BRPI0615214B1

BRPI0615214B1 - Aparelho para separar componentes de pastas fluidas por assentamento gravitacional e método de retirada de uma pasta fluida ou uma pasta sólida

Info

Publication number: BRPI0615214B1
Application number: BRPI0615214-7A
Authority: BR
Inventors: Peloquin Guy; Dufour Renald; N. Carruthers Andrew; Puxley Donald
Original assignee: Alcan International Limited
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2018-04-03
Also published as: RU2008108747A; HUE038362T2; CA2618873C; MY150101A; MX2008002136A; SI1917083T1; US7473376B2; CN101330956A; CN101330956B; WO2007022622A1; AU2006284387A1; EP1917083A4; BRPI0615214A2; RU2420339C2; CA2618873A1; AU2006284387B2; ZA200802593B; PE20070564A1; ES2658841T3; US20070045202A1

Abstract

aparelho para produção, retirada e transferência de uma pasta fluida altamente viscosa. a presente invenção refere-se a um método e aparelho para separar componentes de pasta fluida por assentamento gravitacional formando, por meio disso, uma pasta fluida engrossada e um líquido clarificado. o aparelho compreende um recipiente para decantar um volume de pasta fluida, um dispositivo de entrada de pasta fluida, uma passagem para o líquido clarificado, e um aparelho de remoção de pasta fluida para remoção da pasta fluida engrossada do recipiente no ou próximo a uma parede de fundo do mesmo. o aparelho de remoção da pasta fluida prende fisicamente uma parte da pasta fluida na parte interna do recipiente e transporta a mesma através de uma passagem do recipiente. o aparelho pode incluir um elemento alongado, giratório, em formato espiral aberto se estendendo uma distância para o recipiente a partir da parte externa próxima à parede de fundo do recipiente, o elemento em formato espiral aberto estado em comunicação direta e aberta com a parte interna do recipiente acima pelo menos de uma parte significante da distância, e um mecanismo de acionamento rotacional para girar o elemento em formato espiral aberto, pelo menos intermitentemente.

Description

(54) Título: APARELHO PARA SEPARAR COMPONENTES DE PASTAS FLUIDAS POR ASSENTAMENTO GRAVITACIONAL E MÉTODO DE RETIRADA DE UMA PASTA FLUIDA OU UMA PASTA SÓLIDA (73) Titular: ALCAN INTERNATIONAL LIMITED, Sociedade Canadense. Endereço: 1188 Sherbrooke Street West, Montreal, CANADÁ(CA), QUE H3A 3G2 (72) Inventor: GUY PELOQUIN; RENALD DUFOUR; ANDREW N. CARRUTHERS; DONALD PUXLEY

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 03/04/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 03/04/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO PARA SEPARAR COMPONENTES DE PASTAS FLUIDAS POR ASSENTAMENTO GRAVITACIONAL E MÉTODO DE RETIRADA DE UMA PASTA FLUIDA OU UMA PASTA SÓLIDA.

Campo da Técnica [001] A presente invenção refere-se a um aparelho capaz de produzir pastas fluidas altamente viscosas em processos industriais, bem como a retirada e transferência de tais pastas fluidas uma vez formadas. Especificamente, a invenção refere-se à engrossamento, retirada e transferência de pastas fluidas que são viscosas que não podem ser removidas de um recipiente simplesmente por drenagem ou mesmo por técnicas de bombeamento convencionais.

Antecedentes da Técnica [002] A presente invenção é descrita a seguir com referência específica ao tratamento de lama vermelha que é uma pasta fluida mineral aquosa produzida durante a extração de alumina de bauxita pelo processo Bayer. Contudo, tal descrição é apenas à guisa de ilustração e a presente invenção pode ser usada para engrossar, retirar e transferir pastas fluidas e lamas de vários tipos, especificamente, apesar de não exclusivamente, aquelas sendo dotadas de partículas de argila de determinado tamanho e produção de propriedades de pseudoplástico produzidas por qualquer processo industrial. Deve ser observado que, na descrição que se segue, o termo lama é usado significando o mesmo que pasta fluida.

[003] Durante a operação do processo Bayer, há vários estágios nos quais a lama vermelha é introduzida em um recipiente e tratada por uma variedade de procedimentos, como, por exemplo, clarificação, lavagem e engrossamento da lama. Durante tais procedimentos, a lama engrossa (isto é, a pasta fluida é separada em fração de conteúdos sólidos mais alta) em direção ao fundo do recipiente para formar uma

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2/27 camada engrossada abaixo da substância líquida clarificada, e a lama é normalmente deslocada ou ativada dentro da camada por meio de um ancinho giratório ou um conjunto de braços. Tal ativação pode também aumentar o engrossamento da lama na extremidade mais baixa do recipiente de maneira que, bem no fundo do recipiente, possa ser formada uma lama altamente viscosa que é extremamente difícil de remover do recipiente em uma base contínua ou intermitente. Em algumas partes do recipiente, a camada de lama grossa e altamente viscosa pode se tornar estagnada ou inativa, se tornando ainda mais viscosa e difícil de extrair.

[004] O tratamento da lama vermelha dessa maneira está ilustrado, por exemplo, na Patente U.S. 4.830.507, que foi expedida em 16 de maio de 1989, para Peter F. Bagatto, e está cedida para Alcan International Limited, e também a Patente U.S. 5.080.803, que foi expedida em 14 de janeiro de 1992 para Peter F. Bagatto e está cedida para o mesmo cessionário.

[005] Foi também observado que quando a camada altamente viscosa de lama se forma em direção à extremidade mais baixa do recipiente essa lama está sendo extraída da ou próximo à parte funda do recipiente usando uma bomba de sucção ou dispositivo similar, uma trajetória preferencial de lama de viscosidade mais baixa (ou lama diluída a partir de uma parte superior) tende a se formar dentro de uma camada altamente viscosa de lama, deixando lama de concentração sólidas mais alta não extraídas e estagnadas. O fenômeno é informalmente denominado rat-holing ou formação de baixa pressão e é indesejável.

[006] A conseqüência dessa situação é que, apesar de alguma gravidade de sedimento de recipientes poderem produzir lama altamente viscosa, a lama resultante de conteúdo altos sólidos diluídos parcialmente pela criação de uma trajetória preferencial de extração,

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3/27 de maneira que seja realmente mais extraída lama mais diluída. Esse fenômeno de diluição induz instabilidade com relação à concentração e viscosidade da lama sendo extraída do recipiente e, portanto, introduz sérias dificuldades de controle.

[007] O problema da remoção de pastas fluidas altamente viscosas desse tipo está especificamente direcionado na patente U.S. 6.340.033, que foi expedida em 22 de janeiro de 2202 para Ronald Paradis et al. e está cedida para Alcan International Limited. A solução para o problema descrito nessa patente envolve o uso de uma bomba ou impulsor para retirar a pasta fluida de um recipiente, submetendo a mesma a corte alto, e retornando a mesma para o recipiente em um ponto deslocado de algum modo do ponto de retirada da pasta fluida. O corte alto aplicado à pasta fluida reduz a viscosidade da pasta fluida (que é referida como decréscimo de corte) e, portanto, cria um suprimento de lama de viscosidade reduzida. A lama de viscosidade reduzida, ao reentrar no recipiente, cria um fluxo de lama dentro do recipiente que prende partículas ou pedaços de pasta fluida de viscosidade mais alta que são, por meio disso, removidos do recipiente, recirculadas e elas mesmas de viscosidade reduzida. Durante o processo de recirculação, parte da pasta fluida de viscosidade reduzida é removida e transferida para um local diferente, por meio do qual continuamente retirando lama do sistema.

[008] Ao mesmo tempo em que essa é uma solução eficaz para o problema da remoção de pasta fluida de viscosidade alta de um recipiente, a mesma tem a desvantagem de que as pasta fluida assim removida é necessariamente de viscosidade de algum modo reduzida e deve ser permitida a sedimentar e permanecer se for requerido um material de viscosidade mais alta. Em muitos exemplos, é desejável pasta fluida de viscosidade mais alta porque é dotada de muitas das propriedades de um sólido. Portanto, é pelo menos parcialmente autoPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 13/47

4/27 tolerável quando esvaziada em um lugar de abastecimento de terra e, portanto, pode ser empilhada em uma altura mais alta do que a pasta fluida de baixa viscosidade que tende a fluir e dissipar quando esvaziada. A pasta fluida de viscosidade alta pode também ser transportada em uma correia transportadora aberta, um caminhão aberto, ou similar, e sempre há a opção de submeter a mesma a corte alto por meio de uma bomba ou impulsor, quando desejado, de maneira que seja bombeada através de tubos para outro local. Além disso, a Patente U.S. 6.340.033 não direciona inteiramente o problema rat-holing anteriormente comentado quando a lama se torna muito grossa.

[009] O Pedido de Patente Europeu EP 0 019 538 A1 expedido no nome de Alsthom-Atlantic SA, usa um elemento em forma espiral para auxiliar a remoção de pasta fluida de um tanque. O elemento em forma espiral está posicionado abaixo do tanque e age para remover a pasta fluida existente no interior do tanque através de uma abertura central estreita. O elemento está grandemente confinado hermeticamente dentro de um tubo circundante ou cilindro e apenas sua extremidade distai está alinhada com a abertura central do tanque. Tal disposição é provavelmente de pouca utilidade para a remoção de pasta fluida de viscosidade alta porque tal pasta fluida não iria fluir facilmente através de uma abertura central estreita proporcionada na parede de fundo do tanque.

[0010] Portanto, é uma vantagem proporcionar equipamento que possa gerar, com base consistente, uma lama altamente viscosa sendo dotada de concentração de sólidos alta, minimizando qualquer diluição interna devido à trajetória preferencial dentro da camada de lama grossa, e sem variar substancialmente a viscosidade da pasta fluida durante o processo de remoção.

Descrição da Invenção [0011] Em modalidades exemplificativas da presente invenção, a

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5/27 pasta fluida engrossada de conteúdo sólidos alto produzida a partir da pasta fluida introduzida em um recipiente agindo como assentador de gravidade é removida do recipiente por um procedimento no qual uma parte da pasta fluida de conteúdo sólidos alto é fisicamente ajustada por um elemento de remoção localizado permanente ou temporariamente na parte interna do recipiente (isto é, a parte do recipiente onde a pasta fluida engrossada de conteúdo sólidos alto é inicialmente formada) e é transportada pelo elemento através de uma passagem proporcionada para a pasta fluida de conteúdo sólidos alto. A confiança na drenagem de gravidade através da passagem e o uso de bombas de sucção, impulsores, e similares para remover a pasta fluida de conteúdo sólidos alto do recipiente pode, por meio disso, ser evitada em todo ou em parte, e qualquer tendência da pasta fluida de conteúdo sólidos alto de reter ou se estender sobre a passagem é superada. [0012] O termo fisicamente ajustada significa que uma ou mais partes do elemento de remoção contata a parte da pasta fluida engrossada de conteúdo sólidos alto dentro do recipiente de tal maneira que a parte seja movida no recipiente mediante a operação do elemento (por exemplo, pela rotação ou translação) em direção e através da passagem sem aplicar corte indevido à pasta fluida engrossada. [0013] Determinadas modalidades exemplificativas podem proporcionar projeto de assentador de gravidade compreendendo um recipiente de pasta fluida no qual pelo menos um componente de uma pasta fluida de conteúdo sólidos alto acumule na extremidade mais baixa do recipiente sem qualquer diluição interna significativa, e um aparelho de retirada de pasta fluida para remover a pasta fluida de conteúdo sólidos alto do recipiente. O aparelho de retirada de pasta fluida pode compreender um elemento alongado, giratório, de formato espiral aberto, se estendendo, pelo menos intermitentemente, para uma distancia dentro do recipiente assentador a partir de fora em uma extrePetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 15/47

6/27 midade mais baixa do recipiente, o elemento em formato espiral aberto estando em comunicação direta e não limitada com a parte interna do recipiente, em uma posição onde a pasta fluida de conteúdos sólidos altos se acumula, ao longo de pelo menos a maior parte de sua extensão quando se estende inteiramente no recipiente. O aparelho de retirada da pasta fluida também inclui preferivelmente um mecanismo de impulso giratório para girar o elemento em formato espiral aberto, pelo menos intermitentemente.

[0014] Uma modalidade exemplificativa proporciona um método de gerar, em uma base consistente, uma pasta fluida de conteúdo sólidos alto e de retirada de pasta fluida de conteúdo sólidos muito alto de um recipiente. O método compreende introduzir em um recipiente contendo uma pasta fluida de conteúdo sólidos alto um elemento alongado de formato espiral aberto exposto à pasta fluida acima pelo menos de uma parte muito grande da extensão da mesma, o elemento em formato espiral sendo introduzido através de uma parede do recipiente próximo ao fundo, e operando o elemento em formato espiral para retirar a pasta fluida do recipiente.

[0015] A invenção pode ser usada com pastas fluidas minerais, especialmente lama vermelha proveniente de extração de bauxita, bem como com pastas fluidas de outros tipos. Determinadas modalidades da invenção pode ser também usadas com pastas fluidas ou lamas sendo dotadas de conteúdo de areia alto (por exemplo, partículas maiores que o usual para massas semifluida por pelo menos uma ordem de magnitude) sem encontrar dificuldades.

[0016] O termo elemento em formato espiral aberto significa incluir qualquer tipo de elemento alongado sendo dotado de eixo geométrico longitudinal que seja preferivelmente reto e isso é feito de um ou mais componentes sendo dotados de cata-ventos, pregas ou partes constituintes que criem uma trajetória em forma de espiral para que a

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7/27 pasta fluida siga e mude de uma extremidade para outra a medida que o elemento gira, ou que permita que o elemento abra caminho na pasta fluida com o mínimo deslocamento da pasta fluida, a medida que o elemento seja girado e inserido no corpo da pasta fluida. Geralmente, quando o elemento em formato espiral é dotado de cata-ventos, os cata-ventos são orientados em um ângulo (por exemplo, em ângulos direitos) para a linha de movimento, e é dotado de espaçamento uniforme (passo geométrico). Tal elemento está descrito como aberto quando a trajetória em forma de espiral, isto é, os espaços entre os cata-ventos, as pregas ou partes constituintes, estão abertas para fora do elemento (o interior do recipiente) de maneira que a lama ou pasta fluida possa entrar ao longo de uma extensão exposta do elemento. O elemento é exposto, sem proteção, não confinado ou não bloqueado por qualquer outro membro, pelo menos acima da maior parte da extensão do membro e pelo menos a partir de uma face (região de referência). Isso permite acesso não confinado e irrestrito da pasta fluida para a trajetória em forma de espiral pelo elemento pelo menos ao longo da maior parte de sua extensão (mais de 50%) dentro no recipiente e preferivelmente ao longo de toda sua extensão dentro do recipiente. De preferência a pasta fluida tem acesso ao elemento em formato espiral aberto, a medida que a pasta fluida é retirada do recipiente, mais pasta fluida desce em volta do elemento apenas sob efeitos da gravidade e qualquer sucção desenvolvida pela retirada da pasta fluida. O acesso ao elemento dessa maneira não deveria encontrar qualquer restrição ou pontos de choque que atravesse ou bloqueie o fluxo da pasta fluida a medida que a mesma avance em contato com o elemento. A pasta fluida deveria, portanto, ser levada a passar através de aberturas estreitas antes de alcançar o elemento proveniente da parte interna do recipiente. A pasta fluida de alta viscosidade irá fluir normalmente sob o efeito da gravidade se não houver superfícies limiPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 17/47

8/27 tadas ou artigos para restringir o fluxo para baixo.

[0017] Preferivelmente, em determinadas modalidades, o elemento em formato espiral aberto se estende dentro do recipiente (que é normalmente cilíndrico) horizontalmente ao longo do raio do recipiente através de uma abertura em uma parede lateral do recipiente, mas isso não é essencial. Por exemplo, o elemento pode estar deslocado do, mas disposto paralelo a, uma linha diametral central do recipiente. A abertura através da qual o elemento entra no recipiente pode ser proporcionada na parede lateral ou em uma parte inclinada da parede mais baixa do recipiente e preferivelmente é dotado de orientação horizontal. O recipiente, portanto, não é normalmente dotado de uma abertura disposta verticalmente ou dreno, como tem sido convencional em assentadores desse tipo. Essencialmente, o elemento de formato espiral aberto entra no recipiente na altura da camada pasta fluida de conteúdo sólidos alto e retira mecanicamente a pasta fluida do recipiente sem primeiro requerer que a pasta fluida passe através de uma passagem de pasta fluida restrita ou em uma entrada de uma bomba convencional.

Breve Descrição dos Desenhos [0018] A figura 1 é um gráfico ilustrando a tensão da produção de uma pasta fluida específica assinalada contra o conteúdo sólidos de uma pasta fluida para ilustrar diferentes tipos de pasta fluida que podem ser obtidas;

[0019] as figuras 2A, a figura 2B e a figura 2C são fotografias de pasta fluida extraída de um aparelho de assentamento, as pastas fluidas sendo de diferentes valores de tensão de produção e conteúdo sólidos;

[0020] a figura 3 é um corte transversal simplificado de um recipiente de tratamento de pasta fluida provido de aparelho de retirada de pasta fluida de acordo com uma modalidade da presente invenção;

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9/27 [0021] a figura 4 é uma vista em perspectiva da parte interna de um recipiente similar àquele da figura 3, mas sendo dotado de uma depressão na parede inferior do recipiente alojando o elemento de retirada de pasta fluida em formato espiral;

[0022] a figura 5 é uma seção transversal simplificada de um recipiente de tratamento de pasta fluida e aparelho de retirada de pasta fluida de acordo com outra modalidade da invenção; e [0023] a figura 6 é uma vista similar à figura 5, mas ilustrando outra etapa na operação do aparelho.

Melhores Modos de Realizar a Invenção [0024] Para facilitar a compreensão da presente invenção, pode ser útil primeiro descrever os tipos de pasta fluida com as quais a presente invenção pode se empregada. Para descrever as propriedades reológicas das pastas fluidas, é freqüentemente empregado um gráfico similar aquele ilustrado na figura 1. Esse é um gráfico de tensão de produção versus o percentual de sólidos em uma pasta fluida específica (nesse caso, uma lama vermelha produzida durante a extração de alumina proveniente de um determinado corpo de minério de bauxita). Outras lamas vermelhas ou outras pastas fluidas minerais serão dotadas de valores tensão de produção diferentes em vários conteúdos sólidos, mas a maioria será dotada de uma curva de forma similar. [0025] Conforme pode ser visto a partir do gráfico, a tensão de produção da pasta fluida é dotada apenas de um valor baixo em um conteúdo de sólidos menor do que 40%.

[0026] Para pastas fluidas dotadas e conteúdo de sólidos mais altos, primeiro a tensão de produção aumenta gradualmente (Inclinação 1 na figura - uma inclinação de aproximadamente 1 ou menos). As pastas fluidas desse tipo são referidas como pastas fluidas diluídas e um exemplo de tais pastas fluidas está na lama obtida de um engrossador de fundo amplo e plano. Uma ilustração de tais pastas fluidas

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10/27 está mostrada na figura 2A e será visto que, ao ser deixada sem apoio na superfície plana, a pasta fluida imediatamente nivela em uma poça. Para pastas fluidas desse tipo, a queda ou proporção de queda é na ordem de 0,1 ou menos. A esse respeito, deve ser observado que as viscosidades das pastas fluidas são frequentemente acessadas pela realização de testes de baixa nos quais a lama é empacotada em um cilindro padrão sendo dotado de uma abertura de fundo e de uma parte superior de repouso em uma superfície de sustentação. O cilindro é então removido para cima e a altura e largura da pilha remanescente são medidas após um determinado período. A pasta fluida não sustentada irá baixar até determinado ponto. Uma pasta fluida mais firme ou mais viscosa irá baixar menos do que uma pasta fluida menos viscosa e, portanto, será dotada de maior altura de baixa ou proporção de baixa (proporção entre altura e largura na base do cone).

[0027] Com relação novamente à figura 1, para pastas fluidas com conteúdos sólidos em torno de 45 a 52%, a inclinação aumenta mais rapidamente (Inclinação 2 da figura - uma inclinação variando em torno de 10 a 20). Isso corresponde às pastas fluidas referidas como pastas fluidas de pasta e uma ilustração de tal pasta fluida está ilustrada na figura 2B. Essa pasta fluida foi obtida de um engrossador fundo, por exemplo, conforme descrito na Patente U.S. 4.830.507. A proporção de baixa é aproximadamente entre 0,2 e 0,5 e pode ser visto que há uma expansão considerável na base.

[0028] A inclinação da curva da figura 1 inicia a aumentar dramaticamente a partir de em torno de 52% sólidos em diante (Inclinação 3 da figura - uma inclinação essencialmente acima de 20). Essa região corresponde a pastas fluidas referidas como pastas sólidas. Uma ilustração de tal pasta fluida está ilustrada na figura 2C que é uma pasta sólida extraída de um engrossador de acordo com a presente invenção. A proporção de pasta fluida é de aproximadamente 1,25 (qualPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 20/47

11/27 quer proporção acima de em torno de 0,5 é considerável para indicar uma pasta sólida).

[0029] Pasta fluida diluída não requer qualquer meio especializado de extração e transfere facilmente de engrossadores ou outros recipiente. Uma bomba centrífuga normal é suficiente para tal transferência. A pasta fluida diluída pode requerer o uso de equipamento e técnicas especializados, por exemplo, conforme descrito na Patente U.S. 6.340.033. Por outro lado, as pastas sólidas não podem ser removidas de um engrossador usando uma bomba de sucção e certamente não irão fluir de uma passagem por sua conta meramente sob a gravidade. A presente invenção é intencionada mais preferivelmente para uso tanto com as pastas fluidas de pasta e pastas sólidas, mas especialmente com a última.

[0030] A figura 3 dos desenhos que acompanham ilustram, em forma simplificada, um aparelho 120 usado para tratar pasta fluida de lama verde durante a operação do processo Bayer, por exemplo, para lavar e engrossar a lama vermelha pela sedimentação da gravidade. [0031] O aparelho 10 inclui um recipiente engrossador 12 na forma de um tanque aberto na parte superior sendo dotado de uma parede lateral 14 de uma parede de fundo chata 16. A parede lateral 14 inclui uma seção cônica 18 na extremidade mais baixa 20 do recipiente. O aparelho inclui um poço de alimentação 22 através do qual a pasta fluida é introduzida no recipiente com distúrbio mínimo do volume do líquido 24 já presente no recipiente. O poço de alimentação circunda um eixo vertical central 26 de um dispositivo de ancinho 28 (agitador) que é girado em volta de seu eixo geométrico vertical central na direção da seta A, conforme ilustrado na figura. O dispositivo de ancinho 28 inclui braços de inclinação para cima 30 dispostos em forma de V e elementos agitadores vertical 32 sustentados por um braço horizontal 34. À medida que as partículas sólidas da lama sedimenta pela graviPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 21/47

12/27 dade em direção ao fundo do recipiente, a água é comprimida a partir de entre as partículas sólidas com o auxílio do dispositivo de ancinho 28, e a lama requer um maior conteúdo de sólidos e uma viscosidade mais alta à medida que se aproxima do fundo do recipiente. A água expelida das partículas sólidas forma um líquido clarificado 33 que sai do recipiente por via de uma passagem superior 35.

[0032] Em uma região inclinada 36, a viscosidade da lama é reduzida em virtude das propriedades do decréscimo do corte desse tipo de lama, mas, abaixo das margens do dispositivo de ancinho 28, tende a formar e construir uma região 38 ou camada de lama engrossada ou não inclinada de conteúdo sólidos alto e viscosidade alta (conforme indicado pela linha pontilhada). A viscosidade da lama engrossada pode ser extremamente alta, por exemplo, pode ser dotada de uma tensão de construção inicial de 30 Pa ou mais, e mais provavelmente 50 Pa ou mais, geralmente 500 Pa ou mais, normalmente 1000 Pa ou mais, ou mesmo 3000 Pa ou mais.

[0033] Deve ser observado que o termo tensão de produção inicial neste contexto significa a força mínima por área de unidade requerida para o movimento ou deslocamento de uma determinada pasta fluida proveniente do estado de descanso. É uma medição usada na indústria como uma indicação da viscosidade da lama, mas não é uma medida verdadeira da própria viscosidade. A viscosidade de um material pseudoplástico varia com o corte aplicado provocado pela mistura ou turbulência.

[0034] A lama vermelha engrossada produzida no aparelho ilustrado pode ser dotado de um conteúdo de sólidos maior do que 56 por cento em peso, e normalmente maior do que 57 por cento em peso, por exemplo, 57,9 por cento em peso sólidos ou mais. A lama vermelha dessa consistência não pode ser removida pela gravidade, por exemplo, proporcionando uma passagem convencional no ponto cenPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 22/47

13/27 trai do fundo do recipiente e permitindo que a lama drene para fora. É até difícil ou impossível remover a lama dessa consistência por meio de uma bomba de sucção ou impulsor, mesmo quando se recorre à invenção da Patente N° U.S. 6.340.033, acima mencionada. A lama dessa consistência é pasta sólida do tipo acima descrito.

[0035] No aparelho ilustrado, a lama de conteúdo de sólidos alto e viscosidade na região não inclinada 38 é removida por meio de um elemento alongado, em formato espiral aberto 40 se estendendo para o recipiente a partir de fora através de uma abertura 50 na região cuneiforme 18 da parede lateral 14 na extremidade inferior 20 do recipiente. O elemento 40 preferivelmente se estende para o tanque por uma distância X de maneira que a extremidade (distai) livre 42 do elemento 40 esteja posicionada abaixo do eixo 26 no centro do recipiente

12. A pasta fluida de viscosidade alta entra entre os cata-ventos em espiral 48 do elemento 40 e é removida do recipiente 12 através da abertura 50 (que também age como uma passagem de pasta fluida) pela rotação do elemento 40 em volta do seu eixo geométrico longitudinal 44 na direção da seta B, conforme ilustrado na figura 3. O elemento conseqüentemente prende fisicamente partes da pasta fluida de alta viscosidade dentro do recipiente e retira a mesma do recipiente através da passagem restrita 50.

[0036] O elemento 40 conforme ilustrado na forma de um parafuso de Arquimedes, isto é, um eixo sólido longitudinal sendo dotado de um ou mais cata-ventos espiral circundando, mas pode ser um elemento espiral de outra forma, por exemplo, um elemento sem o eixo central (conforme produzido pela torção da faixa plana ou uma haste sendo dotada de seção transversal tipo propulsor) em volta do seu eixo geométrico longitudinal. Deve ser observado que a superfície externa do elemento 40 está posicionado no, e está completamente aberta para e em comunicação direta com, a parte interna 46 do recipiente 12 na alPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 23/47

14/27 tura da região 38, de maneira que as bobinas espirais ou cata-ventos 48 estejam expostos para e em contato com a lama de alta viscosidade ao longo de toda a extensão X de inserção do elemento no recipiente. O elemento 40 é essencialmente completamente enterrado na lama preferivelmente sem contato com a lama de viscosidade reduzida na região inclinada 36. Os espaços entre os cata-ventos são não confinados (isto é, os mesmos não são obstruídos, protegidos ou cobertos por outras partes do aparelho) e são portanto abertos para a parte interna do recipiente e podem ser diretamente carregados com pasta fluida em todos os pontos onde o é feito o contato com a pasta fluida. [0037] Foi descoberto que, quando tal disposição é empregada dentro de um corpo de um material de pasta fluida de alta viscosidade e densidade (especificamente uma pasta de pasta fluida ou pasta sólida), a pasta fluida que circunda o elemento 40 parece confinar a pasta fluida posicionada entre os cata-ventos 48 levando, portanto, a pasta fluida a permanecer em contato com o elemento, e levar o material a ser transportado longitudinalmente. Isso assegura que o material passe através da abertura 50 na parede lateral do recipiente à medida que o elemento é girado, e preferivelmente para uma câmara ou tubo externo (não ilustrado na figura 3) da qual pode ser transferido afastado do aparelho. À medida que a pasta fluida é removida dessa maneira, mais pasta fluida é forçada entre os cata-ventos 48 do elemento 40 em virtude do peso e pressão da pasta fluida circundante. Realmente, a pasta fluida confinada entre os cata-ventos é limitada a se mover axialmente com o elemento giratório 40, enquanto a pasta fluida entra entre os cata-ventos para substituir a pasta fluida retirada do recipiente.

[0038] Mesmo que possa haver alguma força de corte localizada aplicada ao material de pasta fluida à medida que a mesma é influenciada pelo elemento 40 (por exemplo, em uma camada fina onde a laPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 24/47

15/27 ma contata o material dos cata-ventos), isso não produz uma redução drástica ou inaceitável da viscosidade geral do material da pasta fluida à medida que é removida do recipiente. Sem se deixar levar pela teoria, alguma diminuição de corte pode ser útil para agir como um lubrificante entre a pasta fluida e os cata-ventos (permitindo, por meio disso, o movimento longitudinal da pasta fluida interceptada entre os cataventos e não mera rotação na combinação com o elemento). Contudo, é desejável gerar o elemento 40 razoavelmente vagarosamente para evitar uma diminuição de corte substancial da pasta fluida e para evitar compressão indevida ou desabastecimento de água da pasta fluida. A velocidade rotacional real considerada desejável em um caso específico depende do tamanho e do passo geométrico dos cata-ventos 48, bem como da natureza da pasta fluida. Normalmente, é desejável não girar o elemento 40 mais do que 130 rpm. O índice de fluxo da pasta fluida é usualmente linear com a velocidade rotacional do elemento 40, desde que qualquer tubo de passagem fixado na abertura 50 seja dotado essencialmente do mesmo diâmetro do elemento 40.

[0039] Ao mesmo tempo em que o elemento 40 empregado na figura 3 de diâmetro constante ao longo de toda extensão, o elemento pode (se desejado) ser cuneiforme internamente em direção à extremidade livre 42 para assegurar um índice uniforme de extração ao longo de toda a extensão do elemento.

[0040] Deve ser também observado que pode ser proporcionado mais de um ponto de extração em volta do recipiente 12, cada qual provido de seu próprio elemento em formato espiral 40 para aumentar o índice de extração da pasta fluida e para minimizar as regiões nas quais pode ser construída pasta fluida inativa. Tais pontos de extração podem estar dispostos a 90° um do outro ou disposto s em outros ângulos para melhor adequar o projeto do dispositivo de ancinho 28 que empurra o material em direção aos pontos de extração. Além disso, se

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16/27 desejado, o (ou cada) elemento pode estar posicionado fora do raio. [0041] A modalidade ilustrada, portanto, emprega elemento em formato espiral que é inteiramente exposto para a parte interna do tanque (isto é, não confinado) pelo menos ao longo de uma parte substancial de sua extensão (por exemplo, pelo menos 20% ou pelo menos 25% de sua extensão). Preferivelmente, o elemento é inteiramente exposto para a parte interna do tanque para pelo menos a maior parte (50% ou mais) da distância X entre a extremidade livre 42 do elemento 40 e a parede do recipiente 18, e mesmo mais preferível pelo menos (uma ordem crescente de preferência) 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95%, e mais desejavelmente 100% da distância X. Portanto, idealmente, o elemento em formato espiral é inteiramente exposto para a parte interna do recipiente ao longo de toda sua extensão.

[0042] Conforme já observado, na modalidade ilustrada na figura 3, o elemento em formato espiral 40 é aberto para a parte interna do recipiente (e, portanto, para o material de pasta fluida de viscosidade alta) a partir de todas as faces do elemento (isto é, todos os 360 graus da circunferência do elemento em formato espiral está diretamente exposta para, e posicionada na, parte interna do recipiente). Contudo, como será evidente a partir das modalidades adicionais descritas abaixo, é apenas necessário expor uma face (por exemplo, uma faixa alongada preferivelmente na face superior) da circunferência do elemento em formato espiral para a parte interna do recipiente para o aparelho ser eficaz, por exemplo, pelo posicionamento do elemento em uma depressão coberta aberta de uma vista plana retangular formada na parede de fundo do recipiente. Contudo, a largura lateral da depressão (o topo aberto) deve preferivelmente ser amplo o suficiente para permitir que a pasta fluida de alta viscosidade entre na depressão sem restrição significativa ou confinamento e seja retirada pelo elemento em formato espiral. Tal disposição está ilustrada mais detalhaPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 26/47

17/27 damente na figura 4.

[0043] A figura 4 ilustra a parte interna de um recipiente 12 sendo dotado de uma parede lateral 14 e uma parede de fundo 16 similar àquela da figura 3, exceto que, na modalidade da figura 4, a parede lateral 14 não aparece internamente em direção à parede de fundo 16 que é plana e horizontal. Como na modalidade anterior, o recipiente é provido de aparelho de ancinho 28 incluindo um eixo vertical 26 e braços agitadores 34 (que estão horizontais nessa modalidade).

[0044] A parede de fundo 16 é dotada de uma depressão diametralmente disposta 52 que se estende completamente entre as partes opostas da parede lateral do recipiente. A depressão 52 é dotada de uma abertura superior 51 e contém um elemento em formato espiral aberto 40 que se estende em toda a extensão da depressão 52. Nessa modalidade, o elemento em formato espiral inclui dois membros coaxiais co-extensivos, mutuamente encaixados, em forma de saca-rolhas 53 e 54 de diâmetros diferentes.

[0045] Ambos os membros são do tipo espiral aberto sendo dotado de um núcleo axial aberto (tipo saca-rolhas). O membro de diâmetro menor 53 se estende através e ao longo do núcleo do membro de diâmetro maior 54, conforme ilustrado. Um suporte 56 está conectado em um dispositivo giratório (não ilustrado) fora do recipiente que é capaz de girar os dois membros 53 e 54 na mesma ou em diferente velocidade rotacional na mesma ou em direções diferentes. Esse projeto e disposição são considerados especificamente eficazes para remover do recipiente pasta fluida de viscosidade alta porque o membro de diâmetro maior 54 age como um dispositivo de distribuição/homogeneização que pode criar um grau aceitável de diminuição de corte e agir como um quebrador de arco. O membro move a pasta fluida para o seu centro bem como alongo de sua extensão. O membro de diâmetro menor 53 realiza a extração da pasta fluida, de maneira

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18/27 que o membro de diâmetro maior alimenta pasta fluida para o membro de diâmetro menor.

[0046] O elemento combinado 40 é especificamente eficaz quando os membros 53 e 54 são girados em velocidades diferentes na mesma direção. Idealmente, há um índice de rotação fixado entre os dois membros de maneira que se um membro é acelerado para aumentar o índice de extração de pasta fluida, o outro membro também acelera na mesma intensidade. Quando os membros 53 e 54 giram em velocidades diferentes, há pouca possibilidade dos parafusos se encherem de pasta fluida e girar como um todo em vez de se mover longitudinalmente. Normalmente, o membro de diâmetro menor é girado em velocidades de até 130 rpm e o membro de diâmetro maior é girado em velocidades de até 8 rpm.

[0047] Os membros 53 e 54 são girados em uma determinada direção para mover a pasta fluida para a esquerda, conforme ilustrado na figura 4, onde está situada uma saída de pasta fluida 50. Os membros, por meio disso, fazem com que a pasta fluida seja transferida através da passagem e, portanto, removidas do recipiente. Em uma modalidade alternativa, o suporte 56 pode estar posicionado fora do recipiente de maneira que a pasta fluida possa ser puxada para a direita ao longo do canal 52. Isso tem a vantagem de evitar a exposição de vedações e similar no suporte 56 para a pressão total da pasta fluida no tanque.

[0048] Conforme observado, a parte superior 51 da depressão 52 é ampla o suficiente e longa o suficiente para permitir que pasta fluida de alta viscosidade desça para a depressão sob o efeito da gravidade e da pressão da pasta fluida circundante. Portanto, não há ponto de choque ou passagem limitada para levar o material de pasta fluida a reter ou se estender sobre a entrada 51 e, na verdade, a depressão forma uma parte no interior do recipiente à medida que uma camada

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19/27 de pasta fluida de alta viscosidade se forma diretamente na depressão. Conforme pode ser observado, nessa modalidade, a entrada 51 para a depressão é mais ampla do que a largura do membro de diâmetro maior 54. Na prática, é observado que a largura da depressão 52, e a largura da entrada 51, deveriam ser pelo menos igual ao diâmetro da parte mais larga do elemento em formato espiral e, de preferência, pelo menos uma vez e meia daquele diâmetro. A área total da entrada 51 da depressão deveria, de preferência, ser pelo menos (1,5 vezes o diâmetro externo do elemento em formato espiral) X (50% do raio do recipiente na parte inferior).

[0049] O ideal é que e a depressão 52 seja dotada de faces verticais, ou faces que estejam inclinadas de modo íngreme (seja para dentro ou para fora na direção do fundo), para impedir ponte da pasta fluida descendo para a depressão. Ainda, a profundidade da depressão deve, preferivelmente, ser a mesma do diâmetro do elemento 40, ou apenas ligeiramente maior a fim de evitar a formação de uma zona de pasta fluida inativa abaixo do elemento 40.

[0050] Localizando o elemento em formado espiral 40 na depressão 52 formada na parede inferior 16 do recipiente, os braços agitadores 34 podem ser posicionados mais próximo à parede inferior 16 do que na modalidade da figura 3, minimizando, por meio disso, a construção de lama inativa acima da parede inferior 16 do recipiente e limitando a mesma mais especificamente para a depressão 52.

[0051] Na modalidade acima, a pasta fluida de viscosidade alta é removida do recipiente pela ação giratória do elemento em formato espiral 40 que retira a pasta fluida da parte interna do recipiente entre os cata-ventos do elemento à medida que o elemento é levado a girar no local em uma base contínua.

[0052] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a pasta fluida é retirada inserindo primeiro um elemento em formato esPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 29/47

20/27 piral no recipiente levando a mesma a girar (de maneira que possa perfurar a pasta fluida de alta viscosidade sem provocar deslocamento substancial) e então retirando fisicamente o elemento em formato espiral carregado com pasta fluida do recipiente sem permitir que o elemento gire, de maneira que um plugue ou cilindro da pasta fluida de alta viscosidade posicionada entre os cata-ventos do elemento em formato espiral seja retirada do recipiente em massa. Isso está mais detalhadamente ilustrado nas figuras 5 e 6.

[0053] Na figura 5, o recipiente 12 é similar aquele da figura 4 e é dotado de uma depressão 52 posicionada abaixo e se comunicando com a parede de fundo 16 do recipiente em uma entrada 51. A depressão 52 contém um elemento em formato espiral 40 se estendendo completamente através do fundo do recipiente quando totalmente inserido. O elemento em formato espiral 40 está fixado em uma haste giratória 60 posicionada em uma câmara de retirada 62. A haste giratória 60 se estende em sua extremidade oposta através de uma parede de extremidade 64 da câmara de retirada 62 (por via de uma vedação deslizante) e está conectada a um motor 66 para girar intermitentemente a haste giratória 60 em volta do seu eixo geométrico longitudinal, que, por sua vez, gira intermitentemente o elemento em formato espiral 40 em volta do seu eixo geométrico longitudinal. O motor 66 está montado em um trilho 68 e pode ser alternado para trás e para frente ao longo do trilho por meio de um cabeçote 70 ou por um acionamento mecânico ou elétrico (não ilustrado).

[0054] Com o elemento em formato espiral 40 na posição ilustrada na figura 5 (já perfurado na lama), a rotação do elemento em formato espiral é terminada e o cabeçote 70 é operado para retirar o motor 66 para trás ao longo da trilha 68 de maneira que a haste 60 e o elemento em formato espiral 40 sejam movidos para a direita no desenho. A figura 6 ilustra o mesmo aparelho com o elemento em formato espiral

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21/27 movido inteiramente para a direita onde é inteiramente posicionado na câmara 62. Uma vez nessa posição, a rotação da haste 60 e do elemento em formato espiral 40 é iniciada e o cabeçote 70 move o motor 66 para frente em uma proporção adequada para permitir que o elemento em formato espiral 40 se enterre na pasta fluida de alta viscosidade posicionada na depressão 52. Idealmente, a velocidade de rotação do elemento 40 e a velocidade de translação da inserção são encaixadas para minimizar o distúrbio da pasta fluida no recipiente e aplicada força de corte. O elemento em formato espiral 40 é dotado de uma ponta exposta 42 em sua extremidade livre para permitir que o elemento escave na pasta fluida de alta viscosidade no recipiente de maneira similar à operação de uma broca ou saca-rolhas. A pasta fluida já entre os cata-ventos do elemento proveniente de um ciclo de operação anterior permanece na câmara 62 enquanto o elemento perfura na pasta fluida fresca no próprio recipiente. Uma vez na posição ilustrada na figura 5, a rotação termina conforme explicado acima e o ciclo é repetido. O movimento do elemento em formato espiral para a direita na figura 5 leva o plugue ou cilindro da pasta fluida associado ao elemento em formato espiral 40 a ser completamente puxado para a câmara 62 e o material de pasta fluida já na câmara proveniente de ciclo operacional anterior é forçado para fora da passagem 72 da câmara na direção da seta C. Seria ideal que houvesse muito pouco espaço livre entre o elemento 40 e as paredes adjacentes da câmara 62 de maneira que o elemento agisse como um pistão para acionar a pasta fluida para fora da câmara.

[0055] Deve ser observado que a disposição ilustrada nas figuras 5 e 6 envolve a remoção do elemento espiral fixo 40 para fora do recipiente após a inserção com rotação. Contudo, uma ação de remoção também pode ser empregada na presente invenção. Isto é, o elemento 40 pode ser acionado da esquerda nas figuras 5 e 6 e impulsionado

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22/27 para a câmara 62 até que esteja posicionado no lado de mão direita. O elemento é então girado à medida que é removido para fora da câmara para recipiente.

[0056] Na modalidade das figuras 5 e 6 da presente aplicação, detectou-se que a energia requerida para introduzir o elemento em formato espiral 40 na depressão 52 cheia de pasta fluida de alta viscosidade é relativamente pequena porque o movimento tipo parafuso do elemento à medida que é introduzido provocando pouco deslocamento da pasta fluida. A vantagem disso é a introdução de distúrbio mínimo para a estrutura interna da pasta fluida. Então, a remoção do elemento em formato espiral para fora do recipiente sem nenhuma rotação, mas com a potência um cabeçote 70, a pasta fluida mantém sua estrutura de rede interna não interrompida e, portanto, seu valor de viscosidade original. Pela repetição desse ciclo várias vezes, a pasta fluida de alta viscosidade é impulsionada para o tubo 72 e pode ser transferida para outro recipiente, para um dispositivo de transporte ou diretamente para uma disposição local.

[0057] Normalmente, o aparelho pode ser operado com até 30 batidas completas por minuto, mas isso pode claramente ser variado para adequar o tamanho e tipo de equipamento, e tipo de pasta fluida, etc.

[0058] Deve ser observado que o elemento em formato espiral 40 da presente invenção, especificamente aquele da modalidade das figuras 5 e 6, devem ser um dispositivo tal como parafuso que pode se enterrar em um corpo de material com mínima interrupção efetuada do material. Há vários projetos de elemento em forma de espiral que podem realizar isso ou mesmo elementos multe componentes conforme ilustrado, por exemplo, na figura 4.

[0059] O aparelho da presente invenção é capaz de transportar uma pasta fluida de alta viscosidade proveniente de um recipiente até

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100 metros ou mesmo mais, especificamente nas modalidades das figuras 5 e 6.

[0060] Conforme observado, o aparelho ilustrado nas figuras 5 e 6 está em uma forma simplificada e, na realidade, seria mais complexo, conforme será evidente para aqueles versados na técnica. Por exemplo, pode ser desejável evitar usar o alojamento do motor 66 para transmitir força proveniente do cabeçote 70 para a haste 60. Em vez disso, o cabeçote 70 pode estar diretamente conectado à haste 60 e disposição de engrenagem usada para permitir que o motor gire a haste.

[0061] Em todas as modalidades acima, o elemento em formato espiral é operado horizontalmente. Isso é usual, mas não essencial. Por exemplo, na modalidade da figura 3, o elemento em formato espiral 40 pode estar disposto para se estender para o recipiente 12 paralelo à parte cônica 18 da parede lateral 14, especialmente se permanecer interrado na lama de conteúdo de sólidos alto. É também concebível, mas não comumente preferível que o elemento em formato espiral possa estar disposto para se estender verticalmente para o recipiente de baixo através de uma abertura na parede de fundo, desde que o elemento não penetre completamente através da camada de pasta fluida de alta viscosidade.

[0062] O aparelho da presente invenção é usualmente, apesar de não necessariamente, empregado com recipientes de 8 metros ou mais (o ideal são 12 metros ou mais) de diâmetro e a extensão total do elemento em formato espiral no recipiente é normalmente pelo menos em torno de um terço do diâmetro do recipiente, mais preferivelmente metade do diâmetro do recipiente, e mesmo o diâmetro completo do recipiente (conforme ilustrado na figura 3).

[0063] Ao mesmo tempo em que normalmente desejável operar o aparelho para evitar mudança na viscosidade da pasta fluida pela

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24/27 grande quantidade que é retirada do recipiente, o passo geométrico do elemento em formato espiral (por exemplo, o número de cata-ventos por extensão de unidade) e sua velocidade de rotação pode alternativamente ser escolhida para variar a viscosidade e velocidade de liberação da pasta fluida que sai do aparelho. O motor usado para girar o elemento em formato espiral, especificamente na modalidade das figuras 3 e 4, pode ser um motor de velocidade variável de maneira que a velocidade de rotação possa ser ajustada por um operador ou computador no local para produzir uma pasta fluida de viscosidade desejada de saída.

[0064] A presente invenção pode ser empregada com pastas fluidas sendo dotadas de valores de tensão de produção iniciais de pelo menos 30 Pascais (mais preferível de pelo menos 50 Pascais) e também até várias centenas de Pascais. Enquanto as pastas fluidas com as quais a presente invenção é usada são geralmente de decréscimo de corte, isso não é essencial. Por exemplo, as lamas sendo dotadas de alto conteúdo de área podem não ser dotadas de propriedades de decréscimo de corte, mas ainda podem ser usadas com a presente invenção. As pastas fluidas ou pastas provenientes de muitos processos industriais podem também ser usadas onde o material de alimentação é triturado para um tamanho fino antes da extração ou recuperação de um material desejado, por exemplo, resíduos produzidos durante a extração de ouro, cobre, zinco e chumbo.

[0065] A presente invenção está descrita mais detalhadamente com relação ao Exemplo que se segue que não deve ser considerado como limitador do escopo da invenção.

Exemplo Comparativo I [0066] Foi realizado um teste em um engrossador fundo (12 metros de diâmetro) do tipo descrito na Patente U.S. 4.830.507 , modificada para incluir um elemento de remoção em formato de espiral, conPetição 870170048495, de 12/07/2017, pág. 34/47

25/27 forme ilustrado nas figuras 5 e 6 dos desenhos em anexo. O engrossador era também equipado com uma bomba centrífuga convencional com um sistema de recirculação no escoamento conforme descrito na Patente U.S. 6.340.033.

[0067] O engrossador foi alimentado com pasta fluida de resíduo de bauxita (lama vermelha) em um índice de fluxo de 500-550 m³/h. A pasta fluida era dotada de conteúdo sólidos de 100 a 150 g/l (base seca) para um índice total de alimentação de 55 a 60 t/h.

[0068] A pasta fluida foi extraída por meio de bomba centrífuga com recirculação. Os resultados estão resumidos na Fileira 1 da Tabela 1 abaixo:

Tabela 1: Características da Lama no Escoamento de um Engrossador Industrial.

Fileira N°	Local da Amostra	Concentração de Sólidos (%)	Tensão de Produção Inicial (Pa)	Comentários
1	Saída da bomba centrífuga (com recirculação	49,8	65	Lama grossa requerendo recirculação para ser extraída
2	Saída de parafuso	50,0	270	Lama grossa requerendo recirculação para ser extraída
3	Saída de parafuso	51,1	475	Lama grossa requerendo recirculação para ser extraída

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4	Saída de parafuso	56,1	2900	Lama grossa demais para ser recircula- da
5	Saída de parafuso	56,6	4300	Lama grossa demais para ser recircula- da

Exemplo 1 [0069] Foi realizado um teste em um engrossador profundo (0,6 metros de diâmetro por 1,5 m de altura) modificado para incluir um elemento de remoção em formato espiral, conforme ilustrado na figura

4.

[0070] O engrossador foi alimentado por via de uma bomba com pasta fluida de resíduo de bauxita (lama vermelha) em um índice de fluxo de 1 l/min. A pasta fluida era dotada de conteúdo sólidos de 100 g/l (base molhada) para um índice total de alimentação de 6 Kg/h. [0071] A pasta fluida foi extraída por meio de um elemento de remoção em formato espiral. A concentração de sólidos no escoamento era constante em 52,2% com uma proporção baixa de 0,5.

Exemplo 2 [0072] O procedimento do Exemplo Comparativo 1 foi repetido, exceto que a pasta fluida foi extraída pelo elemento em formato espiral. Os resultados estão resumidos na Fileira 2 da Tabela 1. Pode ser visto que a lama mantém a mesma concentração de sólidos, mas nesse caso é dotada de tensão de produção muito mais alta (270Pa). [0073] O procedimento foi novamente repetido com a lama de conteúdo de sólidos mais alto (51,1%), e a tensão de produção medida é significativamente mais alta (475 Pa). Os resultados estão resumidos na Fileira 3 da Tabela 1.

[0074] As pastas fluidas obtidas em ambos os casos são exemplos

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27/27 de pastas fluidas de pasta (menor do que 500 Pa) que também poderíam ser extraídas pela bomba de recirculação. A diferença é que a tensão de produção da lama na passagem da bomba de parafuso (isto é, a bomba de acordo com a invenção) é em torno de quatro vezes mais alta do que a tensão de produção da lama equivalente saindo de uma bomba centrífuga convencional.

Exemplo 3 [0075] O procedimento do Exemplo Comparativo 1 foi repetido com pastas fluidas e igual conteúdo de sólidos mais altos (56,1 e 56,6%), e as pastas fluidas de tensão de produção extremamente alta foram obtidas (2900 e 4300 Pa). Os resultados estão resumidos nas Fileiras 4 e 5 da Tabela 1. As pastas fluidas são exemplos de pastas sólidas e as mesmas poderíam não ser extraídas por nenhum outro dispositivo a não ser o elemento em forma espiral.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para separar componentes de pastas fluidas por assentamento gravitacional em que uma pasta fluida ou pasta sólida e um líquido clarificado são formados, o aparelho caracterizado por compreender um recipiente (12) para decantar um volume de pasta fluida (24), o dito recipiente sendo dotado de:

uma parte superior e de uma parte interna (46) formada por uma parede lateral (14) e uma parede de fundo (16) para prender a dita pasta fluida, uma entrada de pasta fluida, uma passagem (35) para o líquido clarificado próxima à parte superior do recipiente, um dispositivo de ancinho (28) que se estende na parte interna do dito recipiente (12) e operável para formar dentro do dito recipiente (12) uma região inclinada (36) e uma região não inclinada (38) abaixo das margens do dispositivo de ancinho (28) onde a dita pasta fluida ou pasta sólida é formada e acumulada, e um aparelho de retirada de pasta fluida abaixo da dita região inclinada para remover a dita pasta fluida ou pasta sólida do recipiente (12) na ou próxima à parede de fundo do mesmo; o dito aparelho de retirada de pasta fluida compreendendo:

um elemento alongado, giratório, em formato espiral aberto (40) se estendendo ou extensível por uma distância para o dito recipiente (12) através de uma abertura (50) próxima à parede de fundo (16) do recipiente, o dito elemento em formato espiral aberto (40) estando em comunicação direta e não confinada com a dita parte interna do recipiente, a dita comunicação direta e não confinada sendo, para o elemento que se estende ou para o elemento extensível quando inteiramente estendido, ao longo de uma maiPetição 870170092910, de 30/11/2017, pág. 7/15
2/6 or parte da dita distância, e um mecanismo de acionamento (66, 70) para o dito elemento em formato espiral aberto (40) para operar o dito elemento para retirar a pasta fluida ou pasta sólida do recipiente (12).

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) se estende pela dita distância para o recipiente em uma base permanente, e o dito mecanismo de acionamento (66, 70) gira o dito elemento (40) em volta de um eixo geométrico longitudinal (44) para retirar a pasta fluida ou a pasta sólida do recipiente (12).
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) pode ser inserido no e removido do dito recipiente (12) através da dita abertura (50), e em que o dito mecanismo de acionamento (66, 70) gira intermitentemente o dito elemento em volta de um eixo geométrico longitudinal (44), e também alterna o dito elemento para frente e para trás ao longo do dito eixo geométrico para dentro e para fora do dito recipiente (12).
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de acionamento (66, 70) é posicionado fora do dito recipiente (12) e inclui um motor rotacional (66) montado em uma peça corrediça (68), e um aparelho (70) para mover o dito motor (66) para trás e para frente na dita peça corrediça (68).
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito mecanismo de acionamento (66, 70) gira o elemento em formato espiral aberto (40) à medida que o dito mecanismo estende o dito elemento (40) para o dito recipiente (12), e cessa a dita rotação à medida que o dito mecanismo retira o dito elemento (40) do dito recipiente (12).

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6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito mecanismo de acionamento (66, 70) coordena as velocidades de rotação e translação do dito elemento (40) à medida que o dito elemento é estendido no dito recipiente (12) para provocar um distúrbio mínimo na pasta fluida ou pasta sólida no dito recipiente.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita parede de fundo (16) do dito recipiente (12) é plana e o dito elemento em formato espiral aberto (40) se estende horizontalmente, diretamente acima da dita parede de fundo (16) do dito recipiente (12) quando se estende no mesmo.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) se estende a partir da dita parede lateral (14) pelo menos para um centro da dita parede de fundo (16) do recipiente (12) quando se estende pela dita distância no mesmo.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita parede de fundo (16) do recipiente (12) é dotada de uma parte superior aberta (51), uma depressão (52) se projetando para baixo formada na mesma se estendendo para dentro do recipiente (12) a partir da dita parede lateral (14), e em que o dito elemento em formato espiral aberto (40) ocupa a dita depressão (52) quando se estende no dito recipiente (12).
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita parte superior aberta (51) da dita depressão (52) é dotada de uma área para permitir que a dita pasta fluida ou pasta sólida desça para a dita depressão (52) sob gravidade.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita área corresponde a pelo menos (1,5 vezes um diâmetro externo do elemento em formato espiral aberto (40)) X (50% de um raio do recipiente na dita parede de fundo (16)).

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12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui uma câmara de retirada (62) conectada à dita abertura externamente do recipiente (12) para receber pasta fluida ou pasta sólida retirada do recipiente (12) pelo dito elemento em formato espiral aberto (40) e para transportar a dita pasta fluida para um local desejado.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) compreende dois membros espirais aninhando em formato de sacarolhas co-axial (53, 54) de diâmetros diferentes.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a passagem (35) para o líquido clarificado é localizada na parede lateral (14) próxima à parte superior do recipiente (12).
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito mecanismo de acionamento (66, 70) inclui meio (66) para girar o elemento (40) em volta de um eixo geométrico longitudinal (44) para retirar a pasta fluida ou a pasta sólida do recipiente (12) através da abertura (50).
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito elemento alongado, giratório, em formato espiral aberto (40) é montado de modo deslizante para inserção seletiva no e retirada da parte interna do recipiente (12) na ou próximo à parede de fundo (16), e o dito mecanismo de acionamento (66, 70) inclui dispositivo (70) para mover deslizantemente o dito elemento (40) para dentro e para fora da parte interna do recipiente (12), e dispositivo (66) para girar o dito elemento (40) pelo menos quando o dito dispositivo para mover deslizantemente o elemento (40) mover o dito elemento para a dita parte interna do recipiente (12).
17. Método de retirada de uma pasta fluida ou uma pasta sólida de um recipiente usando o aparelho definido na reivindicação 1

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5/6 incluindo o dito recipiente, o método caracterizado por compreender: introduzir pasta fluida no recipiente (12), operar um dispositivo de ancinho (28) do dito aparelho para formar a pasta fluida ou pasta sólida abaixo das margens do dispositivo de ancinho (28) e um líquido clarificado acima; e girar um elemento alongado em formato espiral aberto (40) do dito aparelho que se estende ou é extensível para dentro do recipiente (12) através de uma abertura (50) em uma parede do recipiente (12) em que:

o elemento que se estende está em exposição aberta e direta acima pelo menos de uma maior parte de seu comprimento para a dita pasta fluida ou pasta sólida formada no recipiente e a etapa de girar o elemento faz retirar a dita pasta fluida ou pasta sólida do recipiente (12) através da dita passagem (50), ou a etapa de girar o elemento extensível faz o elemento se estender dentro do recipiente (12) de modo que, quando totalmente estendido, o elemento está em exposição aberta e direta acima pelo menos de uma maior parte de seu comprimento para a dita pasta fluida ou pasta sólida formada no recipiente, esta etapa sendo seguida pela etapa de retirar o elemento com pasta fluida ou pasta sólida carregada a partir do dito recipiente (12) através da dita passagem (50).
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) é girado no lugar para remover a dita pasta fluida ou pasta sólida do dito recipiente (12).
19. Método, de acordo com a reivindicação 17 caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) é alternado longitudinalmente para dentro e para fora do dito recipiente (12) para remover a dita pasta fluida, e em que o movimento do dito elemento em formato espiral para o dito recipiente (12) é acompanhaPetição 870170092910, de 30/11/2017, pág. 11/15

6/6 do por rotação do dito elemento para levar o dito elemento a perfurar a dita pasta fluida ou pasta sólida, e em que o dito elemento em formato espiral é fixado contra a rotação quando o dito elemento é movido para fora do dito recipiente (12).
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o dito elemento em formato espiral aberto (40) entra em uma câmara (62) quando movido para fora do dito recipiente (12) e a pasta fluida ou pasta sólida retirada do recipiente pelo dito elemento é deixada para trás na dita câmara quando o dito elemento é novamente movido para o dito recipiente.

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Valores de tensão