專利名稱：：用于從液體中分離固體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于從液體中分離固體材料的設(shè)備，該設(shè)備包括篩網(wǎng)，脈動篩選液流向上經(jīng)過所述篩網(wǎng)；重粒料鋪層，其位于所述篩網(wǎng)上并具有粗分選粒子，所述粗分選粒子的直徑比所述篩網(wǎng)中的開孔大；用于待分離的材料流的入口，其中所述待分離的材料流包括至少兩種密度不同的不同材料，其中至少一部分待分離的材料流借助所述篩選液流從所述入口經(jīng)由所述篩網(wǎng)被向上傳送到距離所述入口一定距離的位置并成為流化狀態(tài)；和用于至少一種材料并位于所述篩網(wǎng)上側(cè)的第一出口，其中所述第一出口位于所述入口與距離所述入口一定距離的所述位置之間。
背景技術(shù)：
：這類設(shè)備廣泛用于現(xiàn)有技術(shù)中并被稱為篩選機(jī)。該篩選機(jī)包括經(jīng)過篩網(wǎng)的脈動篩選水流，從而所述脈動篩選流向上推動粗分選粒子和待分離的材料流。篩選流暫時停止時這些材料隨后回落到篩網(wǎng)上的回落速度尤其取決于那些材料的比重、形狀和大小。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠供給脈動的篩選流，使得密度最大的材料經(jīng)粗分選粒子和篩網(wǎng)向下排出，同時密度較大的材料保持在粗分選粒子之間或粗分選粒子上，或者甚至懸浮在上層液體中。這種技術(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知常識，并且這種技術(shù)在SMEMineralProcessingHandbook，N丄.Weiss(ed.)NewYork(1985)，pp.4-31中進(jìn)行了描述。盡管本發(fā)明不限于具體成分的材料流，但后文中的材料流主要包括重金屬、砂和有機(jī)物的混合物。這三種材料的比重依次減小，因此分別稱為"密度最大的材料"、"密度較大的材料"和"密度最小的材料"。在所有情況下，待分離的材料為固體。在現(xiàn)有技術(shù)中使用許多不同類型的篩選機(jī)(jig)。一般來說，待分離的材料在第一位置敷設(shè)在重粒料鋪層和篩網(wǎng)上，隨后被傳送到距離所述第一位置一定距離的位置上。在該傳送過程中，脈動的篩選水經(jīng)過，最終使得密度最大的材料經(jīng)重粒料鋪層和篩網(wǎng)排出，而密度較大的材料保持在粗分選粒子之間或之上，例如流化或懸浮在所述液體中。所述液體然后可能已經(jīng)存在，在這種情況下待分離的材料流可供給為干物質(zhì)或懸浮物。本發(fā)明不限于任何特殊的供給方式。已知方法的缺點(diǎn)是沒有下降經(jīng)過粗分選粒子和篩網(wǎng)的所有材料必須作為單一流經(jīng)由設(shè)備的出口排出。除了上述重金屬、砂和有機(jī)物的系統(tǒng)允許砂排出而與有機(jī)物分離之外，迄今為止尚無法作進(jìn)一步的分離。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的總目的是提供一種用于從液體中分離固體的改進(jìn)設(shè)備。本發(fā)明的目的特別是提供一種可以從液體中分離密度不同的至少三種固體的設(shè)備。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于分離包括至少兩種密度不同的不同材料的材料流的改進(jìn)方法。本發(fā)明的目的特別是提供一種可以從材料流中分離至少三種密度不同的不同材料的方法。在本說明書中使用術(shù)語"密度不同的材料"或類似術(shù)語時，所述術(shù)語應(yīng)該理解成是指密度不同的材料的混合物。沒有限制最多兩種不同密度。在那些情況下，根據(jù)本發(fā)明，可以對例如兩種密度范圍("包括至少兩種不同材料的材料流"等)或三種密度范圍("包括至少三種不同材料的材料流"等)進(jìn)行分離。為實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個目的，本發(fā)明提供了一種前言部分提及的設(shè)備，其中所述設(shè)備進(jìn)一步包括排出另一種材料的出口，所述出口選自下述中的至少一個靠近距離所述入口一定距離的位置定位的第二出口，和所述篩網(wǎng)。這樣，至少密度最小的材料總是可在重粒料鋪層上方的位置排出。不用說，該第一出口位于所述液體中、所述重粒料鋪層上方，從而基本沒有密度比預(yù)期最小密度大的材料經(jīng)由該第一出口排出。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例，一液體入口設(shè)置在第一出口和距離材料流入口一定距離的所述位置之間的位置上。這樣生成一基本反向定向的液流，其經(jīng)所述液體、朝向待分離的材料流的上側(cè)上并被傳送至篩網(wǎng)。因此，所述液體主要從所述材料流中帶走密度最小的材料并經(jīng)由第一出口排出該密度最小的材料。該材料流的上層主要只由不帶有粗分選粒子的密度較大的材料構(gòu)成。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在距離用于至少一種材料的入口一定距離的所述位置附近設(shè)置第二出口。在對兩種密度范圍(或兩種密度)進(jìn)行分離時，該第二出口優(yōu)選設(shè)置用于排出密度最大的材料，但是該第二出口也可以設(shè)置用于密度較大的材料，該密度較大的材料在分離三種密度范圍(或三種密度)時不經(jīng)由所述篩網(wǎng)排出。特別優(yōu)選的是將上面描述中所描述的所有或多種措施組合。在上述實(shí)施例中，在對三種密度范圍(或三種密度)進(jìn)行分離時，篩網(wǎng)用作密度最大的材料的第三出口。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備特別適合于分離至少三種不同材料的材料流，并且包括排出密度最大的材料的篩網(wǎng)、排出密度較大的材料的第二出口和排出密度最小的材料的第一出口。特別地，上述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備非常適合于使用該方法分離這三種材料。篩選
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員能夠操作該設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)合適的分離。進(jìn)一步優(yōu)選的是，液體的入口朝向在篩網(wǎng)上經(jīng)過的材料流的上側(cè)。這樣使得在篩網(wǎng)上經(jīng)過的材料流上層中存在的密度最小的材料可能與由該供給的液體打散的密度較大的材料組合，從而造成所述材料變成懸浮，隨后經(jīng)由所述設(shè)備的第一出口排出。這一額外供給的液體與經(jīng)由篩網(wǎng)供給的篩選液的組合確保了液體和低密度的材料經(jīng)由第一出口連續(xù)排出。第二出口優(yōu)選由一個由流化材料流承載的關(guān)閉裝置形成。該關(guān)閉裝置的密度例如選擇成在重粒料鋪層上的固體材料(所述層由篩選水流化)位于預(yù)期或較低水平面時所述關(guān)閉裝置密封設(shè)備中的第二出口，而在流化層在比預(yù)期水平面高的水平面時關(guān)閉裝置被向上推，從而打開第二出口。這主要使經(jīng)由第二出口排出的材料可經(jīng)由所述設(shè)備排出。設(shè)備中的流化層的水平面上升時關(guān)閉裝置可以開始浮在液體中甚或浮在液體之上。關(guān)閉裝置特別優(yōu)選為具有可繞一縱向軸線轉(zhuǎn)動的圓柱體，該圓柱體在其延伸方向上與經(jīng)由第二出口排出的材料接觸。該圓柱體可保持轉(zhuǎn)動，使得至少一部分流化層從所述設(shè)備排出。例如，如果重粒料鋪層上靠近所述圓柱體存在材料流化層，則可保持圓柱體連續(xù)轉(zhuǎn)動?？梢酝ㄟ^改變轉(zhuǎn)速來控制排出的材料量。此外，流化材料層越厚，材料經(jīng)由該第二出口排出的速度越快，因?yàn)樵谀欠N情況下圓柱體上升到較高的位置，在其下側(cè)的出口較大。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，第一出口在設(shè)備中的位置基本固定，使得液體在設(shè)備中的水平面保持基本相同。因此第一出口的位置決定設(shè)備中液體的深度。原則上，第一出口也可浮在液體中。如果需要，可在篩網(wǎng)上經(jīng)過的材料流上方保持一最低高度。一般來說，第一出口優(yōu)選具有固定位置。如前所述，本發(fā)明還涉及一種用于分離材料流的方法，其中所述材料流包括至少兩種密度不同的材料，所述方法包括下列步驟向根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備的入口供給所述材料流；使脈動液流向上經(jīng)過篩網(wǎng)以流化待分離的材料流；經(jīng)由距離所述固體材料入口一定距離處的第二出口排出密度相對較高的材料；以及經(jīng)由第一出口排出密度相對較低的材料。這種方法非常適合用于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種方法，其中包括三種不同材料的材料流供給根據(jù)本發(fā)明的包括三個出口的設(shè)備。在這種情況下，密度最大的材料經(jīng)由篩網(wǎng)(第三出口)排出，密度較大的材料經(jīng)由第二出口排出，密度最小的材料經(jīng)由第一出口排出。一般優(yōu)選是，待排出的最大部分經(jīng)由第二出口排出。經(jīng)由第一或第三出口的排放占據(jù)的篩網(wǎng)空間太大，或者說第一出口占據(jù)的空間太大。根據(jù)本發(fā)明的方法可以應(yīng)用為使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的任意不同特征。所述方法還特別可包括從一個位置供給液流，從待分離的材料流的入口看去所述位置距離第一出口一定距離并且朝向經(jīng)過篩網(wǎng)的待分離的材料流的上側(cè)。這樣可實(shí)現(xiàn)上述與所述設(shè)備相關(guān)的各種優(yōu)點(diǎn)。對于根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備，特別優(yōu)選的是，密度較大的材料經(jīng)由第二出口排出，因?yàn)榈诙隹谏咭员忝芏容^大的材料從第二出口下方從所述設(shè)備排出?？勺詣舆M(jìn)行這種高度調(diào)節(jié)，例如，材料的流化床層的水平面的上升向上推動關(guān)閉裝置，但在本發(fā)明范圍內(nèi)也可故意打開和/或關(guān)閉第二出口。下面通過附圖和一個優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。圖l表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖。圖2表示根據(jù)圖1的設(shè)備的一個優(yōu)選實(shí)施例。具體實(shí)施例方式圖1表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖。該設(shè)備1包括設(shè)有開孔3的篩網(wǎng)層2。篩選水(hutchwater)4向上經(jīng)過這些開孔3(用箭頭示意性地指示出)。篩選水4可供給為脈動流。待分離的材料流5從上方供給到篩網(wǎng)2上。如圖所示，該待分離的材料流5在一端供給所述設(shè)備，隨后在篩網(wǎng)上在箭頭A方向上被運(yùn)送。根據(jù)通常的做法，可在篩網(wǎng)2上提供一重粒料鋪層(ragginglayer)。重粒料鋪層的粒子的直徑比篩網(wǎng)2中的開孔3大。將待分離的材料流引入液體6中。待分離的材料流5可以作為固體，或作為液體中的懸浮物供給液體6。由于脈動供給的篩選水4以及傾斜的篩網(wǎng)2,待分離的材料流在篩網(wǎng)2上在箭頭A方向上被運(yùn)送。密度最大的材料經(jīng)過重粒料鋪層和篩網(wǎng)2的開孔3向下排出。較高密度的材料保持在重粒料鋪層中和/或重粒料鋪層上，而密度最小的材料變成懸浮在液體6中和/或保持在層7之上。第一出口8設(shè)置用于排出密度最小的材料。液體和懸浮在液體中的材料經(jīng)由所述出口8排出。如圖所示，所述第一出口8位于待分離的材料流5供給處和距離所述待分離的材料流供給處最遠(yuǎn)的位置之間。第一出口8靠近液體6的頂面定位。另外，提供額外供給的液體9以確保適當(dāng)?shù)爻?之上的密度最小的材料。該額外供給的液體9在靠近關(guān)閉裝置10處被引人液體6中。該額外液體朝向?qū)?的頂面7，，從而將頂面上的材料推入所述液體中。因此，也可以方便地經(jīng)由第一出口8排出該材料。這種方式可適當(dāng)?shù)亟?jīng)由篩網(wǎng)3的開孔分離密度最大的材料，并經(jīng)由第一出口8分離密度最小的材料。密度較大的材料將沉積在粗分選粒子上基本為流化層的形式。一種用于除去密度較大的材料的合適的方式是提供出口11。密度較大的材料可以非常簡單地經(jīng)由出口ll從設(shè)備l排出。出口ll可用關(guān)閉裝置IO關(guān)閉。在所示實(shí)施例中，關(guān)閉裝置10是可繞軸線12轉(zhuǎn)動的圓柱形構(gòu)造。關(guān)閉裝置10的橫向運(yùn)動(在圖中向右)由引導(dǎo)裝置13阻止。關(guān)閉裝置10的向左移動由液體6阻止。圓柱體10的比重可以選擇成在液體6的水平面和/或流化層的水平面在預(yù)期位置或較低位置時所述圓柱體位于層7上和/或?qū)?內(nèi)，從而該關(guān)閉裝置關(guān)閉第二出口11。液體6的水平面和/或流化層的水平面上升時，關(guān)閉裝置10可調(diào)節(jié)成向上浮起或被推向上。如圖所示，可以在豎直平面上容易地移動關(guān)閉裝置10。關(guān)閉裝置10在其最低位置上定位于層7上和/或?qū)?內(nèi)。這使得液體和固體不可以從第二出口ll排出。最終觀察到的是，當(dāng)?shù)谝怀隹?安裝在固定位置時，液體6的出口的高度優(yōu)選位于關(guān)閉裝置10頂邊正下方位置處。根據(jù)圖2的優(yōu)選實(shí)施例，待分離的材料流5供給到其上提供重粒料鋪層14的篩網(wǎng)2上。這樣就在所述重粒料鋪層上形成跳汰床層(jigbed)15。篩網(wǎng)2下方具有兩個出口16和17，密度最大的材料分別經(jīng)由所述出口16和17排出。篩選水4從篩網(wǎng)2下方供給。篩選水可以是工藝用水?？蛇x地，經(jīng)由入口19供給的淡水20也可以作為篩選水，從而實(shí)際上篩網(wǎng)2上的密度較大的材料在經(jīng)由第二出口11排出之前得到清洗。篩網(wǎng)2下方設(shè)置密封裝置18，該密封裝置防止篩選水橫向移動，并防止經(jīng)過篩網(wǎng)2的密度最大的材料橫向移動。經(jīng)由出口11排出的材料由密度較大的材料和水構(gòu)成。所述水可以在旋風(fēng)分離器21或類似裝置中基本被凈化并用作額外供給的液體9。密度最小的材料22經(jīng)由第一出口8排出。密度較大的材料23經(jīng)由第二出口ll排出。示例性實(shí)施例將來自生活垃圾焚化廠的、基本由砂構(gòu)成的待分離固體混合物供給到根據(jù)圖2的設(shè)備中。該固體混合物由有機(jī)物(即最小比重部分)、砂(即中等比重部分)和(重)金屬(即最大比重部分)構(gòu)成。圓柱體通過轉(zhuǎn)動確保砂經(jīng)由所述設(shè)備排出。有機(jī)物經(jīng)由第一出口排出，最大比重部分經(jīng)篩網(wǎng)排出。所述示例性實(shí)施例的設(shè)備和方法的特征如下表l:運(yùn)行參數(shù)參數(shù)值單位篩網(wǎng)表面積(長x寬)2X7m2圓柱體上的水3m3H、時篩選水14m3H、時沖擊長度9.5mm沖擊頻率2Hz篩網(wǎng)開孔3mm重粒料(礫石)4一6mm供料固體含量45質(zhì)量百分比供料粒度0-2mm生產(chǎn)量12噸干料/小時在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中處理總共5000kg來自底灰的砂。圓柱體(直徑約0.15m,寬0.7m)確保砂經(jīng)由設(shè)備均勻(regular)排出，該圓柱體以大約0.5轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動。待分離固體混合物中有機(jī)物含量的重量百分比為0.5-0.8%。所生成的砂中有機(jī)物含量的重量百分比為0-0.15%。下表2示出所供給材料混合物中的(重)金屬含量與排出的砂中(重)金屬含量之間的比較。表3示出所供給的材料混合物和所得砂部分的浸出測量結(jié)果。以相同的方式分析待分離的材料混合物和所得砂部分的成分。表2:產(chǎn)品砂與供料的成分的比較<table><row><column></column><column>供料(mg/kg)</column><column>所得砂</column></row><row><column></column><column>有機(jī)物</column><column>5000—8000</column><column>0一1500</column></row><row><column></column><column>鉛</column><column>3700</column><column>750</column></row><row><column></column><column>鎘</column><column>13</column><column>0</column></row><row><column></column><column>銅</column><column>4600</column><column>1150</column></row><table>表3:底灰供料與砂產(chǎn)品樣本之間的浸入值之比(基于(荷蘭標(biāo)準(zhǔn))NEN7343管柱試驗(yàn)(NEN7343columntest)以0.2m施加水平mg/m2)<table><row><column></column><column>供料</column><column>所得砂</column><column>NI</column></row><row><column></column><column>CI</column><column>394000</column><column>14400</column><column>87000</column></row><row><column></column><column>S04</column><column>367000</column><column>110000</column><column>300000</column></row><row><column></column><column>Sb</column><column>37</column><column>98</column><column>117</column></row><row><column></column><column>Cu</column><column>1700</column><column>352</column><column>540</column></row><row><column></column><column>Mo</column><column>240</column><column>77</column><column>450</column></row><table>請注意所述表中Nl指與建筑材料法令中一類添加有關(guān)的限值上表表明，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備提供了將混合物供料分離成比重不同的不同產(chǎn)品流的一種便利、簡單和低廉的方式。因此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的所有目的。借助附圖中圖示的一個優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。本發(fā)明并不限于上述描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠?qū)λ鲈O(shè)備和方法進(jìn)行改進(jìn)。然而，任何改進(jìn)都落在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種用于從液體中分離固體材料的設(shè)備，該設(shè)備包括篩網(wǎng)，脈動篩選液流向上經(jīng)過所述篩網(wǎng)；重粒料鋪層，該重粒料鋪層位于所述篩網(wǎng)上并具有粗分選粒子，所述粗分選粒子的直徑比所述篩網(wǎng)中的開孔大；用于待分離的材料流的入口，其中所述待分離的材料流包括至少兩種密度不同的不同材料，其中至少一部分待分離的材料流借助所述篩選流從所述入口經(jīng)由所述篩網(wǎng)被向上傳送到距離所述入口一定距離的位置并成為流化狀態(tài)；和用于至少一種材料并位于所述篩網(wǎng)上側(cè)上的第一出口，其中所述第一出口位于所述入口和距離所述入口一定距離的所述位置之間；其中所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于排出另一種材料的出口，所述用于排出另一種材料的出口選自下述中的至少一個靠近距離所述入口一定距離位置定位的第二出口，和所述篩網(wǎng)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中一液體入口設(shè)置在所述第一出口和距離所述入口一定距離的所述位置之間。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，該設(shè)備用于分離包括至少三種不同材料的材料流，其中篩網(wǎng)用作排出密度最大的材料的第三出口、第二出口用來排出密度較大的材料，第一出口用來排出密度最小的材料。4、根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的設(shè)備，其中液體的供給朝向在篩網(wǎng)上傳送的層的上側(cè)。5、根據(jù)權(quán)利要求3-4所述的設(shè)備，其中第二出口包括承載在所述液體中的關(guān)閉裝置。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述關(guān)閉裝置具有一圓柱體，所述圓柱體繞一縱向軸線可轉(zhuǎn)動地布置并且在其延伸方向上與待經(jīng)由第二出口排出的材料接觸。7、根據(jù)權(quán)利要求5-6所述的設(shè)備，其中流化層處于預(yù)期的水平面或較低水平面時所述關(guān)閉裝置密封第二出口，而處于較高水平面時打開第二出口。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中流化層處于較高水平面時所述關(guān)閉裝置漂浮在液體中或液體之上。9、一種用于分離包括至少兩種密度不同的不同材料的材料流的方法，所述方法包括下列步驟向根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備的入口供給所述材料流；使脈動液流向上經(jīng)過篩網(wǎng)以流化待分離的材料流；經(jīng)由距離所述固體物質(zhì)入口一定距離定位的第二出口排出密度相對較高的材料；以及經(jīng)由第一出口排出密度相對較低的材料。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括將包括三種不同材料的材料流供給到根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備的入口，其中密度最大的材料經(jīng)由篩網(wǎng)排出，密度較大的材料經(jīng)由第二出口排出，密度最小的材料經(jīng)由第一出口排出。11、根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的方法，包括從一個位置供給液流，從待分離的材料流的入口看去所述位置位于第一出口后面并且朝向經(jīng)過篩網(wǎng)的待分離的材料流的上側(cè)。12、根據(jù)權(quán)利要求9-11所述的方法，包括經(jīng)由第二出口排出密度較大的材料，其中第二出口升高以便從第二出口下方排出密度較大的材料。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于分離由若干材料構(gòu)成的材料流的設(shè)備和方法。待分離的各材料的密度或密度范圍不同，從而密度最大的材料可經(jīng)由所述設(shè)備的篩網(wǎng)排出，而密度最小的材料可經(jīng)由靠近液體上側(cè)定位的第一出口排出。密度中等的材料經(jīng)由位于篩網(wǎng)上方并靠近篩網(wǎng)定位的第二出口排出。流動方向與待分離的材料流相反的額外供給的液體確保了有效除去密度最低的材料。文檔編號B03B5/22GK101203316SQ200680022379公開日2008年6月18日申請日期2006年5月10日優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日發(fā)明者彼得·C·雷姆,西蒙·P·M·貝克豪特申請人:代爾夫特工業(yè)大學(xué);阿姆斯特丹市垃圾廢物和能源公司