуар, де вхідний пристрій для суспензії (127; 215) має отвір для суспензії (135; 261), через який свіжа суспензія надходить до основної частини суспензії в резервуарі, та мішалку (141; 217), яка має, як правило, вертикальну вісь (239), навколо якої мішалка обертається або здійснює зворотно-поступальний рух, який відрізняється тим, що зазначений отвір для суспензії (135; 261) є зміщеним в бік відносно, як правило, вертикальної осі мішалки, та зазначений вхідний пристрій для суспензії (127; 215) включає засіб змішування (131; 251).

   2. Відстійник за п. 1, який відрізняється тим, що вхідний пристрій для суспензії (127; 215) визначає проточну зону, яка містить засіб змішування.

   3. Відстійник за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що засіб змішування (131; 251) функціонує незалежно від мішалки (141; 217).

   4. Відстійник за будь-яким одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що вхідний пристрій для Зо суспензії (127; 215) сконфігурований таким чином, щоб уникнути накопичення твердих речовин зі свіжої суспензії безпосередньо на вхідному отворі для суспензії.

   5. Відстійник за будь-яким одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що засіб змішування (131; 251) вхідного пристрою для суспензії (127; 215) включає щонайменше одну ротаційну мішалку.

   6. Відстійник за будь-яким одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що вхідний пристрій для суспензії (127; 215) містить вертикальну циліндричну стінку (137; 255), де засіб змішування зазначеного вхідного пристрою для суспензії функціонує в площі кола, яке має діаметр, що є від 0,4 до 0,8 кратним діаметру зазначеної вертикальної циліндричної стінки.

   7. Відстійник за будь-яким одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що вхідний пристрій для суспензії (127; 215) містить трубу для подачі суспензії (133; 257), розташовану таким чином, що суспензія подається тангенціально до вхідного пристрою для суспензії.

   8. Відстійник за п. 7, який відрізняється тим, що засіб змішування (131; 251) вхідного пристрою для суспензії (127; 215) містить дві ротаційних мішалки (251), які розташовані нижче та вище відносно труби для подачі суспензії (133; 257).

   9. Відстійник за будь-яким одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що отвір для суспензії (135; 261) розташований в нижній частині вхідного пристрою для суспензії.

   10. Відстійник за будь-яким одним з пп. 1-9, який відрізняється тим, що включає другий переливний вихідний отвір (171; 241) для відведення потоку переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, коли виміряне значення, представлене концентрацією твердих частинок в освітленому розчині, є більшим, ніж попередньо визначене граничне значення, тоді як потік переповнення освітленого розчину, що вилучається через перший переливний вихідний отвір, має зазначене виміряне значення менше, ніж попередньо визначене граничне значення.

   11. Відстійник за п. 10, який відрізняється тим, що другий переливний вихідний отвір (171; 241) розташований на більш високому рівні, ніж перший переливний вихідний отвір (151).

   12. Установка з розділення для відокремлення освітленого розчину від згущеного шламу мінеральної суспензії, яка містить засоби попередньої обробки (111, 113, 127) для додавання флокулянтів (115, 117, 129) до свіжої суспензії, та для змішування зазначеної свіжої суспензії із зазначеними флокулянтами, та для отримання флокульованої суспензії, яка відрізняється тим, що установка з розділення додатково включає відстійник за будь-яким одним з пп. 1-11, де зазначений відстійник є сполученим із зазначеними засобами попередньої обробки для декантування зазначеної флокульованої суспензії та для отримання освітленого розчину.

   13. Спосіб для відокремлення освітленого розчину від згущеного шламу мінеральної суспензії, який включає осадження (83) свіжої суспензії у відстійнику (125; 201), який включає введення зазначеної свіжої суспензії в основну частину суспензії в резервуарі, оснащеному мішалкою (141; 217), яка обертається або здійснює зворотно-поступальний рух відносно, як правило, вертикальної осі (239), з утворенням згущеного шламу, як нижнього шару, та освітленого розчину, як верхнього шару, де зазначена свіжа суспензія вводиться в зазначену основну частину суспензії через отвір вхідного пристрою для суспензії (127; 215), видалення згущеного шламу через вихідний отвір в нижній частині резервуара, та видалення освітленого розчину, розташованого поряд з верхньою частиною резервуара, через перший переливний вихідний отвір (151; 213), який відрізняється тим, що зазначену свіжу суспензію змішують з використанням засобу змішування (131; 251) в зазначеному вхідному пристрої для суспензії (127; 215) та вводять в резервуар через зазначений отвір в положенні, розташованому з боку від зазначеної, як правило, вертикальної осі (239) мішалки.

   14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що вхідний пристрій для суспензії (127; 215) визначає проточну зону, яка містить засіб змішування.

   15. Спосіб за п. 13 або 14, який відрізняється тим, що включає попередню обробку свіжої суспензії на стадії попередньої обробки (81) шляхом додавання флокулянта (115, 117, 129) до зазначеної свіжої суспензії та змішування флокулянта та суспензії з отриманням флокульованої суспензії.

   16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що стадія попередньої обробки (81) включає: початкову стадію змішування суспензії з щонайменше частиною флокулянтів, кінцеву стадію змішування суспензії з флокулянтами у вхідному пристрої для суспензії (127; 215), та вибір швидкості змішування на початковій стадії змішування, яка є вищою, ніж швидкість змішування на кінцевій стадії змішування.

   17. Спосіб за будь-яким одним з пп. 14-16, який відрізняється тим, що спосіб включає відведення (89) потоку переповнення освітленого розчину через перший переливний вихідний Зо отвір (151; 213), коли виміряне значення, представлене концентрацією твердих частинок в освітленому розчині, є меншим, ніж попередньо визначене граничне значення, припинення (95) відводу потоку переповнення через перший переливний вихідний отвір (151; 213), коли виміряне значення є більшим, ніж попередньо визначене граничне значення, та відведення (93) потоку переповнення освітленого розчину, що не відповідає технічним вимогам, через другий переливний вихідний отвір (171; 241), коли виміряне значення є більшим, ніж зазначене попередньо визначене граничне значення.

   Іо 15 га

   3. ! мів 7 ІВ 20 й ! 33 ши стелелитичья 26 и ше !

   30 . " 36 4 -- 32 х ше ше: «і «гл т чи ) 68 ( ) 66 56 і и 57

   Фіг. 1 д5 87 й 89 | | 93 95 1 97 ши

   Фіг. 2

   129 І27 т 155 133 13 157 163 161 ів ізо 35 бх ,

   - . й о. Ї ІЗ? | , щи і 2 І і зві нин? з | - і - 2 й їв по 35 Яе- ж НІ ! (Й ' КУ ! І аю і Я у я - Є Кк ще. 197 юю їі р щі їв ін кіз 153 183 185

   Фіг. З 129 Я 55 І із ві І каві 159 І М 137 п- дез п х - 125 ю іх М? юз що на 135 їй й ! шин і-й сф рес пов І 187 5! 197 109 141 181 173 п "з з

   133. 183

   Фіг. 4