UA78727C2 - Settler and method for decanting mineral slurries - Google Patents

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до осаджуючих пристроїв (осаджувачів) мінеральних суспензій, що 2 застосовуються в промислових процесах (при цьому можуть матися на увазі гравітаційні і напірні осаджувачі, освітлювачі, сепаратори, згущувачі, пристрої глибокого згущення і т.п.). Більш конкретно, винахід стосується осаджувачів, використовуваних для декантації чи згущення суспензій мінералів чи так званих мінеральних хвостів (порожніх порід), наприклад, червоного шламу, що утворюється під час одержання глинозему з бокситів за способом Байера з використанням процесу лужного варіння.

У багатьох промислових процесах знаходять застосування баки чи резервуари, у яких суспензії мінеральних матеріалів чи мінеральних хвостів можуть випадати в осад і ущільнюватися, причому часто це відбувається за допомогою флокулянтів чи яких-небудь інших хімічних добавок. Метою таких процесів є одержання згущеного нижнього шару, що складається з матеріалу суспензії і проясненого чи рідкого верхнього шару. Процес згущення може знадобитися з різних причин. Найчастіше його застосовують для одержання згущеного шламу чи 72 пластичної твердої маси, яку у порівнянні з розведеною суспензією можна видалити чи транспортувати у більш легкий та економічний спосіб. Прояснену рідину можна потім повторно використовувати в такому ж промисловому процесі чи просто видалити.

Приклад осаджувача такого типу приведений (У патенті США Мо4830507, В01021/01, від 16 травня 1989р.), виданому заявнику даного винаходу. Відомий осаджувач складається з великого бака, відкритого у своїй верхній частині. Бак має виходи для згущеної суспензії і проясненої рідини, відповідно, у центра нижньої стінки та у бічній стінці біля відкритої верхньої частини. Суспензію, що підлягає декантації, вводять у бак через розподільну камеру, розташовану у центра бака поблизу від верхньої частини. Зазначена камера є вертикальним циліндром, який має циліндричну бічну стінку з відкритим верхнім кінцем. Нижній кінець циліндра цілком відкритий або перекритий лише частково за допомогою кільцеподібного спрямованого усередину фланця, с що виступає з нижнього кінця бічної стінки. Зазначений фланець (якщо він узагалі присутній) закінчується, не Ге) доходячи до центра розподільної камери, залишаючи в центрі круглий отвір. Розподільна камера частково розташована нижче верхньої поверхні суспензії у баку, а свіжа суспензія надходить до внутрішнього об'єму зазначеної камери нижче поверхні суспензії, причому по дотичній до циліндричної внутрішньої стінки. При цьому усередині розподільної камери утворюється кільцеподібний потік суспензії. в

Для змішування із суспензією в розподільну камеру можна додати флокулянт чи який-небудь інший хімічний с агент, щоб флокульовані осади (флокси, пластівці) мали можливість сформуватися і рости у єдиній зоні. Потім флокульована суміш суспензії через центральний отвір у нижній частині розподільної камери опускається в об'єм в бака, де відбувається осадження. Процесу осадження сприяє встановлена по центру бака вертикальна обертова о мішалка у формі гребінки чи аналогічного пристрою. 3о Осаджувачі такого типу добре працюють із суспензіями, сформованими з відносно дрібних суспендованих в частинок, діаметр яких мало відрізняється по об'єму суспензії. Наприклад, розмір частинок червоного шламу, одержаного за допомогою процесу Байера, лежить в інтервалі, верхня границя якого не перевищує 10мкм.

Однак виявилося, що в тому випадку, коли крім дрібних, суспензія містить і великі частинки, можуть виникнути « проблеми. Наприклад, нарівні з частинками шламу деякі суспензії можуть містити пісок чи які-небудь інші З дастинки великого розміру. Діаметри частинок піску можуть перевищувати 75мкм, а часто лежать вище рівня 100 с чи навіть 40О0мкм (насправді, ці розміри можуть лежати навіть в інтервалі 1000-200Омкм). Коли такі суспензії з» декантують у звичайній установці описаного вище типу, у баку осаджувача, особливо навколо центрального нижнього виходу і мішалки, можуть сформуватися осади твердих фаз, утворені з матеріалів із сегрегованих за розміром фракцій, а простіше кажучи, з великих частинок. Такі осади згодом можуть викликати закупорювання системи та/або зупинку мішалки. Можливе навіть руйнування мішалки внаслідок прикладення надлишкового 7 крутного моменту. Усі зазначені обставини вимагають передчасного вимикання установки для очищення чи о ремонту. Звичайно, це викликає переривання виробничого процесу і втрату часу.

Таким чином, існує потреба у поліпшенні осаджувачів, застосовуваних для декантації суспензій, причому, 7 особливо, суспензій, що містять велику пропорцію грубодисперсних частинок. ка 20 Задача, на рішення якої спрямований даний винахід, принаймні, у його кращому варіанті, полягає у поліпшенні конструкції гравітаційного осаджувача, зокрема, у пристосуванні його до обробки суспензій, що т містять великі частинки.

Іншою задачею винаходу, також принаймні у його кращому варіанті, є розробка способу декантації мінеральних суспензій, що містять як дрібні, так і великі частинки, у якому проблеми, викликані небажаними 52 твердими осадами, були б зведені до мінімуму

ГФ) Ще одна задача винаходу, знов-таки принаймні у його кращому варіанті, полягає у розробці підходу, що дозволяє сповільнити чи узагалі виключити формування шкідливих твердих осадів в осаджувачах, о застосовуваних для декантації мінеральних суспензій.

Таким чином, відповідно до одного з аспектів винаходу, пропонується осаджувач для декантації мінеральних 60 суспензій. Він містить бак для утримання і декантації об'єму суспензії. У виді нижнього і верхнього шарів у баку формуються, відповідно, згущена суспензія і прояснена рідина. Бак має бічну стінку, нижню стінку (дно) і верхню частину, вихід для згущеної суспензії у дна бака, вихід для шару проясненої рідини біля верхньої частини бака, і там же пристрій введення суспензії, призначений для введення свіжої суспензії до бака.

Зазначений пристрій має отвір для суспензії, Через який свіжа суспензія приєднується до об'єму суспензії у бо баку. Крім того, бак обладнаний мішалкою, яка має, по суті, вертикальну вісь. Відносно цієї осі мішалка обертається чи робить зворотно-обертальний рух. Зазначений отвір для суспензії зміщений в поперечному напрямку по відношенню до вертикальної осі мішалки, а пристрою введення суспензії надана конфігурація, що дозволяє свіжій суспензії надходити в зазначений об'єм суспензії без акумулювання твердих фаз з цієї свіжої суспензії поблизу входу для суспензії.

Відповідно до іншого аспекту винаходу, пропонується спосіб декантації мінеральної суспензії, яка, краще, містить як великі, так і дрібні частинки. Спосіб включає введення свіжої суспензії в об'єм суспензії у баку.

Бак має мішалку, що обертається чи робить зворотно-обертальний рух відносно, по суті, вертикальної осі, формуючи згущену суспензію у виді нижнього шару і прояснену рідину у виді верхнього шару. Далі видаляють /о згущену суспензію через вихід, що знаходиться у дна бака, і прояснену рідину, що прилягає до верхньої частини бака. Свіжу суспензію вводять у бак через пристрій введення суспензії, який має отвір, зміщений у поперечному напрямку по відношенню до вертикальної осі мішалки, щоб тверді фази зі свіжої суспензії не акумулювалися в помітній кількості перед отвором для суспензії.

В описаному вище способі акумулювання твердих фаз зі свіжої суспензії безпосередньо в зоні перед отвором 7/5 У пристрої введення суспензії можна усунути, підтримуючи досить високу швидкість потоку свіжої суспензії через весь пристрій введення суспензії й отвір для суспензії. У такий спосіб запобігається осадження твердих фаз. В осаджувачі за винаходом цю задачу можна вирішити, забезпечивши умови, при яких отвір для суспензії має такий же чи трохи менший розмір (площу), що й поперечний переріз пристрою введення суспензії безпосередньо в зоні перед зазначеним отвором.

Під терміном "зміщений в поперечному напрямку" в даному описі мається на увазі той факт, що вертикальна вісь мішалки (чи її продовження) не проходить через отвір для суспензії, оскільки цей отвір зміщений по горизонталі в поперечному напрямку по відношенню до осі. Отвір для суспензії звичайно відкритий, по суті, донизу, тобто, до дна бака.

Краще, щоб вертикальна вісь мішалки була розташована співвісно з виходом для згущеної суспензії, причому сч ге ЯК вісь, так і вихід повинні знаходитися в центрі бака. Далі, центр отвору для суспензії краще знаходиться на відстані до центра бака, яка складає, щонайменше, 595, краще, щонайменше 1095, від відстані між центром і о бічною стінкою бака. Фактично цей отвір можна розмістити на відстані, що складає 5095 чи більше від зазначеної відстані. Звичайно, його можна розташувати в безпосередній близькості від бічної стінки бака.

Кращою є мішалка у формі гребінки, що має суміщений з вертикальною віссю центральний вертикальний М зо Стрижень, який може робити обертальний чи зворотно-обертальний рух. У кращому варіанті на зазначеному стрижні укріплені декілька радіально виступних крил (лопатей), призначених для проходження крізь шар с згущеної суспензії, щоб сприяти її згущенню. При обертанні крил створюється об'єм перемішуваного матеріалу, М що підлягає обробці, причому отвір пристрою введення суспензії можна або розташувати цілком над перемішуваним об'ємом, або змістити частково (чи навіть цілком) у поперечному напрямку за межі со перемішуваного об'єму. ї-

Краще, щоб пристрій введення суспензії мав форму розподільної камери, орієнтованої по вертикалі і обладнаної у свого дна отвором для суспензії. Ця камера створює потік суспензії, спрямований в об'єм суспензії у баку. Вона має площу поперечного перерізу, орієнтованого поперек потоку суспензії.безпосередньо в зоні перед отвором для суспензії, причому в ідеальному випадку площа поперечного перерізу цього отвору « складає, щонайменше, 8096 від площі поперечного перерізу пристрою введення суспензії безпосередньо в шщ с зазначеній зоні. Це дозволяє уникнути чи запобігти істотному акумулюванню твердих фаз зі свіжої суспензії в й цій зоні розподільної камери, порушуючи усередині її надмірну статичність свіжої суспензії. Можна «» використовувати й інші форми пристрою введення суспензії, у тому числі просту впускну трубу, що закінчується живильним отвором, призначеним для введення свіжої суспензії в бак. Загалом, для пристрою введення суспензії кращою є така конструкція, у якій в об'єм суспензії у баку флокульовану свіжу суспензію вводять у -І виді, як правило, циліндричного стовпа чи струменя.

Осаджувач за винаходом можна обладнати декількома пристроями введення суспензії, причому усі вони бо мають отвори для суспензії, зміщені в поперечному напрямку по відношенню до вертикальної осі осаджувача. -І Краще, щоб бак осаджувача мав нижню стінку з розташованим у ній виходом для згущеної суспензії. 50р Зазначена стінка може мати форму зворотного конуса, що виступає униз від бічної стінки до виходу для згущеної де суспензії. В ідеальному випадку кут конуса знаходиться в інтервалі 5-602., "І Вертикальний вал мішалки краще розташований співвісно з виходом для згущеної суспензії. У цьому випадку отвір для суспензії необхідно змістити в поперечному напрямку також і по відношенню до виходу для згущеної суспензії.

Даний винахід може бути застосований як до гравітаційних осаджувачів, так і до напірних осаджувальних ємностей, таких як установка, (описана в патенті США Мо54075611. о Фіг.1 є вертикальним перерізом гравітаційного осаджувана, що ілюструє один із кращих прикладів даного ко винаходу.

Фіг2 представляє, на виді зверху, гравітаційний осаджувач, подібний до показаного на Фіг.1, але бо обладнаний комплектом розподільних камер для суспензії, зміщених по відношенню до центра.

Фіг.3 є графіком процесу зміни твердих фаз так називаного нижнього сходу в залежності від часу; графік ілюструє результати, одержані в наведених далі порівняльному прикладі та в інші (основних) прикладах.

На Фіг1 прикладених креслень представлений вертикальний переріз гравітаційного осаджувача 10 відповідно до одного з кращих варіантів здійснення даного винаходу. Опис цього варіанта відповідає 65 розглянутій як приклад обробці червоного шламу. Однак установку за даним винаходом можна застосовувати також і для інших мінеральних суспензій, у тому числі і суспензій, що не містять великих частинок.

Суспензію червоного шламу, промивну рідину і флокулянт вводять у функціонуючий як гравітаційний осаджувач бак 11 через розподільну камеру 12. Зазначена камера стосовно осаджувача виконує функцію пристрою введення суспензії. Усередині бака суспензія збирається в напрямку до верхньої поверхні 13 біля його верхньої частини 14. Потім пластівці, що містять шлам, осідають, формуючи нижній шар 15, який складається зі згущеного шламу, і верхній шар 16, що складається з проясненої рідини. Зазначені шари розділені поверхнею 17 розділу шлам/рідина. Згущений шлам видаляють через нижній вихід 18 (вихід для нижнього сходу), а надлишок проясненої рідини зливається через верхній вихід 19. Бак обладнаний розташованою в центрі мішалкою 20 у формі обертової гребінки, яку приводить в рух двигун 21. Гребінка складається з прямого центрального - /о Вертикального стрижня (вала) 22, який має кілька відігнутих угору, витягнутих у радіальному напрямку крил 26, що утворюють жорстко прикріплені до центрального стрижня плечі. При своєму обертанні навколо центральної вертикальної осі ЗО гребінка 20 формує у флокульованих твердих фазах (в активному шламі) канали, які дозволяють воді проходити в напрямку до поверхні і, тим самим, сприяють згущенню шламу.

Розподільна камера 12, частково занурена до суспензії в баці 11, має вертикальну циліндричну стінку 12А, спрямований усередину нижній фланець 12В, який утворює центральний отвір 12С, і відкриту верхню частину 120. Труба Зі впускного пристрою вводить до зазначеної камеру свіжу суспензію у виді потоку, спрямованого по дотичній. Зазначений потік змушує суспензію кружляти усередині камери, а потім виходити через центральний отвір 123. Цей процес зводить до мінімуму завихрення у баку і дозволяє суспензії змішуватися в розподільній камері з флокулянтом і аналогічними речовинами до того, як суспензія потрапить у бак.

Як правило, в установках такого типу розподільні камери встановлені точно по центру бака безпосередньо над мішалкою (чи, звичайно, навколо її), причому строго над виходом 18 для згущеної суспензії. Така конструкція описана, наприклад, у попередньому (патенті США Мо4830507)|), що належить заявнику даного винаходу. Зараз авторами винаходу було показано, що несподівану перевагу має схема, у якій камера 12 розташована ексцентрично по відношенню до мішалки, тобто, для проілюстрованого варіанта здійснення, в с будь-якому положенні між центральною вертикальною віссю ЗО мішалки 20 і бічною стінкою 34 бака 11. Таким чином, розподільна камера зміщена в поперечному напрямку по відношенню до зазначеної осі ЗО і стрижня 22 і) гребінки (тобто вона не знаходиться в безпосередній близькості від центрального вала гребінки). Одержана в результаті перевага полягає в тому, що, зокрема, при застосуванні устаткування для декантації червоного шламу з високим вмістом піску чи яких-небудь інших великих частинок така схема зменшує тенденцію великих М зо частинок збиратися навколо нижньої частини мішалки 20 в області виходу 18 для нижнього сходу. Цю обставину можна віднести до переваг зазначеної схеми навіть тоді, коли суспензія не містить великих частинок. с

Звичайно, важливим моментом є не те, що розподільну камеру 12 чи який-небудь інший впускний пристрій ї- для суспензії можна розташувати ексцентрично по відношенню до бака, а розміщення таких пристроїв з поперечним зсувом по відношенню до центральної вертикальної осі ЗО гребінки. її стрижень 22, що збігається з со з5 Зазначеною віссю 30, звичайно розташовують по центру бака, однак таке положення не є обов'язковим. Більш ча того, хоча, як правило, гребінка, як це показано на Фіг.1, співвісна з виходом для нижнього сходу, її можна зсунути до одного з боків цього виходу. У цьому випадку краще зсунути розподільну камеру в поперечному напрямку як по відношенню до виходу 18 для нижнього сходу, так і по відношенню до центральної вертикальної осі ЗО гребінки. «

Причина цієї несподіваної переваги напевне не відома. Однак, не обмежуючись якою-небудь однією з с конкретною теорією, можна все-таки припустити, що великі частинки; які виходять з центрального отвору 12С розподільної камери 12, мають можливість спочатку опускатися вертикально і дуже швидко. Отже, оскільки отвір ;» 120 розташований осторонь від виходу 18 для нижнього сходу і центрального вертикального вала мішалки, частинки, що опускаються, входять у контакт із крилами 26 мішалки на деякій відстані від її центра. У цього

Чентра безпосередньо навколо вала 22 збурювання суспензії дуже невелико, тому що крила 26 рухаються тут -І дуже повільно (якщо використовувати як міру реальну відстань, прохідну в одиницю часу) і прикладене зусилля є малим При збільшенні відстані від центра мішалки ділянки крил 26 пересуваються швидше, збільшуючи зусилля, со яке ці крила можуть прикласти до суспензії навколо них. Тому є підстави вважати, що у таких зонах великі -І частинки в суспензії по сусідству з крилами будуть швидко захоплюватися, окремо одна від одної, і змішуватися 5р З оточуючим їх згущеним об'ємом дрібних частинок суспензії. Таким чином, на заключному етапі їх можна ю видалити через вихід 18 для нижнього сходу, причому зменшується можливість взаємної агломерації цих

І частинок, що супроводжується їх поєднанням у тверду масу.

У загальному випадку, було б краще розташувати розподільну камеру 12 чи який-небудь інший пристрій введення суспензії таким чином, щоб отвір 12С для суспензії, що знаходиться в камері 12, був зміщений в ов поперечному напрямку по відношенню до вертикальної осі 30 мішалки на відстань, при якій площа отвору 12С і вертикальний вал 22 гребінки не перетинаються. Краще, щоб у випадку центрального розташування мішалки

Ф) центр отвору 12С для суспензії був зміщений у поперечному напрямку по відношенню до центральної осі бака на ка відстань, що складає, щонайменше, 595, краще, щонайменше 1095, від радіуса бака (тобто, відстані між центральною віссю бака та його стінкою 34). во Краще, нижня стінка 36 бака має форму зворотного конуса, що сходиться до виходу 18 для нижнього сходу, як це показано на кресленні. Кут конуса (нахил нижньої стінки по відношенню до горизонталі) у кращому варіанті лежить в інтервалі 5-602. Однак, при необхідності, ця стінка може бути цілком плоскою. Крім того, хоч вихід 18 для нижнього сходу представлений на Фіг.1 у виді отвору в нижній стінці 36, як альтернатива, він може мати вид зверненого угору отвору в трубі, що проходить в бак від нижньої чи бічної стінок. В осаджувачах б5 такого типу згущений шлам виявляє тенденцію до формування інертного об'єму навколо активно захоплюваного об'єму шламу і, таким чином, до утворення внутрішньої оболонки, яка визначає конфігурацію маси, що направляється до виходу для нижнього сходу і, відповідно, до об'єму, охопленого гребінкою. Таким чином, ефективна конфігурація усередині бака 11 у більшому ступені визначається формою і довжиною гребінки, а не формою і розмірами самого бака. Тому для бака можна використовувати фактично будь-яку форму чи конфігурацію внутрішнього об'єму.

Хоча в проілюстрованому варіанті здійснення винаходу як пристрій введення суспензії застосована розподільна камера 12, цей момент не представляється істотним. Суспензію можна вводити прямо в об'єм суспензії що знаходиться у баку, безпосередньо через трубу з відкритим кінцем чи у подібний спосіб. У випадку використання флокулянта його можна ввести в трубу в точці, розташованій до відкритого кінця, щоб 7/0 Змішування відбувалося перед тим, як суспензія потрапить в осаджувач. Яка б конструкція не застосовувалася для пристрою введення суспензії, найкращим представляється варіант, у якому виключена можливість осадження й акумулювання твердих фаз зі свіжої суспензії навколо пристрою введення суспензії. Таким чином, конструкція, що не має поверхонь, на яких можуть акумулюватися частинки, є найкращою у порівнянні з накопичувальним чи змішувальним баком, завантажувально-розподільною установкою, колектором чи 7/5 Водозливом такого типу, у якому тверді фази із суспензії можуть осаджуватися на поверхні перед тим, як суспензія потрапить в об'єм бака. Як уже відзначалося і було показано на Фіг.1, розподільна камера 12 може мати нижній кінець, який є цілком відкритим чи обладнаним виступним усередину фланцем 128. Така форма камери може сповільнити потік суспензії, що витікає з труби 31, але фланець (якщо він узагалі є), є занадто вузьким для акумулювання небажаного об'єму твердих фаз. У найкращому випадку відкрита площа наявного в розподільній камері отвору для суспензії повинна складати 75-10095, краще, щонайменше 80905, від загальної площі, обмеженої бічною стінкою камери, що безпосередньо прилягає до центрального отвору 12С з боку, зворотного напрямку течії. З погляду усунення можливості акумулювання великих частинок, це є кращим співвідношенням відкритої площі і площі, максимально можливої для розподільної камери у виходу для суспензії, справедливим для будь-якого типу подавальних систем, застосовуваних для введення суспензії в бак с ов осаджувача.

Для того, щоб великі частинки, що опускаються, могли зазнавати дії гребінки і змішуватися зі згущеним і) шламом, доцільно встановити пристрій введення суспензії вертикально над тією частиною об'єму, усередині якого осаджувач охоплений крилами 26 гребінки при її обертанні чи зворотно-обертальному переміщенні (але не над центральним вертикальним стрижнем 22). Разом з тим, несподівано виявилося, що варіант винаходу, який ї- зо має особливі переваги, можна реалізувати, якщо розташувати пристрій введення суспензії поблизу від внутрішньої стінки бака осаджувача. У зв'язку з цим треба мати на увазі, що крила мішалки не у всіх випадках с можуть повністю доходити до внутрішніх стінок зазначеного бака. Така конструкція утворює низхідний стовп М флокульованих твердих фаз, який прилягає до внутрішньої стінки бака 11.

За рахунок перенесення розподільної камери від центра бака з'являється можливість використовувати кілька со зв таких камер для більш рівномірного і швидкого розподілу суспензії усередині бака. Краще встановити кожну ї- камеру з поперечним (бічним) зсувом по відношенню до центра мішалки (і центра бака), наприклад, у бічної стінки бака. Таким чином, навколо центральної осі бака можна симетрично розмістити дві, три, чотири і т.д. зазначені розподільні камери.

На Фіг.2 прикладених креслень представлений, на виді зверху, інший кращий варіант здійснення осаджувача « 70 за даним винаходом. У цьому варіанті застосовані чотири розподільні камери 12, 12", 1271 12", призначені У с для введення суспензії в бак. Дві з них, а саме 12" і 12"", розміщені між центральною віссю ЗО мішалки і стінкою 34 бака. Інші камери (12 ї 12") розташовуються в безпосередній близькості від внутрішньої поверхні ;» стінки 34 (фактично стикаючись з нею). Крила 26 мішалки захоплюють об'єм, обмежений пунктирним колом 38.

Видно, що камери 12" їі 12"" цілком знаходяться усередині границі кола 38, у той час як камери 12 і 12" частково розташовуються поза зазначеним колом. Було показано, що винахід ефективний для розподільних -І камер, що знаходяться в обох таких положеннях, причому, з погляду запобігання скупченню великих частинок, камери, розташовані у стінки бака, фактично можуть бути більш ефективними, навіть якщо еони знаходяться со поза зоною, захоплюваною гребінкою. -І Хоча установку за винаходом можна застосовувати для суспензій, що не містять великих частинок, доцільно 5р Використовувати винахід при обробці суспензії що містить хоча б дуже невелику кількість таких частинок. ю Зокрема, дана установка призначається для суспензій, що містять в основному дві фракції, а саме, дрібні "М частинки і великі частинки. Як уже відзначалося раніше, дрібні і великі частинки звичайно мають діаметри, відповідно, в інтервалах 0-їОмкм і більше 75мкм (частіше, більше 10О0мкм, 40Омкм чи навіть до рівня 1000-2000Омкм). Установка за винаходом має особливі переваги при застосуванні із суспензіями, у яких велика ов фракція утворює, щонайменше, 1095 мас. від загальної кількості (мас/мас.) твердих фаз суспензії, краще, 10-5090 мас. З іншого боку, звичайні схеми осадження часто можуть задовільно функціонувати лише в тому випадку, (Ф, коли процентний вміст великих частинок складає менше 595 мас. ка Як уже відзначалося вище, матеріалом, до якого даний винахід може бути ефективно застосований, є червоний шлам, одержаний у результаті процесу Байера. Однак це не єдиний придатний матеріал. Винахід бо Можна використовувати з будь-якою мінеральною суспензією, що містить великі і дрібні (чи тільки дрібні) частинки. Установку можна застосовувати навіть для осадження піщаних суспензій, одержаних при екстрагуванні нафти з нафтоносних пісків.

Винахід особливо придатний для гравітаційних осаджувачів, що мають центральну гребінку описаного вище типу. Конструкція за винаходом утримує великі частинки в зоні, віддаленій від центрального виходу для б5 Нижнього сходу.

Винахід можна застосовувати також з некруглими гравітаційними осаджувачами. У цих випадках бак може не мати центра, тобто точки, рівновіддаленої від бічних стінок. Тоді вхідний пристрій для суспензії потрібно " відокремити в горизонтальному напрямку від вертикального ведучого вала гребінки та від будь-якої зони, не захоплюваної крилом гребінки. Крім того, якщо у такому гравітаційному осаджувачі гребінка обертається навколо центральної осі, а периферія зони охоплена виступними з мішалки крилами, пристрій введення суспензії треба розташувати між центральною віссю гребінки і периферією охопленої зони.

Далі винахід буде роз'яснений більш докладно з посиланнями на приклади, які приводяться тільки з метою ілюстрації.

Приклади 70 Порівняльний приклад 1

Одержали червоний шлам із процесу гідролізу суміші бокситів (6095 бокситів із Бразилії, 2095 з Африки, 2095 з Австралії) із застосуванням звичайного процесу Байера. Призначений для випробувань зразок шламу відбирали на одній з останніх стадій технологічного ланцюжка промивання цього продукту. Температура шламу складала 3020.

Застосований у цьому прикладі осаджувач є конструкцією, показаною на Фіг.1, за винятком того, що бак обладнали за схемою з центральною подавальною камерою. Бак осаджувача. мав об'єм 1250л і круглий поперечний переріз з конічною конфігурацією у дна (кут 302). Діаметр циліндричної секції складав 1,25м, а загальна висота разом з конусом дорівнювала 1,бм.

Бак обладнали гребінчастим механізмом, що провертається зі швидкістю обертання, яку варіювали в інтервалі 0,1-2 оберту за хвилину. Місце скидання (вихід для нижнього сходу) знаходилося в центрі дна.

Швидкість потоку, що подає суспензію, складала 1Ол/хв. при концентрації твердих фаз, що змінюється в інтервалі 50-100г/л. Подавані тверді фази містили 1995 (мас/мас.) великих частинок, причому концентрацію вимірювали для сухої речовини. Середній розмір великих частинок дорівнював 450мкм із широким розподілом розмірів. Тривалість випробувань складала 48год. Га

Відповідно до результатів, одержаних з цією центральною подавальною камерою, концентрація твердих фаз нижнього сходу дорівнювала 4995, а непродуктивні витрати часу складали величину близько 1095. о

Представлений на Фіг.3 графік (крива А) демонструє зміну процентного" вмісту твердих фаз у залежності від часу. Як можна бачити, зміна вмісту твердих фаз нижнього сходу має нерегулярний і періодично переривчастий характер. рч-

Основний приклад 1

Всі умови випробувань в цьому прикладі відповідали умовам приведеного вище порівняльного прикладу, за сч винятком того, що розподільну камеру помістили на половині радіуса, вимірюваного від центра бака до стінки. ч-

Подавані тверді фази містили 1590 (мас./мас.) великих частинок, причому концентрацію вимірювали для сухої речовини. со

Відповідно до результатів, одержаних з такою схемою, концентрація твердих фаз нижнього сходу ч- дорівнювала 5595, а непродуктивні витрати часу складали величину близько 095. Представлений на Фіг.З графік (крива В) демонструє зміну процентного вмісту твердих фаз у залежності від часу. Процес зміни вмісту твердих фаз нижнього сходу однозначно має цілком згладжений і регулярний характер. «

Основний приклад 2

Всі умови випробувань в цьому прикладі відповідали умовам приведеного вище порівняльного прикладу, за /щ- с винятком того, що розподільну камеру знову помістили на половині радіуса, вимірюваного від центра бака до ц стінки. "» Подавані тверді фази містили 2790 (мас./мас.) великих частинок, причому концентрацію вимірювали для сухої речовини.

Відповідно до результатів, одержаних з такою конструкцією, концентрація твердих фаз нижнього сходу -І дорівнювала 6095, а непродуктивні витрати часу установки складали величину близько 095. Представлений на

Фіг.3 графік (крива С) демонструє зміну процентного вмісту твердих фаз у залежності від часу. Процес зміни со вмісту твердих фаз нижнього сходу однозначно має цілком згладжений і регулярний характер. -І ма 7

Claims (17)

Формула винаходу що

1. Осаджувач для декантації мінеральних суспензій, що містить: бак (11) для утримання і декантації об'єму (15, 16) суспензії з формуванням згущеної суспензії у вигляді нижнього шару (15) і проясненої рідини у Вигляді верхнього шару (16), при цьому бак має бічну стінку (34), нижню стінку (36) у формі зворотного конуса, що виступає униз від бічної стінки, верхню частину (14), центральну вертикальну вісь, вихід (18) для Ф) згущеної суспензії у нижній стінці бака, співвісний з центральною вертикальною віссю бака, вихід (19) для ко шару проясненої рідини біля верхньої частини бака, пристрій (12) введення суспензії, розташований біля верхньої частини бака, для введення свіжої суспензії в бак, що має отвір (123) для суспензії, через який бо свіжа суспензія приєднується до об'єму суспензії в баці, виконаний таким чином, щоб уникнути акумулювання твердих фаз зі свіжої суспензії безпосередньо перед отвором для суспензії, і мішалку (20), що має, по суті, вертикальну вісь (30), співвісну з виходом (18), відносно якої мішалка обертається чи виконує зворотно-обертальний рух, і сукупність радіально виступних крил (26), установлених з можливістю обертання чи зворотно-обертального руху і проходження крізь нижній шар згущеної суспензії щоб сформувати об'єм 65 перемішуваної згущеної суспензії, який відрізняється тим, що отвір для суспензії має центр, розташований на відстані від зазначеної, по суті, вертикальної осі (30) мішалки бака і зміщений у поперечному напрямку на відстань, що складає щонайменше 595 від відстані між зазначеною центральною вертикальною віссю зазначеного бака і бічною стінкою (34) бака, причому зворотний конус має кут в інтервалі 30-609,

2. Осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений пристрій (12) введення суспензії виконаний з можливістю перенесення свіжої суспензії до отвору (12С) для суспензії у вигляді потоку суспензії і має зону, розташовану поперек потоку суспензії безпосередньо перед отвором для суспензії, а отвір для суспензії має площу поперечного перерізу, що складає щонайменше 8095 від площі поперечного переріза зазначеної зони пристрою введення суспензії, розташованої безпосередньо перед отвором для суспензії,

З. Осаджувач за п. 1 чи 2, який відрізняється тим, що вертикальна вісь (30) мішалки розташована 70 Концентрично з виходом (18) для згущеної суспензії.

4. Осаджувач за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що пристрій (12) введення суспензії є розподільною камерою.

5. Осаджувач за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зазначений отвір (12С) для суспензії має центр, зміщений по відношенню до центральної вертикальної осі бака (11) на відстань, що складає щонайменше

75...1095 від відстані між зазначеною вертикальною віссю і бічною стінкою (34) бака.

6. Осаджувач за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що зазначена мішалка (20) має центральний вертикальний стрижень (22), що збігається з вертикальною віссю (30), при цьому зазначений стрижень несе сукупність радіально виступних крил (26).

7. Осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що отвір (123) пристрою (12) введення суспензії розташований Цілком над перемішуваним об'ємом.

8. Осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що отвір (12С) пристрою (12) введення суспензії розташований в поперечному напрямку щонайменше частково за межами зазначеного перемішуваного об'єму.

9. Осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що отвір (12С) пристрою (12) введення суспензії орієнтований таким чином, щоб вводити єдиний, по суті, циліндричний стовп свіжої суспензії в об'єм суспензії в баці. с

10. Осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що бак містить лише один пристрій введення суспензії.

11. Спосіб декантації мінеральної суспензії, що містить великі частинки, який включає: введення свіжої і) суспензії що містить великі частинки, в об'єм (15, 16) суспензії в баці (11), який має центральну вертикальну вісь і обладнаний виходом (18) у нижній стінці (36) бака і мішалкою (20), що обертається чи виконує зворотно-обертальний рух відносно, по суті, вертикальної осі (30), співвісної з виходом (18), щоб р- сформувати згущену суспензію у вигляді нижнього шару (15) і прояснену рідину у вигляді верхнього шару (16), при цьому мішалка має сукупність радіально виступних крил (26), установлених з можливістю обертання чи с зворотно-поступального руху усередині об'єму і проходження крізь нижній шар згущеної суспензії з формуванням (р перемішуваного об'єму згущеної суспензії, причому зазначену суспензію вводять за допомогою пристрою (12) введення суспензії через отвір (123), що має центр, уникаючи при цьому акумулювання твердих фаз зі свіжої со суспензії безпосередньо перед зазначеним отвором; видалення згущеної суспензії через вихід (18) і видалення ї- проясненої рідини, що прилягає до верхньої частини (14)бака, який відрізняється тим, що свіжу суспензію вводять у бак (11) через зазначений отвір (123), розташований таким чином, що зазначений центр отвору зміщений у поперечному напрямку по відношенню до вертикальної осі (30) мішалки на відстань, що складає щонайменше 5595 від відстані між центральною вертикальною віссю бака і бічною стінкою (34) бака. «

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що суспензія, введена в бак (11), містить суміш великих шщ с частинок з діаметром більше 75 мкм і дрібних частинок з діаметром менше 10 мкм. й

13. Спосіб за п. 11 чи 12, який відрізняється тим, що свіжу суспензію вводять через отвір (12С) для «» суспензії, розташований цілком над перемішуваним об'ємом.

14. Спосіб за п. 11 чи 12, який відрізняється тим, що свіжу суспензію вводять через отвір (12С) для суспензії, розташований у поперечному напрямку щонайменше частково за межами перемішуваного об'єму. -і

15. Спосіб за п. 12 чи 13, який відрізняється тим, що акумулювання твердих фаз із зазначеної свіжої суспензії безпосередньо до зазначеного отвору уникають за допомогою підтримування досить високої швидкості бо потоку свіжої суспензії через пристрій введення суспензії і зазначений отвір для суспензії, щоб запобігти -І осіданню твердих фаз.

16. Спосіб за п. 12 чи 13, який відрізняється тим, що свіжу суспензію вводять у зазначений бак за допомогою де єдиного пристрою (12) введення суспензії, що знаходиться в баці. "І

17. Спосіб за п. 12 чи 13, який відрізняється тим, що свіжу суспензію вводять в бак, у якому зазначена нижня стінка має форму зворотного конуса, що виступає униз від бічної стінки до зазначеного виходу, при цьому зазначений конус має кут в інтервалі 30-602, Ф) іме) 60 б5