專利名稱：用于控制網(wǎng)狀漿的擾動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于懸浮液和漿的分離裝置，具體是涉及用于控制在分離裝置中的網(wǎng)狀漿的擾動(dòng)的方法。它被研發(fā)主要用于增稠器中，且下文中將參考該用途來(lái)介紹。不過應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明并不局限于該特殊使用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
下面的現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明將使得本發(fā)明展現(xiàn)在合適的技術(shù)背景中，并使得它的重要性能被合適地了解。不過，除非清楚表明相反，在本說(shuō)明書中的任何對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的引用并不認(rèn)為是認(rèn)可該技術(shù)為公知或者形成本領(lǐng)域公知常識(shí)的一部分。分離裝置例如增稠器、澄清器和濃縮器通常用于從懸浮液(通常包含懸浮在液體中的固體)中分離固體，且通常在采礦、礦物處理、食品加工、糖精煉、水處理、污水處理和其它這樣的行業(yè)中使用。這些裝置通常包括儲(chǔ)槽，固體在該儲(chǔ)槽中從懸浮液或溶液中沉淀， 并作為漿或淤泥而朝著底部沉積，以便從底部吸出并回收。因此，相對(duì)較低密度的稀釋液體朝著儲(chǔ)槽的頂部移動(dòng)，例如通過溢流槽除去。要增稠的懸浮液首先通過供給管、導(dǎo)管或管線而供給布置在主儲(chǔ)槽內(nèi)的供給井中。耙組件通常安裝成繞中心驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，并通常具有至少兩個(gè)耙臂，這兩個(gè)耙臂具有刮刀片，以便使得沉積的材料向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，用于通過下溢出口來(lái)收集。當(dāng)它用于礦物處理、分離和提取時(shí)，精細(xì)研磨的礦石作為漿而以允許流動(dòng)的稠度懸浮在合適的液體介質(zhì)(例如水)中，并在靜止條件下沉積。漿通過重力與或不與化學(xué)和 /或機(jī)械處理的組合而從懸浮液中沉積。首先，凝結(jié)劑和/或絮凝劑可以添加至懸浮液中， 以便改善沉積處理。然后，懸浮液仔細(xì)混合至分離裝置例如增稠器中，以便于固體顆粒聚集在一起，從而最終形成更大、更致密的漿顆粒的“凝聚體”，該漿顆粒的“凝聚體”從懸浮液沉積出來(lái)。液體(也稱為液體溶液)通常被固體顆粒包含在漿凝聚體中。通常，具有不同總體密度的多個(gè)區(qū)域或材料層逐漸形成于儲(chǔ)槽中，如圖IA中所示。在儲(chǔ)槽1的底部，漿形成壓緊漿或固體3的相對(duì)致密區(qū)域2，該壓緊漿或固體3通常呈網(wǎng)狀凝聚體的形式(即漿凝聚體相互連續(xù)接觸)。該區(qū)域2通常稱為“漿床”或網(wǎng)狀漿層。 在漿床2上面，阻礙區(qū)域4將包含還沒有完全沉積或“壓緊”的固體5。也就是，固體或凝聚體5還并不相互連續(xù)接觸(非網(wǎng)狀)。在阻礙層4的上面是“自由沉積”區(qū)域6，其中，固體或凝聚體7部分懸浮在液體中，并朝著儲(chǔ)槽1的底部降低。應(yīng)當(dāng)知道，阻礙區(qū)域4并不總是在網(wǎng)狀層2和自由沉積區(qū)域6之間的明顯不同的區(qū)域。而是，阻礙層4可以形成在網(wǎng)狀層 2和自由沉積區(qū)域6之間的過渡或界面，該阻礙層4混合在兩個(gè)區(qū)域之間。在自由沉積區(qū)域6的上面是稀釋液體的澄清區(qū)域8，其中幾乎不存在固體，且稀釋液體通過溢流槽(未示出)而從儲(chǔ)槽1除去。圖IA還表示了供給井9和下溢出口 10，該下溢出口 10用于從儲(chǔ)槽 1中除去壓緊的漿3。迄今為止，傳通的想法是，為了保證在漿床2中保持合適的下溢密度，該漿床2和阻礙區(qū)域4應(yīng)當(dāng)無(wú)擾動(dòng)，以便使得固體顆粒的致密凝聚體能夠沉積為合適的壓緊結(jié)構(gòu)。因此，在分離裝置技術(shù)中的大部分發(fā)展涉及在供給井中或在自由沉積區(qū)域6中改善沉積處理，而不是可能擾動(dòng)在漿床3中的固體顆粒的壓緊結(jié)構(gòu)或在阻礙區(qū)域4中的局部壓緊固體的任何處理。還發(fā)現(xiàn)當(dāng)漿床2的深度增加時(shí)，釋放的液體穿透漿床2向上進(jìn)入澄清區(qū)域8中將越來(lái)越困難。一種方案是提供安裝在耙臂上的脫水支桿，以便幫助除去該液體，從而增加下溢密度，因此提高分離處理的效率。這些支桿通常等間距布置，以便在漿床中產(chǎn)生橫跨儲(chǔ)槽的直徑等距隔開的脫水槽道，并設(shè)計(jì)成使?jié){床的擾動(dòng)最小化。還發(fā)現(xiàn)耙組件的旋轉(zhuǎn)(在有或沒有支桿的情況下)增加了漿床旋轉(zhuǎn)(這也稱為 “環(huán)圈運(yùn)動(dòng)”)的可能性。當(dāng)漿顆粒的離散凝聚塊(稱為“環(huán)圈”或“島”)環(huán)繞耙組件形成時(shí)， 出現(xiàn)環(huán)圈運(yùn)動(dòng)，使得耙組件旋轉(zhuǎn)所需的力矩增加，并降低了用于分離的有效橫截面面積。因此，這導(dǎo)致增稠漿的密度減小。在有耙組件的情況下，凝聚塊將積累在耙臂和支桿周圍，并因此將與耙組件的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。在環(huán)圈運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)形成凝聚塊時(shí)，整個(gè)增稠漿床并不必旋轉(zhuǎn)，增稠儲(chǔ)槽的內(nèi)容物的其余部分也不必旋轉(zhuǎn)，-實(shí)際上只有凝聚塊旋轉(zhuǎn)。因此，該現(xiàn)象以三種主要方式對(duì)增稠器性能和效率產(chǎn)生不利影響。首先，凝聚塊積累在耙組件周圍將阻礙形成具有相對(duì)均勻增稠漿的合適床，并降低用于分離的有效橫截面面積，從而降低漿密度或者降低下溢密度。其次，使得耙組件旋轉(zhuǎn)所需的增加力矩增加了對(duì)驅(qū)動(dòng)組件的磨損，從而增加了維護(hù)的頻率，并因此增加了增稠器的停機(jī)時(shí)間。第三，環(huán)圈運(yùn)動(dòng)防止耙組件執(zhí)行它的主要功能，即使得沉積的固體耙集至中心排出點(diǎn)。已經(jīng)提出了多種方案來(lái)阻止或防止環(huán)圈運(yùn)動(dòng)。提出的一種方案是布置靜止擋板或支桿，以便通過破壞在耙組件周圍的任意這種形成物而防止形成凝聚塊。本發(fā)明的目的是克服或改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或更多個(gè)缺陷，或者至少提供一種有用的可選方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人意外和驚訝地發(fā)現(xiàn)，向漿施加擾動(dòng)(優(yōu)選是剪切的形式)可以導(dǎo)致在分離處理、特別是在增稠器的沉積處理中提高效率?？梢哉J(rèn)為，橫跨擾動(dòng)區(qū)域(該擾動(dòng)區(qū)域在網(wǎng)狀漿層的一定區(qū)域、特別是在上部區(qū)域中)基本均勻地引起擾動(dòng)將使得網(wǎng)狀漿的至少一部分通過破碎、擾動(dòng)、重新布置、重新定向或“搖動(dòng)”在漿之間的連續(xù)接觸或者使它受到力而被破壞。網(wǎng)狀漿的這種擾動(dòng)能夠向上朝著稀釋液體的澄清區(qū)域釋放捕獲的液體，并相對(duì)于在擾動(dòng)區(qū)域上面的漿密度增加在擾動(dòng)區(qū)域下面的漿密度。同時(shí)，擾動(dòng)產(chǎn)生紊流，該紊流阻止或防止在漿床中形成環(huán)圈。而且，本發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)，當(dāng)擾動(dòng)太大時(shí)，網(wǎng)狀漿分離成更小的塊，從而更小的塊沉積更慢。太小的擾動(dòng)將不能充分破壞網(wǎng)狀漿，以便充分釋放液體，從而提高沉積效率。因此，本發(fā)明人確定，通過將擾動(dòng)量控制在最佳水平(明顯不同于最小水平)，可以在分離裝置的工作循環(huán)中連續(xù)地保持提高的分離效率。在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“破壞”和它的變化形式的意思是破碎、擾動(dòng)、重新布置、重新定向或“搖動(dòng)”顆粒物質(zhì)以及向顆粒或物質(zhì)施加力。在本發(fā)明的上下文中，這些術(shù)語(yǔ)的意思是破碎、擾動(dòng)、重新布置、重新定向、施加力或“搖動(dòng)”網(wǎng)狀漿的有組織的結(jié)構(gòu)、 包括但不局限于在網(wǎng)狀漿之間的連續(xù)接觸。因此，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于控制對(duì)分離裝置中的網(wǎng)狀漿的擾動(dòng)的方法，該分離裝置包括儲(chǔ)槽，該方法包括以下步驟以一定通量(flux)將供給材料引入儲(chǔ)槽內(nèi)；使得漿從供給材料中沉積出來(lái)，并形成網(wǎng)狀漿層；擾動(dòng)網(wǎng)狀層的擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿；以及相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)來(lái)控制一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)，以便控制地向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加最佳擾動(dòng)。除非上下文中清楚地另外說(shuō)明，否則在全部說(shuō)明書和權(quán)利要求中，措辭“包括”、 “包含”等將認(rèn)為是包括的意思，而不是排他或窮舉的意思，也就是說(shuō)，意思是“包括但不局限于”。在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“通量”的意思是懸浮在流體(通常為液體)懸浮液中的固體的流量，并以噸每平方米小時(shí)(t/m2h)測(cè)量。在礦物分離的領(lǐng)域中，通量用于表示在泥漿中的懸浮漿固體的流量。盡管懸浮液的固體濃度或漿密度可以在漿通過儲(chǔ)槽時(shí)變化，但是固體的流量可以認(rèn)為獨(dú)立于漿密度，因此表示為通量。優(yōu)選是，該方法包括響應(yīng)通量中的變化調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)的步驟。優(yōu)選是，擾動(dòng)參數(shù)從以下組中選擇，該組基本包括在擾動(dòng)區(qū)域中的擾動(dòng)事件的頻率和擾動(dòng)區(qū)域的深度。優(yōu)選是，一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制S0 = z. f1 (h). f2(f). f3(p )其中 是最佳擾動(dòng)；ζ是在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在擾動(dòng)區(qū)域中的擾動(dòng)事件的頻率或經(jīng)過次數(shù)；(h)是擾動(dòng)區(qū)域的高度或深度的函數(shù)；f2(f)是通量的函數(shù)；以及f3(p)是操作參數(shù)的函數(shù)。操作參數(shù)的函數(shù)f3(P)表示分離裝置的該一個(gè)或更多個(gè)可變操作參數(shù)。當(dāng)特定的操作參數(shù)是常量(或者假定為常量)時(shí)，則操作參數(shù)的函數(shù)均(P)相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)漿粘度為已知，且并不在分離裝置的操作中變化時(shí)，操作參數(shù)的函數(shù)f3(P)表示為經(jīng)調(diào)節(jié)的操作參數(shù)的函數(shù)f * 3(P)乘以表示已知漿粘度值的常數(shù)。優(yōu)選是，擾動(dòng)事件的頻率保持與通量成比例。也可選擇或者另外，擾動(dòng)區(qū)域的深度保持與通量成比例。當(dāng)擾動(dòng)區(qū)域的深度和通量恒定時(shí)，該一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
權(quán)利要求
1.一種用于控制對(duì)分離裝置中的網(wǎng)狀漿的擾動(dòng)的方法，該分離裝置包括儲(chǔ)槽，該方法包括以下步驟以一定通量將供給材料引入儲(chǔ)槽內(nèi)；使得漿從供給材料中沉積出來(lái)，并形成網(wǎng)狀漿層；擾動(dòng)網(wǎng)狀漿層的擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿；以及相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)來(lái)控制一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)，以便控制地向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加最佳擾動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)通量中的變化調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括響應(yīng)一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)中的變化調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)的步驟。
4.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中擾動(dòng)參數(shù)從以下組中選擇，該組基本包括在擾動(dòng)區(qū)域中的擾動(dòng)事件的頻率和擾動(dòng)區(qū)域的深度。
5.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中通量和擾動(dòng)區(qū)域的深度恒定，該一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述操作參數(shù)恒定，該一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制其中，Stl是最佳剪切；ζ是在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在擾動(dòng)區(qū)域中的擾動(dòng)事件的頻率或經(jīng)過次數(shù)； h是擾動(dòng)區(qū)域的高度或深度； f是通量；以及kp是表示操作參數(shù)的常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一個(gè)所述的方法，其中擾動(dòng)事件的頻率保持與通量成比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一個(gè)所述的方法，其中擾動(dòng)區(qū)域的深度保持與通量成比例。
10.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中擾動(dòng)步驟包括橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地引起擾動(dòng)的步驟，以便在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)破壞在擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿，從而從擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿內(nèi)釋放夾帶的液體，并增加在擾動(dòng)區(qū)域下面的漿的相對(duì)密度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中引起擾動(dòng)的步驟包括橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地產(chǎn)生紊流。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中引起擾動(dòng)的步驟包括橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地施加剪切。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中施加剪切的步驟包括利用從以下組中選擇的剪切機(jī)制，該組包括液體射流、氣體射流、機(jī)械振動(dòng)、超聲波脈沖、流化作用和機(jī)械攪動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中擾動(dòng)的步驟包括使得剪切裝置至少局部浸入儲(chǔ)槽的一區(qū)域內(nèi)的步驟，以便向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加剪切；以及其中，控制步驟包括相對(duì)于通量和/或操作參數(shù)控制一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)的步驟， 以便控制地向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加最佳剪切。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括響應(yīng)通量中的變化而調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，還包括響應(yīng)一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)中的變化而調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切參數(shù)從以下組中選擇， 該組基本包括剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀以及擾動(dòng)區(qū)域的深度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括使得剪切裝置以相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)的速度運(yùn)動(dòng)的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中剪切裝置的速度是剪切裝置的線性速度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括使得剪切裝置旋轉(zhuǎn)的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中剪切裝置的速度是剪切裝置的旋轉(zhuǎn)速度。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任意一個(gè)所述的方法，還包括控制剪切裝置的浸入的步驟，以便相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)控制擾動(dòng)區(qū)域的深度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中剪切裝置被移動(dòng)從而控制它的浸入。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中對(duì)儲(chǔ)槽中的供給材料的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便控制剪切裝置的浸入。
25.根據(jù)權(quán)利要求17至M中任意一個(gè)所述的方法，還包括控制剪切裝置的形狀的步馬聚ο
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中剪切裝置的形狀可沿至少一個(gè)幾何軸線調(diào)節(jié)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中剪切裝置可至少局部運(yùn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)它的形狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求17至27所述的方法，其中一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制S1 = fi (h).f2(f).f3(p).f4(A).f5(y)其中=S1是最佳剪切；f (h)是擾動(dòng)區(qū)域的高度或深度的函數(shù)；f2(f)是通量的函數(shù)；f3(p)是操作參數(shù)的函數(shù)；f4(A)是剪切因數(shù)的函數(shù)；以及f5(y)是剪切裝置速度的函數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中剪切裝置的速度、擾動(dòng)區(qū)域的深度和通量恒定，且一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中操作參數(shù)恒定，該一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
31.根據(jù)權(quán)利要求17至27中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切裝置的速度保持與通量成比例。
32.根據(jù)權(quán)利要求17至27中任意一個(gè)所述的方法，其中擾動(dòng)區(qū)域的深度保持與通量成比例。
33.根據(jù)權(quán)利要求17至27中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切因數(shù)保持與通量成比例，其中該剪切因數(shù)是剪切裝置幾何形狀和速度的函數(shù)。
34.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，還包括監(jiān)測(cè)供給材料的通量的步驟。
35.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，還包括監(jiān)測(cè)一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)的步驟。
36.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中操作參數(shù)從以下組中選擇，該組基本包括漿成分、漿粒度、漿在儲(chǔ)槽中的流速、漿屈服應(yīng)力、漿粘度、下溢比重、根據(jù)重量百分比的下溢重量以及絮凝劑添加至供給材料中的速率。
37.根據(jù)權(quán)利要求14至36中任意一個(gè)所述的方法，還包括橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地施加剪切的步驟，以便在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)破壞在擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿，從而從擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿內(nèi)釋放夾帶的液體，并增加在擾動(dòng)區(qū)域下面的漿的相對(duì)密度。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中剪切在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地施加。
39.根據(jù)權(quán)利要求14至38中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切裝置包括至少兩個(gè)剪切臂以及多個(gè)剪切元件，所述剪切臂被支承用于在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述剪切元件用于向網(wǎng)狀漿施加剪切。
40.根據(jù)權(quán)利要求14至38中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切裝置包括至少一個(gè)局部平面形板，該局部平面形板具有多個(gè)開口。
41.根據(jù)權(quán)利要求14至38中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切裝置包括多個(gè)剪切元件，這些剪切元件布置成一圖形。
42.根據(jù)權(quán)利要求14至38中任意一個(gè)所述的方法，其中剪切裝置包括多個(gè)剪切元件，所述剪切元件沿剪切裝置的至少一個(gè)臂隔開以在它們之間限定相應(yīng)的間隔，該方法還包括沿與該至少一個(gè)臂平行或者重合的線在所述間隔的至少兩個(gè)間隔中施加基本均勻的平均剪切的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中沿該線的剪切元件之間的所有間隔中的平均剪切基本均勻或相同。
44.根據(jù)權(quán)利要求37至43中任意一個(gè)所述的方法，還包括在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加基本均勻的積累剪切的步驟。
45.根據(jù)權(quán)利要求37至44中任意一個(gè)所述的方法，還包括在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加基本均一數(shù)目的剪切事件的步驟。
46.根據(jù)權(quán)利要求37至45中任意一個(gè)所述的方法，其中施加剪切的步驟包括使得剪切裝置在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中剪切裝置基本平行于儲(chǔ)槽的中心軸線運(yùn)動(dòng)，以便施加剪切。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中剪切裝置在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以便施加剪切。
49.根據(jù)權(quán)利要求37至48中任意一個(gè)所述的方法，還包括提供多個(gè)所述剪切裝置的步驟。
50.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中該預(yù)定時(shí)間段基本對(duì)應(yīng)于網(wǎng)狀漿通過擾動(dòng)區(qū)域的時(shí)間。
51.根據(jù)前述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中擾動(dòng)區(qū)域在網(wǎng)狀漿層的上部區(qū)域中。
52.根據(jù)權(quán)利要求14至51中任意一個(gè)所述的方法，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的20%內(nèi)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的30%內(nèi)。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的40%內(nèi)。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的50%內(nèi)。
56.根據(jù)權(quán)利要求52至55中任意一個(gè)所述的方法，其中預(yù)定的最佳剪切值根據(jù)從以下組中選擇的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)來(lái)確定，該組基本包括剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀、剪切區(qū)域的深度、漿成分、漿粒度、漿在儲(chǔ)槽中的流速、漿屈服應(yīng)力、漿粘度、下溢比重、 根據(jù)重量百分比的下溢重量、絮凝劑添加至供給材料中的速率以及漿從中沉積出來(lái)的供給材料的通量。
57.一種分離裝置，用于從供給材料中分離漿，該分離裝置包括 儲(chǔ)槽，用于以一定通量接收供給材料；以及擾動(dòng)引起裝置，用于擾動(dòng)在網(wǎng)狀層的擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿，該網(wǎng)狀層由從供給材料沉積出來(lái)的漿而形成，其中，一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)來(lái)控制，以便控制地向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加最佳擾動(dòng)。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的分離裝置，其中一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)響應(yīng)通量中的變化來(lái)調(diào)節(jié)。
59.根據(jù)權(quán)利要求57或58所述的分離裝置，其中一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)可響應(yīng)一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)中的變化來(lái)調(diào)節(jié)。
60.根據(jù)權(quán)利要求57至59中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中擾動(dòng)參數(shù)從以下組中選擇，該組基本包括在擾動(dòng)區(qū)域中的擾動(dòng)事件的頻率和擾動(dòng)區(qū)域的深度。
61.根據(jù)權(quán)利要求57至60中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制S0 = z.f, (h).f2(f).f3(p) 其中 是最佳擾動(dòng)；z是在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)在擾動(dòng)區(qū)域中的擾動(dòng)事件的頻率或經(jīng)過次數(shù)； f (h)是擾動(dòng)區(qū)域的高度或深度的函數(shù)； f2(f)是通量的函數(shù)；以及 f3(p)是操作參數(shù)的函數(shù)。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的分離裝置，其中通量和擾動(dòng)區(qū)域的深度恒定，該一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的分離裝置，其中所述操作參數(shù)恒定，該一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
64.根據(jù)權(quán)利要求57至60中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中擾動(dòng)事件的頻率保持與通量成比例。
65.根據(jù)權(quán)利要求57至60任意一個(gè)所述的分離裝置，其中擾動(dòng)區(qū)域的深度保持與通量成比例。
66.根據(jù)權(quán)利要求57至65中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中擾動(dòng)引起裝置橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地引起擾動(dòng)，以便在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)破壞在擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿，從而從擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿內(nèi)釋放夾帶的液體，并增加在擾動(dòng)區(qū)域下面的漿的相對(duì)密度。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的分離裝置，其中擾動(dòng)引起裝置橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地產(chǎn)生紊流。
68.根據(jù)權(quán)利要求65所述的分離裝置，其中擾動(dòng)引起裝置橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地施加剪切。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的分離裝置，其中擾動(dòng)引起裝置使用從以下組中選擇的剪切機(jī)制來(lái)施加剪切，該組包括液體射流、氣體射流、機(jī)械振動(dòng)、超聲波脈沖、流化作用和機(jī)械攪動(dòng)。
70.根據(jù)權(quán)利要求57所述的分離裝置，其中擾動(dòng)引起裝置包括剪切裝置，該剪切裝置至少局部能浸入儲(chǔ)槽的一區(qū)域內(nèi)，以便向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加剪切，以及其中，相對(duì)于通量和/或操作參數(shù)控制一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)，以便控制地向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加最佳剪切。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的分離裝置，其中響應(yīng)通量中的變化而調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)。
72.根據(jù)權(quán)利要求71或73所述的分離裝置，其中響應(yīng)一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)中的變化而調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)。
73.根據(jù)權(quán)利要求70至73中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切參數(shù)從以下組中選擇，該組基本包括剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀以及擾動(dòng)區(qū)域的深度。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的分離裝置，其中剪切裝置以相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)的速度運(yùn)動(dòng)。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的分離裝置，其中剪切裝置的速度是剪切裝置的線性速度。
76.根據(jù)權(quán)利要求73所述的分離裝置，其中剪切裝置在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的分離裝置，其中剪切裝置的速度是剪切裝置的旋轉(zhuǎn)速度。
78.根據(jù)權(quán)利要求73至77中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置可控制地浸入至擾動(dòng)區(qū)域中，以便相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)控制擾動(dòng)區(qū)域的深度。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的分離裝置，其中剪切裝置被移動(dòng)以控制它的浸入。
80.根據(jù)權(quán)利要求78所述的分離裝置，其中對(duì)儲(chǔ)槽中的供給材料的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便控制剪切裝置的浸入。
81.根據(jù)權(quán)利要求73至80中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置相對(duì)于通量和 /或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)而控制它的形狀。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的分離裝置，其中剪切裝置的形狀可沿至少一個(gè)幾何軸線調(diào)節(jié)。
83.根據(jù)權(quán)利要求81所述的分離裝置，其中剪切裝置可至少局部運(yùn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)它的形狀。
84.根據(jù)權(quán)利要求70至83所述的分離裝置，其中一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制S1 = fi (h).f2(f).f3(p).f4(A).f5(y)其中=S1是最佳剪切；f (h)是擾動(dòng)區(qū)域的高度或深度的函數(shù)；f2(f)是通量的函數(shù)；f3(p)是操作參數(shù)的函數(shù)；f4(A)是剪切因數(shù)的函數(shù)；以及f5(y)是剪切裝置速度的函數(shù)。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的分離裝置，其中剪切裝置的速度、擾動(dòng)區(qū)域的深度和通量恒定，且該一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的分離裝置，其中操作參數(shù)恒定，該一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)根據(jù)以下關(guān)系來(lái)控制
87.根據(jù)權(quán)利要求70至83中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置的速度保持與通量成比例。
88.根據(jù)權(quán)利要求70至83中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中擾動(dòng)區(qū)域的深度保持與通量成比例。
89.根據(jù)權(quán)利要求70至83中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切因數(shù)保持與通量成比例，該剪切因數(shù)是剪切裝置幾何形狀和速度的函數(shù)。
90.根據(jù)權(quán)利要求70至89中任意一個(gè)所述的分離裝置，還包括傳感器，用于監(jiān)測(cè)懸浮液的通量；以及控制單元，該控制單元與傳感器連通，以便可控制地調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)。
91.根據(jù)權(quán)利要求70至90中任意一個(gè)所述的分離裝置，還包括一個(gè)或更多個(gè)傳感器，用于分別監(jiān)測(cè)一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)，其中，操作參數(shù)傳感器與控制單元連通，以便可控制地調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)剪切參數(shù)。
92.根據(jù)權(quán)利要求70至90中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中操作參數(shù)從以下組中選擇，該組基本包括漿成分、漿粒度、漿在儲(chǔ)槽中的流速、漿屈服應(yīng)力、漿粘度、下溢比重、根據(jù)重量百分比的下溢重量以及絮凝劑添加至供給材料中的速率。
93.根據(jù)權(quán)利要求70至91中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地施加剪切，以便在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)破壞在擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿，從而從擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿內(nèi)釋放夾帶的液體，并增加在擾動(dòng)區(qū)域下面的漿的相對(duì)密度。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的分離裝置，其中剪切在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)橫跨擾動(dòng)區(qū)域基本均勻地施加。
95.根據(jù)權(quán)利要求70至93中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置包括至少兩個(gè)剪切臂以及多個(gè)剪切元件，所述剪切臂被支承以便在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述剪切元件用于向網(wǎng)狀漿施加剪切。
96.根據(jù)權(quán)利要求70至93中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置包括至少一個(gè)局部平面形板，該局部平面形板具有多個(gè)開口。
97.根據(jù)權(quán)利要求70至93中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置包括多個(gè)剪切元件，這些剪切元件布置成一圖形。
98.根據(jù)權(quán)利要求70至93中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置包括多個(gè)剪切元件，所述剪切元件沿剪切裝置的至少一個(gè)臂隔開以在它們之間限定相應(yīng)的間隔，這樣，沿與該至少一個(gè)臂平行或者重合的線在所述間隔中的至少兩個(gè)間隔中施加基本均勻的平均剪切。
99.根據(jù)權(quán)利要求98所述的分離裝置，其中沿該線的剪切元件之間的所有間隔中的平均剪切基本均勻或相同。
100.根據(jù)權(quán)利要求70至99中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置被移動(dòng)，這樣，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加基本均勻的積累剪切。
101.根據(jù)權(quán)利要求70至100中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加基本均一數(shù)目的剪切事件。
102.根據(jù)權(quán)利要求70至101中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中剪切裝置在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
103.根據(jù)權(quán)利要求102所述的分離裝置，其中剪切裝置基本平行于儲(chǔ)槽的中心軸線運(yùn)動(dòng)，以便施加剪切。
104.根據(jù)權(quán)利要求102所述的分離裝置，其中剪切裝置在擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以便施加剪切。
105.根據(jù)權(quán)利要求57至104中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中預(yù)定時(shí)間段基本對(duì)應(yīng)于網(wǎng)狀漿通過擾動(dòng)區(qū)域的時(shí)間。
106.根據(jù)權(quán)利要求57至105中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中擾動(dòng)區(qū)域在漿的網(wǎng)狀層的上部區(qū)域中。
107.根據(jù)權(quán)利要求57至106中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中該分離裝置具有多個(gè)所述剪切裝置。
108.根據(jù)權(quán)利要求70至107中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的20%內(nèi)。
109.根據(jù)權(quán)利要求108所述的分離裝置，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的30%內(nèi)。
110.根據(jù)權(quán)利要求108所述的分離裝置，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的40%內(nèi)。
111.根據(jù)權(quán)利要求108所述的分離裝置，其中平均的積累剪切至少基本在預(yù)定的最佳剪切值以上或以下的50%內(nèi)。
112.根據(jù)權(quán)利要求108至111中任意一個(gè)所述的分離裝置，其中預(yù)定的最佳剪切值根據(jù)從以下組中選擇的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)來(lái)確定，該組參數(shù)基本包括剪切裝置的速度、剪切裝置的形狀、剪切區(qū)域的深度、漿成分、漿粒度、漿在儲(chǔ)槽中的流速、漿屈服應(yīng)力、漿粘度、 下溢比重、根據(jù)重量百分比的下溢重量、絮凝劑添加至供給材料中的速率以及漿從中沉積出來(lái)的供給材料的通量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于控制對(duì)分離裝置中的網(wǎng)狀漿的擾動(dòng)(15)的方法(20)，該分離裝置包括儲(chǔ)槽(1)，該方法(20)包括以下步驟以一定通量將供給材料引入儲(chǔ)槽內(nèi)(21)；使得漿從供給材料中沉積出來(lái)，并形成網(wǎng)狀漿層(22)；擾動(dòng)網(wǎng)狀層的擾動(dòng)區(qū)域(16)中的網(wǎng)狀漿(23)；以及相對(duì)于通量和/或一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)來(lái)控制一個(gè)或更多個(gè)擾動(dòng)參數(shù)，以便控制地向擾動(dòng)區(qū)域中的網(wǎng)狀漿施加最佳擾動(dòng)(31)。本發(fā)明還提供了一種用于從供給材料中分離漿的分離裝置。
文檔編號(hào)B01D21/32GK102196847SQ200980142136
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者I·阿巴斯諾特, R·特里格拉夫卡寧 申請(qǐng)人:奧圖泰有限公司