專利名稱:從液體中分離出固體的方法和設(shè)備的制作方法
本發(fā)明是針對(duì)包括采用絮凝劑如聚合物從液體中分離出固體的方法和設(shè)備，尤其是從液體中分離出約為28篩號(hào)網(wǎng)目和更小的細(xì)小固體顆粒，如洗煤廠的廢料的方法和設(shè)備。
目前，從液體中分離出細(xì)小固體顆粒各種不同的方法和設(shè)備都已在應(yīng)用中，美國(guó)專利3523889(發(fā)明人F.G.Eis)披露了一種這種方法和設(shè)備。在這一專利中，有一種絮凝劑加入到礦漿中，然后從一立管排出，并被一擋扳截住，折向向外流動(dòng)，以達(dá)到同貯槽中的液體混合。在Eis的專利中礦漿是同其中所含的絮凝劑引入到輕微攪動(dòng)的貯槽的正中的。美國(guó)專利4055494(發(fā)明人R.C.Emmett Jr.)披露了另一種方法，這一專利已受讓于Envirotech公司。在Emmett的專利中，待分離的懸浮漿是連續(xù)地供入四個(gè)攪拌區(qū)，在每一個(gè)攪拌區(qū)都用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)片，將導(dǎo)入的一部分絮凝劑加以混合。在Emmett的專利中沒(méi)有說(shuō)明每一混合區(qū)的攪拌方式。不過(guò)，1983年5月3日美國(guó)猶它洲地方初審法院中央分院發(fā)表的關(guān)于Amstar公司及Energy Fuels Nuclear公司的訴訟判決書(shū)的證詞表明，Enviroteel公司想試驗(yàn)一種機(jī)械地?cái)嚢钁腋∫汉托跄齽┑姆椒?，使之具有足夠的力量形成?yōu)良的絮凝構(gòu)成，但卻不過(guò)份地激烈以致破壞一旦形成的絮凝物。J.Rosenbaum和J.Clemmer在J.Clegg和D.Foley的“鈾礦石的處理”172期，1980頁(yè)(1958年)中的“液-固分離”一文中提到“絮凝劑必須均勻地分布到懸浮漿中而且不致于使絮凝物分解。想用激烈的攪拌來(lái)達(dá)到最有效的絮凝劑的分布會(huì)使脆的絮凝物分解，從而破壞了原來(lái)的目的”。
本發(fā)明涉及到利用一種絮凝劑，例如有活性的聚合物的混合物，和在激烈的攪拌下，從液體中分離出細(xì)小固體顆粒的方法和設(shè)備，按照本發(fā)明方法，絮凝物并不脆弱而是很堅(jiān)固。本發(fā)明的一種實(shí)施方案，是在一臺(tái)做為一般洗煤廠的一部分的錐狀澄清/沉降槽中實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，有一臺(tái)有頂有錐形底和側(cè)壁的容器。容器中的物料保持在一恒定的液面，這是通過(guò)使流出容器的溢流清液和絮凝的懸浮液的流率同引進(jìn)容器的懸浮液和絮凝劑溶液的流率基本上保持一樣形成的。因此容器中隨時(shí)都存在有含有各種不同百分比固體的懸浮液。分開(kāi)容器的底部有一個(gè)葉輪浸沒(méi)在懸浮液中。葉輪以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)足以在容器中產(chǎn)生一激烈的攪拌區(qū)。有第一組一端管口敞開(kāi)而且互相隔離開(kāi)的管子安裝在容器中，它們敞開(kāi)的管口在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)平面的上方附近。第二組一端帶有噴嘴而且互相隔開(kāi)的管子也放在第一組管子的附近，它們的噴嘴也位葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)平面的上方附近。含有要同液體分離的固體的懸浮液是通過(guò)第一組相互隔開(kāi)的管子引入容器內(nèi)，而絮凝劑溶液，如活化聚合物的烯混合物則是通過(guò)那一組帶噴嘴的管子引入容器內(nèi)的。當(dāng)懸浮液和絮凝劑進(jìn)入了激烈的攪拌區(qū)，其中的固體就同該稀的聚合物混合物作用形成了較小的碎粒狀絮凝物。這一粒狀的絮凝物沉降到容器的錐形底部，移動(dòng)到一排出井中而被抽出容器送入到一個(gè)分離單元中。澄清的液體從容器側(cè)壁頂部的一個(gè)環(huán)狀開(kāi)孔溢流流出容器。
本發(fā)明的一個(gè)目的是利用一種絮凝劑，并使懸浮液同絮凝劑經(jīng)受激烈的攪拌以形成較小的粒狀絮凝物，把細(xì)小的固體從液體中分離出來(lái)。
本發(fā)明的其它目的，優(yōu)點(diǎn)和它的新穎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在下面的說(shuō)明中敘述。對(duì)于熟悉本工藝的人，通過(guò)檢查下列的內(nèi)容就可理解，或者通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐就可明白。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)權(quán)利要求
書(shū)所指出的手段和系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖1所示，是帶有本發(fā)明的一個(gè)煤加工廠的流程簡(jiǎn)圖;
圖2所示是本發(fā)明方案的立面?zhèn)纫晥D;
圖3是圖2的部分上視平面圖;
圖4是圖3的部分下視平面圖;
在圖1中是一個(gè)煤處理廠的流程簡(jiǎn)圖，其中有一臺(tái)輸送機(jī)2用以輸送礦石，并將礦石倒進(jìn)脫礦泥篩4，在篩中將礦石分成大于28網(wǎng)目和小于28網(wǎng)目的礦石。大于28網(wǎng)目的礦石送入跳汰機(jī)6，在機(jī)中用水將低灰份的煤同廢料如石頭、石片和高灰份的次煤分開(kāi)。分離是采用重力浮選法，煤浮游在跳汰機(jī)的表面上，廢料則沉入底部，低灰份的煤分出后送入脫水篩8，再送入軌車10，廢料由輸送機(jī)12取出跳汰機(jī)，并轉(zhuǎn)運(yùn)至輸送機(jī)14，倒入廢料車16。
小于28網(wǎng)目的礦石送入浮選機(jī)20，從中把小于28網(wǎng)目的紙灰份煤分出并送進(jìn)過(guò)濾裝置22。從脫水篩8排出的水和小顆粒物料也送入浮選機(jī)20。脫過(guò)水的小于28網(wǎng)目的低灰份煤從過(guò)濾裝置轉(zhuǎn)送入軌車10。小于28網(wǎng)目的廢料沉入浮選機(jī)20的底部，并以懸浮液的形態(tài)輸送到澄清沉降槽24。稠濃后的28網(wǎng)目廢料送入廢料過(guò)濾機(jī)28。在廢料過(guò)濾機(jī)28上形成的小于28網(wǎng)目廢料的濾餅，卸落在輸送大于28網(wǎng)目廢料去廢料車倉(cāng)16的輸送機(jī)14的皮帶上。廢料從廢料車倉(cāng)16倒進(jìn)卡車30，并輸送到煤礦石垛32去，在那里有履帶拖拉機(jī)34將廢料推壓成平垛。垛的厘米高度為12英寸，按4∶1的比例壓實(shí)，以便防止空氣進(jìn)入礦石垛，而引起自燃。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示于圖2至圖4，其中有一容器90，帶有敞口頂部92，錐形底94，和側(cè)壁96，最好是圓筒形的。轉(zhuǎn)動(dòng)軸98有葉片100固定在其上，形成一個(gè)葉輪。軸98通過(guò)常用的方法加以支承和使之轉(zhuǎn)動(dòng)(圖中未示出)。如圖4所示，葉輪最好是由四個(gè)相隔90°的四個(gè)葉片100構(gòu)成，但使用不同葉片數(shù)的葉輪102也是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。葉片100同鉛垂線傾斜一角度，使之對(duì)容器內(nèi)同葉片100接觸的那一部分懸浮液作用一個(gè)環(huán)形的向下的力。不過(guò)，在某些實(shí)例下葉片是同鉛錘線平行的，進(jìn)液管104在容器頂部92附近穿過(guò)器壁96并在一環(huán)形總管106處截住，從總管106上向下伸展出一組管子108，管子的敞口端110位于葉輪102的上方附近。管子108有四根，相隔90°，但是根據(jù)需要采用多根的管子108，也是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。含有要同液體分離的固體的懸浮液112是通過(guò)進(jìn)液管104，總管106和管子108進(jìn)入容器90內(nèi)的。在容器的敞口頂部92上方有一進(jìn)料管114，它在一環(huán)形的總管116上截止，從總管116上向下伸展出一組管子118，管子上帶有噴嘴120，位于葉輪102的上方附近。管子118有四根，相隔90度，但是根據(jù)需要，本發(fā)明也可采用許多根的管子118。管子118的根數(shù)必須同管子108的根數(shù)相一致。絮凝劑122，例如活性聚合物混合物的稀溶液，是通過(guò)進(jìn)料管114，總管116和管子118進(jìn)入容器內(nèi)。在容器側(cè)壁94內(nèi)的溢流堰126處有一出液管124，用以取出從容器90溢流出的清液。
容器的錐形底94有一足夠傾斜的表面128，以便粒狀的絮凝物能夠向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入一個(gè)排出井130。有一出料管132是用以取出液體中含有粒狀絮凝物的懸浮液134經(jīng)過(guò)排出井130離開(kāi)容器90去一適當(dāng)?shù)姆蛛x裝置，例如廢料過(guò)濾機(jī)28。與一般的做法一樣，有一個(gè)耙子用以幫助稠厚的煤漿和粒狀絮凝物進(jìn)入排出井130。
引進(jìn)懸浮液112和絮凝劑122的流率同溢流排出清液和引出懸浮物134的流率成一定的關(guān)系，使容器90內(nèi)的物料保持在一液面136上，由于各種懸浮物112，122，124和134等的特性各不相同，所以容器90內(nèi)的容量138含有多種固體百分比含量不同的懸浮液。
操作時(shí)，葉輪102以足夠大的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，使其葉片100的葉尖速度可達(dá)300至600英尺/分，而最好是在500英尺/分。葉片100在懸浮液138中的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)激烈的攪拌區(qū)。含有要同液體分離的固體的懸浮液112從管子108流出，而絮凝劑122從管子118噴出，立即進(jìn)入由旋轉(zhuǎn)葉片100所產(chǎn)生的激烈的攪拌區(qū)，這種激烈的攪拌在絮凝固體間造成了多次的碰撞，所以最后形成的絮凝物是比較小，而且一般成碎粒狀。當(dāng)這種含有較小而且成粒狀的絮凝物懸浮液通過(guò)一般的過(guò)濾機(jī)，例如廢料過(guò)濾機(jī)28時(shí)，它所形成的濾餅的比重要比由一般所產(chǎn)生的懸浮液濾餅的比重為大。容器內(nèi)裝有擋板(圖中未示出)，用以防止容器內(nèi)的懸浮液由于葉片旋轉(zhuǎn)而生成旋渦的趨向。
圖2至圖4所示的裝置的大小，是視被處理物料量而定。示于圖2至圖4的本發(fā)明的實(shí)施方案，容器90在器壁94處的內(nèi)直徑約為40英尺。葉輪102的葉尖直徑約為20英尺。葉輪102的旋轉(zhuǎn)速度足以使葉片100的葉尖速度為300至600英尺/分，最好是約為500英尺/分。懸浮液112是通過(guò)108管子的開(kāi)口進(jìn)入容器內(nèi)的，每根管子的流量在400至600加侖/分之間，最好在約530加侖/分，其固體濃度在3至8%重量比之間，最好約為4%重量比。含絮凝物的懸浮液134其固體含量濃度在約35至50%重量之間，最好約為40%。絮凝劑含活性聚合物混合物的濃度在約0.5%重量比以下，最好約為0.03%重量比，是通過(guò)每根118管子的噴嘴120引進(jìn)的。活性聚合物可以是陽(yáng)離子型的，弱陰離子型或陰離子型，或者它們的混合物。葉輪102的旋轉(zhuǎn)以及懸浮液和絮凝劑的速度產(chǎn)生了一個(gè)激烈的攪拌區(qū)，使懸浮液中的固體形成一種較小而且是粒狀的絮凝物，下沉至表面128上。溢流速率為每平方英尺溢流面積在1至4.0立方英尺/分之間，最好在2.0立方英尺/分每平方英尺溢流面積。
希望這里所介紹的創(chuàng)造性的構(gòu)思可以成為其它各種不同的實(shí)施方案，所建立的權(quán)利要求
書(shū)也是想要包括除了直到目前，先有技術(shù)所限定者除外的各種本發(fā)明的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種從液體中分離出固體的應(yīng)用方法，包括設(shè)計(jì)一個(gè)包括有側(cè)壁和底的容器；在該容器中形成液體和固體的容量；通過(guò)控制液體和固體的進(jìn)出量使液體和固體在該容器中的容量保持基本上恒定；使一個(gè)有多片葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪在含有該液體和固體的容量中連續(xù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)激烈的攪拌區(qū)，該葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度足以使每一葉片的葉尖速度在300至600英尺/分之間；連續(xù)引進(jìn)第一種液體中含有固體的懸浮液至該激烈的攪拌區(qū)；連續(xù)引進(jìn)一種絮凝劑至該激烈的攪拌區(qū)使該絮凝劑同該第一種懸浮液中的固體起作用形成絮凝物；通過(guò)位于容器側(cè)壁上方附近的溢流方法使清液不斷地移走；使該絮凝物能不斷地沉降到該容器的底部；從該容器的底部使第二種含有該絮凝物和一種液體的懸浮液不斷地抽走；從該液體中不斷地分離出該絮凝物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法還包括有基本上是同時(shí)引入該第一懸浮液和該絮凝劑;
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法還包括有將第一懸浮液和該絮凝劑引進(jìn)到鄰近的位置上;
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的方法還包括有將該第一懸浮液和該絮凝劑引進(jìn)到一組彼此相互隔開(kāi)的位置上;和將該絮凝劑引進(jìn)到一組彼此相互隔開(kāi)的位置上;
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，其中該絮凝物是小的碎粒狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，其中該絮凝劑的濃度在0.5%重量比以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的方法，其中該第一種懸浮液中的固體是來(lái)自一煤處理廠的小于28網(wǎng)目的廢料。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5的方法還包括有轉(zhuǎn)動(dòng)該葉輪至足夠的速度使每一葉片的葉尖速度達(dá)到約500英尺/分。
9.從一種液體中分離出固體使用設(shè)備包括一個(gè)有底和側(cè)壁的容器;在該容器內(nèi)有液體和固體的容量;通過(guò)控制液體和固體的進(jìn)出量保持液體和固體容量的裝置;一個(gè)浸沒(méi)在該液體和固體容量中具有多片葉片的可轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪;使該葉輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到足以使每一葉片的葉尖速度達(dá)到300至600英尺/分使在該液體和固體的容量中形成一個(gè)激烈的攪拌區(qū)的裝置;將在液體中含有固體的第一種懸浮液不斷地引進(jìn)到該激烈攪拌區(qū)的裝置;連續(xù)引進(jìn)一種絮凝劑至該激烈攪拌區(qū)使該絮凝劑同該第一種懸浮液中的固體起作用形成絮凝物沉降到該容器底部的裝置;通過(guò)位于容器側(cè)壁上方附近的溢流裝置使清液不斷抽出的裝置;從該容器的底部在第二種液體中含有該絮凝物的懸浮液中把該絮凝物移走的裝置;從該液體中分離開(kāi)絮凝物的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的設(shè)備，其中該第一種懸浮液和該絮凝劑基本上是同時(shí)引進(jìn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求
9的設(shè)備，其中引進(jìn)該絮凝劑的裝置是在引進(jìn)該第一種懸浮液裝置的附近。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的設(shè)備，其中引進(jìn)該第一種懸浮液的該裝置含有一組彼此相隔開(kāi)一端管口蔽開(kāi)的一些管子，和引進(jìn)該絮凝劑的該裝置含有一組彼此相隔開(kāi)的一些噴嘴。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12的設(shè)備，其中該絮凝物是小的碎粒狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13的設(shè)備，其中該絮凝劑的濃度在0.5%重量比以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14的設(shè)備，其中該葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度足以使各片葉片的葉尖速度達(dá)到約500英尺/分。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15的設(shè)備，其中該第一種懸浮液中的固體是來(lái)自一煤處理廠的小于28網(wǎng)目的廢料。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種從液體中分離出固體的方法和設(shè)備。它使一種含有固體加液體和一種絮凝劑的懸浮液遭受激烈攪拌以達(dá)到使固體形成比較小的碎粒狀的絮凝物，并可以容易地同它們所含的液體分離。
文檔編號(hào)B01D36/04GK86105063SQ86105063
公開(kāi)日1987年5月13日 申請(qǐng)日期1986年8月19日
發(fā)明者C·林·彼得森 申請(qǐng)人:彼得森濾器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan