Установка для одержання, видалення та переміщення високов’язкої суспензії

1. Установка для розділення компонентів суспензій за допомогою гравітаційного осадження з одержанням загущеної суспензії та проясненої рідини, що містить резервуар для декантирування об'єму суспензії, який має верхню частину та внутрішній простір, утворений бічною стінкою та нижньою стінкою, отвір для завантаження суспензії, випускний отвір для проясненої рідини поблизу верхньої частини резервуара, гребінчастий пристрій, що введений у внутрішній простір резервуара та виконаний з можливістю формувати область перемішування усередині резервуара, де утворюється загущена суспензія, та пристрій для видалення суспензії під цією областю перемішування, призначений для видалення загущеної суспензії з резервуара та розташований в нижній стінці резервуара або поруч із нею, причому пристрій для видалення суспензії містить подовжений відкритий спіралеподібний здатний обертатися елемент, який введений, або з можливістю введення, на певну відстань у резервуар через отвір, розташований поблизу нижньої стінки резервуара; відкритий спіралеподібний елемент знаходиться у безпосередній і необмеженій взаємодії із внутрішнім простором резервуара на більшій частині зазначеної відстані, коли елемент максимально введений у внутрішній простір резервуара; і приводний механізм для забезпечення функціонування спіралеподібного елемента по видаленню з резервуара загущеної суспензії. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що відкритий спіралеподібний елемент постійно введений у резервуар на зазначену відстань, а приводний механізм обертає елемент навколо його 2 (19) 1 3 суспензії, у якій резервуар має верхню частину та внутрішній простір, утворений бічною стінкою та нижньою стінкою, отвір для завантаження суспензії, випускний отвір для проясненої рідини поблизу верхньої частини резервуара та пристрій для видалення суспензії, призначений для видалення загущеної суспензії із резервуара та розташований у нижній стінці резервуара або поруч із нею; при цьому пристрій для видалення суспензії включає відкритий спіралеподібний здатний обертатися елемент, що введений або з можливістю введення на певну відстань у резервуар через отвір, розташований поблизу нижньої стінки резервуара, причому відкритий спіралеподібний елемент знаходиться у безпосередній та необмеженій взаємодії з внутрішнім простором резервуара на частині вказаної відстані, коли елемент максимально введений у внутрішній простір резервуара, і приводний механізм для відкритого спіралеподібного елемента для забезпечення функціонування вказаного елемента після вилучення з резервуара загущеної суспензії, причому відкритий спіралеподібний елемент виконано з можливістю введення та виведення з резервуара через вказаний отвір, а приводний механізм виконано з можливістю періодичного обертання елемента навколо його подовжньої осі і одночасного забезпечення зворотно-поступального руху елемента уздовж його осі у резервуарі і поза резервуаром. 13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що приводний механізм розташований поза резервуаром і включає у себе ротаційний двигун, встановлений на напрямній, і пристрій для зворотнопоступального руху двигуна по напрямній. 14. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що приводний механізм містить засоби, призначені для забезпечення обертання відкритого спіралеподібного елемента, коли механізм вводить елемент у резервуар, і припинення обертання, коли механізм виводить елемент із резервуара. 15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що приводний механізм містить засоби, призначені для координування швидкостей обертання і зворотно-поступального руху елемента при введенні його у резервуар, для забезпечення мінімального збурення загущеної суспензії у резервуарі. 16. Установка для розділення компонентів суспензій за допомогою гравітаційного осадження з отриманням загущеної суспензії у формі напіврідкої або твердої маси і освітленої рідини, що містить резервуар для декантирування об'єму суспензії, який має верхню частину і внутрішній простір, утворений бічною стінкою і нижньою стінкою, засоби для завантаження суспензії, випускний отвір для освітленої рідини поблизу верхньої частини резервуара, гребінчастий пристрій, введений у внутрішній простір резервуара і виконаний з можливістю формувати область перемішування усередині резервуара там, де утворюється загущена суспензія, і пристрій для видалення суспензії під цією областю перемішування, призначений для видаляння загущеної суспензії із резервуара і розташований у нижній стінці резервуара або поблизу неї, при цьому пристрій для видалення суспензії містить подовжений відкритий спіралеподібний 94592 4 здатний обертатися елемент, який введений на певну відстань безпосередньо у внутрішній простір резервуара через отвір, розташований поблизу нижньої стінки; відкритий спіралеподібний здатний обертатися елемент знаходиться у безпосередній і необмеженій взаємодії з внутрішнім простором резервуара на більшій частині вказаної відстані; і приводний механізм для обертання елемента навколо його подовжньої осі в напрямі, що забезпечує видалення загущеної суспензії з резервуара через вказаний отвір. 17. Установка для розділення компонентів суспензій за допомогою гравітаційного осадження з одержанням загущеної суспензії у формі напіврідкої або твердої маси та проясненої рідини, що включає резервуар для декантирування об'єму суспензії, у якій резервуар має верхню частину та внутрішній простір, утворений бічною стінкою та нижньою стінкою, засоби для завантаження суспензії, випускний отвір для проясненої рідини поблизу верхньої частини резервуара та пристрій для видалення суспензії, призначений для видалення загущеної суспензії з резервуара та розташований у нижній стінці резервуара або поблизу неї; при цьому пристрій для видалення суспензії містить подовжений відкритий спіралеподібний здатний обертатися елемент, установлений з можливістю ковзання для вибірного введення у внутрішній простір резервуара та виведення з нього через отвір, розташований у нижній стінці або поблизу від неї, засоби для ковзного переміщення зазначеного елемента у внутрішній простір резервуара та із нього, і засоби для обертання зазначеного елемента щонайменше у той час, коли засоби для ковзного переміщення елемента переміщують його у внутрішній простір резервуара. 18. Спосіб обробки напіврідкої або твердої маси суспензії, що включає наступні етапи: подача суспензії в резервуар; переміщення гребінчастого пристрою крізь суспензію, що викликає розділення суспензії на напіврідку масу або загущену масу у дна резервуара і освітлену рідину у верхній частині резервуара; введення у резервуар подовженого відкритого спіралеподібного елемента, на який відкрито і необмежено діє вказана суспензія щонайменше на більшій частині довжини елемента, причому елемент вводять через випускний отвір в стінці резервуара, і забезпечують видалення напіврідкої або загущеної маси суспензії з резервуара через вказаний випускний отвір. 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що забезпечують обертовий рух елемента у просторі видалення суспензії з резервуара. 20. Спосіб видалення суспензії з високим вмістом твердих речовин з резервуара, який включає введення у резервуар, що містить суспензію з високим вмістом твердих речовин, подовженого елемента, на який відкрито та необмежено діє суспензія щонайменше на частині довжини елемента, причому елемент вводять через випускний отвір у стінці резервуара, і забезпечують за допомогою елемента видалення суспензії з резервуара через зазначений випускний отвір, причому еле 5 94592 6 мент виконує поздовжній зворотно-поступальний рух усередину резервуара та з нього для видалення суспензії, причому рух елемента усередину резервуара супроводжується обертанням елемента, що приводить до "вгвинчування" елемента у суспензію, а при переміщенні із резервуара, елемент фіксують для припинення його обертання. 21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що елемент при русі з резервуара попадає у камеру, і суспензія, видалена елементом із резервуара, залишається в камері, коли елемент знову переміщується в резервуар. 22. Установка для розділення компонентів суспензії за допомогою гравітаційного осадження, яка містить: резервуар, що має внутрішній простір, у якому відбувається розділення фаз суспензії з одержанням загущеної маси на дні резервуара та проясненої рідини у верхній частині резервуара; резервуар має випускний отвір для проясненої рідини поблизу верхньої частини резервуара та випускний отвір для загущеної маси суспензії в дні резервуара або поблизу цього дна; гребінчастий пристрій, введений у внутрішній простір резервуара і виконаний з можливістю формувати область перемішування усередині резервуара над випускним отвором для загущеної суспензії за місцем її утворення; подовжений елемент, здатний обертатися, постійно або періодично розміщений на певній відстані у внутрішньому просторі резервуара, причому вказаний елемент знаходиться у безпосередній і необмеженій взаємодії з внутрішнім простором резервуара на більшій частині вказаної відстані, при максимальному введенні у внутрішній простір резервуара з можливістю управління для забезпечування його фізичного контакту із порцією загущеної маси суспензії у просторі резервуара та транспортування її через отвір у резервуарі. 23. Спосіб розділення компонентів суспензії, який включає: подачу суспензії у внутрішній простір резервуара; переміщення гребінчастого пристрою крізь суспензію, що викликає розділення суспензії на напіврідку та загущену масу суспензії на дні резервуара та прояснену рідину у верхній частині резервуара; видалення проясненої рідини через випускний отвір для проясненої рідини резервуара, розташований поблизу верхньої частини резервуара; забезпечення дії у резервуарі подовженого здатного обертатися елемента, який має форму відкритого спіралеподібного елемента, що введений через випускний отвір у дні резервуара або поблизу цього дна, причому вказаний елемент знаходиться в безпосередній і необмеженій взаємодії з внутрішнім простором резервуара на більшій частині його довжини; і управління вказаним елементом у внутрішньому просторі резервуара для забезпечення його фізичного контакту з порцією напіврідкої або загущеної маси суспензії та транспортування її через випускний отвір. Область техніки Даний винахід стосується установки, придатної для одержання високов'язких суспензій у промислових процесах, а також для видалення та переміщення цих суспензій після їх одержання. Зокрема, винахід стосується загущення, видалення та переміщення суспензій, які є настільки в'язкими, що їх неможливо видалити з резервуара за допомогою простого дренування або навіть із використанням стандартних способів відкачування. Попередній рівень техніки Даний винахід далі буде описаний із частковим посиланням на обробку «червоного шламу», який є мінеральною суспензією на водній основі, що утворюється в ході екстракції оксиду алюмінію з бокситу в процесі Байера. Однак цей опис наведений винятково з метою ілюстрації, і даний винахід можна використовувати для загущення, видалення та переміщення суспензій і шламів різного роду, краще, але не винятково, суспензій та шламів, що містять глинисті частинки та мають псевдопластичні властивості, отриманих в ході будьякого виробничого процесу. Слід також зазначити, що в наступному описі термін «шлам» буде означати те ж саме, що й «суспензія». В ході здійснення процесу Байера є різні стадії, під час яких червоний шлам подають в резервуар та обробляють шляхом проведення різних процедур, таких як прояснення, промивання та загущення шламу. В ході виконання цих процедур шлам загущається (тобто відокремлюється су спензія з більшим вмістом твердої фракції) в напрямку до дна резервуара з утворенням шару загущеної суспензії під шаром проясненої рідини, і цей шлам звичайно переміщають або «активують» у межах шару за допомогою обертової гребінки або набору маніпуляторів. Така активація може ще більше збільшувати загущеність шламу в нижній частині резервуара, так що на самому дні резервуара може утворитися високов'язкий шлам, який дуже важко видалити з резервуара на безперервній або періодичній основі. В деяких ділянках резервуара густий і високов'язкий шар шламу може ставати застійним або неактивним, що робить його ще більш в'язким і важким для видалення. Обробка червоного шламу у такий спосіб описана, наприклад, у патенті США 4830507, що був виданий 16 травня 1989 р. Петеру Φ. Багатто (Peter F. Bagatto) та співавт. і переданий компанії Alcan International Limited, а також у патенті США 5080803, що був виданий 14 січня 1992 р. Петеру Φ. Багатто та співавт. і переданий тій самій компанії. Також було виявлено, що якщо в нижній частині резервуара формується високов'язкий шар шламу, і цей шлам видаляють із нижньої частини резервуара або поблизу від цієї нижньої частини за допомогою відсмоктувального насоса або подібного пристрою, то існує тенденція до утворення кращого шляху шламу з низькою в'язкістю (або розведеного шламу з верхньої частини резервуара) усередині високов'язкого шару шламу, в ре 7 зультаті чого шлам з високою концентрацією твердих речовин не видаляється та застоюється. Цей феномен неофіційно називають «щурячими норами» або «утворенням пончика», і він є небажаним. Наслідком такої ситуації є те, що, незважаючи на те, що деякі резервуари для гравітаційного осадження дозволяють одержати високов'язкий шлам, утворюваний шлам з високою концентрацією твердих речовин виявляється частково розведеним через утворення кращого шляху екстракції, так що фактично видаляється більш розведений шлам. Цей феномен розведення викликає нестабільність концентрації та в'язкості шламу видаляючись з такого резервуара, і тому створює великі складності з керуванням процесом. Проблемі видалення високов'язких суспензій або шламів з такого роду резервуарів був спеціально присвячений патент США 6340033, що був виданий 22 січня 2002 р. Рональду Парадизу (Ronald Paradise) та співавт. і переданий компанії Alcan International Limited. Рішення проблеми, описане в даному патенті, включає використання насоса або крильчатки для видалення суспензії з резервуара за рахунок створення великого зусилля зсуву, і повернення її в резервуар у точці, трохи зміщеної від точки видалення суспензії. Велике зусилля зсуву, прикладене до суспензії, знижує в'язкість суспензії (що називають розрідженням при зсуві) і тому забезпечує подачу в резервуар шламу зі зниженою в'язкістю. Шлам зі зниженою в'язкістю після повторної подачі в резервуар створює усередині резервуара потік шламу, що захоплює частинки або згустки суспензії з більш високою в'язкістю, які при цьому видаляються з резервуара, рециркулюють, і в'язкість їх зменшується. Під час процесу рециркуляції частина суспензії зі зниженою в'язкістю видаляється та переміщається в інше місце, тому шлам безупинно видаляється із системи. Хоча це рішення проблеми видалення суспензії з високою в'язкістю з резервуара є ефективним, воно має недолік, який полягає в тому, що суспензія, яка видаляється таким чином, обов'язково має трохи меншу в'язкість, тому необхідно дати їй осісти та відстоятися, якщо потрібен матеріал з більшою в'язкістю. У багатьох випадках бажано одержати суспензію з більшою в'язкістю, оскільки вона має багато властивостей твердої речовини. А саме, вона, щонайменше, частково зберігає форму при вивантаженні її на смітнику або в іншому місці, і тому її можна укладати в штабель більшої висоти, ніж у випадку суспензії з низькою в'язкістю, що при вивантаженні схильна розтікатися та розсіюватися. Суспензію з високою в'язкістю можна також транспортувати на відкритій конвеєрній стрічці, у відкритій вантажівці і т.п., і завжди існує можливість прикласти до неї велике зсувне зусилля за допомогою насоса або крильчатки, якщо це бажано, так що її можна перекачати по трубах в інше місце. Крім того, у патенті США 6340033 не повністю розкрита проблема «щурячих нір», що обговорювалася вище, яка виникає в тому випадку, коли шлам стає дуже густим. В публікації Європейського патенту ЕР 0019538 А1, виданого на ім'я компанії Alsthom 94592 8 Atlantique SA, використаний елемент у формі гвинтової лінії, який сприяє видаленню суспензії з резервуара. Цей елемент у формі гвинтової лінії розміщають під резервуаром, і він сприяє видаленню суспензії, що виходить із резервуара через вузький центральний отвір. Більша частина елемента перебуває усередині близько розташованої до нього труби або циліндра, і лише дистальний його кінець сполучений із центральним отвором резервуара. Такий пристрій, очевидно, є погано застосовним для видалення суспензії з дуже високою в'язкістю, оскільки суспензія не буде вільно витікати з вузького центрального отвору, виконаного в нижній стінці резервуара. Відповідно, доцільно було б забезпечити устаткування, яке могло б генерувати, на постійній основі, високов'язку суспензію з високою концентрацією твердих речовин при мінімальному внутрішньому розведенні через утворення кращого шляху в шарі густої суспензії та без значних коливань в'язкості суспензії в процесі її видалення. Суть винаходу В прикладах здійснення даного винаходу загущену суспензію з високим вмістом твердих речовин, отриману із суспензії, яка подається в резервуар, що функціонує як гравітаційний концентратор, видаляють із резервуара з використанням процедури, у якій частина суспензії з високим вмістом твердих речовин фізично контактує з видаляючим елементом, який постійно або тимчасово перебуває у внутрішньому просторі резервуара (а саме - у тій частині резервуара, де спочатку утворюється загущена суспензія з високим вмістом твердих речовин), і транспортується цим елементом через випускний отвір, передбачений для суспензії з високим вмістом твердих речовин. При цьому можна повністю або частково уникнути використання гравітаційного дренування через випускний отвір і використання відсмоктувальних насосів, крильчаток і т.п. для видалення суспензії з високим вмістом твердих речовин з резервуара; також долається будь-яка тенденція суспензії з високим вмістом твердих речовин до затвердіння або утворення пробок у випускному отворі. Термін «фізично контактує» слід розуміти так, що одна або кілька частин видаляючого елемента контактує із частиною загущеної суспензії з високим вмістом твердих речовин у внутрішньому просторі резервуара таким чином, що ця частина суспензії під час роботи елемента (тобто обертання або поступального переміщення) переміщається в резервуарі в напрямку до випускного отвору, і через нього без прикладення надмірного зсувного зусилля до загущеної суспензії. Деякі приклади здійснення даного винаходу можуть забезпечити вдосконалення конструкції гравітаційного концентратора, що включає резервуар для суспензії, у якому, щонайменше, частина суспензії з високим вмістом твердих речовин акумулюється в нижній частині резервуара без значного внутрішнього розведення, і пристрій для видалення суспензії з високим вмістом твердих речовин з резервуара. Пристрій для видалення суспензії може включати подовжений, здатний обертатися елемент, що має форму відкритої гви 9 нтової лінії, який перебуває в безпосередньому та відкритому контакті із внутрішнім простором резервуара в тій частині резервуара, де накопичується суспензія з високим вмістом твердих речовин, щонайменше, на більшій частині його довжини, що перебуває в резервуарі. Пристрій для видалення суспензії також краще включає приводний механізм, який забезпечує обертовий рух і призначений для обертання елемента, що має форму відкритої гвинтової лінії, щонайменше - періодичного. Наступні приклади здійснення даного винаходу передбачають спосіб одержання, на безперервній основі, суспензії з дуже високим вмістом твердих речовин і видалення цієї суспензії з дуже високим вмістом твердих речовин з резервуара. Спосіб включає введення в резервуар, що містить суспензію з дуже високим вмістом твердих речовин, подовженого елемента, який має форму відкритої гвинтової лінії, що контактує із суспензією, щонайменше, на дуже великій ділянці його довжини, причому цей елемент у формі гвинтової лінії вводять усередину резервуара через його стінку поблизу від дна, і функціонування елемента у формі гвинтової лінії з видалення суспензії з резервуара. Винахід можна використовувати для мінеральних суспензій, зокрема - для червоного шламу, який утворюється при екстракції бокситу, і для суспензій будь-якого роду. Деякі форми здійснення даного винаходу можна також без особливих труднощів використовувати для суспензій або шламів з високим вмістом піску (тобто частинок, які перевищують характерні частинки суспензій, щонайменше, на порядок розміру). Під терміном «елемент, що має форму відкритої гвинтової лінії» ми розуміємо будь-який подовжений елемент, який має поздовжню вісь, краще є прямим, і складається з однієї або декількох деталей, що мають лопати, жолобки або складові частини, які утворюють спіральний прохід для руху суспензії та її переміщення від одного кінця елемента до іншого при обертанні елемента або забезпечують вгвинчування елемента в суспензію з мінімальним зсувом суспензії при обертанні елемента та його проникненні в об'єм суспензії. Звичайно, якщо елемент у формі гвинтової лінії має лопаті, то ці лопаті орієнтовані під кутом (наприклад - під прямим кутом) до напрямку руху і розташовані на однаковій відстані одна від одної (з однаковим кроком). Такий елемент називають «відкритим», якщо спіральний прохід, тобто простір між лопатями, жолобками або складовими частинами, відкритий до зовнішньої поверхні елемента (до внутрішнього простору резервуара), так що шлам або суспензія можуть проникати усередину цього проходу уздовж всієї відкритої довжини елемента. Елемент відкритий, не екранований, не обмежений і не блокований ніякою іншою деталлю, щонайменше - на більшій частині довжини елемента, і, щонайменше - з одного боку (у периферичній зоні). Це забезпечує вільний і необмежений доступ суспензії до спірального проходу, утвореного елементом, щонайменше, уздовж більшої частини його довжини (більше 50%), розташованої усередині резервуара, краще - уздовж 94592 10 всієї його довжини, розташованої усередині резервуара. Суспензія краще має доступ до елемента, який має форму відкритої гвинтової лінії, так що, в міру видалення суспензії з резервуара, до елемента опускається додаткова кількість суспензії, причому винятково під впливом ефектів сили ваги та присмоктування, що утворюється при видаленні суспензії. Цей доступ до елемента не повинен містити яких-небудь обмежень або звужень, що викликають закупорювання або блокування потоку суспензії при його переміщенні до елемента. Тому суспензія із внутрішнього простору резервуара не повинна проходити через вузькі отвори до досягнення нею елемента. Суспензія з високою в'язкістю буде нормально текти під дією сили ваги під час відсутності обмежуючих поверхонь або предметів, що перешкоджають спрямованому вниз потоку. Краще, у деяких формах здійснення винаходу, елемент, що має форму відкритої гвинтової лінії, входить в резервуар (який звичайно є циліндричним) горизонтально по радіусу резервуара через отвір у бічній стінці резервуара, але це не обов'язково. Наприклад, елемент може бути зміщений відносно центрального діаметра резервуара, але розташований паралельно йому. Отвір, через який елемент входить в резервуар, може бути зроблений в бічній стінці або в похилій частині нижньої стінки резервуара, і краще він звичайно має горизонтальну орієнтацію. Тому резервуар не обов'язково має центральний вертикально орієнтований отвір або злив, що звичайно було в концентраторах такого роду. По суті, елемент, що має форму відкритої гвинтової лінії, входить у внутрішній простір резервуара на рівні шару суспензії з високим вмістом твердих речовин і механічно витягає суспензію з резервуара; при цьому суспензії не потрібно проходити через отвір обмеженого розміру для видалення суспензії або через вхідний канал стандартного насоса. Короткий опис графічних матеріалів Фіг. 1 є графіком залежності границі плинності конкретної суспензії від вмісту твердих речовин у суспензії, що ілюструє різні види суспензії, які можуть бути отримані; Фіг. 2А, Фіг. 2В і Фіг. 2С є фотографіями суспензій, видалених з пристрою для осадження; ці суспензії мають різні значення границі плинності та різний вміст твердих речовин; Фіг. 3 зображує спрощений поперечний переріз резервуара для обробки суспензії, обладнаного пристроєм для видалення суспензії відповідно до однієї з форм здійснення даного винаходу; Фіг. 4 є видом у перспективі внутрішнього простору резервуара, який є подібним до резервуара, зображеного на Фіг. 3, але має елемент у формі гвинтової лінії для видалення суспензії, що проходить через нижню стінку корпуса резервуара; Фіг. 5 зображує спрощений поперечний переріз резервуара для обробки суспензії та пристрою для видалення суспензії відповідно до іншої форми здійснення даного винаходу; і Фіг. 6 зображує вид, що є подібним до Фіг. 5, але демонструє іншу стадію роботи установки. 11 Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу Для полегшення розуміння суті даного винаходу доцільно спочатку описати типи суспензій, для яких може бути використаний даний винахід. Для опису реологічних властивостей суспензій часто використовують графік, подібний із графіком, зображеним на Фіг. 1. Це графік залежності границі плинності від процентного вмісту твердих речовин у певній суспензії (у цьому випадку це «червоний шлам», отриманий в ході екстракції оксиду алюмінію з певної бокситової руди). Інші червоні шлами або інші мінеральні суспензії будуть мати інші значення границі плинності при різних вмістах твердих речовин, але більшість із них будуть мати криві подібної форми. Як можна побачити з графіка, границя плинності суспензії має дуже низьке значення тільки при вмісті твердих речовин менше 40%. У суспензій з більш високим вмістом твердих речовин границя плинності спочатку поступово збільшується (крива 1 на кресленні - нахил приблизно дорівнює 1 чи менше). Суспензії такого роду називають «розведеними суспензіями», і прикладом таких суспензій є шлам, отриманий зі звичайного широкого та плоскодонного концентратора. Зображення таких суспензій наведено на Фіг. 2А, і можна бачити, що, якщо залишити таку суспензію без підтримки на плоскій поверхні, суспензія негайно розтікається в калюжу. Для суспензій такого роду осідання конуса або коефіцієнт осідання мають значення порядку 0,1 чи менше. У цьому зв'язку слід зазначити, що в'язкості суспензій і шламів часто оцінюють шляхом проведення випробування на осідання конуса, у якому шлам завантажують в стандартний циліндр, що має відкрите дно та верхню частину, розташовану на опорній поверхні. Потім циліндр піднімають угору, і через певний час вимірюють висоту та ширину плями, що залишилася. Без підтримки суспензія буде в більшому чи меншому ступені осідати. Більш густа або більш в'язка суспензія буде осідати менше, ніж менш в'язка суспензія, і тому в неї будуть більше «висота плями» або «коефіцієнт осідання» (відношення висоти конуса та ширини його основи). Якщо знову звернутися до Фіг. 1, то у суспензій з вмістом твердих речовин, приблизно рівним 45-52%, крива піднімається швидше (крива 2 на кресленні - нахил варіюється від приблизно 10 до 20). Це відповідає суспензіям, які називають «пастоподібними суспензіями», і зображення такої суспензії наведено на Фіг. 2В. Таку суспензію одержують із глибоких концентраторів, наприклад таких, як описаний у патенті США 4830507. Коефіцієнт осідання находиться приблизно в діапазоні від 0,2 до 0,5, і можна бачити, що у основи конуса відбувається помітне розтікання. Нахил кривої на Фіг. 1 починає різко збільшуватися, починаючи з вмісту твердих речовин, приблизно рівного 52% (крива 3 на кресленні - нахил фактично більше 20). Ця область відповідає суспензіям, які називають «твердими пастами». Зображення такої суспензії наведено на Фіг. 2С; ця суспензія є твердою пастою, видаленою з концентратора згідно з даним винаходом. Коефіцієнт осі 94592 12 дання цього зразка приблизно дорівнює 1,25 (будь-який коефіцієнт, що перевищує приблизно 0,5, вважається таким, що вказує на тверду пасту). Розведені суспензії не вимагають спеціальних засобів для їх видалення та легко транспортуються з концентраторів або інших резервуарів. Для такого транспортування досить звичайного відцентрового насоса. Для пастоподібних суспензій може знадобитися використання спеціалізованого устаткування та спеціальних способів, наприклад - таких, як описані в патенті США 6340033. З іншого боку, тверді пасти неможливо видалити з концентратора за допомогою всмоктувального насоса, і вони не витікають з випускного отвору під дією сили ваги. Даний винахід призначений для використання як з пастоподібними суспензіями, так і із твердими пастами, але краще - для використання з останніми. Фіг. 3 із прикладених креслень зображує, у спрощеній формі, установку 10, використовувану для обробки суспензії червоного шламу, який одержують під час здійснення процесу Байера, наприклад - для промивання та загущення червоного шламу шляхом гравітаційного осадження. Установка 10 включає резервуарконцентратор 12 у формі відкритого зверху бака, що має бічну стінку 14 і плоску нижню стінку 16. Бічна стінка 14 має звужувану ділянку 18 на нижньому кінці 20 резервуара. Установка включає розподільну камеру 22, через яку суспензію завантажують в резервуар з мінімальним збурюванням об'єму рідини 24, що вже знаходиться в резервуарі. Розподільна камера оточує центральний вертикальний вал 26 гребінчастого пристрою 28 (мішалки), що обертається навколо своєї центральної вертикальної осі в напрямку стрілки А, зображеної на кресленні. Гребінчастий пристрій 28 включає спрямовані угору похилі кронштейни 30 V-подібної форми та вертикальні елементи мішалки 32, підтримувані горизонтальним кронштейном 34. По мірі осідання твердих частинок суспензії під дією сили ваги в напрямку до дна резервуара вода видавлюється з просторів між твердими частинками за допомогою гребінчастого пристрою 28, і шлам набуває більшого вмісту твердих речовин і більшої в'язкості, коли він досягає дна резервуара. Вода, що видавлюється з просторів між твердими частинками, утворює прояснену рідину 33, що виходить з резервуара через верхній випускний канал 35. В області перемішування 36 в'язкість шламу знижується через здатність цього типу шламу до розрідження при зсуві, але під краями гребінчастого пристрою 28 звичайно утворюється та збільшується область 38 або шар загущеного та неперемішуваного шламу з високим вмістом твердих речовин і високою в'язкістю (що показано пунктирною лінією). В'язкість загущеного шламу може бути екстремально високою, наприклад, він може мати початкову границю плинності, рівну 30 Па та вище, більш імовірно - рівну 50 Па та вище, звичайно - рівну 500 Па та вище, у нормі - рівну 1000 Па та вище, або навіть рівну 3000 Па та вище. Слід зазначити, що термін «початкова границя плинності» у контексті даного винаходу означає мінімальну силу, що приходиться на одиницю 13 площі, яка необхідна для того, щоб викликати рух або зсув даної суспензії зі стану спокою. Це кількісна характеристика, яка використовується в промисловості як показник в'язкості шламу, але вона не є справжньою мірою самої в'язкості. В'язкість псевдопластичного матеріалу змінюється залежно від прикладеного зсувного зусилля, створеного при перемішуванні або турбулентності. Загущений червоний шлам, одержаний у зображеній на кресленні установці, може мати вміст твердих речовин, що перевищує 56 масовихвідсотків, а звичайно - перевищує 57 масових відсотків, наприклад - 57,9 масових відсотків твердих речовин і більше. Червоний шлам з такою консистенцією неможливо видалити з резервуара за допомогою сили ваги, наприклад - шляхом створення звичайного випускного отвору в центральній точці дна резервуара та надання шламу можливості витікати через нього. Також важко або неможливо видалити шлам такої консистенції за допомогою всмоктувального насоса або крильчатки, навіть якщо звернутися до винаходу, описаного в патенті США № 6340033, зазначеному вище. Шлам такої консистенції є твердою пастою такого типу, що описаний вище. У зображеній на кресленні установці шлам з високим вмістом твердих речовин і високою в'язкістю, що перебуває в неперемішуваній області 38, видаляється за допомогою подовженого, здатного обертатися елемента 40, що має форму відкритої спіралі, який проникає в резервуар ззовні через отвір 50 у звужуваній області 18 бічної стінки 14 в нижньому кінці 20 резервуара. Елемент 40 краще проникає в бак на відстань х, так що вільний (дистальний) кінець 42 елемента 40 розташовується безпосередньо під валом 26, розташованим у центрі резервуара 12. Високов'язка суспензія проникає між спіральними лопатями 48 елемента 40 і видаляється з резервуара 12 через отвір 50 (який, відповідно, функціонує як випускний отвір для суспензії) за рахунок обертання елемента 40 навколо його поздовжньої осі 44 в напрямку стрілки В, як показано на Фіг. 3. Елемент, відповідно, фізично захоплює порції високов'язкої суспензії у внутрішньому просторі резервуара та видаляє їх з резервуара через випускний отвір 50 обмеженого розміру. Зображений на кресленні елемент 40 має форму архімедова гвинта, тобто, цільного поздовжнього вала, що несе одну або кілька охоплюючих його спіральних лопатей, але він може бути спіральним елементом іншої форми, наприклад, елементом, у якого відсутній центральний вал (чого можна домогтися шляхом скручування плоскої стрічки або стрижня, що має поперечний переріз типу пропелера) навколо його поздовжньої осі. Необхідно відзначити, що зовнішня поверхня елемента 40 перебуває усередині резервуара, і вона повністю відкрита та находиться в безпосередньому контакті з внутрішнім простором 46 резервуара 12 на рівні області 38, так що витки його спіралі або лопаті 48 відкриті та находяться у контакті з високов'язким шламом по всій довжині х, на яку елемент заходить усередину резервуара. Елемент 40 практично повністю занурений в 94592 14 шлам, краще, він не має контакту зі шламом меншої в'язкості в перемішуваній області 36. Простори між лопатями є вільними (тобто вони не закриті, не екрановані та не перекриті іншими деталями установки), і тому вони відкриті у внутрішній простір резервуара і можуть безпосередньо заповнюватися суспензією у всіх точках, де є контакт із суспензією. Було виявлено, що при розміщенні такого пристрою усередині шару матеріалу суспензії з високою в'язкістю та щільністю (зокрема - пастоподібної суспензії або твердої пасти) суспензія, що оточує елемент 40, обмежує суспензію, яка находиться між лопатями 48, що приводить до того, що суспензія залишається в контакті з елементом, і викликає поздовжнє переміщення матеріалу. Це забезпечує проходження матеріалу через отвір 50 у бічній стінці резервуара при обертанні елемента, і краще матеріал надходить в зовнішню камеру або трубу (не зображено на Фіг. 3), з якої його можна видалити з установки. У міру видалення суспензії додаткова кількість суспензії нагнітається в простір між лопатями 48 елемента 40 під дією ваги та тиску навколишньої суспензії. Фактично суспензія, замкнута між лопатями, примушується до аксіального руху обертовим елементом 40, при цьому додаткова кількість суспензії проникає в простір між лопатями, заміщаючи суспензію, що видаляється з резервуара. Незважаючи на те, що до матеріалу суспензії може бути прикладене деяке локальне зсувне зусилля, коли на нього впливає елемент 40 (наприклад, у тонкому шарі, де суспензія контактує з матеріалом лопатей), це не приводить до значного або неприйнятного зниження загальної в'язкості матеріалу суспензії на виході з резервуара. Не бажаючи бути зв'язаними теорією, проте, можна сказати, що деяке розрідження при зсуві може бути корисним, оскільки воно діє як змащення між суспензією та лопатями (що сприяє поздовжньому переміщенню суспензії, укладеної в просторі між лопатями, а не обертанню її разом з елементом). Однак бажано обертати елемент 40 досить повільно, щоб уникнути значного розрідження суспензії при зсуві та небажаної компресії або додаткового зневоднювання суспензії. Фактична частота обертання, що є бажаною в кожному конкретному випадку, залежить від розміру та кроку лопатей 48, а також від природи суспензії. Звичайно бажано, щоб елемент 40 обертався зі швидкістю не більше 130 об./хв. Швидкість потоку суспензії звичайно лінійно збільшується зі збільшенням частоти обертання елемента 40, за умови, що випускна труба, приєднана до отвору 50, має практично такий же діаметр, що й елемент 40. Хоча елемент 40, зображений на Фіг. 3, має постійний діаметр по всій своїй довжині, елемент може (при бажанні) мати конічну форму зі зменшенням діаметра в напрямку до вільного кінця 42 для забезпечення однакової швидкості екстракції по всій довжині елемента. Слід також зазначити, що по периметру резервуара 12 можна передбачити більше однієї точки екстракції, причому кожна з них буде обладнана своїм власним спіральним елементом 40, для під 15 вищення швидкості видалення суспензії та мінімізації зон, у яких може накопичуватися неактивна суспензія. Такі точки екстракції можуть бути розташовані під кутом 90° одна до одної або під іншими кутами, які краще відповідають конструкції гребінчастого пристрою 28, що проштовхує матеріал до точок екстракції. Крім того, елемент (або кілька елементів) можуть бути розташованими не радіально, якщо це бажано. Таким чином, в проілюстрованій формі здійснення винаходу використаний елемент у формі спіралі, який повністю відкритий по відношенню до внутрішнього простору бака (тобто не обмежений), щонайменше - на значній частині його довжини (наприклад, щонайменше, на 20% або, щонайменше, на 25% його довжини). Краще, елемент повністю відкритий у внутрішній простір бака, щонайменше, на більшій частині (50% і більше) відстані х між вільним кінцем 42 елемента 40 та стінкою резервуара 18, і ще краще (у порядку збільшення переваги) - на 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95%, і найбільш бажано - на 100% відстані х. Таким чином, в ідеалі, елемент у формі спіралі повністю відкритий у внутрішній простір резервуара уздовж всієї його довжини. Як вже відзначалося, у формі здійснення, зображеній на Фігурі 3, елемент у формі спіралі 40 відкритий у внутрішній простір резервуара (а отже - відкритий для матеріалу суспензії з високою в'язкістю) з усіх боків елемента (тобто всі 360 градусів окружності елемента у формі спіралі повністю відкриті та розташовані усередині внутрішнього простору резервуара). Однак, як стане ясно з інших форм здійснення винаходу, описаних нижче, необхідним є відкриття у внутрішній простір резервуара хоча б тільки однієї сторони (наприклад, поздовжньої смуги, краще - розташованої з верхнього боку) окружності елемента у формі спіралі, щоб установка була ефективною, наприклад - шляхом розміщення елемента усередині відкритого зверху проходу прямокутної форми, проробленого в нижній стінці резервуара. Однак латеральна ширина проходу (відкритої верхньої частини) краще повинна бути досить широкою для того, щоб високов'язка суспензія могла проникати в цей прохід без значного обмеження або стримування та витягатися елементом у формі спіралі. Така конструкція більш докладно зображена на Фігурі 4. Фігура 4 зображує внутрішній простір резервуара 12, що має бічну стінку 14 і нижню стінку 16, подібно до зображеного на Фіг. 3, за винятком того, що у формі здійснення винаходу, зображеній на Фіг. 4, бічна стінка 14 не скошена усередину відносно нижньої стінки 16, яка є плоскою та горизонтальною. Як і у попередній формі здійснення винаходу, резервуар постачений гребінчастим пристроєм 28, що складається з вертикального вала 26 і кронштейнів мішалки 34 (які в цій формі здійснення винаходу розташовані горизонтально). Нижня стінка 16 має діаметрально розташований прохід 52, розташований між протилежними сторонами бічної стінки резервуара. Прохід 52 має відкриту верхню сторону та включає елемент у формі відкритої спіралі 40, який тягнеться по всій довжині проходу 52. У цій формі здійснення вина 94592 16 ходу елемент у формі спіралі складається із двох коаксіальних, взаємно телескопічних, у формі штопора, спіральних деталей 53 та 54 різного діаметра, які мають однакову довжину. Обидві ці деталі мають форму відкритої спіралі з відкритою аксіальною центральною частиною (типу штопора). Деталь меншого діаметра 53 проходить через центральний простір деталі більшого діаметра 54 і йде уздовж нього, як показано на кресленні. Опора 56 з'єднана з поворотним пристроєм (не показаний на кресленні), розташованим поза резервуаром, який здатний обертати дві деталі 53 та 54 з однаковою частотою або з різними частотами обертання в тому самому напрямку або в різних напрямках. Було виявлено, що така конструкція і таке розташування особливо ефективно видаляють високов'язку суспензію з резервуара, оскільки деталь більшого діаметра 54 діє як розподільний/гомогенізуючий пристрій, що може створювати розрідження при зсуві прийнятного рівня та діяти як переривач дуг. Ця деталь переміщає суспензію до свого центра та уздовж своєї довжини. Деталь меншого діаметра 53 здійснює видалення суспензії, так що деталь більшого діаметра подає суспензію до деталі меншого діаметра. Комбінований елемент 40 особливо ефективний у тому випадку, коли деталі 53 та 54 обертаються з різними швидкостями в одному напрямку. В ідеалі існує фіксоване відношення швидкостей обертання двох деталей, так що, якщо одна деталь прискорюється для підвищення швидкості екстракції суспензії, інша деталь також настільки ж прискорюється. Якщо деталі 53 та 54 обертаються з різними швидкостями, то існує мала ймовірність заповнення шнеків суспензією та обертання їх як цілого, замість поздовжнього переміщення суспензії. Звичайно деталь меншого діаметра обертається зі швидкістю до приблизно 130 об./хв., а деталь більшого діаметра обертається зі швидкістю до приблизно 8 об./хв. Деталі 53 та 54 обертаються в такому напрямку, що суспензія переміщається вліво, де розташований випускний отвір для суспензії, як показано на Фіг. 4. Таким чином, ці деталі викликають переміщення суспензії через випускний отвір і, відповідно, видалення її з резервуара. В альтернативній формі здійснення винаходу опору 56 можна розмістити за межами резервуара, так що суспензія може переміщатися вправо по каналу 52. Це дає перевагу, яка полягає в тому, що виключається вплив повного тиску суспензії, яка находиться в баці, на прокладки і т.п. в опорі 56. Як зазначено вище, прямокутна верхня частина 51 проходу 52 є досить широкою та досить довгою для того, щоб високов'язка суспензія опускалася в прохід під дією сили ваги та тиску навколишньої суспензії. Тому відсутні звуження проходу або обмеження випускного отвору, які могли б викликати закупорювання або утворення пробок на вході в прохід 51, і, фактично, прохід утворює частина внутрішнього простору резервуара, оскільки шар суспензії з високою в'язкістю утворюється прямо в проході. Як можна бачити, в даній формі здійснення винаходу вхід 51 у прохід ширше, ніж ширина деталі більшого діаметра 54. 17 На практиці було виявлено, що ширина проходу 52 і ширина входу 51 повинні бути, щонайменше, рівними діаметру найбільшої частини елемента у формі спіралі, а краще - бути, щонайменше, у півтора разу більше цього діаметра. Загальна площа входу 51 у прохід повинна бути, щонайменше, рівною добутку (1,5 зовнішнього діаметра елемента у формі спіралі) на (50% радіуса резервуара поблизу його дна). В ідеалі, прохід 52 має вертикальні бічні стінки або стінки, які мають крутий уклон (або усередину, або назовні відносно дна резервуара), для запобігання утворення пробок із суспензії, що опускається в прохід. Крім того, глибина проходу краще повинна бути рівною діаметру елемента 40 або ненабагато перевищувати його для запобігання утворення зони неактивної суспензії під елементом 40. При розміщенні елемента у формі спіралі 40 в проході 52, сформованому в нижній стінці 16 резервуара, кронштейни мішалки 34 можна розмістити ближче до нижньої стінки 16, ніж у формі здійснення винаходу, зображеній на Фіг. 3, мінімізуючи в такий спосіб накопичення неактивного шламу над нижньою стінкою 16 резервуара та забезпечуючи його спрямовування до проходу 52. В описаних вище формах здійснення даного винаходу високов'язку суспензію видаляють із резервуара за рахунок обертання елемента у формі спіралі 40, який захоплює суспензію із внутрішнього простору резервуара в простір між лопатями елемента в той час, коли елемент приводять в обертання на місці на безперервній основі. В альтернативній формі здійснення даного винаходу суспензію видаляють, спочатку вводячи обертовий елемент у формі спіралі в резервуар (так що він «угвинчується» у високов'язку суспензію, не викликаючи помітного зсуву), а потім фізично витягаючи спіральний елемент, заповнений суспензією, з резервуара, не допускаючи його обертання, так що з резервуара en masse (цілком) видаляється пробка або циліндр, що складаються з високов'язкої суспензії, яка находиться між лопатями елемента у формі спіралі. Це більш докладно проілюстровано на Фігурах 5 та 6. На Фігурі 5 резервуар 12 є подібним до резервуара, зображеного на Фігурі 4, оскільки він має наскрізний прохід 52, розташований під нижньою стінкою 16 резервуара та сполучений з нею через вхідний отвір 51. Наскрізний прохід 52 включає елемент у формі спіралі 40, що проходить через всю ширину дна резервуара при повному введенні в резервуар. Елемент у формі спіралі 40 прикріплений до обертового стрижня 60, розміщеного усередині камери 62 для суспензії, що видаляється. Обертовий стрижень 60 на протилежному кінці проходить через торцеву стінку 64 камери для суспензії, що видаляється, для періодичного обертання обертового стрижня 60 навколо його поздовжньої осі, що, у свою чергу, періодично обертає елемент у формі спіралі 40 навколо його поздовжньої осі. Мотор 66 установлений на напрямній 68 і може робити зворотно-поступальні рухи по напрямній за допомогою пневматичного чи гідравлічного 94592 18 циліндра або за допомогою механічного чи електричного приводу (не зображені на кресленні). Коли елемент у формі спіралі 40 находиться в положенні, зображеному на Фігурі 5 (вже «угвинчений» в шлам), обертання елемента у формі спіралі припиняється, і спрацьовує циліндр 70, що висуває мотор 66 назад по напрямній 68, так що стрижень 60 та елемент у формі спіралі 40 переміщаються вправо, як показано на кресленні. На Фігурі 6 зображена та ж установка з елементом у формі спіралі 40, зміщеним у крайнє праве положення, в якому він повністю перебуває усередині камери 62. Після того як елемент приходить в це положення, починається обертання стрижня 60 та елемента у формі спіралі 40, і циліндр 70 переміщає мотор 66 уперед зі швидкістю, достатньою для того, щоб елемент у формі спіралі 40 «угвинчувався» в суспензію з високою в'язкістю, що перебуває усередині проходу 52. В ідеалі, швидкість обертання елемента 40 і швидкість його поступального руху при проникненні підбирають так, щоб мінімізувати збурювання суспензії в резервуарі та зусилля зсуву, що прикладається до неї. Елемент у формі спіралі 40 на вільному кінці має відкрите вістря, що забезпечує можливість проникнення елемента у високов'язку суспензію, що міститься в резервуарі, на зразок свердла або штопора. Суспензія, що вже перебуває в просторі між лопатями елемента після попереднього робочого циклу, залишається в камері 62, тоді як елемент «угвинчується» у свіжу суспензію, що перебуває в основній частині резервуара. Після досягнення положення, показаного на Фігурі 5, обертання припиняється, як описано вище, і цикл повторюється. Рух елемента у формі спіралі вправо, як показано на Фігурі 5, приводить до переміщення пробки або циліндра, які складаються із суспензії та пов'язані з елементом у формі спіралі 40, в камеру 62, а матеріал суспензії, що вже перебуває в камері після попереднього робочого циклу, виштовхується з камери через випускний канал 72 в напрямку стрілки С. В ідеалі, між елементом 40 і сусідніми стінками камери 62 повинно бути дуже мало вільного простору, щоб елемент діяв як поршень, що переміщає суспензію з камери. Слід вказати, що пристрій, зображений на Фігурах 5 та 6, передбачає витягування нерухомого спірального елемента 40 з резервуара після його заглиблення під час обертання. Однак в даному винаході може бути використане і проштовхування. Це значить, що елемент 40 може приводитися в рух з боку, який є лівим на Фіг. 5 та 6, і проштовхуватися в камеру 62 доти, поки він не займе крайнє праве положення. У цьому випадку елемент обертається, коли його витягають із камери в резервуар. Для форми здійснення даного винаходу, зображеної на Фігурах 5 та 6, було виявлено, що енергія, необхідна для проникнення елемента у формі спіралі 40 в прохід 52, заповнений високов'язкою суспензією, є відносно малою через гвинтоподібний рух елемента, що викликає малий зсув суспензії. Це забезпечує перевагу, що складається у виникненні мінімального порушення внутрішньої структури суспензії. Потім, при витягуванні елеме 19 нта у формі спіралі з резервуара без обертання, але за рахунок сили, що розвивається циліндром 70, суспензія зберігає свою непорушену внутрішню сітчасту структуру, а значить - і своє вихідне значення в'язкості. При багаторазовому повторенні цього циклу високов'язка суспензія виштовхується в трубу 72, і її можна перемістити в інший резервуар, у транспортний засіб або безпосередньо на смітник. В нормальних умовах установка може робити до 30 повних робочих ходів за хвилину, але це значення, звичайно ж, можна змінювати відповідно до розміру та типу устаткування, типу суспензії і т.п. Передбачається, що елемент у формі відкритої спіралі 40 згідно з даним винаходом, зокрема елемент відповідно до форм здійснення, зображених на Фігурах 5 та 6, повинен бути гвинтоподібним пристроєм, що може «угвинчуватися» в шар матеріалу, викликаючи мінімальне руйнування матеріалу. Існує кілька конструкцій елемента у формі спіралі, які можуть забезпечувати це, включаючи навіть багатокомпонентні елементи, як показано, наприклад, на Фігурі 4. Установка згідно з даним винаходом може переміщати високов'язку суспензію на відстань від резервуара, рівну 100 метрам і більше, зокрема - у формах здійснення винаходу, зображених на Фігурах 5 та 6. Як уже вказувалося, установка на Фіг. 5 та 6 зображена в спрощеному виді; у реальності вона може бути набагато складнішою, що має бути очевидним фахівцям в даній області техніки. Наприклад, може бути бажаним уникнути використання корпуса мотора 66 для передачі зусилля від циліндра 70 до стрижня 60. Замість цього, циліндр 70 можна з'єднати безпосередньо зі стрижнем 60 і використовувати зубчасту передачу для того, щоб мотор обертав стрижень. У всіх описаних вище формах здійснення винаходу елемент у формі спіралі рухається горизонтально. Це типово, але не обов'язково. Наприклад, у формі здійснення винаходу, зображеній на Фігурі 3, елемент у формі спіралі 40 може бути розташований таким чином, щоб він входив в резервуар 12 паралельно скошеній частині бічної стінки 14, особливо в тому випадку, якщо він залишається зануреним у шлам з високим вмістом твердих речовин. Також можливе, але зараз не є кращим, таке розташування елемента у формі спіралі, щоб він входив в резервуар вертикально знизу через отвір у нижній стінці, за умови, що елемент не буде пронизувати весь шар високов'язкої суспензії. Установка згідно з даним винаходом звичайно, але не обов'язково, використовується з резервуарами, діаметр яких дорівнює 8 метрам і більше (в ідеалі - 12 метрам і більше), і максимальна відстань, на яку елемент у формі спіралі входить в резервуар, звичайно становить не менше приблизно однієї третини діаметра резервуара, краще, 94592 20 вона дорівнює половині діаметра резервуара або навіть всьому діаметру резервуара (як показано на Фіг. 3). Хоча звичайно буває бажано, щоб під час роботи установки якнайменше змінювалася в'язкість суспензії, що видаляється з резервуара, крок елемента у формі спіралі (тобто число лопатей на одиницю довжини) і швидкість його обертання альтернативно можуть бути вибрані такими, щоб в'язкість і швидкість доставки суспензії, що виходить із установки, змінювалися. Мотор, використовуваний для обертання елемента у формі спіралі, зокрема - у формі за винаходом, зображеній на Фігурах 3 та 4, може бути мотором зі змінною швидкістю обертання, так що швидкість обертання може бути задана оператором або комп'ютером на робочому місці так, щоб на виході була одержана суспензія з бажаною в'язкістю. Даний винахід можна використовувати для суспензій, що мають значення початкової границі плинності не менше 30 Па (краще - не менше 50 Па) і до декількох тисяч Па. Хоча суспензії, для яких використовується даний винахід, звичайно бувають такими, що розріджуються при зсуві, це не обов'язково. Наприклад, шлами з високим вмістом піску можуть не мати властивості розрідження при зсуві, але їх також можна використовувати відповідно до даного винаходу. Можна також використовувати суспензії або пасти з багатьох промислових процесів, у яких вихідний матеріал подрібнюють до частинок малого розміру перед екстракцією або виділенням бажаного матеріалу, наприклад - хвости, що утворюються в процесі екстракції золота, міді, цинку та свинцю. Даний винахід буде описано більш докладно з посиланням на наведені нижче Приклади, які не слід розглядати як такі, що обмежують об'єм винаходу. Опис прикладів здійснення винаходу Порівняльний приклад 1 Було проведене випробування в глибокому концентраторі (12 метрів у діаметрі) такого типу, що описаний у патенті США 4830507, модифікованому шляхом включення елемента у формі спіралі для видалення суспензії, зображеного на Фіг. 5 та 6 із прикладених до даного опису графічних матеріалів. Концентратор був також обладнаний стандартним відцентровим насосом із системою рециркуляції нижнього зливу, як описано в патенті США 6340033. В концентратор завантажували суспензію, що утворюється після обробки бокситу (червоний шлам), з об'ємною швидкістю, рівною 500-550 3 м /годину. Вміст твердих речовин у суспензії становив 100-150 г/л (у перерахунку на суху речовину) при загальній швидкості подачі, рівній 55-60 т/год. Суспензію видаляли з резервуара за допомогою відцентрового насоса з рециркуляцією. Результати підсумовані в рядку 1 Таблиці 1, наведеної нижче. 21 94592 22 Таблиця 1 Характеристики шламу з нижнього зливу промислового концентратора № рядка Місце одержання зразка 1 Вихід відцентрового насоса (з рециркуляцією) 2 Вихід черв'ячного пристрою 3 Вихід черв'ячного пристрою 4 Вихід черв'ячного пристрою Вихід черв'ячного пристрою 5 Концентрація твердих Початкова границя Коментарі речовин (%) плинності (Па) 49,8 65 Густий шлам, що вимагає рециркуляції для видалення 50,0 270 Густий шлам, що вимагає рециркуляції для видалення 51,1 475 Густий шлам, що вимагає рециркуляції для видалення 56,1 2900 Шлам, занадто густий для рециркуляції 56,6 4300 Шлам, занадто густий для рециркуляції Приклад 1 Випробування було проведено в експериментальному глибокому концентраторі (0,6 метра у діаметрі при 1,5 м висоти), модифікованому за допомогою включення елемента у формі спіралі для видалення суспензії, як показано на Фіг. 4. В концентратор за допомогою насоса завантажували суспензію, що утворюється після обробки бокситу (червоний шлам), з об'ємною швидкістю, рівною 1 л/хв. Вміст твердих речовин у суспензії становив 100 г/л (у перерахунку на суху речовину) при загальній швидкості подачі, рівній 6 кг/год. Суспензію видаляли з резервуара за допомогою елемента у формі спіралі для видалення суспензії. Концентрація твердих речовин у нижньому потоці була постійною та рівною 52,2% при осіданні конуса, рівному 0,5. Приклад 2 Була повторена процедура з Порівняльного прикладу, за винятком того, що суспензію видаляли за допомогою елемента у формі спіралі. Результати підсумовані в рядку 2 Таблиці 1. Можна бачити, що в суспензії зберігалася та ж концентрація твердих речовин, але границя плинності була набагато вищою (270 Па). Процедура була повторена ще раз із використанням суспензії з більшим вмістом твердих речовин (51,1%), і обмірювана границя плинності була значно вищою (475 Па). Результати підсумовані в рядку 3 Таблиці 1. Суспензії, одержані в обох випадках, є прикладами пастоподібних суспензій (границя плинності менше 500 Па), які можна видаляти і за допомогою рециркуляційного насоса. Різниця полягає в тому, що границя плинності шламу на виході з «гвинтового насоса» (тобто насоса згідно з даним винаходом) майже в чотири рази вище границі плинності «еквівалентного» шламу на виході зі стандартного відцентрового насоса. Приклад 3 Процедура з Порівняльного прикладу 1 була повторена з використанням суспензій із ще більш високим вмістом твердих речовин (56,1 та 56,6%), і були одержані суспензії з екстремально високою границею плинності (2900 та 4300 Па). Результати підсумовані в рядках 4 та 5 Таблиці 1. Ці суспензії є прикладами твердих паст, і їх неможливо витягти з концентратора іншими способами, крім елемента у формі спіралі. 23 94592 24 25 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 94592 Підписне 26 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601