[发明专利]用于浓缩浆料的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于浓缩浆料特别是含有矿物的浆料的系统和方法。

背景技术

矿物加工常常需要加入水。这可能导致过度稀薄的含有矿物的浆料，使得必须浓缩细粒矿物的悬浮液以用于进一步地加工。取决于所需的最终矿物浓度，不同的方法被用于脱水过程。除了诸如离心、过滤或蒸发之类的方法之外，已知浆料的脱水能够通过引起固体层或滤饼形成的电泳或电渗实现。

US1,133,967公开了具有悬浮液容器和悬浮液搅拌装置的用于电渗过程的设备，所述设备包括阳极和锁定在所述阳极与所述搅拌装置之间的阴极，其中所述阴极设有长度远大于宽度的开口。根据本发明的阳极为圆筒形的。

US3,972,799描述了用于将固体从钻井泥浆中除去的设备。所述设备包括水平容器，其中作为阳极的多个间隔开的旋转板状盘布置在作为阴极的多个间隔开的互连面板之间，每个盘的周缘部分浸没在钻井泥浆中，其中所述盘通过马达旋转。悬浮液中的固体由相应盘的相反表面吸引且作为层或薄膜沉积在这些表面上，而固定刮擦元件布置为与所述盘相邻以移除所沉积的固体。

为了实现固体层或滤饼从悬浮液中的暴露，由US4,107,026提出了旋转阳极盘，该文献公开了用于在电场中使固体悬浮液脱水的系统和方法，所述电场可控地维持在一对相对的自包含（self-contained）的电极结构之间，以引起固体相对于载体液体移动以在相应的自包含的电极结构上形成层或滤饼，同时使载体液体能够在真空的作用下沿相反的方向通过中空的自包含的对应电极结构的透液性壁被抽出，与用于将过滤液体抽出速率控制为与固体在载体液体中的相对移动速度一致且相容的装置相结合，并且其中，所述层或滤饼材料可以例如在从悬浮液中暴露期间从所述电极结构中脱离。

为了增大电泳分离的效率，US5,171,409（EP0253749的等同）提出了一种连续分离呈在电泳和电渗单元中的悬浮液形式的带电固体粉末材料的过程，其中，电解液的一小部分被排出，该一小部分中的一部分利用酸（优选为气态）试剂进行处理，所处理的部分被重新引入阴极隔室内，而被排出的一小部分中的其他部分被消除。由于在该文献中公开的方法和装置操纵起来非常复杂，因此存在对易于操纵且结合有高产出率的装置的需求。

尽管通过电泳或电渗对悬浮液进行脱水的工艺在本领域的技术状态中是已知的，但是这两种方法均有不满意程度的矿物滤饼或固体恢复，特别是在碳酸钙恢复呈粘性矿物滤饼或固体的形式的情形下。

发明内容

本发明的目的是提供用于浓缩含有矿物的浆料的系统和方法，从而避免已知系统和方法的缺点。

根据本发明，提供了用于浓缩浆料的装置，所述装置具有用于在其中接收模块的支承结构，所述模块包括：

a.电泳单元，所述电泳单元具有至少一个电连接的阴极、以及至少一个电连接的可旋转阳极盘；

b.分离单元，所述分离单元与每个阳极表面相邻以用于接收滤饼材料，所述分离单元包括：接收部和活塞，其中，所述接收部的肩部的尺寸被设定成将所述肩部作为用于将所述固体材料或滤饼从所述阳极中去除的刮擦凸缘，而所述活塞用于将所收集的材料或滤饼从所述接收部中压出；以及可选的滑动托架，所述滑动托架具有用于闭合所述接收部的盖；以及

c.用于转动所述阳极、使浆料循环进出所述电泳单元、以及向所述电极施加电压的装置。

所述电泳单元可以为用于接受浆料的容器，设计为包括用于电泳的单个或多个隔室。在所述电泳单元为多隔室单元的优选实施例中，这可以通过将板焊接到所述容器内而形成，使得所述多隔室容器由具有固定在所述容器内侧的凸缘以形成所述隔室的容器外壳体制成。在另外的优选实施例中，所述多隔室浆料容器为单个整体件。

尽管其意为整个容器（包括多隔室容器）用作阴极，但是阴极由设置在电泳单元中的一个或多个板或其它装置来实现也落在本发明的范围内。如果电泳单元或容器为阴极，则与电源的单独联接件不是必要的，并且（多个）隔室浆料容器与所有其他部件电隔离。

其意为阳极盘部分地暴露给浆料且部分地暴露给气体环境例如空气。还意为分离单元的肩部设置为与阳极的暴露给气体环境的一部分相邻。优选的是分离单元设置在大致水平的位置。

优选的是，阳极盘竖直地布置在给定的隔室内。为了转动所述阳极盘，它们优选地安装在用于旋转的驱动轴上。另外，所述阳极盘能够通过固定凸缘固定在所述驱动轴上，从而限定介于所述阳极盘之间的间距。所述阳极（相应的所述阳极盘）通过设置的跳线环电连接。