Сепаратор для разделения ожижаемых и неожижаемых материалов

 

Сепаратор для разделения двух или более материалов, один из которых состоит из ожижаемого порошкового материала, например, такого как оксид алюминия Al₂O₃, на компоненты с различным размером частиц и/или отделения таких нежелательных материалов, которые не могут быть ожижены, например гвозди, инструменты, кокс, куски древесины, комки оксида, перчатки и т.п., содержит камеру, в которую помещены одно или более сит, расположенных под разными углами наклона, через которые ожижаемые частицы падают на один или более транспортных каналов, расположенных под разными углами наклона, ожижающий канал с устройствами для подачи ожижающего потока, например воздуха, под сита, сепаратор также включает ожижающий транспортный канал для подачи материала в сепаратор. Изобретение повышает эффективность разделения и очистки порошковых материалов, например оксида алюминия, и удобство сепаратора. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к сепаратору для разделения двух или более материалов, один из которых состоит из ожижаемого порошкового материала, такого как оксид алюминия AI₂О₃ (далее оксид), а другой - из материала, который не может быть ожижен, например, такой как гвозди, инструменты, кокс, куски дерева, комки оксида.

Оксид используется как основной компонент в электролитическом процессе Холла-Герольта получения алюминия и доставляется судами от поставщика к алюминиевому производству. На производстве, выпускающем аноды и/или катоды, оксид разгружается в большинстве случаев с помощью того же оборудования, какое используется для разгрузки кокса/антрацита. Нежелательные компоненты могут быть перенесены и добавлены в оксид в разнообразных транспортных фазах от производства оксида до электролитических ванн. Кроме того, оксид может спрессоваться, что нежелательно с эксплуатационной точки зрения.

Если нежелательные, неожижаемые материалы вводятся в электролитическую ванну, это может привести к производственным проблемам в электролитических ваннах и к значительному ухудшению выпускаемого алюминия.

Для того, чтобы избежать затронутые выше проблемы, обычно перед электролитическими ваннами вводится сепаратор для того, чтобы только ожижаемый, т.е. очищенный оксид загружался в ванны.

Для разделения оксида известно большое число процедур. Большинство из них имеет слишком малую производительность с одной стороны и слишком низкий эффект разделения с другой. Норвежский патент No.167263 описывает устройство для разделения ожижаемых и неожижаемых материалов. В камере, расположенной на спиральных пружинах, использованы вихревой аппарат и решета. Кроме того, камера механически и периодически вибрирует, чтобы избежать ее переполнения и, вдобавок, чтобы увеличить производительность. Недостаток этой процедуры - износ, причиняемый камере, муфтам, решетам в процессе вибрации и вихреобразования; за долгий срок это может оказаться дорогостоящим из-за технического обслуживания, ремонтных работ и устранения неисправностей. Кроме того, широко известно, что механическое вибрационное просеивание имеет низкую продуктивность.

Задачей настоящего изобретения является улучшение эффекта разделения и повышение производительности по сравнению с тем, что достигается при использовании известной технологии. Еще одной задачей является снижение стоимости сепаратора с точки зрения его эксплуатации и обслуживания.

Кроме того, задачей изобретения является исключение подвижных частей и вихреобразования.

Поставленные задачи решаются благодаря тому, что в известном сепараторе для разделения двух или более материалов, один из которых состоит из ожижаемого порошкового материала, например, такого как оксид алюминия, AI₂О₃, на компоненты с различным размером частиц и/или отделения таких нежелательных материалов, которые не могут быть ожижены, например гвозди, инструменты, кокс, куски древесины, комки оксида, перчатки, и содержащем камеру с ситом, ожижающий канал с устройствами для подачи ожижающего потока, например воздуха, и выпускное отверстие для вывода ожижаемого материала, дополнительно предусмотрены ожижающий транспортный канал для подачи материала в сепаратор, одно или более сит, расположенные под разными углами наклона, через которые ожижаемые частицы падают на один или более транспортные каналы, расположенные под разными углами наклона.

Желательно, чтобы в сепараторе сита состояли из некоторого количества продольных секций с промежуточными продольными отверстиями. Эти секции выполняют из прочного материала, к примеру стали.

Желательно также, чтобы секции имели сужающееся поперечное сечение, то есть ширина продольных отверстий увеличивалась бы книзу.

Для обеспечения разделения в двух фазах сепаратор включает два ожижающих транспортных канала и два сита, при этом углы наклона сит и ожижающих транспортных каналов в первой фазе разделения предпочтительно составляют: α₁ =8^o и α₂ =4^oC, а во второй фазе разделения предпочтительно составляют α₃ =36^o и α₄ =39^o.

Для устранения в две стадии неравномерности в подаче исходных материалов во впускное отверстие сепаратора для исходного материала вводятся ступенеобразный вертикальный транспортный канал и стальная пластина с прикрепленной к ней распределительной пластиной по ходу потока над ситом.

Целесообразно, чтобы сита и ожижающие транспортные каналы были объединены в одной камере.

На верхней стороне камеры желательно расположить один или более прозрачных съемных люков.

Желательно также снабдить камеру устройством для удаления частиц пыли.

Предпочтительно использовать сита с разными отверстиями для разделения ожижаемых материалов на компоненты с различными размерами частиц.

Настоящее изобретение будет далее описано более детально с помощью примеров со ссылками на приложенные чертежи, где фиг. 1 показывает основную конструкцию сепаратора в соответствии с настоящим изобретением, видимую сбоку, фиг.2,3 показывают сечения А-А и В-В, отмеченные на фиг.1.

Как показано на фиг.1, сырье загружается в сепаратор посредством ожижающего транспортного канала 1. Эта часть ожижающего транспортного канала 1 расположена под углом к вертикальной части 1^'', показанной на фиг.1, и способствует выравниванию неоднородностей в потоке необработанного материала. В первой фазе разделения ожижаемый материал выпадает через сито 7 на ожижающий транспортный канал 8, который имеет углы наклона α₁ и α₂ соответственно.

В этой фазе осуществляется наибольшее ожижение и разделение, потому что поток ожижающей среды - наибольший и количество ожижаемого материала также больше всего здесь, так что большая часть ожижаемого материала с размерами частиц, меньшими или равными отверстиям сита, подает вниз на ожижающий транспортный канал 8.

Дальнейшие неравномерности в потоке материала устраняются за счет гибкой распределительной пластины 5, которая прикрепляется к стальной пластине 4.

Один или более прозрачных съемных люков 3 расположены на верхней стороне сепараторной камеры, чтобы было возможно удалять большие куски, такие как инструменты, перчатки, куски ткани, комки оксида.

Остающийся ожижаемый материал вместе с неожижаемым материалом подается вниз по ситу 7 во второй фазе разделения, которая осуществляется на решете 9, имеющем угол наклона α₃; отсюда ожижаемый материал падает на ожижающий транспортный канал 10, имеющий угол наклона α₄, и подается в нижнее выпускное отверстие 12, снабженное средством 14 контроля уровня, чтобы регистрировать момент, когда сепаратор переполнится.

Неожижаемый материал подается далее вниз по решету 9 в верхнее выпускное отверстие 13.

Фиг. 2,3 показывают в увеличенном масштабе сечения в соответствии с отметками А-А и В-В на фиг.1.

Сечение А-А показывает ожижающий транспортный канал с ожижающей мембраной 17, устройствами 16 и 21 крепления и боковыми стенками 15 вместе с продольной пластиной 20 с полостью 18 между продольной пластиной 20 и ожижающей мембраной 17. Ожижающий поток, к примеру воздух, проходит через полость 18 в ожижающую мембрану 17. Поток подается через устройства 11, 11' и 11" (см. фиг.1) из резервуара, не показанного здесь.

Ожижающая мембрана 17 может быть сделана, к примеру, из текстильной ткани, искусственной ткани, металлической ткани, металлокерамического или пластико-керамического материала.

Сечение В-В показывает несколько продольных разрезов, которые образуются помещением рядом продольных секций, прикрепляющихся к соединительной полосе 23 между боковыми стенками 15, поддерживаемой пластинами 24. Секции предпочтительно делаются из стали и располагаются с зазором 25 между секциями так, чтобы между секциями образовывались продольные отверстия. Секции в поперечном сечении сужаются так, чтобы отверстия увеличивались книзу, как показано на чертеже. Ожижаемый материал падает через продольные отверстия на ожижающий транспортный канал 10 и вместе с ранее ожиженным материалом подается в нижнее выпускное отверстие 13.

Когда изобретение используется в производстве алюминия, оно обычно снабжается впускным отверстием для неотсортированного оксида, выпускным отверстием для ожиженного, сепарированного оксида и выпускным отверстием для неожижаемого нежелательного материала, а также отверстием для частиц пыли 6.

Очищенный оксид подается по ожижающему транспортному каналу, который не описан детально, к электролитическим ваннам, а нежелательные компоненты подаются в контейнер сбора для дальнейшего использования или выбрасывания.

Предшествующее ожижение неочищенного, сырого материала в фазе впускного отверстия сепаратора и в ходе всего разделительного процесса дает тот результат, что ожижаемый материал ведет себя почти как жидкость, и это приводит к гораздо большему выходу, чем при использовании вибрирующих решет.

Изобретение, как оно охарактеризовано в приложенной формуле изобретения, не ограничивается разделением одного или более ожижаемых и неожижаемых материалов, но может также быть использовано для разделения ожижаемых материалов или материалов, состоящих из компонентов с различными размерами частиц или зерен, при использовании сит с различными отверстиями, установленных одно за другим.

Формула изобретения

1. Сепаратор для разделения двух или более материалов, один их которых состоит из ожижаемого порошкового материала, например, такого, как оксид алюминия Al₂O₃, на компоненты с различным размером частиц и/или отделения таких нежелательных материалов, которые не могут быть ожижены, например гвозди, инструменты, кокс, куски древесины, комки оксида, перчатки и т.п., включающий камеру, в которую помещено сито, ожижающий канал с устройствами для подачи ожижающего потока, например, воздуха, выпускное отверстие для вывода ожижаемого материала, отличающийся тем, что включает ожижающий транспортный канал для подачи материала в сепаратор, одно или более сит, расположенных под различными углами наклона, через которые ожижаемые частицы падают на один или более транспортных каналов, расположенных под разными углами наклона.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что сита состоят из некоторого количества продольных секций с промежуточными продольными отверстиями, причем секции выполнены из прочного материала, например стали.

3. Сепаратор по п.2, отличающийся тем, что секции имеют сужающееся поперечное сечение, так что ширина продольных отверстий увеличивается книзу.

4. Сепаратор по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что для разделения в двух фазах включает два ожижающих транспортных канала и два сита, при этом углы наклона сит и ожижающих транспортных каналов в первой фазе разделения предпочтительно составляют α₁ = 8^o и α₂ = 4^o, а во второй фазе разделения предпочтительно составляют α₃ = 36^o и α₄ = 39^o.

5. Сепаратор по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что для устранения в виде стадии неравномерности в подаче исходных материалов во впускное отверстие для исходного материала включает ступенеобразный вертикальный транспортный канал и стальную пластину с прикрепленной к ней распределительной пластиной по ходу потока над ситом.

6. Сепаратор по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что сита и ожижающие транспортные каналы объединены в одной камере.

7. Сепаратор по п. 8, отличающийся тем, что на верхней стороне камеры расположены один или более прозрачных съемных люков.

8. Сепаратор по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что камера снабжена устройством для удаления частиц пыли.

9. Сепаратор по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что сита имеют разные отверстия, чтобы разделять ожижаемые материалы на компоненты с различными размерами частиц.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3