CN109414708B - 用于颗粒分离器的进料装置、颗粒分离器和颗粒分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于将进料浆料(S)供给到具有流化源(13)的颗粒分离器(1)中的装置(4)。该进料装置包括腔室(17)，该腔室具有至少一个挡板(22)，该挡板用于将腔室分成第一区域(20)和第二区域(21)。进料口(23)将浆料供给到第一区域(20)中，并且挡板(22)使浆料偏离第二区域(21)并将流化流体(10)从流化源(13)引导通过第二区域(21)，以与来自第一区域(20)的浆料混合。还提供了包含进料装置(4)的颗粒分离器(1)和颗粒分离方法。

Description

用于颗粒分离器的进料装置、颗粒分离器和颗粒分离方法

技术领域

本发明涉及一种用于颗粒分离器的进料装置，并且特别涉及一种用于含有低密度和高密度颗粒和/或各种颗粒尺寸的浆料的颗粒分离器的进料装置。本发明主要用作含有低密度和/或较小尺寸颗粒和高密度和/或较大尺寸颗粒的矿物浆料的颗粒分离器，并将在下文中参考本申请进行描述。

背景技术

以下对现有技术的讨论旨在以适当的技术背景呈现本发明，并且允许适当地理解其优点。然而，除非明确相反地指出，否则在本说明书中对任何现有技术的引用不应被解释为明确或暗示承认这种技术是广泛已知的或形成本领域公知常识的一部分。

颗粒分离器广泛用于工业中。一种类型的颗粒分离器是流化床分类器，其广泛用于煤和矿物工业中来基于密度分离颗粒。进料浆料进入流化床分类器，最终分离成上升通过容器的更细或更低密度颗粒的浆料，以及从下方排出的更大或更高密度颗粒的底流排出。系统的下部由向上的流化流支撑，通常通过容器的下部基座输送。

这些分类器以几种配置存在，最简单的称为干扰床分离器。干扰床分离器基本上包括圆筒，其下底部形状像锥形到漏斗材料(较高密度的颗粒)朝向底流。流槽位于围绕外缘的圆筒顶部，以收集含有低密度颗粒的溢流，而中心进料井位于圆筒的上部，以允许进入的进料浆料从流向溢流的流化流中脱离。

另一种配置被称为回流分类器，其包括位于圆筒上方的多个倾斜通道，溢流槽位于倾斜通道上方的顶部，包括一系列内部流槽以将溢流输送到外部流槽。在回流分类器中，进料浆料通常在靠近倾斜通道下部的高度进料，并从倾斜通道系统的上方或附近输送。

与回流分类器有关的称为倒置回流分类器的另一种配置由倒置的流化床组成，多个倾斜通道位于圆筒下方。在这种情况下，进料浆料仅通过系统的竖直部分进入壁。

另一种配置被称为引力子，其实际上是位于离心机内的回流分类器。实际上，回流分类器的竖直轴线旋转90°，使得轴线位于离心机的轴的径向上。

这些颗粒分离系统中的每一个都需要显著的流化以支持颗粒的悬浮，从而能够分离。这种流化的输送导致添加更多的流体，通常是水，因此产生更多的能量。然而，不可能减少流化量以减少能量消耗，因为它会对颗粒的悬浮产生不利影响。它还会对流化的两个附加功能产生不利影响。第一个功能是流化流体在排放到底流之前促进材料的脱泥或清洁。第二个功能是流化流体提供明确且均匀的流化条件，以支持流体中颗粒的重量，并进而防止与供给到系统的材料混合。该第二功能对于防止浆料短路并因此防止浆料错位是至关重要的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将进料浆料供给到具有流化源的颗粒分离器中的装置，包括：

具有至少一个挡板的腔室，该挡板用于将腔室分成第一区域和第二区域，所述第二区域形成在所述挡板内部，并且所述第一区域形成在所述挡板的外侧与所述腔室之间；以及

用于将浆料供给到第一区域的进料口；

其中挡板使浆料偏离第二区域并将流化流体从流化源引导通过第二区域以与来自第一区域的浆料混合。

优选地，进料口布置成相对于腔室的侧壁切向地供给浆料。

优选地，进料口布置成供给浆料，以便在第一区域中引起浆料的旋转流。

优选地，进料口位于腔室的侧壁附近。

优选地，存在位于腔室侧壁的相对侧的两个进料口。更优选地，存在围绕腔室以大约90°间隔定位的四个进料口。

优选地，在腔室中形成混合区域，来自第二区域的流化流体与来自第一区域的浆料在混合区域中混合。在一些实施例中，混合区域形成在腔室的排出端。在其他实施例中，混合区域形成在腔室的上端。

优选地，腔室具有分岔侧壁。更优选地，侧壁从腔室的入口端分岔。或者，侧壁朝腔室的入口端分岔。在一个实施例中，腔室的形状基本上为截头圆锥形。

在一些实施例中，腔室的形状基本上为圆柱形。

优选地，挡板的形状基本上为截头圆锥形。或者，挡板的形状基本上为圆柱形。

优选地，挡板位于腔室的入口端附近，以在挡板和入口端之间形成间隙，以允许较致密的颗粒沿腔室的至少一个侧壁流动通过间隙。更优选地，间隙是环形的。在一些实施例中，间隙的宽度≥3×η，其中η是进料浆料中的最大粒径。

优选地，颗粒分离器是具有多个倾斜通道的类型。或者，颗粒分离器是跷床分离器，包括圆柱形壳体，具有设置在用于移除低密度和/或较小尺寸的颗粒的移除装置下方的流化腔室。在一个实施例中，移除装置包括流槽。

本发明的第二方面提供了一种用于从进料浆料中分离低密度和/或较小尺寸颗粒的装置，包括本发明第一方面的装置；位于腔室的第一端附近的多个倾斜通道；以及用于将流化流体引导向第二区域的流化源，流化源位于腔室的第二端附近。

本发明的第三方面提供了一种用于从进料浆料中分离低密度和/或较小尺寸颗粒的装置，包括本发明第一方面的装置；用于移除低密度和/或尺寸较小的颗粒的移除装置，移除装置位于腔室的第一端附近；以及用于将流化流体引导向第二区域的流化源，流化源位于腔室的第二端附近。

优选地，流化源包括流化腔室，所述流化腔室具有流化床以从流体产生流化流体；挡板位于腔室的第二端附近，以在挡板、第二端和流化腔室之间形成间隙，以允许较致密的颗粒沿腔室的至少一个侧壁流入流化腔室。

优选地，流化床高度与流化腔室直径之比≥1。

优选地，流化腔室和挡板的组合高度与流化腔室直径之比≥2。

优选地，装置的高度与流化腔室直径之比≥3。

优选地，流化腔室的形状基本上为截头圆锥形。或者，流化腔室的形状基本为圆柱形。

优选地，挡板的内径与流化腔室的直径基本相同。或者，挡板的内径不同于流化腔室的直径。

本发明的第二和第三方面还可以具有关于本发明的第一方面描述的优选特征。例如，间隙可以具有≥3×η的宽度，其中η是进料浆料中的最大粒径。

本发明的第四方面提供了一种用于将浆料供给到具有流化源的颗粒分离器中的方法，包括：

通过挡板将腔室分成第一区域和第二区域，所述第二区域形成在所述挡板内部，并且所述第一区域形成在所述挡板的外侧与所述腔室之间；

将浆料供给到第一区域；

使浆料偏离第二区域；以及

引导流化流体从流化源通过第二区域以产生流化流，该流化流与来自第一区域的浆料混合。

优选地，该方法还包括相对于腔室的侧壁切向地供给浆料。

优选地，该方法还包括供给浆料以便在第一区域中引起浆料的旋转流。

优选地，该方法还包括在腔室的侧壁的相对侧处供给浆料。

优选地，第二区域被第一区域包围。

优选地，该方法还包括将挡板定位在腔室的入口端附近，以在挡板和入口端之间形成间隙，以允许较致密的颗粒沿着腔室的至少一个侧壁流过间隙。

优选地，该方法还包括为挡板提供基本上圆柱形的形状。或者，该方法还包括为挡板提供基本上截头圆锥形状。

优选地，该方法包括在腔室中形成混合区域，来自第二区域的流化流与来自第一区域的浆料在混合区域中混合。在一些实施例中，该方法包括在腔室的排出端形成混合区域。在其他实施例中，该方法包括在腔室的上端形成混合区域。

优选地，该方法还包括形成具有分岔侧壁的腔室，以引导较致密的颗粒在腔室中流动。更优选地，侧壁从腔室的入口端分岔。或者，侧壁朝腔室的入口端分岔。

优选地，该方法还包括允许浆料向下流过位于腔室的第一端附近的多个倾斜通道，使得低密度和/或较小尺寸的颗粒通过夹带在倾斜通道中而从流化流中逸出。而浆料中较致密和/或较大尺寸的颗粒沿通道滑下；从颗粒分离器中除去低密度颗粒、较小尺寸的颗粒、较致密的颗粒或较大尺寸的颗粒。

优选地，流化源包括具有流化床的流化腔室以产生流化流体，并且该方法还包括将挡板定位在腔室的第二端附近以在挡板、第二端和腔室之间形成间隙，从而允许较致密的颗粒沿着腔室的至少一个侧壁流入流化腔室。

优选地，该方法包括配置流化腔室，使得流化床高度与流化腔室直径之比≥1。

优选地，该方法包括配置流化腔室和挡板，使得流化腔室和挡板的组合高度与流化腔室直径之比≥2。

优选地，该方法包括配置流化腔室，使得装置高度与流化腔室直径之比≥3。

优选地，该方法包括形成具有与流化腔室的直径基本相同的内径的挡板。或者，该方法包括形成具有与流化腔室直径不同的内径的挡板。

在适用的情况下，该方法还可以结合上述本发明的第一、第二和第三方面的优选特征。再次，例如，该方法可以包括提供或配置间隙以具有宽度≥3×η，其中η是进料浆料中的最大粒度。

除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprises)”、“包括(comrising)”等应被解释为包含意义而不是排他性或穷举意义；也就是说，在“包括但不限于(including,but not limited to)”的意义上。

此外，如本文所使用的并且除非另有说明，使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同对象仅表示正在提及相似对象的不同实例并且并不意味着暗示所描述的对象必须在给定的序列中，不管是在时间上、空间上、排序中、或以任何其他方式。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的优选实施例，附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的装置的剖视图；

图2是图1装置的平面图的示意图；

图3是图1装置的另一个实施例的平面示意图；

图4是根据本发明另一实施例的装置的剖视图；

图5是根据本发明另一实施例的装置的剖视图；

图6是根据本发明又一实施例的装置的剖视图；

图7是根据本发明另一实施例的装置的剖视图；

图8是根据本发明另一实施例的装置的剖视图；

图9是根据本发明又一实施例的装置的一部分的剖视图；

图10是图9装置的平面图；

图11是图9装置的替代方案的平面图；

图12是根据本发明的其他实施例的装置的剖视图；以及

图13是根据本发明的又一个实施例的装置的剖视图。

具体实施方式

现在将参考以下实施例描述本发明，这些实施例应在所有方面都被认为是说明性的和非限制性的。在附图中，相同实施例中的相同特征或不同实施例共有的相应特征已经给出相同的参考标记。

通常参考将较致密的颗粒流向底流并且将较低密度的颗粒流向溢流。但是，本领域技术人员将理解，相当细的致密颗粒将流向溢流，而过大的较低密度颗粒将流向底流。更一般地，更快的沉降颗粒流向底流并且较慢的沉降颗粒流向溢流，但是在许多分离器中，系统几何形状和悬浮液的状态也可以影响该结果。在相对稀释的条件下，较粗糙(较大尺寸)的颗粒倾向于流向底流，较细(较小尺寸)的颗粒流向溢流。显然，涉及具有大小和密度分布的颗粒的系统的响应是复杂的。因此，为了描述本发明的实施例，参考较致密或更大尺寸的颗粒(例如更快的沉降)流向底流和更低密度或更小的颗粒流向溢流，已经在整个范围内应用了更简单的描述。不应将这种更简单的描述视为以任何方式限制本发明的应用。

参照图1，示出了颗粒分离器1，其包括流化源2、多个倾斜通道3和用于将浆料S供给到根据本发明一个实施例的颗粒分离器中的装置4。在该实施例中，颗粒分离器1构造成用作回流分类器。这样，倾斜通道3位于颗粒分离器1的上部5中，流化源2位于下部6。倾斜通道3由一系列倾斜板7形成。流槽8位于腔室5的顶部，用于接收和移除低密度和/或较小尺寸颗粒的溢流9，所述溢流9通过来自流化源2的向上流化流10的作用向上迁移。流化源2包括在下部6中形成的位于流化腔室13的底部的分配器12。分配器12形成流化床，该流化床在颗粒分离器1中向上引导流化流10。下部6中的出口15排出较致密的颗粒的底流16。

供给装置4包括通过挡板22分成外部区域20和内部区域21的腔室17。用于将浆料S供给到外部区域20中的两个进料口23位于腔室17的相对侧24上，具有用于输送浆料的导管25，如图2中最佳所示。该实施例中的挡板22包括基本上圆柱形的管道或管路，该管道或管路位于腔室17的下端26附近并通过挡板22顶部附近的支撑构件28安装到腔室17的侧壁27上。腔室17具有锥形部分17a和圆柱形部分17b，锥形部分连接到流化腔室13，圆柱形部分连接到颗粒分离器的上部5。因此，圆柱形部分17b形成进料装置4的排出端。腔室17的锥形部分17a向下延伸，具有陡峭的侧壁27，以确保较致密的颗粒容易向下传送而不是粘附到侧壁上。

流化腔室13基本上可以看作是直径小得多的圆柱体，其与腔室17的锥形部分17a相交。较小的直径有助于提供适当的流化床高度与直径之比，这有利于材料在颗粒分离器内形成的流化区域F内的更均匀的运动。直径较小，所需的流化水较少，因此安装或维护的流化喷嘴较少。因此，流向系统溢流9的总流体流量较低，因此更容易防止细密颗粒到达溢流。流化床高度(由流化腔室13的高度限定)与直径之比优选大于等于1。还优选的是，挡板的长度等于流化腔室13的高度。因此，优选的是，流化腔室13和挡板22的组合高度与直径之比大于2。还优选的是，挡板22上方的空间具有与流化腔室13相同的高度。这些优选的比值在图1中示出(尽管该图未按比例)，其中流化腔室13、挡板22、挡板22上方的空间的高度各自相同并用距离H表示，而流化腔室13的直径用距离D表示。因此，流化床高度与直径之比为H/D≥1，流化腔室13和挡板22的组合高度与直径之比为2H/D≥2，整个供给装置4的高度Z与直径之比为3H/D≥3。

在流化区域的直径较小时，通过出口15将材料(较致密的颗粒)输送到底流16有许多有益的影响。首先，如果流到底流16的固体流与进料浆料S的流相比相对较小，因此更容易在较小的区域中建立高密度颗粒床。这种效应适用于低品位的矿砂供给，其中底流固体率较低。因此，流化水的净流10仍将向上通过床，从而提供高质量的脱泥。脱泥也可以在较低的流化流速下实现，因此超细重矿物(较致密的颗粒)不太可能流向溢流9。其中进料浆料S需要将更高比例的材料排放到底流16，通过增加流化腔室13的直径简单地增加了圆柱形流化区域F的直径。因此，流化腔室的设计可以适合于任何特定目的。

进料浆料S在锥形部分17a和流化腔室13之间的交叉点正上方的进料口23处进入腔室17。在该实施例中，进料浆料S理想地切向进入侧壁27，产生旋转流30，如图2中最佳所示。该旋转流30倾向于将较大和较致密的颗粒向下并沿着壁向下端24输送。这样，进入的进料浆料S的能量用于提供支持颗粒在颗粒分离器1中悬浮所需的一些能量。在其他实施例中，进料浆料S在相隔90°的最多四个位置以有助于在一个方向上产生旋转流的方式切向地进入侧壁27，如图3中最佳所示。在另一个实施例中，使用另外的切向进入点来输送进料。在进一步的实施例中，切向进入点不在相同的水平面内，而是可以位于腔室17的不同高度处。

挡板22定位成使得在挡板和腔室17的下端24之间形成间隙40。由于挡板22的圆柱形状，间隙40在挡板和流化腔室13之间具有圆环形或环形形状。应当理解，在挡板22具有不同形状(例如圆锥形或倒圆锥形)的情况下，间隙40也将具有不同的形状。来自旋转流30的下降较大且较致密的颗粒穿过间隙40进入流化腔室13。间隙40可以根据需要制作的较宽以防止可能的堵塞。通常，间隙40必须大于供给到颗粒分离器1中的最大可能的颗粒尺寸，并且优选地比该尺寸大3倍或更大。也就是说，如果最大粒径指定为η，则间隙40应≥3×η。而且，尺寸过大保护通常应用于颗粒分离器1之前的进料浆料。在一些实施例中，如果预期堵塞间隙40，则将额外的水或流体注入该附近。如果需要，水平支撑构件28也可以作为导管加倍以输送额外的流化水。这意味着有效高度与直径之比变得更有利于流化。

圆柱形挡板22邻近流化腔室13定位意味着挡板22有效地延伸流化腔室13中的圆柱形流化区域F的高度，因为流化流10向上流过流化区域F进入并通过挡板22的内部区域21。挡板22的内径与流化腔室13的直径基本上相同或相等部分地有助于将流化区域F延伸到内部区域21中。在一些实施例中，挡板22的内径不需要与流化腔室13的直径相同。例如，挡板22可以具有圆锥形结构，其内径最初与流化腔室13的直径相同或接近相同，然后，直径逐渐增加。同样地，挡板22可以具有倒锥形构造，其中其内径最初与流化腔室13的直径相同或接近相同，然后直径逐渐减小。最后，挡板可以具有相对于流化腔室13的直径更小和/或更大的内径。然而，通常优选挡板22的内径基本上等于或等于流化腔室13的直径。

圆柱形挡板22也类似于浸入式进料井，有助于在挡板外部分配绝大部分进入的进料浆料S，使浆料S向上偏转并远离圆柱形流化区域13的附近。显然相对较大或较高密度的颗粒将具有沿着侧壁27通过圆柱形挡板22和圆柱形流化区域F之间的间隙40向下滑动或向下流动的趋势。这种运动防止了潜在的堵塞并且是理想的情况，因为该材料很可能具有加入底流16的趋势。

然而，一旦位于流化腔室13内，取决于系统流体动力学，这些颗粒将被向下处理到底流16或向上移位并流出流化区域F。与整个进料浆料S的流动相比，由较大和较致密颗粒组成的该材料的体积流量将是微小的。因此，该材料不会不利地干扰流化腔室13中的均匀流化状态。

因此，在操作中，绝大部分总进料浆料S将围绕圆柱形挡板22的外壁沿着腔室17中的旋转流30旋转，同时趋向于向上流动。来自挡板22的内部区域21的流化流与来自外部区域20的浆料S优选地在混合区域42中混合。在该实施例中，混合区域42位于腔室17的上部区域或上端处，邻近对应于排出端的圆柱形部分17b。进入的进料浆料S的能量有助于输送，并且重要的是，支撑在锥形部分17a中悬浮在上方的大部分浆料。因此，浆料材料很少或没有倾向沉淀并粘附到锥形部分17a的侧壁27上。因此，不需要在腔室17中提供单独的流化水以将浆料S悬浮在距离颗粒分离器1的中心的该径向距离处。然而，可以使用有限水量的注入来辅助极少数可能性的堵塞。因此，进料浆料S的能量及其体积流量用于将悬浮液支撑在锥形部分17a中的外部区域20中。

最后，进料浆料流被向上引导通过锥形部分17，然后通过腔室17的圆柱形部分17b朝向倾斜通道3的系统，尤其是在分离器1的外径向区域中，从而跨所有倾斜的通道提供更好和更均匀的支撑。由本发明的该实施例产生的这种有益效果与通常的操作回流分类器的方式形成对比，其中进料从倾斜通道正下方的位置向下进入，被流化流强制反向，并且然后向上穿过倾斜通道。在传统回流分类器的这种情况下，通过倾斜通道的向上流动更集中在中心，因此在倾斜通道中材料的分布不均匀。因此，在本发明的本实施例中，更有效地使用倾斜通道并因此更有效地使用颗粒分离器1。

所描述的构造的另一个优点在于，在某些情况下，它还通过将进料浆料S靠近下端26输送到腔室17中来节省空间。因此，颗粒分离器1的上部或部分5可以用于更有效地部署倾斜通道3和流槽8，而不需要损害上部或部分5的设计。

此外，从倾斜通道3返回的固体(即较致密的颗粒)将沿着侧壁27朝向流化腔室13向下移动。位于圆柱形流化区域F上方的那些固体倾向于被输送到圆柱形流化区域F中，这是因为向上的流速低于其他地方。流化区域F外的那些固体与进料浆S再混合，浓度增加。这意味着倾向于在颗粒分离器1内回流的固体将其浓度增加到它们输送到流化腔室13的圆柱形流化区域F所需的水平。

应当理解，存在可以应用于该设计的许多可能的变化，如图4至11所示，其不是按比例的，而是旨在优选地，床高度与直径之比H/D≥1，流化腔室13和挡板22的总高度与直径之比为2H/D≥2，整个进料装置4的高度与直径之比Z＝3H/D≥3。例如，圆柱形挡板22可以用圆锥形挡板45(如图4和7中最佳所示)、倒圆锥形挡板48(如图8中最佳所示)或部分圆锥形和部分圆柱形的挡板49(如图6中最佳所示)代替。在另一个示例中，圆柱形流化腔室13也可以用锥形室50(如图5中最佳所示)、圆锥形室52(如图6中最佳所示)代替。又一个示例将进料装置腔室从截头圆锥形状改变为纯圆锥形状55(如图7中最佳示出的)、圆柱形状58(如图4中最佳示出的)或倒圆锥形状60(如图6中最佳示出的)。在另一个示例中，在所有情况下，圆锥形状由直线倒金字塔或类似的多面体几何形状代替。

在图9中，简化的示意图示出了腔室61，该腔室在其内表面63中具有开口或孔62，以从流化流体形成流化床，其中流化流体从流体源66流入内表面63和外表面65之间的区域64中。管道67形式的底流排放导管设有控制阀68。控制阀68优选地连接成接收来自两个压力传感器(未示出)的信号。如果测量的悬浮密度超过设定点或值，则控制阀68打开，而在设定点之下或在设定点处，控制阀68关闭。以这种方式，较致密和/或更大尺寸的颗粒容易且方便地从装置4中移除。图10和11示出了图9的装置的两种形式。图10示出了腔室61的俯视图或平面图，其中腔室具有圆锥形状，使得开口62形成在锥体的内表面63中。图11示出了腔室61的俯视图或平面图，其中腔室具有倒金字塔形状，使得开口62形成在由四个连接的倾斜部分-三角形板69限定的倒金字塔的内表面63中。

锥形流化腔室50、52(以及因此锥形流化区域)的一个优点是在基部处的有效流化速度较高，允许较粗糙的颗粒悬浮，同时在较高的高度处提供较低的流化速度。这促使更多的细密颗粒到达底流16。通过使用圆锥形挡板45、48也可以实现类似的效果，降低了上部区域的速度，并提供了倾斜表面以支撑颗粒朝向底流沉降。在腔室17、挡板22和流化腔室13的形状的这些变化中的每一个中，进料装置4仍将以与关于图1和2所述的基本相同的方式工作。

在一些实施例中，改进进料口23和导管25以产生类似于旋风分离器的进料装置，具有更高的进料口压力以实现更强的离心力。在其他实施例中，仅存在一个进料口23。在其他实施例中，进料导管25与腔室17的中心轴线成角度，从而产生向上指向的旋转流，如图4和8最佳所示。

参照图12，示出了本发明的另一个实施例，但未按比例绘制，其中颗粒分离器被配置为引力子或离心机70，其具有安装到中心旋转轴75的多个径向臂72。组件76安装在每个径向臂的端部并且包括倾斜通道3、流化源2和进料装置4。在该实施例中，组件76能够有利地将流化区域F结合在组件76内的相对小的空间内。由于进料装置4的布置，尽可能多的空间被倾斜通道系统3占据。引力子70中的进料装置4大大减少了所需的流化水W的量，并且还改善了流化区域F的高度与直径之比，因此，产生更均匀的流化区域，从而产生更好的脱泥质量。因此，通向倾斜通道3的流化区域F(包括挡板22的内部区域21)的总长度可以更短。此外，高进料流速有助于防止进料固体在离心力77较高的地方附着在引力子70的内表面上，因为降低的流化流速意味着流化速度(以及因此离心力)较低。

参考图13，示出了本发明的另一实施例，但未按比例，其中颗粒分离器被配置为倒置回流浮选槽90。在该实施例中，挡板22的外部区域20变为脱离接合区域91，以允许尾矿形式的较致密颗粒向下流向倾斜通道3，同时允许外部产生的气泡混合物向上升起并进入挡板22的内部区域21然后进入圆柱形流化区域F。以这种方式，气泡混合物中的气泡在内部区域21中不会受到由进料浆料S通过入口23进入外部区域20的大量进入所产生的湍流影响，减少了较大颗粒强行去除泡沫的趋势。在一些实施例中，圆柱形挡板22可以进一步朝向倾斜通道3向下延伸或甚至靠近倾斜通道3。这种布置更可能导致倾斜通道3部分地溢流，迫使气泡区域进入倾斜通道3中。这带来了重要的益处，因为它在气泡混合物和尾矿之间产生稳定和自控的界面。此外，更高的高度与直径之比应该带来更好的向下流化并因此带来产品溢流9的脱泥。

虽然图1的实施例在腔室17的上端具有混合区域42，但应注意，在图12和13的实施例中，混合区域42不在腔室的上端。而是，混合区域42位于腔室17的与倾斜通道3相邻的排出端(图12中的引力子70的一侧和图13中的反转回流浮选槽90的中间)。

本发明还可以与其他类型的基于浮选的颗粒分离器(例如倒置回流分类器)一起使用。在倒置回流分类器的情况下，对于使用图12的实施例的进料装置的反向回流分类器，实现了回流浮选槽的相同技术益处，因为反转回流分类器通常用于处理比流体密度小的颗粒，从而将它们与较致密的颗粒分开。

还应当理解，本发明的优选实施例中的任何特征可以组合在一起，并且不一定彼此隔离地应用。例如，如图4所示的具有圆锥形状的挡板的特征可以用在图9的引力子70或图12的倒置浮选槽90中。同样地，图5至8中所示的任何配置也可以用于图9的引力子70或图12的反向浮选槽90。本领域技术人员可以容易地进行来自上述实施例或本发明优选形式的两个或多个特征的类似组合。

通过提供用于浆料进入颗粒分离器的进料装置，其中挡板将腔室分成两个区域，本发明使进入的进料浆料的能量能够将颗粒悬浮在颗粒分离器中，从而减少对额外流化流体或更高的流化流体流速的需求，并确保实现在倾斜通道上更均匀的颗粒分布。此外，本发明使得流化区域更有效，再次降低了对流化流体的需求。此外，挡板还有利地促进流化流体的有效使用，以有效地从浆料中分离低密度和/或较小尺寸的颗粒。本发明的所有这些优点产生了适用于各种颗粒分离器的进料装置，并且使得颗粒分离器更有效地从浆料中分离低密度和/或更小尺寸的颗粒，更有效地使用能量并且消耗较少的水/流体用于流化，同时允许更多的水和固体进料。此外，本发明可以潜在地改装到现有的颗粒分离器。在所有这些方面，本发明代表了对现有技术的实际和商业上显著的改进。

尽管已经参考具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，本发明可以以许多其他形式实施。

Claims (25)

1.一种将进料浆料供给到具有流化源的颗粒分离器的进料装置，包括：

具有至少一个管状的挡板的腔室，所述挡板用于将所述腔室分成第一区域和第二区域，所述挡板具有第一挡板开口和第二挡板开口，所述第二区域形成在所述挡板内部，并且所述第一区域形成在所述挡板的外侧与所述腔室之间；

具有流化腔室的流化源，用于将流化流体供给所述第一挡板开口，所述第一挡板开口位于所述流化腔室附近；以及

用于将浆料供给到所述第一区域的进料口；

其中，所述挡板使所述浆料偏离所述第二区域并将流化流体从所述流化源引导至所述第一挡板开口，通过所述第二区域并从所述第二挡板开口离开以与来自所述第一区域的所述浆料混合；

其中，所述第一挡板开口的内径与所述流化腔室的内径基本相同。

2.根据权利要求1所述的进料装置，其中，所述进料口布置成相对于所述腔室的侧壁切向地供给浆料，以引起所述浆料在所述第一区域中的旋转流。

3.根据权利要求1所述的进料装置，其中，有两个进料口位于所述腔室的侧壁的相对侧，靠近所述挡板开口，以在所述腔室和所述流化源之间的交叉点正上方的一点处供给所述进料浆料。

4.根据权利要求1所述的进料装置，其中，所述腔室具有从所述腔室的入口端分岔的侧壁。

5.根据权利要求1所述的进料装置，其中，所述腔室的形状基本上为圆柱形或截头圆锥形。

6.根据权利要求1所述的进料装置，其中，所述挡板位于所述腔室的一端附近，以在所述挡板和所述一端之间形成间隙，从而允许较致密的颗粒沿着所述腔室的至少一个侧壁流过所述间隙。

7.根据权利要求6所述的进料装置，其中，所述间隙的形状为环形。

8.根据权利要求6或7所述的进料装置，其中，所述间隙的宽度≥3×η，其中η是所述进料浆料中的最大粒径。

9.一种用于从进料浆料中分离低密度和/或较小尺寸颗粒的装置，所述装置包括：

根据权利要求1至5中任一项所述的进料装置；

位于所述腔室的第一端附近的多个倾斜通道；以及

其中，所述流化源位于所述腔室的第二端附近。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述流化源包括流化腔室，所述流化腔室具有流化床以产生流化流体，所述挡板位于所述腔室的第二端附近以在所述挡板、所述第二端和所述流化腔室之间形成间隙，以允许较致密的颗粒沿着所述腔室的至少一个侧壁流入所述流化腔室。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述流化床的高度与所述流化腔室的直径之比≥1。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述流化腔室和所述挡板的组合高度与所述流化腔室的直径之比≥2。

13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述装置的高度与所述流化腔室的直径之比≥3。

14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述间隙的形状为环形。

15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述间隙的宽度≥3×η，其中η是所述进料浆料的最大粒径。

16.一种用于将浆料供给到具有流化源的颗粒分离器中的方法，包括：

通过管状的挡板将腔室分成第一区域和第二区域，所述挡板具有第一挡板开口和第二挡板开口，所述第二区域形成在所述挡板内部，并且所述第一区域形成在所述挡板的外侧与所述腔室之间；

将所述浆料供给到所述第一区域；

使所述浆料偏离所述第二区域；以及

将流化流体从具有流化腔室的所述流化源引导进入所述第一挡板开口，通过所述第二区域并从所述第二挡板开口离开以产生流化流，所述流化流与来自所述第一区域的所述浆料混合；

其中，使位于所述流化腔室附近的所述第一挡板开口的内径与所述流化腔室的内径基本相同。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：相对于所述腔室的侧壁切向地供给所述浆料。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：供给所述浆料，以便在所述第一区域中引起所述浆料的旋转流。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：在所述腔室的侧壁的相对侧靠近所述挡板开口，以在所述腔室和所述流化源之间的交叉点正上方的一点处供给所述浆料。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二区域被所述第一区域包围。

21.根据权利要求16所述的方法，还包括将所述挡板安置在所述腔室的一端附近以在所述挡板和所述一端之间形成间隙，从而允许较致密的颗粒沿所述腔室的至少一个侧壁流动通过所述间隙。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述间隙的形状为环形。

23.根据权利要求16所述的方法，还包括将所述腔室形成为具有分岔侧壁，以引导所述腔室中较致密的颗粒流。

24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法，还包括：

允许所述浆料向下流过位于所述腔室的第一端附近的多个倾斜通道，使得低密度和/或较小尺寸的颗粒通过滑上所述倾斜通道而脱离所述流化流，同时所述浆料中的较致密和/或更大尺寸的颗粒滑下所述通道；以及

从所述颗粒分离器中除去低密度颗粒、较小尺寸的颗粒、较致密的颗粒或较大尺寸的颗粒。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述流化源包括具有流化床的流化腔室，所述方法还包括将所述挡板安置在所述腔室的第二端附近，以在所述挡板、所述第二端和所述流化腔室之间产生间隙，从而允许较致密的颗粒沿所述腔室的至少一个侧壁流入所述流化腔室。

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