專利名稱：從粒狀固體中分離物質(zhì)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，以及自粒狀固體(Particulatesolids)中分離物質(zhì)的裝置及方法。更具體的，本發(fā)明涉及例如對(duì)受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥肋M(jìn)行改造時(shí)，自粒狀固體中分離目標(biāo)物質(zhì)的裝置及方法。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)應(yīng)用都制造工業(yè)廢物，該廢物是水和油的部分乳濁液且含有一種或多種污染物，例如懸浮的含碳物質(zhì)或無機(jī)物質(zhì)，該無機(jī)物質(zhì)例如鐵銹(rust scales)、催化劑、碎屑等?；谟秃退南鄬?duì)數(shù)量，通常會(huì)遇到兩種類型的油水乳濁液第一，一種油分散在水中的乳濁液，由分散在水中的帶電油滴組成，油相與水相之間的摩擦在油與水的界面處產(chǎn)生靜電荷，從而有助于穩(wěn)定該乳濁液；以及第二，一種水分散在油中的乳濁液，是當(dāng)油接觸水和固體時(shí)形成的一種粘性、富集物質(zhì)。
分離這種乳濁液廢物的工藝比較困難，部分基于乳濁液的普通化學(xué)，部分由于這種乳濁液廢物是經(jīng)由不同且不相似工藝生成的不同類物質(zhì)?，F(xiàn)有技術(shù)是各種各樣的，但在原理上都是試圖中和組分液滴表面處的電荷，然后使被破乳的殘留混合物沉淀。典型的，一種物理方法例如離心法(應(yīng)用或者不應(yīng)用熱量、壓力，或者熱量和壓力兩者)同以下一項(xiàng)或多項(xiàng)相結(jié)合a) 加入表面活性劑例如脂肪酸鹽、甲酚鹽、硫化物、碳酸鈉、氫氧化鈉、硅酸鈉、或者帶有電荷的電解液，它們移動(dòng)至液滴的界面膜處，從而增大該液滴的斥力；b) 加入陽離子破乳劑(油與水的介電常數(shù)使得水中的油滴帶負(fù)電荷)；c) 利用例如硫酸降低pH值，以溶解某些穩(wěn)定固體，該固體可在膠質(zhì)至100微米的范圍內(nèi)變化，可包括脂肪酸鹽、磺化油、瀝青基殘蠟、硫化鹽、以及硫醇；d) 加入抗乳化劑，帶有親水基以及親脂基的例如多價(jià)金屬鹽、無機(jī)酸、吸附劑、聚胺和聚丙烯酸酯以及它們的衍生物、烷基取代苯磺酸、烷基酚醛樹脂以及它們的衍生物、取代的多元醇等。
在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電荷中和以及離心作用之后，可利用漂浮或活性碳吸附來重力分離、聚結(jié)、過濾、溶劑萃取、或洗提所得到的物相。這些工藝昂貴(在初始投資、日常維護(hù)、以及采用自然資源方面)且效率低；因此需要一種可徹底分解各種工業(yè)廢乳濁液的經(jīng)濟(jì)、高效方法。在本發(fā)明的以下說明書中，術(shù)語“碳?xì)浠衔铩睉?yīng)包括疏水有機(jī)物質(zhì)例如油、瀝青、焦油、油渣、以及石油產(chǎn)品；術(shù)語“土壤”應(yīng)包括粘土、砂層、巖石、以及使用過的鉆探泥漿，該使用過的鉆探泥漿是包含水、石油、其它有機(jī)流體、無機(jī)及有機(jī)添加劑、懸浮固體、以及鉆屑的混合物。
土壤被碳?xì)浠衔镂廴究赡苁菬o意導(dǎo)致的，例如溢油或漏油的結(jié)果；或者可能是有意導(dǎo)致的，例如在自油井中抽取油的過程中，作為石油勘探業(yè)副產(chǎn)品的受污染砂層。在前一種情況中，油工業(yè)設(shè)備處或其附近的土壤可能會(huì)被碳?xì)浠衔镂廴荆撚凸I(yè)設(shè)備例如油井、儲(chǔ)油罐、輸油管線、裝油設(shè)備等；管理機(jī)構(gòu)就要求這些地方的擁有者補(bǔ)救這些土壤。已知的補(bǔ)救方法例如將受污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移至經(jīng)許可的廠區(qū)外填地，或者采用物理或化學(xué)方法來移除、穩(wěn)定或破壞該物質(zhì)，該物理或化學(xué)方法是有效的，但在管理監(jiān)查力度加大的情況下該方法也是昂貴的。
在后一種情況下，在鉆井作業(yè)中，經(jīng)由鉆柱抽出鉆井流體，該鉆井流體含有稱為“添加劑”的潤滑劑和化學(xué)試劑，以潤滑鉆頭并當(dāng)鉆屑沖刷到環(huán)繞鉆管的環(huán)面上時(shí)有助于移除該鉆屑。接著，采用下述方法來從鉆屑分離該鉆井液。然后，再利用該鉆井液，同時(shí)聚集鉆屑以將其運(yùn)輸至經(jīng)許可的廠區(qū)外填地，以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
對(duì)受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥肋M(jìn)行處理的最簡單方法是簡單地在就地或在經(jīng)許可的廠區(qū)外填地儲(chǔ)存這種土壤。但是，出于監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)的原因，在許多管轄區(qū)域內(nèi)這種儲(chǔ)存方式已經(jīng)不再可行環(huán)境意識(shí)增強(qiáng)并由此加強(qiáng)了監(jiān)管力度、適合儲(chǔ)存的地點(diǎn)極少、日常成本的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)、以及責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)(必須認(rèn)真維護(hù)存儲(chǔ)地點(diǎn)以防止污染物泄漏到環(huán)境中)共同限制了這種方法的可行性。
另一種對(duì)受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥肋M(jìn)行清洗的方法是利用焚燒來處理這種受污染土壤。作為一種對(duì)受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥肋M(jìn)行處理的方法，盡管這種方法簡單、廉價(jià)且有效，但其監(jiān)管成本昂貴且在許多管轄區(qū)域內(nèi)都是不允許的。
還有一種方法是利用水機(jī)械地從土壤中來清洗受碳?xì)浠衔镂廴镜耐?。按照各種不同的清洗方式，可將化學(xué)添加劑加入清洗水中。但是，在這種水清洗處理方式及其變形方式中，碳?xì)浠衔镂廴疚锛盎瘜W(xué)添加劑將轉(zhuǎn)移到水中，在再利用該水或?qū)⒃撍祷刂恋乇砘虻叵滤?，必須?duì)該水自身進(jìn)行處理。
最后，并沒有窮舉所有現(xiàn)有方法，還可利用熱水處理和漂浮來清洗受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥?。這種方法的限制包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng)高能量消耗、低漂浮反應(yīng)、弱選擇性，或難以處理的泡沫的產(chǎn)生。
因此，需要研究出這樣一種除去或改造土壤中碳?xì)浠衔镂廴疚锏姆椒?，該方法?jié)省成本、對(duì)環(huán)境有益、且符合規(guī)章。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種清洗并分離粒狀物質(zhì)中污染物的方法，該方法節(jié)省成本、對(duì)環(huán)境有益、且便于管理。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種清洗并分離受污染土壤中碳?xì)浠衔镂廴疚锏姆椒?，該方法?jié)省成本、對(duì)環(huán)境有益、且便于管理，該方法將使得這種土壤變得無害。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種清洗并分離乳濁液組分的方法，該方法節(jié)省成本、對(duì)環(huán)境有益、且便于管理。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種自流體懸浮液中分離出固體或半固體顆粒的方法，該方法節(jié)省成本、對(duì)環(huán)境有益、且便于管理。
這些及其它目的由這里詳細(xì)描述的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種自粒狀物質(zhì)中分離出物質(zhì)的方法，包括步驟a)形成所述粒狀物質(zhì)與流體的流體混合物；b)向所述流體混合物施加剪切力；c)向所述流體混合物施加振動(dòng)；以及d)自所述粒狀物質(zhì)中分離出所述物質(zhì)。依照一個(gè)方面，所述物質(zhì)是碳?xì)浠衔?，所述粒狀物質(zhì)是土壤。依照另一個(gè)方面，所述流體包括水，以及該方法還包括步驟使所述流體混合物內(nèi)的所述土壤和所述碳?xì)浠衔镆夯孕纬梢环N含水漿液(slurry)。
依照本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明包括a)攪拌該混合物(可以是乳濁液、懸浮液、固體與流體的混合物、或固體與固體的混合物)、流體、表面活性劑(如果使用)以及溶解固體(如果使用)，以機(jī)械地剪切所述混合物組分，并促使所述混合物的所述組分脫離或分離；b)振動(dòng)所述混合物，以機(jī)械地剪切所述混合物組分，并促使所述混合物的所述組分脫離或分離；c)單獨(dú)且按順序地、或集體地向所述混合物內(nèi)加入表面活性劑、溶解固體、氣體，或油類中的任一種或全部；d)與此同時(shí)、選擇性地、間歇地、連續(xù)地或組合地通過繼續(xù)攪拌、振動(dòng)、或者攪拌與振動(dòng)兩者來使所述混合物的所述組分分離并分層；e)利用振動(dòng)，合并所述混合物內(nèi)的固體。
本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)施該方法的裝置，其一方面提供了接收器；將加入所述接收器內(nèi)的粒狀物質(zhì)施加剪切力的一種裝置；將所述接收器施加振動(dòng)的裝置；以及將分離出的所述物質(zhì)移出所述接收器的裝置。施加剪切力的裝置是一螺旋運(yùn)輸器和一可逆電動(dòng)機(jī)。施加振動(dòng)的裝置包括與所述接收器連接的一振動(dòng)器。


在說明本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的附圖中圖1是沿圖3中線C-C的本發(fā)明裝置的端剖視圖，其中為便于說明，取下了螺桿傳動(dòng)裝置；圖2是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖；圖3是沿圖1中線D-D的本發(fā)明裝置的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種采用剪切力和振動(dòng)的裝置及方法，采用剪切力和振動(dòng)的目的是為了自粒狀物質(zhì)中分離出牢牢吸附在所述粒狀物質(zhì)上的物質(zhì)，與此同時(shí)或者隨后固結(jié)(consolidating)所述粒狀物質(zhì)；自懸浮液中分離出固體或半固體顆粒，與此同時(shí)或者隨后固結(jié)所述半固體或固體物質(zhì)；以及分離乳濁液中的懸浮顆粒和乳濁液組分，與此同時(shí)或者隨后固結(jié)所述懸浮顆粒以及所述乳濁液組分。一種特定的應(yīng)用涉及對(duì)受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥肋M(jìn)行凈化和補(bǔ)救。該方法還用于自瀝青砂中分離出瀝青。這里使用的術(shù)語“土壤”應(yīng)理解為包括粒狀物質(zhì)例如土壤、砂層或其它需要從污染物質(zhì)分離的粒狀物質(zhì)。
盡管本發(fā)明可按照多種不同的方式進(jìn)行實(shí)施，但附圖中表示了本發(fā)明的一種特定實(shí)施例，同時(shí)在這里將詳細(xì)地描述該特定實(shí)施例，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，本公開內(nèi)容應(yīng)被認(rèn)為是本發(fā)明原理的一種示例，并不意味著將本發(fā)明限定為該特定實(shí)施例，或者說該特定實(shí)施例僅是出于說明目的。在不脫離本發(fā)明精神或?qū)嵸|(zhì)特征的范圍內(nèi)，為了其它目的或用途，也可按照其它特定方式來實(shí)施本發(fā)明。相應(yīng)的，本說明書和附圖應(yīng)被視為示意性的，而非限制性的。
總體來說，以下將要詳細(xì)描述的攪拌與振動(dòng)的最佳協(xié)同作用可以消除吸引力，該吸引力使得碳水化合物吸收或吸附在受碳水化合物污染的土壤顆粒上，從而使碳?xì)浠衔飶脑撌芪廴就寥李w粒中分離。
圖1(其是沿圖3中線C-C的本發(fā)明剖視圖)所示特定實(shí)施例包括一槽19形式的接收器(一空心容器，在其內(nèi)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理)，一電動(dòng)螺旋鉆或螺旋運(yùn)輸器13(圖3)穿過該槽19，多個(gè)振動(dòng)器7安裝在該槽19的下方。細(xì)長的支撐架16通常在該槽19的下方延伸，且包括以下一對(duì)橫向間隔且縱向延伸的部件30；多個(gè)彈簧安裝柱18，自該縱向延伸部件30起通常垂直向上突起，以支撐該槽19或操作性地使該槽19與支撐架16連接；多個(gè)橫向延伸的橫梁32；以及多個(gè)垂直延伸的支撐件34。多個(gè)彈簧5自支撐架16起延伸過彈簧安裝柱18，以使該支撐架16與振動(dòng)器7產(chǎn)生的振動(dòng)相隔離。
圖3表示安裝在運(yùn)輸器框架15上的電動(dòng)螺旋運(yùn)輸器13，該運(yùn)輸器框架15具有一推入端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“A”)、一排出端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“B”)以及一對(duì)下垂的支撐件31。可采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的多種裝置中任何一種來轉(zhuǎn)動(dòng)該螺旋運(yùn)輸器13的中心軸14。在此優(yōu)選實(shí)施例中，利用傳動(dòng)鏈10來轉(zhuǎn)動(dòng)該中心軸14，該傳動(dòng)鏈10自馬達(dá)9起伸入槽19內(nèi)且繞過中心軸14。
利用多個(gè)與槽19連接的軛狀物6將多個(gè)振動(dòng)器7懸掛在該槽19的下方。本發(fā)明的整個(gè)裝置都安裝在一滑板17上，該滑板17支承著細(xì)長支撐架16和運(yùn)輸器框架15，同時(shí)該滑板17包括一對(duì)橫向間隔且縱向延伸的底座件以及一對(duì)橫向延伸的橫梁。
可采用現(xiàn)有技術(shù)已知的各種用于儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及供給粒狀材料的傳統(tǒng)系統(tǒng)將受污染的土壤輸送給本發(fā)明裝置。在此優(yōu)選實(shí)施例中，堆狀地儲(chǔ)存受污染土壤，利用一種前端裝載機(jī)運(yùn)輸該受污染土壤，并將其送入進(jìn)料斗8內(nèi)。接著，利用高架起重機(jī)等移動(dòng)該進(jìn)料斗8，以沿著槽19的長度分配受污染土壤。
圖3表示了槽19是一種細(xì)長、狹窄、U形的接收器，利用進(jìn)料斗8將受污染土壤引入該槽19內(nèi)，同時(shí)經(jīng)由其排出端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“B”)處的蝶形閥12將經(jīng)凈化土壤移出該槽19。在此優(yōu)選實(shí)施例中，所引入的受污染土壤的體積應(yīng)使得該受污染土壤填充槽19的整個(gè)長度，至至少圖1中標(biāo)識(shí)的界限A的水平。
將受污染土壤引入槽19內(nèi)之前，啟動(dòng)螺旋運(yùn)輸器13，或者一旦將受污染土壤引入槽19內(nèi)，立即啟動(dòng)螺旋運(yùn)輸器13。與此同時(shí)或者緊隨其后，利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的多種裝置中任何一種將流體引入槽19內(nèi)，但在本實(shí)施例中，利用對(duì)著該槽19推入端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“A”)的流體入口2將流體引入該槽19內(nèi)。在此優(yōu)選實(shí)施例中，所引入的流體體積應(yīng)使得混合物填充該槽19的整個(gè)長度，至至少到達(dá)圖1中標(biāo)識(shí)的界限B的水平。通常，流體溫度可為室溫或室溫以下，但優(yōu)選的，流體溫度至少為受污染土壤的溫度，更優(yōu)選的，流體溫度至少為攝氏60度。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，該流體為淡水，且含有或不含有以下添加劑中的一種或全部表面活性劑，有助于分離受污染土壤內(nèi)吸附或攜帶的碳?xì)浠衔?；油類；溶解固體，優(yōu)選為無機(jī)鹽例如氯化鈉，用以增大流體的密度，從而有助于使碳?xì)浠衔锲?；或者一種溶解在流體中的氣體，用以增強(qiáng)漂浮效果。
作為這里所述方法的一種變型例子，已知某些受污染土壤含有比淡水(或其它引入該槽19內(nèi)的流體)重的碳?xì)浠衔?，這種碳?xì)浠衔锟赡軙?huì)與固相的受污染土壤一起沉積。因此，可將一種輕油例如焦化柴油(coker gas oil)加入混合物中，以溶解較重的碳?xì)浠衔锊⑸杀人p的合成物，從而使它們漂浮，便于對(duì)受污染土壤進(jìn)行徹底脫油。在一種可供選擇的變形方式中，可將一種鹽例如氯化鈉溶解在混合物中，以增大欲分離液相的密度。絕大多數(shù)碳?xì)浠衔飼?huì)浮在正常條件下密度為1.2g/l的鹽水溶液的上方。鹽水可被再利用以將鹽消耗降至最少。
可依據(jù)多種因素來改變?cè)摿黧w與受污染土壤的比率，該因素包括但并不限于碳?xì)浠衔锏恼扯?、受污染土壤的礦物成分、受污染土壤中礦物質(zhì)的顆粒尺寸、流體溫度、環(huán)境溫度等。因此，混合物中流體與固體的體積百分比可在40∶60至90∶10的范圍，更優(yōu)選在50∶50至70∶30之間，最優(yōu)選為60∶40。
本發(fā)明方法通過混合受污染土壤和流體，在槽19內(nèi)生成含水混合物。接著，可利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的多種裝置中任何一種，將前面所述添加劑(如果使用)單獨(dú)且按順序地、或者集體地加入混合物中。在此優(yōu)選實(shí)施例中，經(jīng)由添加劑注射管線3將流體添加劑加入槽19內(nèi)。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，利用螺旋運(yùn)輸器13來實(shí)現(xiàn)混合，該混合使受污染土壤、流體以及添加劑(如果使用)固結(jié)為含水混合物；但是，這種混合也可采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它工藝來實(shí)現(xiàn)，包括葉輪、攪拌棒(rakes)、螺旋裝置、攪拌器等。該螺旋運(yùn)輸器13自槽19的推入端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“A”)到排出端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“B”)來回輸送混合物。在此優(yōu)選實(shí)施例中，利用安裝在一臺(tái)架11上的可逆電動(dòng)機(jī)9實(shí)現(xiàn)這種輸送，該臺(tái)架11位于運(yùn)輸器框架的推入端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“A”)處及其附近。該可逆電動(dòng)機(jī)9朝一個(gè)方向-順時(shí)針或逆時(shí)針-驅(qū)動(dòng)螺旋運(yùn)輸器13一段規(guī)定時(shí)間，然后再朝相反方向驅(qū)動(dòng)該螺旋運(yùn)輸器13一段規(guī)定時(shí)間，該規(guī)定時(shí)間可以等于或不等于初始時(shí)間(initial period of time)。該規(guī)定時(shí)間可在10至300秒的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在100至200秒之間，最優(yōu)選為150秒。
在該規(guī)定時(shí)間內(nèi)，利用懸掛在槽19下方的多個(gè)振動(dòng)器7間歇地振動(dòng)混合物，且該振動(dòng)持續(xù)預(yù)定時(shí)間；但是，這種振動(dòng)也可采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它裝置來實(shí)現(xiàn)，包括振動(dòng)棒、聲混合器(sonic mixer)、搖動(dòng)器等。振動(dòng)器7的數(shù)量取決于多種因素，包括但并不限于受污染土壤的質(zhì)量、受污染土壤內(nèi)礦物質(zhì)的顆粒尺寸、槽19的容積、槽19的長度、每個(gè)單獨(dú)振動(dòng)器的輸出等。因此，該振動(dòng)器的數(shù)量是可以改變的。通常，每四個(gè)線性米的槽19，可使用1至6個(gè)振動(dòng)器，更優(yōu)選2至6個(gè)振動(dòng)器，最好為3個(gè)振動(dòng)器。
啟動(dòng)振動(dòng)器7之前螺旋運(yùn)輸器13被接合的時(shí)間段可在10至60秒的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20至45秒之間，最好為30秒。該振動(dòng)器7被接合的時(shí)間段可在10至60秒的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在20至45秒之間，最好為30秒。在此優(yōu)選實(shí)施例中，重復(fù)該步驟至少三次。
接著，使螺旋運(yùn)輸器13不活動(dòng)而振動(dòng)器7仍然保持接合，隨后利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的多種裝置中任何一種洗提該經(jīng)分離且漂浮著的碳?xì)浠衔?，由此可連續(xù)地或者間歇地分離出該較輕且漂浮著的碳?xì)浠衔铩Ｗ詧D3中可見，在此優(yōu)選實(shí)施例中，可經(jīng)由流體入口2向槽19內(nèi)加入額外的流體，使該槽19內(nèi)的液面上升至界限B以上，從而導(dǎo)致該較輕且漂浮著的碳?xì)浠衔镆缛胛挥谒霾?9長度方向兩側(cè)的任一個(gè)或兩個(gè)排出盤4中。
接著，通過流體出口1移出殘留在槽19內(nèi)的流體；通過接合螺旋運(yùn)輸器13，并將殘留在所述槽19內(nèi)的固體輸送至以及輸送通過蝶形閥12，來移出殘留在所述槽19內(nèi)的固體，其中，該蝶形閥12位于槽19的排出端(在圖2和3中標(biāo)識(shí)為“B”)。
在另一種實(shí)施例中，向槽19內(nèi)加入懸浮液或乳濁液，這樣該懸浮液或乳濁液就填充該槽19的整個(gè)長度，直至至少到達(dá)界限A，然后進(jìn)行以上所述過程。
盡管已經(jīng)特別參照將本發(fā)明應(yīng)用于石油勘探以及石油產(chǎn)品制造業(yè)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不限于這種應(yīng)用，其可廣泛地應(yīng)用于其它工業(yè)，該其它工業(yè)涉及分離、合并、或者既分離又合并吸附在粒狀物質(zhì)上的污染物；懸浮液中的懸浮顆粒；乳濁液(兩種不相溶流體的均勻混合物)中的懸浮顆粒和乳濁液組分。例如，這里所述的裝置及方法可應(yīng)用于處理工業(yè)廢乳濁液以及處理污水。在后一個(gè)例子中，可自污水懸浮液中分離出固體或半固體糞便顆粒，然后固結(jié)該顆粒以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
無論從哪一點(diǎn)來看，所述實(shí)施例應(yīng)理解為示意性的，而非限制性的應(yīng)認(rèn)識(shí)到，所采用的技術(shù)是為了描述文字特征，而不是限定。在這里所述內(nèi)容的啟示下，可對(duì)本發(fā)明做出許多改進(jìn)和改變；因此，本發(fā)明范圍由所附權(quán)利要求書指出，而不是前述說明書。落在該權(quán)利要求書涵意和范圍內(nèi)的全部改變都包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從粒狀物質(zhì)中分離物質(zhì)的方法，包括步驟a)形成所述粒狀物質(zhì)和流體的流體混合物；b)向所述流體混合物施加剪切力；c)向所述流體混合物施加振動(dòng)；以及d)從所述粒狀物質(zhì)中分離所述物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述物質(zhì)是碳?xì)浠衔?，所述粒狀物質(zhì)是土壤。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述流體包括水。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括步驟使所述流體混合物內(nèi)的所述土壤和所述碳?xì)浠衔镆夯孕纬梢环N含水漿液。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟a)攪拌所述漿液，以機(jī)械地使所述碳?xì)浠衔镂廴疚锩撾x所述土壤；b)振動(dòng)所述漿液，以機(jī)械地使所述碳?xì)浠衔镂廴疚锩撾x所述土壤；c)利用漂浮，使所述碳?xì)浠衔镂廴疚锱c所述土壤分離。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，向所述流體混合物中加入表面活性劑。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，向所述流體混合物中加入一種油。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，向所述流體混合物中加入溶解固體。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括水和表面活性劑。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括水和至少一種用以增大所述流體密度的溶解固體。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括水、表面活性劑和至少一種用以增大所述流體密度的溶解固體。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括鹽水。
13.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括鹽水和表面活性劑。
14.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括鹽水和至少一種用以增大所述流體密度的溶解固體。
15.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體包括鹽水、表面活性劑和至少一種用以增大所述流體密度的溶解固體。
16.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑自以下選出脂肪酸鹽、甲酚鹽、硫化物、碳酸鈉、氫氧化鈉、硅酸鈉、或帶有電荷的電解液。
17.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述攪拌步驟之前或在所述攪拌步驟之后，加入所述表面活性劑。
18.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述溶解固體包括無機(jī)鹽。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述溶解固體包括氯化鈉。
20.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述攪拌步驟之前或在所述攪拌步驟之后，加入所述溶解固體。
21.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述油為輕油。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述油為焦化油。
23.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述攪拌步驟之前或所述攪拌步驟之后，加入所述油。
24.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述流體還包括溶解氣體。
25.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所采用的流體量超過了所采用的粒狀固體量。
26.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述含水漿液中流體與粒狀固體的體積百分比為60∶40。
27.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述攪拌步驟包括將所述表面活性劑和所述粒狀固體混入所述流體內(nèi)，所述流體的量在大約1升至大約1立方米的范圍內(nèi)。
28.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，以高速率的剪切力攪拌所述含水漿液。
29.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述含水漿液的溫度在環(huán)境溫度至50攝氏度的范圍內(nèi)。
30.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述含水漿液的溫度至少為60攝氏度。
31.一種方法，所述方法用于從受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥乐蟹蛛x碳?xì)浠衔镂廴疚?，與此同時(shí)或者緊隨其后固結(jié)所述土壤，包括a)在一種流體內(nèi)液化所述土壤和所述碳?xì)浠衔镂廴疚铮孕纬蓾{液；b)攪拌所述漿液，以機(jī)械地使所述碳?xì)浠衔镂廴疚锩撾x所述土壤；c)振動(dòng)所述漿液，以機(jī)械地使所述碳?xì)浠衔镂廴疚锩撾x所述土壤；d)利用漂浮，使所述碳?xì)浠衔镂廴疚锱c所述土壤分離；以及e)利用振動(dòng)固結(jié)所述土壤。
32.一種從流體懸浮液中分離固體或半固體顆粒的方法，包括步驟a)施加足以破壞所述懸浮的剪切力；b)向所述懸浮液施加振動(dòng)；c)從所述流體懸浮液中分離所述懸浮顆粒。
33.一種從乳濁液中分離出懸浮顆粒的方法，所述乳濁液由連續(xù)液體形成，包括a)施加足以破壞所述乳狀的剪切力；b)向所述乳濁液施加振動(dòng)；c)從所述連續(xù)流體中分離所述顆粒。
34.一種方法，用于從粒狀物質(zhì)中分離吸附在所述粒狀物質(zhì)上的物質(zhì)，與此同時(shí)或者其后固結(jié)所述粒狀物質(zhì)，包括步驟a)施加足以破壞所述吸附的剪切力；b)向所述粒狀物質(zhì)施加振動(dòng)；c)從所述粒狀物質(zhì)中分離所述物質(zhì)。
35.一種方法，用于從液體懸浮液中分離出固體或半固體材料，與此同時(shí)或者其后固結(jié)所述固體或半固體材料，包括a)施加足以破壞所述懸浮的剪切力；b)向所述流體懸浮液施加振動(dòng)；c)從所述液體中分離出所述懸浮顆粒。
36.一種方法，用于分離乳濁液中的懸浮顆粒和乳濁液組分，與此同時(shí)或者其后固結(jié)所述懸浮顆粒和所述乳濁液組分，包括a)施加足以破壞所述乳狀的剪切力；b)向所述乳濁液施加振動(dòng)；c)自所述乳濁液中分離出連續(xù)液體和所述懸浮顆粒。
37.一種用于從粒狀物質(zhì)中分離出物質(zhì)的裝置，包括a)接收器；b)向加入所述接收器內(nèi)的粒狀物質(zhì)上施加剪切力的裝置；c)向所述接收器施加振動(dòng)的裝置；d)將分離出的所述物質(zhì)移出所述接收器的裝置。
38.如權(quán)利要求37所述的裝置用于分離液體懸浮液中的固體顆?；虬牍腆w材料。
39.權(quán)利要求37所述的裝置用于分離乳濁液中的懸浮顆粒和乳濁液組分。
40.如權(quán)利要求37所述的裝置用于從受碳?xì)浠衔镂廴镜耐寥乐蟹蛛x出碳?xì)浠衔镂廴疚铩?br> 41.如權(quán)利要求37所限定的裝置，其特征在于，所述施加剪切力的裝置是一帶有可逆驅(qū)動(dòng)裝置的螺旋運(yùn)輸器。
42.如權(quán)利要求37所限定的裝置，其特征在于，所述施加振動(dòng)的裝置包括與所述接收器連接的一振動(dòng)器。
43.如權(quán)利要求37所限定的裝置，其特征在于，將所述分離出的物質(zhì)移出所述接收器的所述裝置包括一排出盤。
全文摘要
提供一種自粒狀物質(zhì)例如土壤中分離出物質(zhì)例如碳?xì)浠衔锏姆椒?。形成一種含水漿液，并在例如一種可逆的螺旋運(yùn)輸器(13)內(nèi)向該漿液施加剪切力，同時(shí)振動(dòng)該漿液。接著，可自該粒狀物質(zhì)中取出由此分離的物質(zhì)。
文檔編號(hào)B09C1/02GK1538864SQ02815271
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2002年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月11日
發(fā)明者歐內(nèi)斯特·J·泰勒-史密斯, 拉塞爾·M·格雷厄姆, M 格雷厄姆, 歐內(nèi)斯特 J 泰勒-史密斯 申請(qǐng)人:新技術(shù)商業(yè)化有限公司