專利名稱：用于從進(jìn)料漿料中分離出低密度顆粒的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從包含低密度顆粒的進(jìn)料漿料中分離出此類顆粒的方法及裝置，并且被特別地但不唯一地設(shè)計(jì)作為一種用于泡沫浮選的增強(qiáng)方法，其適用于細(xì)煤或細(xì)礦物質(zhì)，用以濃縮疏水性顆粒。在整個(gè)說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“低密度顆?！庇脕?lái)指可能為固體狀、液體狀或氣體狀的并且在所有情況下密度小于周圍流體的顆粒，該周圍液體例如可以是水。低密度顆粒的更具體的實(shí)例可包括油滴或均衡的氣泡。
背景技術(shù)：
以往，已提出藉由將原料引入一組平行傾斜通道之上來(lái)從進(jìn)料漿料中分離低密度顆粒，其中理想地，絕大部分漿料向下輸送通過(guò)這些傾斜通道。然后，低密度顆粒脫離該流，朝向這些通道的面朝下的傾斜表面上升、作為倒置的沉淀物收集并接著沿著這些傾斜通道向上滑動(dòng)。通過(guò)這種方式，低密度顆粒集中在該裝置的上半部分并進(jìn)而溢出。在發(fā)明名稱為“斜板分級(jí)器的運(yùn)行方法(Method of Operating an Inclined Plate Classifier)” 的國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)朠CT/AU2007/001817中，具體參見說(shuō)明書的圖5，描述了這種方法及裝置。其中描述了低密度顆粒及漿料的一部分如何經(jīng)由溢流槽溢出，同時(shí)在上部添加沖洗水并使其向下流動(dòng)，用以移除可能的雜質(zhì)。形成斜板分級(jí)器中的傾斜通道的這種平行板安排通常被稱為“回流分級(jí)器”。本發(fā)明旨在藉由完全倒置該回流分級(jí)器并在裝置的上端提供上部流化室來(lái)改進(jìn)用于低密度顆粒分離的回流分級(jí)器的操作。發(fā)明概述因此，在一方面，本發(fā)明提供了一種用于從包含低密度顆粒的進(jìn)料漿料中分離出此類顆粒的方法，所述方法包含以下步驟將該進(jìn)料漿料引入一個(gè)腔室中，該腔室具有基本上封閉的上端并且在下端處具有多個(gè)傾斜表面；使該漿料向下流動(dòng)通過(guò)這些傾斜表面之間，這樣使得這些低密度顆粒通過(guò)沿著這些傾斜表面的下表面向上滑動(dòng)而脫離該流，同時(shí)漿料中的更高密度顆粒沿著這些傾斜表面的上表面向下滑動(dòng)；從該腔室的下端移出更高密度顆粒；在該多個(gè)傾斜表面之上在該腔室內(nèi)形成一個(gè)倒置的流化床；允許這些低密度顆粒在該腔室的上端形成濃懸浮液；以及以受控的速率從該腔室的上端移出該低密度顆粒的濃懸浮液。優(yōu)選地，該多個(gè)傾斜表面被安排為形成一組平行傾斜通道。優(yōu)選地，在壓力下將沖洗水引入該腔室的上端。優(yōu)選地，通過(guò)該腔室的封閉上端來(lái)均勻地弓I入沖洗水。優(yōu)選地，將該低密度顆粒的濃懸浮液引導(dǎo)至該腔室的上端處的一個(gè)出口點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)上部閥的操作以受控的速率將其移出。優(yōu)選地，通過(guò)一個(gè)下部閥或泵的操作以受控的速率從該腔室的下端移除更高密度顆粒。優(yōu)選地，藉由測(cè)量腔室的上部分內(nèi)的懸浮密度并操作這些閥和/或泵來(lái)保持低密度顆粒的深度位于腔室的上端中的預(yù)定范圍內(nèi)，以此控制該上部閥及下部閥或泵的操作。在本發(fā)明的一種形式中，在這些傾斜通道下方提供附加流化。另一方面，本發(fā)明提供一種用于從進(jìn)料漿料中分離出低密度顆粒的裝置，所述裝置包含一個(gè)腔室，該腔室具有基本上封閉的上端并且在下端處具有多個(gè)傾斜表面；進(jìn)料裝置，該進(jìn)料裝置被安排成用于供給漿料至該腔室中；上部控制裝置，該上部控制裝置被安排成允許以受控的速率從該腔室的上端移除低密度顆粒的濃懸浮液；以及下部控制裝置，該下部控制裝置被安排成允許以受控的速率從傾斜表面之下的該腔室的下端移除更高密度顆粒。優(yōu)選地，該腔室的基本上封閉的上端被成型為用于將低密度顆粒的濃懸浮朝該上部控制裝置引導(dǎo)。更優(yōu)選地，該腔室的上端被成型為一個(gè)圓錐體，該上部控制裝置是以位于該圓錐體的頂點(diǎn)處的一個(gè)上部閥的形式設(shè)置的。優(yōu)選地，該下部控制裝置是以下部的閥或泵的形式設(shè)置的。優(yōu)選地，藉由測(cè)量在該腔室的上部分內(nèi)低密度顆粒的深度并開啟或關(guān)閉該上部閥及下部閥和/或操作該泵來(lái)保持低密度顆粒的深度位于預(yù)定范圍內(nèi)，該控制裝置是可操作的。優(yōu)選地，該腔室的上端是穿孔的，并提供沖洗水進(jìn)料裝置以安排成在壓力下通過(guò)這些穿孔將沖洗水引入該腔室內(nèi)。優(yōu)選地，該多個(gè)傾斜表面被安排為形成一組平行傾斜通道。優(yōu)選地，通過(guò)平行傾斜板的一個(gè)陣列而形成這組平行傾斜通道。本發(fā)明的又一方面提供了一種用于從包含低密度顆粒的進(jìn)料漿料中分離出此類顆粒的方法，所述方法包含以下步驟將進(jìn)料漿料向下通過(guò)一個(gè)進(jìn)料箱引入一個(gè)腔室內(nèi)，其中該腔室在下端處具有多個(gè)傾斜表面；允許該漿料向下流動(dòng)通過(guò)這些傾斜通道，這樣使得這些低密度顆粒通過(guò)沿著這些傾斜通道向上滑動(dòng)而脫離該流，同時(shí)該漿料中的更高密度顆粒沿著這些通道向下滑動(dòng)；從該腔室的下端移出更高密度顆粒；在這組平行傾斜通道之上在腔室內(nèi)形成一個(gè)倒置的流化床；以及允許這些低密度顆粒以受控的速率向上移動(dòng)通過(guò)位于該進(jìn)料箱的多個(gè)外壁與該腔室的多個(gè)壁之間的一個(gè)或多個(gè)狹窄通道而到達(dá)一個(gè)溢流槽。優(yōu)選地，該進(jìn)料箱結(jié)合了多個(gè)緊密分隔的平行板，在這些緊密分隔的平行板之間提供進(jìn)料漿料，每個(gè)板具有一個(gè)多孔的噴灑表面，通過(guò)該多孔的噴灑表面，低密度顆粒進(jìn)入這些板之間的通道而形成泡狀混合物或乳狀液、從進(jìn)料箱的下端流出。在一種優(yōu)選形式中，該噴灑器從流體如氣體產(chǎn)生或形成低密度顆粒以產(chǎn)生氣泡。在另一種優(yōu)選形式中，可以使用噴灑器類型的結(jié)構(gòu)如薄膜來(lái)從低密度液體形成水滴。在又一種優(yōu)選形式中，該噴灑器類型的結(jié)構(gòu)可包含膏狀固體，其被強(qiáng)制通過(guò)多孔材料。優(yōu)選地，該進(jìn)料箱內(nèi)的這些多孔板是充分緊密地分隔的以便在這些板之間形成層流輪廓，從而將高剪切速率弓I入泡狀流中。優(yōu)選地，該進(jìn)料箱的這些外表面與該腔室的上部外殼是充分緊密地分隔的，用以引起低密度顆粒的受限制的向上移動(dòng)而溢出，從而導(dǎo)致低密度顆粒的快速夾帶。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明盡管存在可能落入本發(fā)明范圍內(nèi)的任何其他形式，但現(xiàn)在將參考附圖僅通過(guò)舉例來(lái)描述本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，在附圖中

圖1為根據(jù)本發(fā)明用于從進(jìn)料漿料中分離低密度顆粒的裝置的圖解式剖面正視圖；圖2為適用于圖1所示的裝置中的泡狀流產(chǎn)生器的放大圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明用于從進(jìn)料漿料中分離低密度顆粒的裝置的替代形式的圖解式剖面正視圖；圖4為圖3所示的泡狀流產(chǎn)生器的放大圖；圖5為圖1所示的裝置的平行傾斜通道之一的放大的圖解式豎直剖面圖，例示了該通道內(nèi)的顆粒移動(dòng)。圖6為當(dāng)被安排在離心裝置中以增加低密度顆粒的分離速率時(shí)，根據(jù)本發(fā)明用于從進(jìn)料漿料中分離低密度顆粒的裝置的圖解式剖面正視圖，并且圖7為圖6的線AA上的圖解式剖面平面圖。本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選形式進(jìn)行描述，其中該方法及裝置是用于泡沫浮選，如典型地用于煤及礦物質(zhì)的細(xì)顆粒，并且用于濃縮煤的疏水性顆粒。這些疏水性顆粒選擇性地附著于氣泡的表面，而親水性顆粒在這些氣泡之間保持懸浮。因此，一旦疏水性顆粒附著于氣泡上時(shí)，形成一種新的混合顆粒，其總密度遠(yuǎn)小于水的密度。然后，附著的疏水性顆粒具有在向上方向上的分離速率，相對(duì)于更高密度顆粒的懸浮液的向下表觀流速，該向上方向上的分離速率非常高。在大多數(shù)浮選情況下，需要添加某些試劑以促進(jìn)浮選?？商砑右环N捕收劑以促進(jìn)疏水性煤粒的疏水性。具體地，添加一種表面活性劑(有時(shí)稱為“起泡劑”)以穩(wěn)定氣泡，并且因此作為氣泡形成的泡沫試圖離開該大量液體。表面活性劑吸附在氣泡的表面從而助于防止氣泡聚并，并因此保護(hù)“低密度顆?！?。當(dāng)氣泡強(qiáng)行通過(guò)上部閥時(shí)這是尤其重要。傳統(tǒng)的泡沫浮選是具有吸引力的，因?yàn)槭杷灶w粒的分離速率是由氣泡的上升速率決定并且，因此小于100微米的超細(xì)顆粒能以非常高的速率傳輸，無(wú)論其大小如何。泡沫浮選的第二個(gè)主要吸引力為“脫泥”，這是當(dāng)剩余懸浮液流回通過(guò)泡沫時(shí)實(shí)現(xiàn)的。此外，在容器上部添加沖洗水至泡沫的自由面，可沖走親水性顆粒的懸浮液，從而產(chǎn)生更潔凈的泡沫產(chǎn)物。但是眾所周知的是，添加沖洗水至泡沫產(chǎn)物是無(wú)效的且非均勻的，因此泡沫產(chǎn)物并非如可能優(yōu)選的那樣“潔凈”。如果使用過(guò)度的水添加速率，將具有在泡沫中產(chǎn)生開孔的強(qiáng)烈傾向，導(dǎo)致所添加的水向下通過(guò)這個(gè)開孔，從而產(chǎn)生較小的益處。因此，水添加速率需要限制至相對(duì)低的水平并且需要均勻分布。參見圖1，利用下述裝置，根據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)更有效形式的泡沫浮選。該裝置包含一個(gè)腔室1，該腔室I具有基本上封閉的上端2以及下端3，在該下端3中定位了一組平行傾斜通道4。這些平行傾斜通道通常是由腔室I的下端3的傾斜側(cè)面5與平行這些傾斜壁5的一組平行傾斜板6形成，從而形成這些平行傾斜通道4。以這種方式，一個(gè)倒置的“回流分級(jí)器”形成于該腔室中、并且是根據(jù)圖5所示的機(jī)制運(yùn)行的，其中低密度顆粒7脫離總流11，朝向這些板6A的面朝下的傾斜表面上升、作為倒置的沉淀物被收集、并然后如9所示沿著這些傾斜通道向上滑動(dòng)。如10代表性所示的更高密度顆粒朝向這些板6B的面朝上的傾斜表面進(jìn)行向下沉淀移動(dòng)的下落8、并沿著傾斜通道向下滑動(dòng)。將進(jìn)料漿料在如12所示的中點(diǎn)處或附近引入腔室中，并且泡沫浮選領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解的是，可以按各種方式將供料傳送至該裝置。一種這樣的方式為使用豎直的下導(dǎo)管14，參見圖2將對(duì)于該豎直的下導(dǎo)管進(jìn)行更詳細(xì)地描述。該下導(dǎo)管包含大體上豎直的管道15，該管道15具有內(nèi)管22，該內(nèi)管可通過(guò)凸緣23而安裝在腔室的上端中。如箭頭24所示，氣體如空氣被引入該管的上端、然后向下通過(guò)該管而到達(dá)位于管到15的下部區(qū)段處的一個(gè)噴灑區(qū)段25。如箭頭27所示，可通過(guò)側(cè)向入口 26引入顆粒懸浮液，該顆粒懸浮液通過(guò)管道15而接觸從該噴灑區(qū)段25冒出的氣泡。因?yàn)樵趪姙^(qū)段25與管道15的壁之間存在相對(duì)狹窄的環(huán)狀部26，將高剪切速率被弓I入環(huán)狀部26中的流中，從而產(chǎn)生如28所示從下導(dǎo)管的下端冒出的充分混合的泡狀流。腔室I的上端被成型為用于將低密度顆粒的濃懸浮液16朝一個(gè)上出口 13引導(dǎo)。這通常是通過(guò)將腔室的上端成型為一個(gè)圓錐體17而實(shí)現(xiàn)的，其中上出口 13位于圓錐體的頂點(diǎn)處，如圖1所示。該圓錐體優(yōu)選是穿孔的，這樣沖洗水可以在壓力下在18這里被引入腔室的上端、并以均勻方式強(qiáng)制通過(guò)圓錐體17中的穿孔而進(jìn)入低密度顆粒的濃懸浮液16中。當(dāng)以這種方式封閉泡沫的頂部時(shí)(這是當(dāng)使用流化區(qū)時(shí)發(fā)生的)，該泡沫被完全限制、從而缺少?gòu)乃砑拥乃辛髯叩淖杂啥取Ｔ撆菽黄扰c沖洗水接合并且將該沖洗水更為均勻地分布。此夕卜，由于該泡沫僅能經(jīng)由小截面的中央溢流管19離開系統(tǒng)，因此泡沫被迫朝向出口 13加速，而與向下的沖洗水添加無(wú)關(guān)。在本發(fā)明中，上升的泡沫被迫通過(guò)在裝置頂部中的一個(gè)狹窄開孔離開。當(dāng)泡沫被強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)收窄部時(shí)，其傾向于加速并且還進(jìn)行穩(wěn)定化。利用更小尺寸的氣泡，從更小開孔出來(lái)的泡沫有時(shí)看起來(lái)的更精煉的。假定泡沫的傳輸速率增加，自氣泡界面遺失的任何顆粒易于通過(guò)從下向上升起的氣泡來(lái)回收，因此，疏水性顆粒不應(yīng)趨于從泡沫產(chǎn)品中遺失。此外，在本發(fā)明中，有機(jī)會(huì)使多更多的沖洗水通過(guò)該容器的頂部向下。這具有防止泡沫形成的效果。實(shí)際上，將傾向于形成氣泡的流化床，具有大量的在上升氣泡之間自由地向下移動(dòng)的潔凈水。因此，則可完全沖走親水性顆粒。這在涉及煤的泡沫浮選中的大量細(xì)粘土的應(yīng)用上是尤其重要的。這些粘土的分離在工業(yè)上是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，尤其是具有高粘土含量的礦層。如果不去除這些粘土，將不可能產(chǎn)生滿足煤市場(chǎng)要求的潔凈產(chǎn)品。
可以說(shuō)倒置流化床是實(shí)現(xiàn)泡沫浮選中高的泥去除目標(biāo)的唯一方法。雖然在過(guò)去，倒置流化床可能已用于流化密度比流體小的顆粒，但未用于泡沫浮選領(lǐng)域、并且也未用于改進(jìn)浮選過(guò)程中的泥去除。在本裝置中，通過(guò)去除在泡沫浮選裝置中常見的“自由表面”，而實(shí)現(xiàn)倒置流化床。在泡沫中不形成通道或孔的情況下，此類型的自由表面很難有效接合沖洗水。在腔室I的基底處，還可提供一個(gè)附加流化室20。該基底附近的流化提供了一種用于協(xié)助否則將沉淀在容器基底上的顆粒更容易地通過(guò)出口而排出。進(jìn)一步注意的是，絕大部分的體積流量通常趨于從容器底部排出。因此，該系統(tǒng)可以在稀釋條件下有效地運(yùn)行，并因此將存在沿所有傾斜通道向下流動(dòng)的良好分布。還可使用更高的系統(tǒng)濃度。進(jìn)一步注意的是，該裝置可以在高于傳統(tǒng)泡沫浮選裝置中所使用的進(jìn)料及氣體速率下有效運(yùn)行、并可以按更高的沖洗水速率運(yùn)行。該系統(tǒng)的下部分中的傾斜通道的強(qiáng)大作用使得這些更高的速率成為可能。這些通道提供了有效容器面積的增加，從而允許否則將被向下夾帶的氣泡下溢或朝上溢口向上升起。在另一個(gè)變形中，有可能使得傾斜通道之間的空隙在傾斜通道的出口處更窄。這將具有增加這些傾斜通道上的壓降并因此迫使更均勻的流通過(guò)每個(gè)傾斜通道的效果。這種空隙的減小最好是由楔形體形成，從而不存在沉淀物的突然堵塞。這種縮窄僅存在這些傾斜通道的底部中。圖3所示的替代性安排被設(shè)計(jì)用于高的容積進(jìn)料速率以及低的固體濃度或者低的進(jìn)料級(jí)。在這種安排中，將進(jìn)料漿料通過(guò)進(jìn)料箱30供至腔室I中，下面將參見圖4對(duì)其進(jìn)行更為詳細(xì)地描述。泡狀流如前所述從進(jìn)料箱30的下端31流至腔室I中，并且?guī)в懈街氖杷灶w粒的上升氣泡沿著進(jìn)料箱的兩側(cè)32上升，直至在33處溢出腔室的上端而進(jìn)入溢流槽34中，用于如35所示進(jìn)行排出。現(xiàn)在參見圖4，可以看出，引入的進(jìn)料漿料36向下流動(dòng)通過(guò)多個(gè)緊密分隔的平行板37的一個(gè)體系，這些平行板是豎直對(duì)齊的，如圖4所示，但是如果需要的話可以被傾斜。板37是中空的且被多孔材料包圍。在38之處圖解示出的氣體供應(yīng)以受控的方式被供至該板，使得在0. 3mm直徑等級(jí)的微小氣泡將從每個(gè)板的多孔部分中出來(lái)并且與疏水性顆粒相互作用。附著于氣泡上的疏水性顆粒被夾帶通過(guò)這些豎直通道39向下、然后被夾帶通過(guò)位于進(jìn)料箱30與外容器壁41之間的狹窄通道40上升。接著，氣泡及附著的顆粒進(jìn)入產(chǎn)品溢流槽34中，如圖3所示。應(yīng)了解的是，圖3和圖4的實(shí)施方案同等地適用于低密度顆粒為乳狀液中的油滴而非泡狀混合物中的氣泡的情況。圖4所示的進(jìn)料箱的優(yōu)勢(shì)在于在每個(gè)通道39內(nèi)形成精確的層流場(chǎng)，如層流輪廓42所示。該層流場(chǎng)具有高的剪切速率，是在10s—1至lOOOs—1的范圍內(nèi)。這個(gè)高剪切速率是通過(guò)輪廓42所示的層流實(shí)現(xiàn)的，這使得能夠在進(jìn)料箱30的出口處實(shí)現(xiàn)氣泡混合物的高流速。其目的是回收所有疏水性顆粒，并且在這種情況下，可預(yù)見最終產(chǎn)物中一些被夾帶的親水性顆粒。在這種安排中，形成泡沫并非是必須的。好處是不必維持或控制泡沫，因?yàn)榕菽姆€(wěn)定性是高度可變的。
在本發(fā)明的另一改進(jìn)中，藉由使圖1或圖3所示類型的倒置的回流分級(jí)器經(jīng)受離心力(centrifical forces),可提高低密度顆粒(油滴、中空顆粒、氣泡等)的分離速率。該安排如圖6和圖7所不。多個(gè)在圖1或圖3中以I所示類型的腔室可以按總體上平坦的但傾斜的方式進(jìn)行安排，如以43所示的由臂43A支撐，這些臂自中心轂44徑向地向外延伸?？蛇x擇任何合適數(shù)量的箱43，但是在圖7清楚可見的安排中有8個(gè)箱，這些箱是類似于車輪的輪輻而排列的并且從八角形轂44向外延伸。通過(guò)中央中空軸45供應(yīng)進(jìn)料漿料，如箭頭46所示，進(jìn)料漿料從這里向外通過(guò)多個(gè)徑向管51供應(yīng)至這些箱43內(nèi)的入口點(diǎn)48。流化沖洗水同樣可以如箭頭50所示通過(guò)環(huán)狀部49而供入、并且因此通過(guò)多個(gè)管道47進(jìn)入每個(gè)箱43的頭部處的區(qū)域內(nèi)、并因此向外通過(guò)這些穿孔的圓錐體17，這些穿孔的圓錐體是以之前參見圖1所描述的相似方式安排的。每個(gè)傾斜箱43配備有多個(gè)傾斜通道52,這些傾斜通道52起到與圖1所示的通道4類似的作用。實(shí)際上，該裝置圍繞軸承53以適當(dāng)?shù)乃俾市D(zhuǎn)，用以在受到離心力的這些箱43內(nèi)提供增強(qiáng)的引力場(chǎng)。低密度顆粒來(lái)到箱43的內(nèi)端54，在這里它們可以通過(guò)閥55排出、并如箭頭56所示向下溢出，以便收集在周圍腔室57的底部，在該底部中它們?nèi)缂^59所示通過(guò)出口 58作為溢出物排出。包含親水性顆粒的、密度大于該流體的底流來(lái)到這些傾斜箱43的外端60，在這里該底流如61所示排出并且通過(guò)底流斜槽62收集。如50所示進(jìn)入的流化水被用于幫助清洗所謂“泥”的低密度產(chǎn)品。箱43內(nèi)的平行板通常是以與轂44成70°角并且因此與離心力方向成20°角而對(duì)齊的、并被用于將低密度顆粒保留在裝置的內(nèi)部區(qū)段中，從而允許液體及其他污染物如泥經(jīng)由裝置的外部區(qū)段排至底流中。通過(guò)這些措施，本發(fā)明提供了一種用于回收并集中低密度顆粒的新技術(shù)，其中顆粒密度是小于流體如水的密度。其安排如圖1所示。事實(shí)上，將回流分級(jí)器完全倒置，從而在裝置的頂部提供了連接至一個(gè)豎直區(qū)段的一個(gè)上部流化室21，然后是一個(gè)由多個(gè)平行傾斜通道組成的區(qū)段。就在這個(gè)基底處，另外的選擇是還包括一個(gè)流化區(qū)段，用以幫助從基底排出漿料并防止可能也存在于進(jìn)料中的更高密度顆粒的累積。因此，在此提出的是倒置流化床的概念，以用于分離顆粒，尤其是將輕于流體的顆粒與重于流體的顆粒分離。這種倒置安排允許在壓力下添加沖洗水，從而允許更大表觀流速的沖洗水被迫回落至低密度顆粒區(qū)域，這些低密度顆粒集中在裝置的上部豎直區(qū)段中。然后，低密度顆粒的濃懸浮液被迫在頂部向內(nèi)移動(dòng)并且進(jìn)而通過(guò)中心出口點(diǎn)流出。參照在該上部豎直區(qū)段內(nèi)測(cè)量的懸浮液密度，該出口點(diǎn)處的閥13控制排出速率。
權(quán)利要求
1.一種用于從包含低密度顆粒的進(jìn)料漿料中分離出此類顆粒的方法，所述方法包含以下步驟 將該進(jìn)料漿料引入一個(gè)腔室中，該腔室具有基本上封閉的上端并且在下端處具有多個(gè)傾斜表面； 使該漿料向下流動(dòng)通過(guò)這些傾斜通道，這樣使得這些低密度顆粒通過(guò)沿著這些傾斜通道向上滑動(dòng)而脫離該流，同時(shí)該漿料中的更高密度顆粒沿著這些通道向下滑動(dòng)； 從該腔室的下端移出這些更高密度顆粒； 在這組平行傾斜通道上方在該腔室內(nèi)形成一個(gè)倒置流化床； 允許這些低密度顆粒在該腔室的上端處形成濃懸浮液；以及 以受控的速率從該腔室的上端移出該低密度顆粒的濃懸浮液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在壓力下將沖洗水引入該腔室的上端。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中通過(guò)該腔室的封閉上端均勻地引入沖洗水。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將該低密度顆粒的濃懸浮液引導(dǎo)至該腔室的上端中的一個(gè)出口點(diǎn)，在此該濃懸浮液通過(guò)一個(gè)收窄的出口以受控的速率移出。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中該多個(gè)傾斜表面被安排為形成一組平行傾斜通道。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中在這些傾斜通道下方提供附加流化。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將該進(jìn)料漿料通過(guò)一個(gè)下導(dǎo)管引入該腔室中，該下導(dǎo)管向下延伸通過(guò)該腔室而到達(dá)這組平行傾斜通道上方的區(qū)域，該下導(dǎo)管結(jié)合了一個(gè)噴灑器，該噴灑器被安排成用以提供進(jìn)料漿料的泡狀流。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中多個(gè)所述腔室自一個(gè)中心轂向外排列并且在使用中被轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在每個(gè)腔室內(nèi)形成增強(qiáng)的引力場(chǎng)。
9.一種用于從進(jìn)料漿料中分離低密度顆粒的裝置，所述裝置包含 一個(gè)腔室，該腔室具有基本上封閉的上端并且在下端處具有多個(gè)傾斜表面； 進(jìn)料裝置，該進(jìn)料裝置被安排成用以供給漿料至該腔室中； 上部控制裝置，該上部控制裝置被安排成允許低密度顆粒的濃懸浮液以受控的速率從該腔室的上端移除；以及 下部控制裝置，該下部控制裝置被安排成允許更高密度顆粒以受控的速率在這些傾斜通道下方從該腔室的下端移除。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該多個(gè)傾斜表面被安排為形成一組平行傾斜通道。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該腔室的基本上封閉的上端被成型為用于將低密度顆粒的濃懸浮液朝該上部控制裝置引導(dǎo)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中該腔室的上端被成型為一個(gè)圓錐體，其中該上部控制裝置是以位于該圓錐體的頂點(diǎn)處的一個(gè)受限制的出口的形式設(shè)置的。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中該腔室的上端是穿孔的，并提供沖洗水裝置以安排成用于在壓力下通過(guò)這些穿孔將沖洗水引入該腔室內(nèi)。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中這組平行傾斜通道是通過(guò)多個(gè)平行傾斜板的一個(gè)陣列形成的。
15.如權(quán)利要求9至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中提供多個(gè)所述腔室，這些腔室是從一個(gè)中心轂向外安排的、被適配成在使用中被轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在每個(gè)腔室內(nèi)形成增強(qiáng)的引力場(chǎng)。
16.一種用于從包含低密度顆粒的進(jìn)料漿料中分離出此類顆粒的方法，所述方法包含以下步驟 將該進(jìn)料漿料向下通過(guò)一個(gè)進(jìn)料箱引入一個(gè)腔室內(nèi)，該腔室在下端處具有多個(gè)傾斜表面； 允許該漿料向下流動(dòng)通過(guò)這些傾斜通道，這樣使得這些低密度顆粒通過(guò)沿著這些傾斜通道向上滑動(dòng)而脫離該流，同時(shí)該漿料中的更高密度顆粒沿著這些通道向下滑動(dòng)； 從該腔室的下端移出這些更高密度顆粒； 在這組平行傾斜通道上方在該腔室內(nèi)形成一個(gè)倒置流化床；以及允許這些低密度顆粒以受控的速率向上移動(dòng)通過(guò)位于該進(jìn)料箱的多個(gè)外壁與該腔室的多個(gè)壁之間的一個(gè)或多個(gè)狹窄通道而到達(dá)一個(gè)溢流槽。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該進(jìn)料箱包括多個(gè)緊密分隔的平行板，在這些平行板之間提供該進(jìn)料漿料，每個(gè)板具有一個(gè)多孔噴灑表面，通過(guò)該多孔噴灑表面，低密度顆粒進(jìn)入這些板之間的多個(gè)通道而形成泡狀混合物或乳狀液、從該進(jìn)料箱的下端流出。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該進(jìn)料箱內(nèi)的這些多孔板是充分緊密地分隔的以便在這些板之間形成層流輪廓，從而將高剪切速率引入該泡狀流中。
19.如權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中該進(jìn)料箱的這些外表面是與該腔室的上部外殼充分緊密地分隔的，用以引起這些低密度顆粒的受限的向上移動(dòng)而溢出，從而導(dǎo)致低密度顆粒的快速夾帶。
全文摘要
在用于從進(jìn)料漿料中分離低密度顆粒的方法及裝置中，泡狀混合物在下導(dǎo)管(14)內(nèi)形成并流至腔室(1)中的中間區(qū)域(12)。在該中間區(qū)域下方由多個(gè)平行傾斜板(6)形成了一個(gè)倒置的回流分級(jí)器，用于低密度顆粒與更高密度顆粒的有效分離，這些低密度顆粒上升而在該腔室的頂部形成密集泡沫(16)，并且更高密度顆粒下落至出口(29)。
文檔編號(hào)B01J8/20GK103002987SQ201180034985
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
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