MX2012013964A - Metodo y aparato para separar particulas de baja densidad a partir de lodos de alimentacion. - Google Patents

Abstract

En un método y aparato para separar partículas de baja densidad de lodos de alimentación, se forma una mixtura de burbujas en un conducto descendente (14) y sale a una región intermedia (12) en una cámara (1). Se forma un clasificador invertido de reflujo por placas paralelas inclinadas (6) por debajo de la región intermedia que permite la separación eficiente de las partículas de baja densidad que ascienden para formar una espuma densamente compactada (16) en el extremo superior de la cámara, y partículas más densas que caen hacia abajo hasta una salida (29).

Description

MÉTODO Y APARATO PARA SEPARAR PARTÍCULAS DE BAJA DENSIDAD DE LODOS DE ALIMENTACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un método y aparato para separar partículas de baja densidad de lodos de , alimentación que contienen tales partículas y ha sido ideada particularmente aunque no de modo exclusivo como proceso mejorado de flotación con espuma tal como se aplica a carbón fino o minerales finos utilizados para concentrar partículas hidrófobas .

A lo largo de esta memoria descriptiva, se utiliza la expresión "partículas de baja densidad" para hacer referencia a partículas que pueden ser tipo sólido, tipo líquido o tipo gaseoso, y en todos los casos menos densas que el fluido circundante que puede ser por ejemplo agua. Ejemplos más específicos de partículas de baja densidad pueden incluir gotas de aceite o incluso burbujas de gas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el pasado se ha propuesto separar partículas de baja densidad de un lodo de alimentación por introducción de la alimentación por encima de un conjunto de canales paralelos inclinados en los cuales idealmente la gran mayoría del lodo es transportada hacia abajo a lo largo de los canales inclinados. Las partículas de baja densidad escapan luego de la corriente, ascendiendo hacia las superficies inclinadas de los canales orientadas hacia abajo, recogiéndose como un sedimento invertido y deslizándose luego hacia arriba a lo largo, de los canales inclinados. De este modo, las partículas de baja densidad se concentran de la mitad superior del dispositivo y se presentan sucesivamente en el rebosadero. Este método y aparato se describe en la Solicitud de Patente Interiorcional Número PCT/AU2007/001817 titulada "Method of Operating an Inclined Píate Classifier" con referencia específica a la Figura 5 de dicha memoria descriptiva. Se describe en dicho lugar el modo en que las partículas de baja densidad y una porción del lodo se presentan en el rebosadero por una reguera de colada mientras se añade agua de lavado por el extremo superior y se deja fluir hacia abajo a fin de eliminar los posibles contaminantes. A la configuración de placas paralelas que forman canales inclinados en el clasificador de placas inclinadas se ha hecho referencia a menudo como un "clasificador de reflujo".

La presente invención está orientada a mejorar la operación de un clasificador de reflujo para la separación de partículas de baja densidad invirtiendo totalmente el clasificador de reflujo y proporcionando una cámara superior de fluidización en el extremo superior del dispositivo.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con lo anterior, en un aspecto, la presente invención proporciona un método de separación de partículas de baja densidad de lodos de alimentación que contienen tales partículas, comprendiendo dicho método los pasos de: introducir el lodo de alimentación en una cámara que tiene un extremo superior sustancialmente cerrado y una pluralidad de superficies inclinadas en el extremo inferior; dejar que el lodo fluya en sentido descendente entre las superficies inclinadas de tal modo que las partículas de baja densidad escapen de la corriente deslizándose hacia arriba a lo largo de las caras inferiores de las superficies inclinadas mientras que las partículas más densas en el lodo se deslizan hacia abajo a lo largo de las caras superiores de las superficies inclinadas; retirar las partículas más densas por el extremo inferior de la cámara; formar un lecho fluidizado invertido en la cámara por encima de la pluralidad de superficies inclinadas; dejar que las partículas de baja densidad formen una suspensión concentrada en el extremo superior de la cámara; y retirar la suspensión concentrada de partículas de baja densidad a una tasa controlada por el extremo superior de la cámara .

Preferiblemente, la pluralidad de superficies inclinadas están¦ dispuestas para formar un conjunto de canales paralelos inclinados.

Preferiblemente, se introduce agua de lavado a presión en el extremo superior de la cámara.

Preferiblemente, el agua de lavado se introduce uniformemente a través del extremo cerrado superior de la cámara .

Preferiblemente, la suspensión concentrada de partículas de baja densidad se conduce a un punto de salida en el extremo superior de la cámara en el que aquélla se retira a la tasa controlada por la operación de una válvula superior.

Preferiblemente, las partículas más densas se retiran del extremo inferior de la cámara a una tasa controlada por la operación de una válvula o bomba inferior.

Preferiblemente, la operación de la válvula superior y la válvula o bomba inferior se controlan por medida de la densidad de la suspensión en la parte superior de la cámara y por apertura de las válvulas y/o la bomba a fin de mantener el espesor de partículas de baja densidad dentro de un intervalo predeterminado en el extremo superior de la cámara.

En una forma de la invención, se proporciona fluidización adicional por debajo de los canales inclinados.

En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un aparato para separación de partículas de baja densidad de lodos de suspensión, comprendiendo dicho aparato: una cámara que tiene un. extremo superior sustancialmente cerrado y una pluralidad de superficies inclinadas en el extremo inferior; medios de alimentación dispuestos para alimentar el lodo a la cámara; medios de control superiores dispuestos para permitir que suspensiones concentradas de partículas de baja densidad se retiren por el extremo superior de la cámara a una tasa controlada ; . y medios de control inferiores dispuestos para permitir, que las partículas más densas se retiren por el extremo inferior de la cámara por debajo de las superficies inclinadas a una tasa controlada.

Preferiblemente, el extremo superior sustancialmente. cerrado de la cámara está conformado para dirigir las suspensiones concentradas de películas de baja densidad hacia los medios superiores de control.

Más preferiblemente, el extremo superior de la cámara está conformado como un cono . con los medios superiores de control provistos en forma de una válvula superior localizada en el vértice del cono.

Preferiblemente, los medios inferiores de control están provistos en la forma de una válvula inferior o una bomba.

Preferiblemente, los medios de control son operativos por medida del espesor de partículas de baja densidad en la parte superior de la cámara y apertura o cierre de las válvulas superior e inferior y/o haciendo funcionar la bomba para mantener el espesor de partículas de baja densidad dentro de un intervalo predeterminado.

Preferiblemente, el extremo superior de la cámara está perforado y se proporcionan medios de alimentación de agua de lavado para introducir agua de lavado a presión en la cámara a través de las perforaciones.

Preferiblemente, la pluralidad de superficies inclinadas están dispuestas para formar un conjunto de canales paralelos inclinados .

Preferiblemente, el conjunto de canales paralelos inclinados están formados por una serie ' de placas paralelas inclinadas.

Todavía, otro aspecto de la invención proporciona un método de separación de partículas de baja densidad de lodos de alimentación que contienen dichas partículas, comprendiendo dicho método los pasos de: introducir el lodo de alimentación en sentido descendente a lo largo de una ca-ja de alimentación en una cámara que tiene una pluralidad de superficies inclinadas en el extremo inferior; dejar que el lodo fluya en sentido descendente a lo largo de los canales inclinados de tal modo que las partículas de baja densidad escapen de la corriente deslizándose hacia arriba a lo largo de los canales inclinados mientras que las partículas más densas en el lodo se deslizan hacia abajo a lo largo de los canales; retirar las partículas más densas por el extremo inferior de la cámara; · formar un lecho fluidizado invertido en la cámara por encima del conjunto de canales paralelos inclinados; y dejar que las partículas de baja densidad se desplacen hacia arriba a una tasa controlada a través de uno o más pasos confinados entre las paredes exteriores de la caja de alimentación y las paredes de la cámara a una reguera de colada de rebose.

Preferiblemente, la caja de alimentación incorpora una pluralidad de placas paralelas muy próximas entre las cuales se alimenta el lodo de alimentación, teniendo cada placa una superficie burbujeante porosa a través de la cual se hacen pasar las partículas de baja densidad a canales situados entre las placas formando una mixtura o emulsión burbujeante, que proviene del extremo inferior de la caja de alimentación.

En una forma preferida, el tubo burbujeador genera o forma las partículas de baja densidad a partir de un fluido tal como un gas para producir burbujas de aire. En otra forma preferida, puede utilizarse una estructura de tipo burbujeador, tal como una membrana, para formar gotas de un líquido de baja densidad. En una forma preferida adicional, la estructura de tipo burbujeador puede implicar un sólido pastoso que se hace pasar forzadamente a través del material poroso .

Preferiblemente, las placas porosas en la caja de alimentación están distanciadas de modo suficientemente próximo para formar un perfil de flujo laminar entre las placas induciendo una tasa de cizallamiento alta en la flujo burbujeante .

Preferiblemente, las superficies exteriores de la caja de alimentación están distanciadas de modo lo suficientemente próximo a la camisa superior de la cámara a fin de causar un movimiento ascendente restringido de las partículas de baja densidad hacia el rebosadero, dando como resultado un arrastre rápido de partículas de baja densidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Con indiferencia de cualesquiera otras formas que puedan caer dentro de su alcance, se describirá a continuación una forma preferida de la invención a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales: Fig. 1 es un alzado diagramático en sección transversal a través del aparato para separación de partículas de baja densidad de lodos de alimentación de acuerdo con la invención; Fig. 2 es una vista ampliada de un generador de flujo burbujeante adecuado para uso en el aparato representado en Fig. 1; Fig. 3 es un alzado diagramático en sección transversal de una forma alternativa de aparato para separación de partículas de baja densidad de lodos de alimentación de acuerdo con la invención; Fig. 4 es una vista ampliada del generador de flujo burbujeante representado en Fig. 3; Fig. 5 es una sección transversal ampliada vertical y diagramática a través de uno de los canales paralelos inclinados del aparato representado en Fig. 1, que muestra el movimiento de las partículas dentro de dicho canal; Fig. 6 es un alzado diagramático en sección transversal de un aparato con la separación de partículas .de baja densidad de lodos de alimentación de acuerdo con la invención cuando están dispuestos en un dispositivo centrífugo para aumentar la velocidad de separación de las partículas de baja densidad, y Fig. 7 es una vista diagramática en planta de sección transversal a ló largo de la línea AA de Fig. 6.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La forma preferida de la invención se describirá con el método y aparato que se utilizan para flotación con espuma, como se aplica típicamente a partículas finas de carbón y materia mineral y se utiliza para concentrar partículas hidrófobas de carbón.

Estas partículas hidrófobas se adhieren selectivamente a la superficie de las burbujas de aire, dejando partículas hidrófilas en suspensión entre las burbujas. De este modo, una vez que las partículas hidrófobas llegan a unirse a las burbujas de aire, se forma una nueva partícula híbrida que tiene una densidad global mucho menor que la densidad del agua. La partícula hidrófoba unida tiene entonces una velocidad de segregación en la dirección ascendente que es muy alta comparada con la velocidad superficial hacia abajo de la suspensión de partículas más densas.

En la mayoría de las situaciones de flotación, es necesario añadir cie.rtos reactivos para promover la flotación. Puede añadirse un colector para promover la hidrofobicidad de las partículas hidrófobas de carbón. En particular, se añade un agente tensioactivo (denominado a veces un "espumador") para estabilizar las burbujas y por consiguiente la espuma formada a medida que las burbujas tratan de salir de la masa de líquido. El agente tensioactivo se adsorbe en la superficie de la burbuja contribuyendo a prevenir la coalescencia de las burbujas, y -preservando de este modo las "partículas de baja densidad". Esto es especialmente importante cuando las burbujas se fuerzan a través de la válvula superior.

La flotación convencional con espuma es reactiva debido a que la velocidad de segregación de las partículas hidrófobas se rige por la velocidad de ascenso de las burbujas, y por tanto pueden transportarse partículas ultrafinas de tamaño inferior a 100 micrómetros a velocidades muy altas con indiferencia de su- tamaño. Un segundo atractivo importante de la flotación con espuma es la "eliminación de fangos" que se consigue cuando la suspensión restante se deja drenar a través de la espuma. Adicionalmente, por adición de agua de lavado a la superficie libre de la espuma en la parte superior de la vasija, la suspensión de partículas hidrofilas puede retirarse por lavado, produciendo un producto de espuma más limpio.

Sin embargo, es bien sabido que la adición de agua de lavado al producto de espuma es ineficiente y no uniforme, y por tanto que el producto de espuma no es tan "limpio" como sería preferible. Si se utiliza una tasa de adición de agua excesiva, se producirá una tendencia fuerte a crear una abertura en la espuma dando como resultado que el agua añadida descienda a través de dicha abertura, produciendo poco beneficio. Por tanto, las tasas de adición de agua precisan ser limitadas a niveles relativamente bajos y necesitan distribuirse uniformemente.

Puede conseguirse una forma más eficiente de flotación con espuma de acuerdo con la presente invención utilizando el aparato descrito a continuación con referencia a la Figura 1. El aparato comprende una cámara 1 que tiene un extremo superior sustancialmente cerrado 2 y un extremo inferior 3 en los cuales están localizados una serie de canales paralelos inclinados 4. Los canales paralelos inclinados están formados típicamente por los lados inclinados 5 del extremo inferior 3 de la cámara 1 y una serie de placas paralelas inclinadas 6 localizadas paralelas a las paredes inclinadas 5 a fin de formar los canales paralelos inclinados 4.

De esta manera, se forma un "clasificador de reflujo" invertido en la cámara y opera de acuerdo con el mecanismo que se muestra en la Figura 5, donde las partículas de baja densidad 7 escapan de la corriente general 11, ascendiendo a lo largo la superficie inclinada orientada hacia abajo de la placa 6?, recogiéndose como sedimento invertido, y deslizándose luego hacia arriba a lo largo de los canales inclinados como se muestra en 9.

Las partículas más densas tales como las que se muestran típicamente en 10 se desprenden del movimiento del sedimento descendente 8 hacia la superficie inclinada orientada hacia arriba de las placas 6B y se deslizan hacia abajo a lo largo de los canales inclinados.

El lodo de alimentación se introduce en la cámara en o cerca del punto medio como se muestra en 12, y los expertos en la técnica de la flotación con espuma apreciarán que la alimentación a este dispositivo puede suministrarse de varias maneras. Una de dichas maneras es el uso de un conducto descendente vertical 14 que se describirá con mayor detalle con referencia a Fig. 2.

El conducto descendente comprende un tubo generalmente vertical 15 con un tubo interior 22 que puede estar montado en el extremo superior de la cámara a modo de una brida 23. Un gas, tal como aire, se introduce en el extremo superior del tubo como se muestra por la flecha 24 y desciende a lo largo del tubo hasta una sección de burbujeo 25 localizada en la sección inferior del tubo 15.

La suspensión de partículas puede introducirse a través de la entrada lateral 26 como se muestra por la flecha 27, donde la misma desciende a lo largo del tubo 15 para encontrarse con las burbujas de gas que provienen de la sección del tubo burbujeador 25. Dado que existe un anillo relativamente estrecho 26 entre la sección del burbujeador 25 y la pared del tubo 15, se introduce una tasa de cizallamiento alta en la corriente del anillo 26, dando como resultado una flujo burbujeante bien mezclada proveniente del extremo inferior del conducto descendente en 28.

El extremo superior de la cámara 1 está conformado para dirigir las suspensiones concentradas 16 de partículas de baja densidad hacia una salida superior 13. Esto se consigue típicamente conformando el extremo superior de la cámara como un cono 17 con la salida superior 13 localizada en el vértice del cono como puede verse en la Figura 1.

Preferiblemente, el cono está perforado de tal manera que puede introducirse agua de lavado en el extremo superior de la cámara en 18 a presión y forzarse a ¦ través de las perforaciones en el cono 17 de una manera uniforme en ' la suspensión concentrada 16 de partículas de baja densidad. Cuando el extremo superior de la espuma está confinado de esta manera, lo que sucede cuando se utiliza una zona de fluidización, la espuma está totalmente contenida, y carece del grado de libertad para fluir lejos fluir del agua añadida. La espuma se ve obligada a mezclarse con el agua de lavado y distribuir dicha agua de lavado más uniformemente. Además, dado que la espuma goza de libertad únicamente para abandonar el sistema por un tubo de rebosamiento central 19 de sección transversal pequeña, la espuma se ve obligada a acelerar su movimiento hacia la salida 13 con indiferencia de » la adición de agua de lavado descendente.

En la presente invención, la espuma ascendente se ve forzada a salir a través de una abertura estrecha en la parte superior del dispositivo. Cuando una espuma se ve forzada a través de un estrangulamiento, tiende a acelerarse y a estabilizarse. La espuma que emerge de la abertura más pequeña parecerá a veces más refinada, con burbujas de aire de menor tamaño. Dada la velocidad de transporte incrementada de la espuma, cualquier pérdida de partículas de una interfaz de burbujas de gas es recuperada . fácilmente por las burbujas de aire que ascienden desde la parte inferior, por lo que las partículas hidrófobas no deberían tenderían a perderse del producto de espuma.

Además, en la presente invención existe la oportunidad de forzar una cantidad mucho mayor de agua de lavado hacia abajo a través de la parte superior de la vasija. Esto tiene el efecto de prevenir que se forme espuma. De hecho, tenderá a formarse un lecho fluidizado de burbujas, con cantidades importantes de agua limpia moviéndose libremente hacia abajo entre las burbujas de aire ascendentes. Por tanto, las partículas hidrófilas pueden separarse completamente por lavado. Esto es especialmente importante en aquellas aplicaciones que implican grandes cantidades de ' arcillas finas en la flotación con espuma del carbón. La eliminación de estas arcillas es un reto importante en la industria, especialmente con vetas que arrastren contenidos elevados de arcilla. A no ser que puedan separarse estas arcillas, se hace imposible producir un producto limpio que satisfaga las exigencias dé los mercados del carbón.

Podría mantenerse que un lecho fluidizado invertido es la única manera de conseguir la meta de alta eliminación de fangos en la flotación con espuma. Si bien los lechos fluidizados invertidos pueden haber sido utilizados en el pasado para fluidizar partículas menos densas que el fluido, los mismos no se han utilizado en el contexto de la flotación con espuma, y no se han utilizado para mejorar la eliminación de fangos durante la flotación.

El lecho fluidizado invertido se consigue en el presente dispositivo por eliminación de la "superficie libre" observada comúnmente en los dispositivos de flotación con espuma. Las superficies libres de este tipo hacen' difícil capturar eficientemente el agua de lavado sin formar canales u orificios en la espuma.

En la base de la cámara 1 es posible también hacer provisión para una cámara de fluidización adicional 20. La fluidización cerca de la base proporciona un medio para ayudar a las partículas, . que de otro modo podrían sedimentarse en la base de la vasija, a descargarse más fácilmente a través de la salida.

Debe tenerse en cuenta además que la gran mayoría del flujo volumétrico tendería normalmente a descargarse por el fondo de la vasija. .Por tanto, el sistema operaría eficazmente en condiciones diluidas, y por consiguiente tendría lugar una distribución satisfactoria de este flujo a lo largo de todos los canales inclinados. Podrían utilizarse todavía concentraciones mayores del sistema.

Debe tenerse también en cuenta que el dispositivo podría funcionar eficazmente a tasas de alimentación y gas mayores que las utilizadas en un dispositivo convencional de flotación con espuma, y podría funcionar con mayores tasas de agua de lavado. Estas tasas mayores se han posibles por el efecto poderoso de los canales inclinados en la parte inferior del sistema. Estos canales proporcionan un aumento en el área efectiva de la vasija, permitiendo burbujas de gas que en caso contrario podrían ser arrastradas hacia abajo a la corriente inferior para ascender hacia el rebose.

En una variación adicional, es posible hacer más estrechas las separaciones entre los canales inclinados a la salida de los mismos. Esto podría tener el efecto de aumentar la caída de presión a través de los canales inclinados y forzar por tanto un flujo más uniforme a través de cada uno de los canales inclinados. Esta disminución de la separación podría estar formada óptimamente por una conicidad de tal manera que no se produzca un bloqueo abrupto del sedimento. El estrechamiento se produciría únicamente en la porción del fondo de los canales inclinados.

Una disposición alternativa, representada en Fig. 3, está diseñada para tasas de alimentación volumétricas altas y concentraciones bajas de sólidos o calidades de alimentación bajas. En esta disposición, el lodo de alimentación se alimenta a la cámara 1 a través de una caja de alimentación 30 que se describirá con mayor detalle más adelante con referencia a Fig. 4. La flujo burbujeante proviene del extremo inferior 31 de la caja de alimentación 30, entrando en la cámara 1 como se ha descrito previamente, y las burbujas de gas ascendentes con las partículas hidrófobas fijadas se desplazan hacia arriba por ambos lados 32 de la caja de alimentación hasta que las mismas rebosan por el extremo superior en la cámara en 33 pasando a una reguera de colada 34 para su descarga como se muestra en 35.

Volviendo ahora a Fig. 4, puede verse que el lodo de alimentación introducido en 36 fluye en sentido descendente a través de un sistema de placas paralelas muy próximas 37 que están alineadas verticalmente como se muestra en Fig. 4, pero que podrían ser inclinadas en caso deseado. Las placas 37 son huecas y están encerradas por un material poroso. El suministro de gas representado diagramáticamente en 38 se alimenta a la placa de manera controlada de tal modo que burbujas finas del orden de 0,3 mm de diámetro puedan emerger de las secciones porosas de cada placa e interaccionar con las partículas hidrófobas. Las partículas hidrófobas fijadas a las burbujas de aire son arrastradas hacia abajo a lo largo de los canales verticales 39 y resultan luego arrastradas hacia arriba a través de conductos estrechos 40 entre la caja de alimentación 30 y la pared exterior de la vasija 41. Las burbujas y las partículas fijadas avanzan luego hacia la reguera de colada del rebose 34 como se muestra en Fig. 3.

Se apreciará que las realizaciones de las Figuras 3 y 4 son igualmente aplicables donde las partículas de baja densidad son gotas de aceite que se encuentran en emulsión, en lugar de burbujas de gas que formen parte · de una mixtura burbu eante .

La ventaja de una caja de alimentación como se muestra en Fig. 4 es que se forma un campo de flujo laminar preciso en cada canal 39 como se muestra diagramáticamente por el perfil de flujo laminar 42. El campo de flujo laminar tiene una tasa de cizallamiento alta dentro del intervalo de 10 s"1 a 1000 s" 1. Esta alta tasa de cizallamiento se consigue por el flujo laminar como se muestra por el perfil 42 que permite alcanzar una alta tasa de flujo de la mezcla burbujeante a la salida de la caja de alimentación 30.

El objetivo es recuperar la totalidad de las partículas hidrófobas y, en este caso, puede preverse cierta cantidad de partículas hidrófilas arrastradas en el producto final. En esta configuración, no es esencial que se forme espuma. Presenta ventajas el hecho de no tener que mantener- o controlar la espuma dado que las espumas pueden ser sumamente variables en su estabilidad.

En una realización adicional de la invención, la velocidad de separación de las partículas de baja densidad (gotas de aceite, partículas huecas, burbujas, etc.) puede aumentarse sometiendo un clasificador de reflujo invertido del tipo que se muestra en Fig. 1 o Fig. 3 a fuerzas centrífugas. Esta configuración se muestra en Fig. 6 y 7..

Varias cámaras del tipo que se muestra en 1 en Fig. 1 o Fig. 3, pueden disponerse de una manera generalmente plana pero inclinada como se muestra en 43, soportada por brazos 43A que se extienden radialmente hacia fuera desde un cubo central 44. Puede seleccionarse cualquier número adecuado de cajas 43, pero en la configuración que se ve claramente en Fig. 7 existen ocho cajas desplegadas como los radios de una rueda y que se extienden hacia fuera desde el cubo octogonal 44.

El lodo de alimentación se alimenta a través de un eje hueco central 45 como se muestra por la flecha 46, desde donde el mismo alimenta hacia fuera, a través de tubos .radiales 51, los puntos de entrada 48 en las cajas 43.

El agua de lavado de fluidización puede introducirse análogamente a través del anillo 49 como se muestra por la flecha 50 y de ahi a través de tubos 47 en el área situada en la cabeza de cada caja 43 y seguidamente hacia fuera a través de los conos perforados 17 dispuestos de manera similar a la descrita anteriormente con referencia a Fig. 1.

Cada caja inclinada 43 está provista de canales inclinados 52 que actúan de manera similar a los canales 4 representados en Fig. 1.

En la . práctica, el dispositivo se hace girar a una velocidad adecuada alrededor de un rodamiento 53 para proporcionar un campo gravitatorio aumentado dentro de las cajas 43 que se ven sometidas a fuerzas centrifugas. Las partículas de baja densidad se representan en los extremos interiores 54 de las cajas 43 donde aquéllas pueden descargarse a través de válvulas 55 y rebosar hacia abajo como se muestra por las flechas 56 para ser recogidas en el fondo de una cámara circundante 57 donde pueden descargarse las mismas a través de una salida 58 como rebose en la flecha 59.

La corriente inferior . que contiene las partículas hidrófilas más densas que el fluido se presenta en los extremos exteriores 60 de las cajas inclinadas 43, donde aquélla se descarga en 61 y se recoge a través de una rampa de corriente inferior 62.

El agua de fluidización que entra en 50 se utiliza para ayudar a limpiar el producto de baja densidad de los denominados "fangos".

Las placas paralelas en las cajas 43 están alineadas típicamente en un ángulo de 70° respecto al cubo 44 y por tanto 20° respecto a la fuerza centrífuga, y se utilizan para retener partículas de baja densidad- dentro de la sección interior del dispositivo, permitiendo que el líquido y otros contaminantes, v.g. los fangos, se descarguen en la corriente inferior por la vía de la sección exterior del dispositivo.

Por estos medios, la presente invención proporciona una nueva tecnología para recuperar y concentrar partículas de baja densidad, donde la densidad de las partículas es menos densa que el fluido, por ejemplo agua. La disposición se muestra en la Figura 1. De hecho, el Clasificador de Reflujo está totalmente invertido, proporcionando así una cámara superior de fluidización 21 en el extremo superior del dispositivo, conectada a una sección vertical, y luego una sección constituida por canales paralelos inclinados. En la base propiamente dicha existe la opción adicional de incluir también una sección de fluidización a fin de favorecer la descarga del lodo desde la base y evitar la acumulación de las partículas más densas que podrían estar presentes también en la alimentación.

Así pues, lo que se propone aquí es el . concepto de un lecho fluidizado invertido para separación de partículas, especialmente partículas menos densas que el fluido de las partículas más densas que el fluido. La disposición invertida permite añadir agua de lavado a presión, haciendo posibles ' mayores velocidades superficiales de agua de lavado que se vea forzada de nuevo a la zona de partículas de baja densidad que se concentran en la sección verticál superior del dispositivo. La suspensión concentrada de partículas de baja densidad se ve obligada entonces a desplazarse hacia dentro en el extremo superior y pasar a su vez a través de un punto de salida central. Un válvula 13 en el punto de salida controla la tasa de descarga con referencia a una densidad medida de la suspensión en la sección vertical superior.

Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un método de separación de partículas de baja densidad de lodos de alimentación que contienen tales partículas, comprendiendo dicho método los pasos de: introducir el lodo de alimentación en una cámara que tiene un extremo superior sustancialmente cerrado y una pluralidad de superficies inclinadas en el extremo inferior; dejar que el lodo fluya en sentido descendente a lo largo de las superficies inclinadas de tal modo que las partículas de baja densidad escapen de la corriente deslizándose hacia arriba a lo largo de los canales inclinados mientras que las partículas más densas en el lodo se deslizan hacia abajo a lo largo de los canales; retirar las partículas más densas por el extremo inferior de la cámara; formar un lecho fluidizado invertido en la cámara por encima del conjunto de canales paralelos inclinados; dejar que las partículas de baja densidad formen una suspensión concentrada en el extremo superior de la cámara; y retirar la suspensión concentrada de partículas de baja densidad a una tasa controlada por el extremo superior de la cámara.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual se introduce agua de lavado a presión en el extremo superior de la cámara.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el agua de lavado se introduce uniformemente . a través del extremo superior cerrado de la cámara.

. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la suspensión concentrada de partículas de baja densidad se conduce hacia un punto de salida en el extremo superior de la cámara conde aquélla se retira a la velocidad controlada a través de una salida estrangulada.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la pluralidad de •superficies inclinadas están dispuestas formando un conjunto de canales paralelos inclinados.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual se proporciona fluidización adicional bajo los canales inclinados .

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el lodo de alimentación se introduce en la cámara a través de un conducto descendente que se extiende hacia abajo a lo largo de la cámara hasta un área situada por encima del conjunto de canales paralelos inclinados, incorporando el. conducto descendente un burbujeador dispuesto para proporcionar un flujo burbujeante del lodo de alimentación.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual una pluralidad de dichas cámaras están desplegadas hacia fuera desde un cubo central y se hacen girar durante el uso, formando un campo gravitatorio aumentado dentro de cada cámara.

9. Un aparato para separación de partículas de baja densidad de lodos de alimentación, comprendiendo dicho aparato : una cámara que tiene un extremo superior sustancialmente cerrado y una pluralidad de superficies inclinadas en el extremo inferior; medios de alimentación dispuestos para alimentar el lodo a la cámara; medios de control superiores dispuestos para permitir que suspensiones concentradas de partículas de baja densidad se retiren por el extremo superior de la cámara a una tasa controlada; y medios de control inferiores dispuestos para permitir que las partículas más densas se retiren por el extremo inferior de la cámara por debajo de los canales inclinados a una tasa controlada .

10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la pluralidad de superficies inclinadas están dispuestas para formar un conjunto de canales paralelos inclinados.

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual el extremo superior sustancialmente cerrado de la cámara está conformado para dirigir las suspensiones concentradas de partículas de baja densidad hacia los medios superiores de control.

12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual el extremo superior de la cámara está conformado como un cono con los medios superiores de control provistos en forma de una salida restringida localizada en el vértice del cono.

13. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el extremo superior de la cámara está perforado y se proporcionan medios de alimentación de agua de lavado dispuestos para introducir agua de lavado a presión en la cámara a través de las perforaciones.

14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual el conjunto de canales paralelos inclinados están conformados por una serie de placas paralelas inclinadas.

15. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en el cual se proporciona una pluralidad de dichas cámaras, dispuestas hacia fuera desde un cubo central que está adaptado para mantenerse en rotación durante su utilización, formando un campo gravitatorio aumentado dentro de cada cámara.

16. Un método de separación de partículas de baja densidad de lodos de álimentación que contienen dichas partículas, comprendiendo dicho método los pasos de: introducir el lodo de alimentación en sentido descendente a . lo largo de una caja de alimentación en una cámara que tiene una pluralidad de superficies inclinadas en el extremo inferior; dejar que el lodo fluya en sentido descendente a lo largo de los canales inclinados de tal modo que las partículas de baja densidad escapen de la corriente deslizándose hacia arriba a lo largo de los canales inclinados mientras que las partículas más densas en el lodo se deslizan hacia abajo a lo largo de los canales; retirar las partículas más densas por el extremo inferior de la cámara; formar un lecho fluidizado invertido en la cámara por encima del conjunto de' canales paralelos inclinados; y dejar que las partículas de baja densidad se desplacen hacia arriba a una tasa controlada a través de uno o más pasos confinados entre las paredes exteriores de la caja de alimentación y las paredes de la cámara a una reguera de colada de rebosé.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual la caja de . alimentación incorpora una pluralidad de placas paralelas muy próximas entre las cuales se alimenta el lodo de alimentación, teniendo cada placa una superficie burbujeadora porosa a través de la cual se hacen pasar las partículas de baja densidad a los canales entre las placas formando una mixtura o emulsión burbujeante, que proviene del extremo inferior de la caja de alimentación.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 17, en el cual las placas porosas en la caja de alimentación están suficientemente próximas para formar un perfil de flujo laminar entre las placas que induce una tasa de cizallamiento alta en el flujo burbujeante.

19. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el cual las superficies exteriores de la caja de alimentación están suficientemente próximas a la camisa superior de la cámara, de tal manera que causan un movimiento ascendente restringido de las partículas de baja densidad hacia el rebose, dando como resultado un arrastre rápido de las partículas de baja densidad.