剪切稀化料浆的输送制造技术

将具有剪切稀化粘塑流变性的料浆从装有该料浆主体的储存器中送出的方法和设备，该料浆主体粘度高得不能用常规方法送出，如重力流动或吸出。该方法包括，在该料浆主体的浸没部分中形成剪切稀化料浆区，以夹带具有高粘度的邻近料浆，然后从该储存器中永久送出一部分粘度降低的料浆。从该储存器的浸没部分中再循环料浆，并将其高剪切后送回该储存器，以形成穿过该主体的粘度降低的料浆流，这样可以产生该剪切稀化料浆区。该设备提供了与该储存器相连的管道和剪切发生器，以及用以将料浆从该储存器永久抽出的出口管道。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有剪切稀化粘塑流变性的高固含量料浆，更特别是，涉及改善了将这种稠的高固含量料浆或泥浆从储存器输送到管道或任何其它运输装置的方法和设备。
技术介绍
许多工业生产方法都会产生固体残渣，通常，必须将这些残渣洗涤并运输到排泥区或其它再循环程序。在工业上运输这些固体残渣最普通的方法是，将它们在载体介质中制成料浆，水是最常用的介质，并将它们用泵输送到所希望的目的地。如果料浆非常浓，也能使用其它输送设备，如皮带运输机。从经济的观点看，重要的并且最希望的是输送具有最高限度固含量的料浆。这使将被输送并最终被处理的物质总量最少。需要洗涤时，高固含量可以在最少的洗涤步骤达到最大的洗涤效率。最后，料浆固含量最大化对环境有有利的影响，因为减少了排泥区物质的总量并减少了污水溢出和泄漏的危险。从稀料浆得到高固含量可以有多种方法，最常用的方法是用过滤、水力旋流器、离心机、浮选、磁选或重力沉降槽，也就是所谓的倾析槽或增稠器。这些方法中的每一种都能在各种程度上产生具有足够高浓度的料浆，增稠的料浆或得到的泥浆都将象糊状物或压实的块。如果所得的料浆固含量非常高并形成相对干燥的块，可以使用常规的干运输系统，如皮带运输机或螺旋运输机。例如，使用高效真空过滤机或压滤机，如板框过滤机时就是这种情况。另一方面，这些过滤机的主要缺陷是基本投资、生产费用和维修费用昂贵。为改善沉降槽/增稠器的性能加入了合成絮凝剂(Chandler，美国专利No.4040954)并发展高效增稠器，如Bagatto等人(美国专利No.4830507和5080803)和Farmery等人(美国专利5718510)所描述的那些增稠器，生产出能够直接在重力增稠器中产生具有很高固含量的料浆或泥浆的装置，所述料浆或泥浆显示出似糊状物的性质。但是，这些新沉降器在性能方面受到限制，因为需要保持底流固含量要足够低，以确保将所述泥浆或稠料浆从上述装置中排空。通常为了避免可能导致的严重堵塞的情况，不间断地监测该底流固含量，并且在许多情况下，需要用外部设备排空储存器。使用正排量泵来将所述物质从增稠装置输送到适当的排泥区，这对使用中能够允许的最大固含量可能也是个限制。尽管这种泵在原则上有能力将很高固含量的料浆从该泵的压力侧输送，但是该料浆必须有足够的流动性，以便在吸入侧被连续送入泵中。Khan等人(美国专利No.5188739和5188740)已经描述了一种将与含碳物料混合的生活污水污泥以比较高的固含量送入反应器的方法。如Khan等人在他们的专利中所描述的，这是通过泵的作用来完成，该泵用剪切效应降低污泥粘度。在Khan等人的专利中，将所述物料直接从离心机送入泵，从增稠装置抽出的所述物料有足够流动性。Khan等人的目的是得到足以进入后面反应器的物料流。但是，Khan的专利没有提到首先要使料浆进入泵的问题。总之，因此，难以处理和输送高粘度料浆，限制了将这种料浆的固含量最大化的尝试，并因此限制了形成高粘度料浆所能提供的优越性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是使可靠、连续地从容器输送高粘度料浆成为可能。本专利技术的另一个目的是使输送高粘度料浆变容易，并因此使所用增稠装置效率更高并且更有效。本专利技术的另一个目的，至少在其优选的形式中，是为了提供一种将料浆从储存器或如，但不仅仅是，深增稠器和高效沉降槽的装置中运出的方法和设备，以便可以将这种料浆从形成和装载它们的装置中输送到可以使用、处理或丢弃它们的目的地。所述料浆很稠，并且具有象糊状物的稠度，呈现出剪切稀化粘塑流变性(非牛顿流体)时，这种输送是可能的。根据本专利技术的一个方面，这里提供了一种将具有剪切稀化粘塑流变性的料浆从装有所述料浆主体的储存器送出的方法，其中，将料浆从其主体部分通过储存器中的出口抽出。本专利技术提出，在所述料浆的主体中形成粘度降低的剪切稀化料浆的浸没区，并将所述粘度降低的料浆的一部分从所述储存器中永久除去。更优选，本专利技术涉及从装有所述料浆主体的储存器送出具有剪切稀化粘塑性的料浆的方法，所述料浆粘度高得以至于难以、不切实际或不可能直接从储存器中抽出该料浆流，该方法包括在所述料浆的主体中形成粘度降低的剪切稀化料浆的浸没区，用以夹带邻近的高粘度料浆；并从储存器中送出一部分含有夹带的高粘度料浆的粘度降低的料浆。优选如下形成剪切稀化的料浆区，从浸没区通过一个出口暂时抽出料浆，形成抽出的料浆流，剪切抽出的料浆，以形成粘度降低的剪切稀化料浆流，并将粘度降低的剪切稀化料浆通过一个与出口相间隔的进口送回主体的浸没区，由此在所述进口和出口间形成料浆流。优选，至少在将料浆从储存器送出期间，所述抽出、剪切和送回的操作是连续的。根据本专利技术的另一个方面，这里提供了用以装盛和输送具有剪切稀化粘塑流变性的料浆的设备，所述设备有一个用以装盛所述料浆主体的储存器，一个料浆出口和一个用以从储存器送出一部分所述料浆的料浆送出器；其特征在于该设备还包括一个剪切发生器，用以在临近出口处的所述料浆主体中形成粘度降低的料浆浸没区。该设备优选包括在储存器中具有一个进口的第一管道，用以从浸没区抽出料浆，和第一管道相连的剪切发生器用以剪切从第一管道抽出的料浆，和剪切发生器相连的第二管道在储存器里有一个出口，用以将粘度降低的剪切稀化料浆从剪切发生器送回主体的浸没区，所述进口和出口在该区相互间隔，由此在进口和出口之间形成料浆流。本专利技术可以用于任何具有所希望剪切稀化粘塑流变性的料浆。来源于所有普通矿物尾矿(例如，来源于铝土矿的红色滤泥，来源于锌、铜、金、铁矿和铂提取物的尾矿，来源于焦油砂的残余物，钙尾矿等)的料浆都具有这样的性质，所以本专利技术特别用于这样的料浆。本专利技术也特别适用于与上述类型的料浆增稠器或浓缩器结合(例如，相同的容器)的连续、半间歇或间歇式前端设备(但是最适用于连续式前端设备)。这里用以描述料浆的术语“剪切稀化粘塑流变性”，是指触变料浆，在机械剪切该料浆时与其在形成和未被扰乱时相比，其粘度降低。使用本专利技术的料浆通常具有高固含量，以致它们具有糊状物的性质，所以难以或不能够用常规方法将其从储存器中送出。本专利技术适用于粘度高达500Pa或更高，通常350或400-500Pa的料浆。本专利技术主要涉及任何上述类型的料浆，将所述料浆剪切，能使其在抽吸下形成流体适用于从储存器中送出。优选剪切稀化使其粘度为50-少于500，或50-少于400，甚至50-少于350。术语“剪切”是指作用于料浆上的力，其产生的混合或紊乱足以降低剪切稀化料浆的表观粘度。剪切力由于各种因素，包括混合物的表观粘度，在多个无限项目中变化。因此，使用性质“屈服应力”来规定混合料浆所需的力更有意义。屈服应力是开始混合所需的力至产生剪切稀化所需的力。本专利技术可以要求使用相当高的屈服应力，例如，50-1000Pa。本专利技术基于这样一个发现通过在储存器中装盛的具有高表观粘度的料浆浸没区中形成一个表观粘度降低的料浆区域和流，高剪切料浆可以被粘度降低的料浆流夹带，由此产生流动并被从储存器中送出。然后，高粘度的料浆可以流下来代替送出的料浆，并因此可以从储存器输送持续的料浆流。可以使用高剪切设备，如泵，通过再循环剪切稀化料浆产生低粘度的料浆流(下面经常是用术语“泥浆”来表示)，以使得该泥浆的表观粘度大为降低，并且这种“重塑”泥浆能够用作载体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从装有具有剪切稀化粘塑性性质的料浆主体的储存器中输送所述料浆的方法，其中将料浆从主体通过储存器里的一个出口抽出，其特征在于，在所述料浆主体中生成粘度降低的剪切稀化料浆浸没区，并且一部分粘度降低的所述料浆从所述储存器中永久送出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R帕拉蒂斯，D普希莱，
申请(专利权)人：艾尔坎国际有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]