具有自稀释进料井的增稠器的改进或与其相关的改进
技术领域
本发明涉及一种用于稀释增稠罐的增稠进料的方法和设备，尽管非排他性地，还与悬浮矿浆中的液体与固体分离的工业相关。一种这样的工业存在于矿物提取和矿物处理领域。另一种这样的工业存在于用于处理污水的澄清器的操作中。为了方便起见，在下文将参照从给料泥浆中提取矿石描述本发明，但是应理解为本发明还可应用于需要对给料进行增稠的其它工业。
背景技术
典型的增稠器呈竖立的圆柱状罐的形式，所述罐具有同心地位于罐内的进料井。泥浆形式的给料通过进料通道被引入进料井。受控量的沉清液体根据需要也被引入进料井以稀释给料。在操作增稠罐的过程中，絮凝剂被引入已稀释的给料中以增强矿石在罐中的沉降，使得固体朝向罐底部沉降至压实区，而絮凝物料沉降在形成于压实区上方的受阻沉降区中。沉清液体积聚在受阻沉降区上方的罐中，并且通过环绕罐的上部部分的溢流流槽移除。
罐的底板是截头圆锥形的并且朝向位于中心位置的底流出口向下倾斜。收集在罐底板上的固体被耙子轻轻地耙向出口并且通过出口移除。
在很多情况下，使用絮凝剂极大地提高了通过罐的固体沉降率。这允许减小给定设备的罐尺寸。通常还通过稀释给料来进行改进絮凝产物的处理。但是，由于给料的密度一般由发生在增稠罐上游的处理过程来确定，因此已经开发出若干种技术，以便通过将收集在罐的上部部分或者溢流流槽中的一些沉清液体输送回到给料中以稀释给料。
一种这样的技术涉及利用增稠罐中的液体与进料井中给料的密度差。于是依靠重力进行液体从罐向进料井的输送。
另一种技术涉及将收集在环绕增稠罐的上部部分的周边溢流流槽中的沉清液体泵送回到流向罐的进料泥浆流中。
还有第三种技术是将来自增稠罐的沉清液体泵送回到流向罐的进料泥浆流中。
在现有技术中提出或使用的每一种上述技术中均具有附带的缺点。利用重力和密度差虽然简单，但是缺乏良好的控制。该技术还取决于安装的主要操作条件，并且常常使来自增稠罐的沉清液体至流向罐的进料泥浆流中的大容积的输送减小。涉及泵送收集在环绕罐的周边溢流流槽中的稀释液体的技术包含了额外的费用。这是由于增加了与设置较大的罐以及在流槽和进料井之间延伸的额外管路相关的结构成本而引起的。最后，在增稠罐内部的一个或多个位置处的潜水式泵装置或部分潜水式泵装置的技术可干扰液体经过罐和径向向外朝向溢流流槽运动的平滑流动。这产生使在罐区域的内部发生的极其局部的上升流量发生改变的风险。这些可不利地影响进入溢流流槽的沉清液体的澄清以及因而产生由于改变罐内部的液体流型和泵装置的不同操作水平所引起的操作问题。例如，泵装置位于受阻沉降区上方将导致沉清液体朝向流槽的平滑的、径向向外的流动受到沉清液体的向上抽吸区域的干扰，这种干扰发生在泵送装置位置下面。这种干扰可导致一厚且均匀的絮凝物料层驻留在被部分破坏的受阻沉降区，结果，一些絮凝物料被沉清液体携带到溢流流槽中，从而不利地影响沉清液体的澄清，以及增稠罐通过受阻沉降区中的絮凝层的损耗区而影响其有效率的工作。
发明内容
本发明的目的
本发明的目的在于提供一种操作增稠罐的方法，以便减小或避免上述缺点。
本发明
在本发明的第一方面，提供了一种增稠罐，所述增稠罐具有：溢流流槽；设有第二流槽的进料井；以及具有用于将沉清液体以受控流率唯一地从所述第二流槽输送至供给到所述进料井的泥浆给料的输送装置。
在本发明的第二方面，提供了一种操作增稠罐的方法，所述方法包括：将含有絮凝物料的给料引入罐中心区域的进料井中，并且所述给料与从罐中抽吸出的沉清液体进行稀释；在罐的下部部分形成压实区；将颗粒固体物料逐渐地从压实区通过罐的底部出口移除；在压实区上方和罐的中间部分由絮凝物料形成受阻沉降区；将沉清液体收集在罐受阻沉降区上方的上部区中；在罐的上部区中产生沉清液体的流动，所述流动具有向外且向上朝向周边溢流流槽引导的对称且大致截头圆锥状的流型，所述周边溢流流槽绕罐的上部区定位在沉清液体的上表面处；将给料泥浆供给至进料井，所述进料井定位在罐的上部区的中心处并且使环绕的第二流槽位于溢流流槽的水平之下，沉清液体从罐沿着第二流槽的径向向内的方向流入所述进料井；为接收容器供给唯一地从第二流槽抽出的沉清液体；以及从所述接收容器以所需的受控流率泵送沉清液体以实现所述给料的稀释。
在本发明的第三方面，提供了一种增稠罐，所述罐具有：位于罐上部部分的中心区域中的进料井；绕罐上部部分的周边布置的溢流流槽，沉清液体可在罐的上部部分中沿着大致截头圆锥状并且径向向外的方向流入溢流流槽中；用于将絮凝物料和给料的混合物输送至进料井的输送装置；环绕进料井的第二流槽，来自罐上部部分的沉清液体可流入第二流槽；布置成唯一地从第二流槽接收沉清液体的接收容器；接收容器中的提升泵，所述提升泵布置成将沉清液体以受控流率从第二流槽输送至进入或者存在于进料井中的给料。
在本发明的第四方面，提供了一种用于装配至增稠罐的进料井，所述增稠罐设有周边溢流流槽并且包括：圆柱状套管，所述圆柱状套管在其下侧开口，用于将已稀释的给料向下朝向在进料井下方间隔开的隔板排放；第二流槽，所述第二流槽附接至进料井的外部并且使其下侧闭合；杯状件，所述杯状件形成在第二流槽的下侧中并且容纳接收容器的下端部，所述接收容器容纳提升泵，所述提升泵通过接收容器唯一地从第二流槽抽吸沉清液体进行操作；和用于以受控方式操作泵以将沉清液体从接收容器泵送至给料的操作装置，所述给料供给至进料井。
本发明的优点
本发明能够实现显著地节省每吨给料中的固体的絮凝剂成本。而且，使用第二流槽能够改善罐内部的液体要获得的流型。最后，可实现减小耗材成本。这些优点根据下述事实得出：当稀释给料所需的沉清液体通过接收容器从进料井附近的罐内部直接抽吸时，在罐的内部发生沉清液体的向上流动。由于该向上流动导致絮凝物料床的局部干扰，于是絮凝物料被夹带在朝向溢流流槽流动的沉清液体中。当用于稀释给料的沉清液体从第二流槽而不是从增稠罐本身获得时，大大降低了絮凝物料床的干扰风险。
附图说明
现在参照很大程度上是示意性的且非常简化的附图通过举例的方式描述本发明，附图中：
图1是增稠罐的平面图；和
图2是通过图1的增稠罐的竖直剖视图，通过箭头示出了沉清液体的流动并且以虚线轮廓示出了用于罐中的挡板的一种变型。
具体实施方式
图1示出了竖立的圆柱状增稠罐1，所述增稠罐具有绕罐的上部部分3的内部延伸的周边溢流流槽2。流槽在其基部4处是闭合的并且具有内圆柱状壁5。来自罐1的上部部分3的沉清液体沿着径向向外的方向对称地流入流槽2中。
大体以8表示的进料井安装在增稠罐1的上部部分3的中心区域中，并且包括圆柱状套管10，所述套管在其下侧11处开口并且被第二流槽12环绕，所述第二流槽布置成稍微地位于溢流流槽2的水平之下。第二流槽使其基部13闭合，第二流槽的外壁14形成有允许沉清液体进入流槽的V形凹口堰15或者水平的湿边缘。第二流槽可形成有沿周向间隔开的部件(未示出)，所述沿周向间隔开的部件可各自以受控方式被竖直调节，以确保液体从罐平滑且均匀地流入流槽。
第二流槽12的基部13形成有一个或多个沿周向间隔开的杯状件16。每个杯状件16容纳接收容器17的下端部，所述接收容器17呈竖立的圆筒形式，所述圆筒的下端部与杯状件16的底板间隔开。叶轮17被驱动轴21转动，所述驱动轴同轴地向上延伸穿过接收容器17进入驱动轴上端部处的控制器。接收容器17的上部侧开口23接收由叶轮20向上泵送的沉清液体。沉清液体沿横向方向流出接收容器17，进入混合箱24，所述混合箱通过管19通向进料井8的上内部。给料输送通道25向下倾斜到混合箱24并且将给料泥浆排放到混合箱内，给料泥浆在混合箱中被通过操作叶轮20以受控方式添加的沉清液体稀释。接收容器的部件布置成使得在叶轮不操作时没有固体物料从混合箱回流到接收容器中。
圆锥形挡板26在进料井8的下端部下方间隔开。挡板的目的在于将从进料井8的下侧流出的已稀释的泥浆偏转成颗粒物料的环形帘形式，所述颗粒物料缓慢地下降通过形成在受阻沉降区29中的絮凝物料床，并且聚集在形成于增稠罐1的圆锥形基部30上的压实区28中。耙子31在圆锥形基部周围缓慢地扫过以使颗粒物料从压实区28的下侧朝向中心出口32运动，颗粒物料从中心出口32以增稠形式排出。
优选实施例的操作
从进料井8的底部排放的絮凝物料渗透穿过受阻沉降区29，所述受阻沉降区是设置在压实区28正上方的厚床。重要的是，沉降区中的絮凝物料尽可能小地受干扰，以使得它不被夹带在沿径向向外且向上朝向溢流流槽2流动的沉清液体流中。该流在图2中以箭头“A”表示。如果在罐中存在沉清液体的局部向上运动，比如会发生接收容器从罐本身直接抽出液体而不是唯一地从第二流槽抽出液体，则在进料井8下方可能发生对絮凝物料床的不希望干扰。
图2中的以“B”表示的箭头示出了沉清液体在进料井8周围流动到第二流槽的V形凹口堰或水平湿边缘15的水平。这些流动B对称地受到接收容器中的叶轮操作的影响，因为沉清液体的向上流动沿着宽的、大致环形的通路延伸，所述通路环绕进料井并且引导至第二流槽的周边边缘，并不是与一些现有技术中的情况一样会聚在接收容器上的、液体实际上从增稠罐直接抽吸的位置处。
在增稠罐工作时，所述部件的物理布局导致在液体流动A和B之间存在可忽略的相互作用，所述流动本身是很缓慢的，从而给出现有技术不可能得到的一致的操作参数。
实施例的变型
第二流槽可设有多于一个的接收容器。但是，重要的是，当进行泵送时，用于稀释供料的沉清液体通过接收容器唯一地从第二流槽抽吸，而不是从增稠罐内部抽吸。
尽管在所示的实施例中，第二流槽位于进料井外部，所述第二流槽还可位于进料井内部以嵌衬进料井套管的内壁。开口于是可设在进料井套管中以允许沉清液体进入流槽。流槽连同它的接收容器和泵布置在进料井套管内部，以使得进料井中的泥浆即使在叶轮静止时也不能进入第二流槽或接收容器。
优选地，圆锥形挡板26可由如图2的虚线轮廓所示的平的、圆形水平挡板替代。
而且，抽出的沉清液体与进入的给料的混合可以发生在进料井本身中、在混合箱上游的给料输送通道中或者在代替混合箱的降落箱中。
最后，应该建立操作参数以确保在操作增稠罐以确保夹带到溢流流槽中的固体的损失最小的过程中总是保持由箭头A和B表示的期望的对称流动，并且保持收集在两个流槽中的沉清液体的澄清最大。