(57)【要約】本発明は、固体を含む溶液、すなわちスラリを清澄化および／または濃縮する方法、およびこれを実施する装置に関するものである。本発明の方法および装置を用いると、清澄濃縮機器に供給される凝集剤は、均一にかつ小さなせん断力で、装置のフィードウェル中のスラリに混合される。フィードウェルは、混合装置を有する。スラリは、フィードウェルから均一に清澄槽のアンダーフロー層に取り出される。このため、澄んだ溢流液を分離することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体を含む溶液の清澄化および／または濃縮方法であって、スラリを最初、清澄用沈降空間の上部の中心部に置かれたフィードウェルに供給し、該フィードウェルにある前記スラリに凝集剤を混合し、該フィードウェルから前記スラリを前記沈降空間へ供給し、沈降した固体もしくはアンダーフローを、該沈降空間の中心部の排出ポートを介して除去し、清澄液を溢流として除去する清澄化および／または濃縮方法において、
前記凝集剤およびスラリを、緩やかな流れで前記フィードウェルに供給して、該フィードウェル自身の混合要素を用いて互いに混合し、その後、該混合されたスラリを、下向き流れで、前記フィードウェルから前記沈降空間のアンダーフロー層の上部へ案内することを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、バッフルを前記フィードウェルの端部に配置し、該ウェルの下部の該バッフルの間に排出ポートを配置し、該バッフルの場所で前記混合要素により得られた圧力パルスが前記スラリの均一な流出を助けるようにすることを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記スラリの前記沈降空間への流出速度は、0.05〜0.2 m/s であることを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記スラリを前記フィードウェルから案内コーンの内部へ流し、該案内コーンを該フィードウェルの下に配置し、該案内コーンを前記沈降空間のアンダーフロー層の上部へ伸ばすことを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記スラリを前記案内コーンの内部から外の前記沈降空間のアンダーフロー層へ、該案内コーンの下端にある開口を介して案内し、該案内コーンは前記スラリを下方に向けることを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項６】
固体を含む溶液の清澄化および／または濃縮装置であって、該装置は、沈降すべきスラリ用フィードウェル(2) を設けた清澄および／または沈降槽(1) と、該沈降槽の中心部に設けた沈降した固体もしくはアンダーフロー用排出ポート(9) と、清澄液もしくは溢流用排出トイ(16) と、該アンダーフローを端部から前記槽の中心に向かって移動させるために、レーキシステムの軸(11) を中心に回転するレーキシステム(10) とを含む清澄化および／または濃縮装置において、
前記フィードウェル(2) は、混合要素の軸(4) を中心に回転する混合要素(3) と、該フィードウェルの下部に固定されるスラリ用案内コーン(5)を含むことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記沈降槽レーキの軸(11) は、前記フィードウェルの混合要素の軸(4) を貫通するように配置されることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項８】
請求項６に記載の装置において、前記混合要素(3) はらせん型混合器であり、支持要素(24) によって軸(4) に取り付けられた２つのチューブ(23) から形成され、該チューブは該軸の周りを 1/3〜2 回転していることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項９】
請求項６に記載の装置において、前記フィードウェル(2) はバッフル(26) を備えたことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、少なくともいくつかのバッフル(26) の高さは実質的に前記フィードウェル(2) の高さと同じであることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置において、少なくともいくつかのバッフル(26) の高さは実質的に前記フィードウェル(2) の高さの1/3 であることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１２】
請求項６に記載の装置において、前記フィードウェルの底部(28) にスラリ排出ポート(29) を設けたことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１３】
請求項12に記載の装置において、前記スラリ排出ポート(29) は前記バッフル(24) の間に位置することを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１４】
請求項６に記載の装置において、前記フィードウェルの下部に取り付けられた前記案内コーン(5) は、内側に開いた少なくとも１つの円錐面(31) からなることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１５】
請求項14に記載の装置において、前記フィードウェルの下部に取り付けられた前記案内コーン(5) は、内側に開いた少なくとも１つの円錐面(31) からなり、 水平からみて 45〜75°の角度で下向きに開いていることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１６】
請求項14に記載の装置において、前記フィードウェルの下部に取り付けられた前記案内コーン(5) は、内側に開いた２つの円錐面(30, 31) を含むことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１７】
請求項16に記載の装置において、前記フィードウェルの下部に取り付けられた前記案内コーン(5) は、内側に開いた２つの円錐面(31) を含み、そのうちの上側のものは、水平からみて 20〜45°の角度で下向きに開いており、下側のものは、水平からみて 45〜75°の角度で下向きに開いていることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１８】
請求項14に記載の装置において、前記案内コーンの下側の円錐面(31) に実質的に垂直な下端部(33) を固定することを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１９】
請求項18に記載の装置において、前記案内コーンの下端部(33) の直径は前記フィードウェルの直径の 1.3〜2 倍であることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項２０】
請求項14に記載の装置において、最も低い円錐面にスラリ案内ポート(32) を設けることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、固体を含む溶液、すなわちスラリを清澄化および／または濃縮する方法、およびこれを実施する装置に関するものである。本発明の方法および装置を用いると、清澄濃縮機器に供給される凝集剤は、均一にかつ小さなせん断力で、本装置のフィードウェル中のスラリに混合される。フィードウェルは、混合装置を有する。スラリは、フィードウェルから均一に清澄槽のアンダーフロー層に取り出される。このため、澄んだ溢流液を分離することができる。
【０００２】
清澄化および濃縮装置は槽を含み、槽に、清澄化すべきスラリがフィードウェルを介して供給され、フィードウェルは清澄槽の中心部にあり、一般に槽の上部にある。本発明の明細書においては以後、清澄という用語が使われるときは、濃縮も指すものとして使用する。なぜならば、記載する方法および装置は、両方の目的に用いることができるからである。清澄槽の直径はフィードウェルの直径の10倍である。スラリに加えて、清澄に使用する凝集剤がフィードウェルに供給される。スラリをフィードウェルに供給している間に、凝集剤をスラリに混合することがよく行われる。清澄または濃縮槽は、底部の近くで作動するレーキを備えたものでも、もしくはレーキなしで作動するものでもよい。
【０００３】
清澄液、すなわち溢流は、清澄槽から溢流として除去され、濃縮スラリ、すなわちアンダーフローは底部の中央部から除去され、濃縮スラリは、そこへはレーキアームによって移動する。濃縮槽の槽底部は、通常傾いている、すなわち中心に向かって下方に傾斜しており、それによって、固体の除去が、より容易になっている。レーキのアームの数は、設計に応じて変えることができる。レーキアームのいくつかは槽の半径の長さとすることができ、他は、より短くてよい。垂直板をレーキアームに固定し、板がスラリを端から中心へと移動させる。板は、レーキアームに垂直に固定するか、もしくは、レーキアームに対してたとえば30°の角度で固定するかのいずれかである。
【０００４】
従来、フィードウェルへのスラリの供給はさまざまな方法で行うことができた。刊行物、Probst、A.著"Next generation sedimentation equipment for ultimate thickening", Proceedings of Copper 99 International Environment Conference, Vol. II, October 10-13, 1999、Phoenix, Arizona, USA, pp. 217 - 232では、供給が接線方向に行われる供給方法が記載されている。凝集剤は、接線方向に２倍の高さのスラリ供給で、フィードウェルに注入されるか、もしくはフィードウェルの前で、スラリに混合されるかのいずれかである。スラリは、ベンチュリ効果を用いて、フィードウェルの下部から除去される。米国特許第5,269,928に記載される装置では、スラリは、濃縮槽の底部の中央部を通ってフィードウェルへ供給され、フィードウェルの壁にある穴を通って、濃縮槽へと除去される。
【０００５】
スラリへの凝集剤の混合が、フィードウェルにおいて、たとえば接線供給によって行われる混合のみである場合、凝集剤は均一に混合せず、局所的なせん断力が大きくなることは明らかである。しかし、現在使われている凝集剤は、高分子ポリマであり、その作用は、せん断力が大きくなるにつれて、妨げられる。フィードウェルから清澄槽へ送るべきスラリがそこで強制的に排出されると、スラリは、基本的に上向に、圧力が最小である方向に向けられて、その結果、分離されてすでに清澄化された槽の上部の溢流に混合される危険がある。清澄もしくは濃縮槽のレーキは通常、「過大な」移動能力を持ち、それによって、濃縮されたスラリを槽の中心へ押し、そこには、スラリの残りより高い堆積物がそびえている。
【０００６】
固体を含む溶液を清澄化および／または濃縮するために、本方法および装置が今回開発され、それによれば、スラリは、清澄用沈降空間の上部の中心部に置かれたフィードウェルに最初供給され、このフィードウェルにあるスラリに凝集剤が混合される。フィードウェルからスラリは沈降空間へ供給され、沈降した固体もしくはアンダーフローは、沈降空間の中心部の排出ポートを介して除去され、清澄液は溢流として除去される。凝集剤およびスラリは、緩やかな流れでフィードウェルに供給され、フィードウェル自身の混合要素を用いて互いに混合され、その後、混合されたスラリは、下向き流れで、フィードウェルから、沈降空間のアンダーフロー層の上部へ案内される。本装置は、沈降すべきスラリ用フィードウェルを設けた清澄および／または沈降槽と、沈降槽の中心部の沈降した固体もしくはアンダーフロー用排出ポートと、清澄液もしくは溢流用排出トイと、アンダーフローを端部から中心に向かって移動させるレーキシステムとを含む。レーキシステムは、レーキシステムの軸を中心に回転する。フィードウェルは、混合要素の軸を中心に回転する混合要素、およびフィードウェルの下部に固定されるスラリ用案内コーンを有する。本発明の本質的な特徴は、添付の特許請求の範囲により明らかになる。
【０００７】
清澄濃縮槽のフィードウェルに供給されるスラリは混合時に小さいせん断力を用いて凝集されるため、凝集作用をかく乱することを防止する。スラリは事実上の濃縮槽へ、スラリがフィードウェルから外側へかつ下方へ広がるように供給される。フィードウェルの下部には、下向きに広がった開口コーンが形成されており、下端の近くに穴が配置され、凝集したスラリが穴を通して排出され、凝集したスラリは、分離された溢流を混合することなく、濃縮槽内のスラリへ拡がる。沈降空間として働く濃縮槽には、底部の方にレーキが設けられている。
【０００８】
本発明の方法は、とくに目的が、固体から完全に分離された澄んだ溢流液である場合に適用できる。沈降し除去されるアンダーフローを、より前の方の工程の段階へ戻して再循環することができる。蓄積されたアンダーフローの量と等しい量だけ、たとえばろ過により除去する。このようにして沈降空間の流体力学的振舞いを強める。本方法および装置は、とくにセッコウおよび金属水酸化物を含む沈降物の処理に有益であることがわかった。沈降物は、鋼の酸洗い時に生成される酸性の水洗水を石灰コンパウンドで中和するときに生成される。
【０００９】
本発明によると、清澄もしくは濃縮装置内にフィードウェルがあり、フィードウェルに固体含有液もしくはスラリを供給する。スラリはフィードウェルに、たとえば上から供給されるが、それにもかかわらず、スラリの供給は緩やかである。使用する凝集剤もフィードウェルに供給する。フィードウェルは、それ自身の混合要素を備えた垂直な円筒であることが好ましい。混合要素は、米国特許第5,182,087号に記載された原理で動作するらせん型混合器であることが好ましい。この構造は、軸の周りを旋回する２つのチューブであり、この軸の周りを 1/3 - 2回転する。混合の方向は上向きである。混合要素によって、凝集剤をスラリに均一に混合することが可能であり、混合はフィードウェル領域全体で、大変低くかつ均一な強さである。従って、強い局所的な混合を避けることができる。
【００１０】
混合要素の直径はフィードウェルの直径の40〜80% である。混合要素の軸は中空の円筒であり、その直径は、清澄槽のレーキ軸、およびこの軸の結合フランジさえもが混合要素の軸を通るほどの大きさである。らせんチューブ用支持部は、その一端は当然チューブに固定され、他端は混合要素の軸ケーシングに固定される。フィードウェルにバッフルを設けることもできる。バッフルは、ウェルの端部に沿って等間隔に配置する。いくつかのバッフルはフィードウェルの高さであるが、底部から上向きに長いバッフルの約1/3 にすぎないバッフル、およびフィードウェルの全長であるバッフルを点在させることが好ましい。
【００１１】
スラリ、およびスラリに混合された凝集剤は、事実上のフィードウェルから下向きに、フィードウェルの下端にかつ常にバッフルの間に位置する開口を介して案内される。開口は混合器の回転方向に関してバッフルの前方にある。したがって、混合器によりバッフルの場所で引き起こされる圧力パルスは、各開口でのスラリの均一な排出を促進する。流出速度は、 0.05〜0.2 m/s程度であることが好ましい。スラリのいくらかはレーキ軸ソケットを通って流れてもよい。
【００１２】
フィードウェルからスラリは、フィードウェルの下に位置する案内コーンへ流れる。案内コーンは、清澄槽のスラリ層の上部へ伸びている。案内コーンの目的は、沈降空間に入るスラリに下向きの運動成分を与えて、上向きに曲がろうとするスラリの傾向を低下させることである。このようにして、スラリは、溢流液と混合することなく、凝縮した沈降物へと拡がっていく。案内コーンは、その名前が示唆するように、下向きに拡がったコーンであり、その内側は開口している。フィードウェルからのスラリは、案内コーンの端部の下部にある開口を通って、清澄槽へ排出される。案内の欠けのない下端は、凝縮したスラリを押し下げ、槽内の圧力差によって、スラリがスラリ自身を均一に、さまざまな排出ポート間に分割していく。案内コーンは、清澄槽のスラリ層の上部にあり、このスラリ層は、まだ凝縮段階にある。案内コーンの下部の好ましい高さは、槽の中心部の溶液およびスラリの深さの 0.5〜0.7 であることがわかった。
【００１３】
沈降空間では、すなわち清澄槽では、下向きに沈降すると同時に凝縮するアンダーフローは、レーキシステムによって槽の端部から中心に向かって移動する。槽が円筒でない場合、槽の隅の円形の境界に沈降したアンダーフローの移動は、すでに公知の方法で行わなければならない。今回開発された本装置では、レーキは、円筒形の槽の端部に届く２つのアームと、この長いアームの半分の長さしかないそれらの間にある２つのアームとを有する。長いアームおよび補助アームの数は、本発明の枠内で、２つの長いアームと２つの補助アームに限定されることなく、変えることができる。アンダーフローの移動能力が、槽の端部から中心部まで同じであるということが、この清澄槽方式の特徴である。この移動能力は、槽の中心からのアンダーフローの排出能力と同じであると評価される。本方法は、過大な移動能力を避けることができ、その結果、清澄器の中心部の凝縮したスラリ量が増加し、積み上がる。凝縮したアンダーフローの表面が、フィードウェル案内コーンまで上がることはできないため、水路を通して運ぶような不均一なスラリの供給を避けられる。
【００１４】
沈降空間の均一な移動能力は、レーキアームに取り付けられるアンダーフロー移動板の高さを変えるようにして達成される。レーキ軸から等間隔に配置された移動板はアンダーフローを環状領域から内側に動かす。環状領域の断面積は、槽の周囲から内側に向かうに伴って、より小さくなるため、同じ移動能力を得るために、移動板の高さは、板の位置がレーキ軸に近づくに従って大きくしなければならない。軸から同じ距離にある各移動板の高さは同じである。したがって、外側の移動板の高さは、中心に近い移動板の高さより低い。長いレーキアームの間に、より短い補助アームがある沈降空間の内部領域では、レーキアームの数が２倍になるため移動能力が増大し、したがって、すべての移動板の高さを、レーキアームの先端にある移動板の高さと同じ程度の大きさにしておくことができる。ここから移動板の高さを、ふたたび中心に向かって次第に大きくすることができる。レーキ軸に最も近い最後の移動板の高さを基本的に同じにしておくことができる。これにより、中心領域でのレーキアームのアンダーフロー移動能力を低下させる。移動板の高さを、槽の長さを有するレーキアームの長さの 15〜30% に相当する距離まで同じにする。この場合、動作すると、中心に向かって移動するアンダーフローの、より外側にある質量によって、中心にあるアンダーフローが排出ポートに向かって動かされる。外に向かって移動するアンダーフローによる押し付けによってアンダーフローがさらに凝縮され、除去すべきアンダーフローの固体分が増加する。
【００１５】
上述のように、本発明の方法は、アンダーフロー移動の「過大な能力」を避けることができる。レーキの動力伝達装置が周波数変換器を有する場合、レーキの動作速度を調節することにより、すべての状況においてアンダーフロー移動能力を、より適切に決めることができる。今回開発された方法によると、アンダーフローの過剰な移動により、清澄槽の中心部に多量のアンダーフローが生じる状況が避けられる。堆積が形成されると、それによってアンダーフロー排出ポートの詰まりが起こることがあり、さらにフィードウェルから供給されるスラリの沈降空間への均一な配分が妨げられる。これは、さらに、すでに述べたように、溢流の清澄をかく乱する。
【００１６】
本発明による方法および装置を添付の図面を用いてさらに説明する。
【００１７】
図１は清澄化装置１を示し、清澄化装置１内にフィードウェル２があり、これは清澄化装置１の上部の中心部にある。フィードウェル内部では、スラリ混合要素３がその軸４上にある。フィードウェルの下部に取り付けられた案内コーン５は部分的にのみ見える。沈降したアンダーフローは円筒形の清澄槽６内を端部７からアンダーフローコーン９に向かって、レーキ10によって移動する。コーン９は、槽の中心領域８の下部に位置する。レーキがつるされている軸11は、混合要素の軸４を貫通している。軸の動力伝達装置は詳細には示さない。レーキアーム12の下に移動板13があり、本図には、移動板の高さがレーキ軸からの移動板の距離およびレーキアームの数によって変わることが示されている。レーキ支持構体14はレーキの上にある。中心領域８は、環状形であり、レーキ軸から外に向かって、長いレーキアーム12の長さの 15〜30% の距離まで伸びている。中心領域の移動板の高さは、一定と考えることができる。レーキアームは清澄槽の底部15に平行である、すなわちレーキ軸および槽の中心に向かって斜めに下っている。したがって清澄槽は中心部に向かって深くなっている。清澄化溢流は槽の上部から槽自身の排出トイ16へ除去される。
【００１８】
図２は、上から見た図１の清澄化装置を示す。本図は、レーキ10が２つの長いレーキアーム12および２つのより短い補助アーム17をこの場合有することを示す。図によると、１つのレーキアームには、アーム駆動装置の支持ビーム18があり、他のアームにはない。図には、レーキ支持バー19も示されている。移動板13の互いの間隔は、レーキアームに沿ってすべて同じである。図に示すように、移動板は、レーキアームに対して約 30°である。移動板の長さはレーキアームに沿ってすべて同じである。移動板の長さは、前の板の末端と次の板の先端が 10〜20 %重なるように決められる。移動板の作用の効率は、板が垂直面に対して 5〜25°の角度をなす、すなわち板をレーキ軸に対して少し傾けることによっても改善される。レーキが回転すると、移動板の耕作効果によりアンダーフローは中心に向かって移動する。さらに、上述のような移動板の配置の結果、アンダーフローは少し移動板の上に上がる。この単純な動きのおかげで、移動板が、レーキの下のアンダーフローの薄い層を凝縮せず、その反対に、その層は緩いままであり、したがってレーキがくさびのように刺さることが防げる。
【００１９】
図３は、清澄槽のフィードウェル２を詳細に示し、その形は、直立した円筒である。スラリはウェルにパイプ20を介して供給され、凝集剤は別のパイプ21を介して供給される。スラリおよび凝集剤は両方ともフィードウェルに緩やかな流れで注入される。なぜならば、それらはウェル内部で混合要素３により混合されるからである。図に示すように、混合器の軸４は、混合槽のレーキ軸11と、レーキ軸の結合フランジ22が軸４を通ってはまるようなソケットとして作られている。混合要素３は２つのチューブ23からなっており、チューブ23は軸の周りを1/3〜2回、回っている。チューブ23は軸上に支持要素24によって支持されている。混合の方向25は上向きである。混合要素の直径は、フィードウェルの直径の 40〜80%である。
【００２０】
フィードウェル２にはバッフル26が設けられており、バッフル26は、フィードウェルの外側端部27に均一に配置されている。スラリおよび凝集剤の両方ともフィードウェルに、バッフルの近くの混合の前側へと案内することが好ましい。バッフルはフィードウェルの高さと実質的に同じものもあるが、いくつかは、好ましくは２個ごとに、フィードウェルの高さの 1/3 のみにする。バッフルはすべてフィードウェルのベース28から上向きにそびえるように支持する。バッフルの数は12〜24である。スラリの排出ポート29は、フィードウェルの底部に配置され、常にバッフルの間に置かれ、排出ポート29が、混合要素の回転方向に関してバッフルの前に位置するようにする。本発明のフィードウェルによれば、凝集剤は、スラリにすばやく混合されるが、スラリがフィードウェルに滞留する時間が 3〜15 分であるとき、スラリが前方に案内される前に、スラリは充分凝集する。
【００２１】
フィードウェルの底部に案内コーン５が取り付けられ、案内コーン５は、下向きに開口しており、フィードウェルの排出ポートは、案内コーンの内側に開口している。案内コーンは、１つもしくはいくつかの円錐面からなり、好ましくは、必須ではないが、内側に開口している。図３は２つの円錐面を示し、そのうち上側のもの30は、20〜45°の角度(水平から見て)で下向きに開口している。上側の円錐面は、下側の円錐面31に固く固定されている。下側の円錐面31は、 45〜75°の角度(水平から見て)で下向きに開口している。スラリ案内ポート32が案内コーンの下部にある。ポートの数は、たとえば16〜32であり、そこからのスラリの流出は、0.05〜0.2 m/sの範囲内で調節される。案内コーンの下端部33は欠けたところがなく、好ましくは垂直である。案内コーンの目的は、清澄槽に供給されたスラリがアンダーフロー層の表面に向かって強く流れることを防ぐことである。これが起こると、溢流液の清澄度が悪くなる。案内コーンの大きさは、その下端部の直径が、フィードウェルの直径の 1.3〜2 倍であるように決めることができる。案内コーンがいくつかの円錐面から形成されるとき、最も急な円錐面が、案内コーンの全高の 55〜70% を占めることが好ましい。
【００２２】
本発明を、以下の実施例によってさらに説明する。
【００２３】
実施例１
開発された工業規模のシックナにおいて、円筒形の槽の周囲から、中心にあるアンダーフローウェルへ向かって均一なアンダーフローの移動が得られることが望まれた。シックナの直径 27 mであり、ウェルへ移動するアンダーフローの量は 40 m3/hであった。レーキシステムの動作速度は、0.075 rpm が選ばれた。添付の表１は、移動板の高さが、最初、外周から補助レーキアームまでどのように大きくなるかを示し、補助レーキアームのところで、板の高さは減少している。なぜならば、板の数が２倍だからである。補助レーキアームの先端の最小点の後、移動板の高さは再び中心に向かって増加している。中心に最も近い最後のいくつかの移動板は、互いに高さが同じであり、外向きの掻き採り圧力が、アンダーフローをさらに凝縮する。
【００２４】
【表１】
2004530555.tif 000003
実施例２
沈降試験は、スラリは均一に、本発明によるシックナ内に分布することを示した。試験で使用したスラリは、工業的規模のシックナのアンダーフローであった。このアンダーフローは、鋼の酸洗いを精製するときに生成される鉄(III)、クロム(III)、ニッケル(II)および硫酸塩を含む水を中和することにより得られた。スラリ中の固体の52% はセッコウであり、残りは金属水酸化物であった。試験用シックナの直径は 1100 mmであり、円筒部の実効深さは 340 mmであった。円錐形の底部は中心に向かって 9.5°の角度で傾斜していた。レーキは原理的に、実施例１で記載したものに従った。シックナのフィードウェルの直径は 172 mmであり、実効深さは 315 mmであった。バッフルおよび案内コーンは前段で説明したものであった。フィードウェルの混合器はらせん型、すなわち軸の周りを混合方向に１回転上がる２つのチューブを含み、軸から一定の間隔をあけている。混合器の直径は 110 mmであり、深さは 252 mmであった。
【００２５】
前の沈降試験で沈降したアンダーフローをポンプで汲み上げて、シックナのフィードウェルを介して循環に戻した。水も、アンダーフロー１に対して２の割合でフィードウェルに供給した。シックナで分離された水は、シックナの溢流として除去した。アンダーフローおよび水の供給はつりあいを取りながら増やし、その後、同じ率で低下させて、シックナの分離能力と分離効率を決定した。最初は、凝集剤を使用しなかった。そのため、シックナの性能は、スラリを最初に混合したときにスラリがフィードウェルからどれくらい均一に流れ出るかに大きく依存した。試験では、混合器の回転速度は 127 rpmであり、レーキの回転速度は 0.4 rpm であった。試験の最終段階では、分離され澄んだ水の層は、以下の通りであった。
【００２６】
【表２】
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上記の結果によると、試験用シックナの最大供給量は、水が約 120 l/h 、アンダーフローが 40 l/h と決定できた。
【００２７】
沈降特性と、凝集剤を試験では使用していないということを考えると、入力された流れを驚くほど高く上げることができた。分離された水の層は完全に澄んでおり、これはまた、フィードウェルで使用した混合器は、シックナの供給を均一にしたことを示す。試験で使用したアンダーフローを供給した従来のシックナは同じ性能を達成できなかった。なぜならば、分離された溢流は濁っていたからである。
【００２８】
実施例３
実施例２の試験は、凝集剤 Fennopol A305 を使用して行われた。これは、136 mg/kg の固体を含む 0.5 g/1 の液として注入された。供給量が、水 360 l/h 、アンダーフローが 120 l/h のとき、溢流層は 100 mm 程度であり、完全に澄んでいた。したがってフィードウェルの混合器は、水とアンダーフローと凝集剤を均質に混合して、それをシックナのスラリ層に均一に供給できた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、清澄化装置全体の垂直断面図である。
【図２】図２は、上から見た図１の清澄化装置を示す。
【図３】図３は、本発明による清澄槽フィードウェルの垂直断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月11日(2003.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体を含む溶液の清澄化および／または濃縮方法であって、スラリを最初、清澄用沈降空間の上部の中心部に置かれたフィードウェルに供給し、該フィードウェルにある前記スラリに凝集剤を混合し、該フィードウェルから前記スラリを前記沈降空間へ供給し、沈降した固体もしくはアンダーフローを、該沈降空間の中心部の排出ポートを介して除去し、清澄液を溢流として除去する清澄化および／または濃縮方法において、
前記凝集剤およびスラリを、緩やかな流れで前記フィードウェルに供給して、該フィードウェル自身の混合要素を用いて互いに混合し、その後、該混合されたスラリを、前記フィードウェルから案内コーンの内部へ案内し、該案内コーンを該フィードウェルの下に配置し、該案内コーンをアンダーフロー層の上部へ伸ばし、前記スラリを該案内コーンの内部から、該案内コーンの下端の開口を介して、下向き流れで、前記沈降空間のアンダーフロー層の上部へ案内することを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、バッフルを前記フィードウェルの端部に配置し、該ウェルの下部の該バッフルの間に排出ポートを配置し、該バッフルの場所で前記混合要素により得られた圧力パルスが前記スラリの均一な流出を助けるようにすることを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記スラリの前記沈降空間への流出速度は、 0.05〜0.2 m/s であることを特徴とする清澄化および／または濃縮方法。
【請求項４】
固体を含む溶液の清澄化および／または濃縮装置であって、該装置は、沈降すべきスラリ用フィードウェル(2) を設けた清澄および／または沈降槽(1) と、該沈降槽の中心部に設けた沈降した固体もしくはアンダーフロー用排出ポート(9) と、清澄液もしくは溢流用排出トイ(16) と、該アンダーフローを端部から前記槽の中心に向かって移動させるために、レーキシステムの軸(11) を中心に回転するレーキシステム(10) とを含む清澄化および／または濃縮装置において、
前記フィードウェル(2) は、混合要素の軸(4) を中心に回転する混合要素(3) と、該フィードウェルの下部に固定されるスラリ用案内コーン(5)を含み、
前記混合要素(3) はらせん型混合器であり、支持要素(24) によって軸(4) に取り付けられた２つのチューブ(23) から形成され、該チューブは該軸の周りを 1/3〜2 回転しており、
前記案内コーン(5) は、内側に開いた少なくとも１つの円錐面(31) からなり、該円錐面(31) はスラリ案内ポート(32) を有することを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、前記沈降槽レーキの軸(11) は、前記フィードウェルの混合要素の軸(4) を貫通するように配置されることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項６】
請求項４に記載の装置において、前記フィードウェル (2) はバッフル(26) を備えたことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、少なくともいくつかのバッフル(26) の高さは実質的に前記フィードウェル(2) の高さと同じであることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項８】
請求項６に記載の装置において、少なくともいくつかのバッフル(26) の高さは実質的に前記フィードウェル(2) の高さの1/3 であることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項９】
請求項４に記載の装置において、前記フィードウェルの底部(28) にスラリ排出ポート(29) を設けたことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記スラリ排出ポート(29) は前記バッフル(26) の間に位置することを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１１】
請求項４に記載の装置において、前記案内コーン(5) の円錐面(31) は、水平からみて 45〜75° の角度で下向きに開いていることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１２】
請求項４に記載の装置において、前記フィードウェルの下部に取り付けられた前記案内コーン(5) は、内側に開いた２つの円錐面(30, 31) を含むことを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１３】
請求項12に記載の装置において、前記フィードウェルの下部に取り付けられた前記案内コーン(5) は、内側に開いた２つの円錐面(31) を含み、そのうちの上側のものは、水平からみて 20〜45° の角度で下向きに開いており、下側のものは、水平からみて 45〜75° の角度で下向きに開いていることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１４】
請求項12に記載の装置において、前記案内コーンの下側の円錐面(31) に実質的に垂直な下端部(33) を固定することを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１５】
請求項14に記載の装置において、前記案内コーンの下端部(33) の直径は前記フィードウェルの直径の 1.3〜2 倍であることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【請求項１６】
請求項12に記載の装置において、最も低い円錐面にスラリ案内ポート(32) を設けることを特徴とする清澄化および／または濃縮装置。
【国際調査報告】
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