BR112014006878B1

BR112014006878B1 - Máquina de flotação, método para a operação de uma máquina de flotação e uso de uma máquina de flotação

Info

Publication number: BR112014006878B1
Application number: BR112014006878-0A
Authority: BR
Inventors: Werner Hartmann; Stefan Blendinger; Robert Fleck; Gerold Franke; Lilla Grossmann; Wolfgang Krieglstein
Original assignee: Primetals Technologies Germany Gmbh
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2020-10-06
Also published as: US20140209517A1; CL2014000685A1; CA2849569A1; BR112014006878A2; MX2014003477A; CA2849569C; EP2572778B1; EP2572778A1; WO2013041343A1; CN103813851B; CN103813851A; RU2603984C2; RU2014116269A; DK2572778T3; BR112014006878A8

Abstract

resumo patente de invenção: "bocal de dispersão, máquina de flotação equipada com o mesmo, e método para a operação do mesmo". a presente invenção refere-se a: 1) um bocal de dispersão (1, 1') para dispersar um líquido (6), em particular uma suspensão (6'), que também tem pelo menos um gás (7), em que o dito bocal compreende um bocal de alimentação de gás (2) e um arranjo de misturação tubular (3) que tem uma zona de entrada para pelo menos um gás e o líquido (6) e uma zona de saída (1a) para uma mistura de gás/líquido (8) formada a partir de pelo menos um gás (7) e o líquido (6); 2) uma máquina de flotação (100); 3) métodos para operar os mesmos; 4) uso de uma máquina de flotação. 20803969v1

Description

Descrição

[001] A invenção refere-se a um bocal de dispersão para dispersar um líquido, em particular uma suspensão, também com pelo menos um gás, em que o dito bocal de dispersão compreende um bocal de alimentação de gás e um arranjo de misturação tubular que tem uma região de entrada para pelo menos um gás e o líquido e uma região de saída para uma mistura de gás-líquido formada a partir de pelo menos um gás e o líquido, assim como um método para a operação do bocal de dispersão.

[002] A invenção também se refere a uma máquina equipada com pelo menos um tal bocal de dispersão, um método de flotação para operar a máquina de flotação e o seu uso.

[003] Os bocais de dispersão, do tipo mencionado na introdução, já são usados em máquinas de flotação, vide os documentos de patente DE 32 11 906 C2 ou CA 2 462 740 A1.

[004] O documento de patente GB 355.211 apresenta um método de flotação com o qual um bocal de dispersão é usado em que o ar é introduzido, e em que a suspensão é sugada para o bocal de dispersão. A flotação é um método de separação física para separar misturas de grãos finos de materiais sólidos, minérios e ganga, por exemplo, em uma suspensão a quosa com o auxílio de bolhas de ar com base em uma umectabilidade de superfície diferente das partículas contidas na suspensão. Ela é usada para a preparação de recursos naturais e durante o processamento de materiais de preferência minerais com um teor de baixo a médio de um componente útil ou um material valioso, por exemplo, na forma de metais não ferrosos, ferro, metais de terras raras e/ou metais preciosos e recursos naturais não metálicos.

[001] As máquinas de flotação já são suficientemente conhecidas. O documento de patente WO 2006/069995 A1 descreve uma máquina de flotação com um invólucro que encerra uma câmara de flotação, com pelo menos um bocal de dispersão, aqui indicado como um ejetor, e com pelo menos uma instalação de introdução de gás, indicada como instalações de aeração ou aeradores quando o ar é usado, assim como um vaso de coleta para um produto de espuma formado durante a flotação.

[002] Durante a flotação ou a flotação pneumática, uma suspensão, que é normalmente composta de água e material sólido de grãos finos e contém reagentes, é em geral introduzida em uma câmara de flotação. Os reagentes devem fazer em particular com que as partículas valiosas na suspensão de que devem de preferência ser separadas, para serem configuradas de uma maneira hidrofóbica. O gás, em particular o ar ou nitrogênio, é alimentado em pelo menos um bocal de dispersão ao mesmo tempo que uma suspensão e entra em contato com as partículas hidrofóbicas na suspensão. Uma instalação de introdução do gás é usada para introduzir mais gás na suspensão. As partículas hidrofóbicas aderem para formar bolhas de gás de modo que as estruturas de bolhas de gás, também indicadas como flocos aéreos, flutuam e formam o produto de espuma na superfície da suspensão. O produto de espuma é removido para um vaso de coleta e normalmente é concentrado ainda mais.

[003] Foi demonstrado que a qualidade do produto de espuma ou o sucesso da separação do método de flotação ou de flotação pneumática é, inter alia, uma função da probabilidade de colisão entre uma partícula hidrofóbica e uma bolha de gás. Quanto maior a probabilidade de colisão, maior o número de partículas hidrofóbicas que aderem a uma bolha de gás, se elevam até a superfície e formam o produto de espuma junto com as partículas. A probabilidade de colisão aqui é in- fluenciada, inter alia, pela dispersão da suspensão e do gás em um bocal de dispersão.

[004] No campo de unidades de flotação, os bocais de dispersão são usados não somente para alimentar uma mistura na forma de gás e suspensão a uma câmara de flotação. Eles também são usados para dispersar líquidos sem ou com uma proporção muito pequena de material sólido com gás e para injetar a mistura no líquido ou na suspensão contidos na máquina de flotação.

[005] Há uma demanda contínua quanto a instalações mais resistentes ao desgaste possíveis para introduzir gás em líquidos, em particular suspensões, com as quais bolhas particularmente pequenas de gás podem ser geradas.

[006] O objetivo da invenção em primeiro lugar consiste na provisão de um bocal de dispersão a fim de aumentar uma proporção das bolhas de gás em um líquido e também de um método para a operação de tal bocal de dispersão.

[007] Também um objetivo da invenção consiste na especificação de uma máquina de flotação com um rendimento mais elevado e um método para a sua operação.

[008] O objetivo é atingido em primeiro lugar por um bocal de dispersão para dispersar um líquido, em particular uma suspensão, também com pelo menos um gás, em que o dito bocal de dispersão compreende um bocal de alimentação de gás e um arranjo de mistura- ção tubular, que tem uma região de entrada para pelo menos um gás e o líquido e uma região de saída para uma mistura de gás-líquido formada de pelo menos um gás e o líquido, em que o arranjo de mistura- ção é contíguo com o bocal de alimentação de gás, o bocal de alimentação de gás afunila na direção do arranjo de misturação e se abre para a sua região de entrada, o arranjo de misturação tem pelo menos uma abertura de entrada para o líquido na região de entrada, uma razão entre o diâmetro DG de uma abertura de saída de gás do bocal de alimentação de gás e um diâmetro interno DM do arranjo de misturação na região de entrada que fica na faixa de 1:3 a 1:5, e pelo menos uma válvula de regulagem de gás para medir uma quantidade de pelo menos um gás a ser alimentado no líquido que é designado ao bocal de alimentação de gás.

[009] O bocal de dispersão da invenção permite a introdução intensiva de gás em um líquido, em particular uma suspensão, e é possível gerar bolhas de gás particularmente pequenas com diâmetros < 1 mm com pouco desgaste. Em particular, é possível introduzir o gás em um líquido ou suspensão já presente em um vaso ou algo do gênero. Nesse processo o líquido, em particular a suspensão, é sugado para o interior do arranjo de misturação por da(a) abertura(s) de entrada. Não há então vantajosamente nenhuma necessidade quanto a bombas, que conduzem o líquido, em particular a suspensão, para o arranjo de misturação sob pressão.

[0010] A misturação intensiva do gás e do líquido dentro do arranjo de misturação do bocal de dispersão da invenção é comparável à misturação em um bocal de dispersão convencional, por meio do qual, no entanto, ambos o gás e o líquido são alimentados. O bocal de dispersão da invenção permite um aumento na proporção de gás sem um aumento ao mesmo tempo na proporção do líquido em que o gás deve ser introduzido. O bocal de dispersão da invenção, portanto, é particularmente apropriado para prover um aumento na probabilidade de colisão entre as bolhas de gás e as partículas hidrofóbicas em máquinas de flotação.

[0011] Quando o gás é disperso com uma suspensão, a estrutura do bocal de dispersão da invenção significa que o desgaste é bastante reduzido em comparação com os bocais de dispersão convencionais, por meio do que a suspensão e o gás são alimentados em uma má- quina de flotação ao mesmo tempo a uma alta pressão, em particular na região do ponto de alimentação da suspensão. É possível, com o bocal de dispersão da invenção, a dispersão completa com as bombas passíveis de desgaste que eram requeridas até agora para alimentar ao mesmo tempo a suspensão e o gás em uma máquina de flotação a uma alta pressão.

[0012] De acordo com a invenção, uma razão de um diâmetro DG de uma abertura de saída de gás do bocal de alimentação de gás e um diâmetro interno DM do arranjo de misturação na região de entrada do arranjo de misturação fica compreendida na faixa de 1:3 a 1:5, em particular na faixa de 1:3 a 1:3,5.

[0013] A expansão significativa resultante do gás no arranjo de misturação faz com que seja obtida uma misturação particularmente intensiva do gás com o líquido, em particular a suspensão.

[0014] Pelo menos uma válvula de regulagem de gás para medir uma quantidade de pelo menos um gás a ser alimentado no líquido é designada ao bocal de alimentação de gás, a fim de poder influenciar a razão entre o gás e o líquido no arranjo de misturação e a velocidade do gás na região de abertura de saída de gás. É vantajoso se o arranjo de misturação for dividido sucessivamente do bocal de alimentação de gás em uma câmara de misturação, que compreende a região de entrada, um tubo de misturação e também um difusor, em que o diâmetro do difusor aumenta a partir do tubo de misturação e compreende a região de saída. A câmara de misturação tem pelo menos uma abertura de entrada para o líquido, aqui particularmente a suspensão.

[0015] Alternativamente, o arranjo de misturação pode ser dividido sucessivamente do bocal de alimentação de gás a um tubo de misturação, que compreende a região de entrada, e também um difusor, em que o diâmetro do difusor aumenta a partir do tubo de misturação e compreende a região de saída. O tubo de misturação tem pelo menos uma abertura de entrada para o líquido, aqui particularmente a suspensão.

[0016] Uma conexão mecânica entre o bocal de alimentação de gás e a câmara de misturação ou o tubo de misturação é de preferência efetuada por meio de pelo menos um elemento de conexão, o qual é disposto fora ou na periferia do bocal de alimentação de gás e do arranjo de misturação.

[0017] Para ambas as modalidades, um diâmetro interno do tubo de misturação é configurado para ser continuamente do mesmo tamanho ou então afunila na direção do difusor.

[0018] Em uma modalidade preferida da invenção, o difusor é configurado como curvado. Isto é vantajoso no que diz respeito ao requisito de espaço do bocal de dispersão e resulta na configuração de um fluxo turbilhonado para a mistura de gás-líquido formada, o que melhora ainda mais a dispersão do gás e do líquido.

[0019] Uma razão entre um diâmetro DMR de uma abertura de entrada de tubo de misturação do tubo de misturação e um comprimento LMR do tubo de misturação fica de preferência compreendida na faixa de 1:3 a 1:8, em particular na faixa de 1:4 a 1:6.

[0020] Em uma modalidade preferida do bocal de dispersão, somente uma abertura de entrada está presente na região de entrada do arranjo de misturação.

[0021] Em uma modalidade alternativa, a região de entrada do arranjo de misturação tem pelo menos um número N = 2, em particular N = 8, de aberturas de entrada, por meio das quais o líquido, em particular a suspensão, pode ser sugado para o interior do arranjo de misturação. Isto permite uma misturação mais regular e mais rápida do líquido com o gás que flui para fora do bocal de alimentação de gás.

[0022] As aberturas de entrada aqui são de preferência configuradas com um contorno circular, retangular ou do tipo de entalhe. Um diâmetro do furo das aberturas de entrada circulares é de preferência configurado como uma função da espessura de parede do arranjo de misturação na região de entrada. Em particular, o diâmetro do furo é selecionado de modo que seja maior do que ou igual à espessura de parede.

[0023] A(s) abertura(s) de entrada é/são de preferência dispostas perpendicular(es) a um eixo central longitudinal do bocal de dispersão, mas um arranjo a um ângulo em relação ao eixo central longitudinal também é alternativamente possível. Isto assegura uma misturação particularmente intensiva do líquido, em particular a suspensão, e também do gás, em que bolhas particularmente pequenas são geradas.

[0024] Um número de aberturas de entrada é de preferência disposto a uma distância regular umas das outras em pelo menos uma passagem circular centrada em torno do eixo central longitudinal do bocal de dispersão, a fim de prover a alimentação mais regular possível do líquido no gás de todos os lados.

[0025] O bocal de alimentação de gás, que afunila na direção do arranjo de misturação, tem de preferência uma parede interna, a qual é alinhada a um ângulo α na faixa de 3o a 15°, em particular a um ângulo α na faixa de 4o a 6o, em relação ao eixo central longitudinal do bocal de dispersão. A velocidade do gás e a pressão do gás na região de abertura de saída do gás são aumentadas como uma consequência disto.

[0026] O bocal de dispersão da invenção é de preferência usado para introduzir o gás em líquidos tais como a água, água residual, água de processos, etc. Um bocal de dispersão da invenção é usado em particular para introduzir o gás em líquidos na forma de suspensões durante processos de flotação.

[0027] O objetivo também é atingido por um método para a opera- ção de um bocal de dispersão da invenção, uma vez que pelo menos um gás é conduzido para o arranjo de misturação por meio do bocal de alimentação de gás, em que o líquido, em particular a suspensão, é sugado para o interior do arranjo de misturação por pelo menos uma abertura de entrada, em que uma mistura de gás-líquido é formada no arranjo de misturação e o gás é alimentado por meio do bocal de alimentação de gás de uma maneira tal que pelo menos um gás está presente em uma abertura de saída de gás do bocal de alimentação de gás com uma densidade de fluxo pulsado na faixa de 5 x 103 a 5 x 104 kg/(m*s2).

[0028] Isto permite que uma dispersão particularmente intensiva e regular do gás e do líquido seja obtida, com um diâmetro preferido da bolha < 1 mm sendo alcançado predominantemente no gás disperso.

[0029] A densidade de fluxo pulsado fica de preferência compreendida na faixa de 1 x 104 a 5 x 104 kg/(m*s2), mas em particular na faixa de 3 x 104 a 5 x 104 kg/(m*s2).

[0030] Foi demonstrado que é favorável para o método se o arranjo de misturação compreender um tubo de misturação, para uma taxa de cisalhamento na faixa de 500 a 5.000 l/s, em particular de 1.000 a 1.500 l/s, presente para a mistura de gás-líquido em uma abertura de saída do tubo de misturação. Quanto mais elevada a taxa de cisalhamento, menores as bolhas de gás geradas na mistura de gás-líquido. Isto melhora a dispersão do gás e do líquido ainda mais.

[0031] O objetivo é atingido para a máquina de flotação que compreende pelo menos um bocal de dispersão da invenção. O uso de um ou mais bocais de dispersão da invenção em uma máquina de flotação permite a misturação intensiva do gás em um líquido, em particular uma suspensão, que já está presente na máquina de flotação, sem introduzir um líquido adicional na máquina de flotação por meio do(s) bocal(is) de dispersão. Isto permite que a proporção de gás no líquido, em particular na suspensão, seja aumentada de maneira significativa. A probabilidade de colisão entre uma bolha de gás e uma partícula a ser separada de uma suspensão aumenta e o rendimento é maior.

[0032] Em uma modalidade preferida, a máquina de flotação compreende um invólucro com uma câmara de flotação, para a qual se abre pelo menos um bocal de dispersão.

[0033] O arranjo de misturação, incluindo pelo menos uma abertura de entrada, é aqui disposto particularmente na câmara de flotação, de modo que o líquido, em particular a suspensão, se dispersa em torno do arranjo de misturação e líquido pode passar facilmente através da(s) abertura(s) de entrada e para o interior do arranjo de misturação sem nenhuma estrutura auxiliar. Isto resulta no enriquecimento do gás no líquido contido na câmara da flotação sem aumentar ou diluir o dito líquido.

[0034] Alternativamente, o arranjo de misturação também pode ser disposto fora da câmara de flotação, com o resultado que o líquido tem que ser alimentado na(s) abertura(s) de entrada, por exemplo, por uma linha de tubo adicional ou similar. O líquido na forma de água, água de processo, suspensão, etc., em particular de suspensão, pode ser conduzido para fora da câmara de flotação para as aberturas de entrada neste caso. No caso da dispersão de água ou de água de processo com o gás e injeção na câmara de flotação de uma máquina de flotação que contém uma suspensão, a suspensão é naturalmente diluída pela água adicional ou pela água de processo. No caso da dispersão de uma suspensão adicional com o gás e injeção na câmara de flotação de uma máquina de flotação que contém uma suspensão, a suspensão é naturalmente aumentada pela suspensão adicional. O número de bolhas do gás por unidade de volume de líquido que pode ser obtido, portanto, é menor para tais casos.

[0035] O objetivo é atingido para um método para a operação de uma máquina de flotação da invenção em que a câmara da flotação é preenchida com o líquido, em particular a suspensão, de uma maneira tal que pelo menos uma abertura de entrada de pelo menos um bocal de dispersão fica abaixo de uma superfície formada pelo líquido, em particular a suspensão.

[0036] Pelo menos um bocal de dispersão da invenção presente é de preferência operado de acordo com o método da invenção descrito acima para a operação do bocal de dispersão.

[0037] A câmara de flotação é preenchida em particular com uma suspensão com um teor de material sólido na faixa de 30 a 60%. Tais teores de materiais sólidos nas suspensões são padrão em particular para a flotação de minerais que contêm minério.

[0038] Foi demonstrado que o uso de uma máquina de flotação da invenção para separar um minério da ganga, portanto, é favorável. No entanto, a máquina de flotação também pode ser usada de outras maneiras, por exemplo, para a flotação de água residual, suspensões que contêm minerais que não contêm minério, por exemplo, rochas carboníferas, etc.

[0039] As Figuras 1 a 5 são fornecidas para descrever bocais de dispersão da invenção e o seu uso, assim como a sua colocação em máquinas de flotação a título de exemplo. Nas figuras, portanto:

[0040] a Figura 1 mostra uma seção longitudinal de um primeiro bocal de dispersão;

[0041] a Figura 2 mostra uma seção ampliada do primeiro bocal de dispersão na região do bocal de alimentação de gás;

[0042] a Figura 3 mostra o princípio de operação de um bocal de dispersão com difusor curvado;

[0043] a Figura 4 mostra uma vista lateral de um segundo bocal de dispersão com difusor curvado;

[0044] a Figura 5 mostra uma seção longitudinal parcial de uma máquina de flotação com um bocal de dispersão.

[0045] A Figura 1 mostra uma seção longitudinal de um primeiro bocal de dispersão 1 para dispersar um líquido 6, em particular uma suspensão 6', também com pelo menos um gás 7. O primeiro bocal de dispersão 1 compreende um bocal de alimentação de gás com uma abertura de saída de gás 2a e um arranjo de misturação tubular 3, que tem uma região de entrada para pelo menos um gás 7 e o líquido 6 ou a suspensão 6' e uma região de saída 1a para uma mistura de gás- líquido 8 formada de pelo menos um gás 7 e o líquido 6 ou a suspensão 6'. A montante do bocal de alimentação de gás 2, é disposta pelo menos uma válvula de regulagem de gás (não mostrada aqui para fins de clareza) para medir uma quantidade do gás 7 a ser alimentado no líquido 6. O arranjo de misturação 3 é contíguo com o bocal de alimentação de gás 2. O bocal de alimentação de gás 2 afunila na direção do arranjo de misturação 3 e se abre para a sua região de entrada. O arranjo de misturação 3 também tem um número de aberturas de entrada 4 para o líquido 6 ou a suspensão 6' na região de entrada. As aberturas de entrada 4 são aqui dispostas perpendiculares a um eixo central longitudinal 9 do primeiro bocal de dispersão 1. Nesta modalidade, o arranjo de misturação 3 é dividido sucessivamente do bocal de alimentação de gás 2 para uma câmara de misturação 3a, que compreende a região de entrada, um tubo de misturação 3b com uma abertura de saída 5 do tubo de misturação e também um difusor 3c, em que o diâmetro do difusor aumenta a partir do tubo de misturação 3b e compreende a região de saída 1a. A câmara de misturação 3a e o tubo de misturação 3b podem, no entanto, ser igualmente configurados como uma peça única. Alternativamente, o tubo de misturação 3b e o difusor 3c ou a câmara de misturação 3a, o tubo de misturação 3b e o difusor 3c também podem ser configurados como uma peça única.

[0046] A Figura 2 mostra uma seção ampliada do primeiro bocal de dispersão 1 de acordo com a Figura 1 na região do bocal de alimentação de gás 2. Os caracteres de referência idênticos àqueles na Figura 1 denotam elementos idênticos. O bocal de alimentação de gás 2 tem aqui uma parede interna, a qual é alinhada a um ângulo α de 4o em relação ao eixo central longitudinal 9 do primeiro bocal de dispersão 1. Uma razão entre um diâmetro DG da abertura de saída de gás 2a do bocal de alimentação de gás 2 e um diâmetro interno DM do arranjo de misturação 3 na região de entrada, neste caso também o diâmetro interno da câmara de misturação 3a, é aqui de cerca de 1:3 a 1:5.

[0047] Uma razão entre um diâmetro DMR de uma abertura de entrada de tubo de misturação do tubo de misturação 3b e um comprimento LMR do tubo de misturação 3b é aqui de cerca de 1:5.

[0048] A Figura 3 mostra o princípio de operação de um bocal de dispersão com um arranjo de misturação 3 com o difusor curvado 3c. Os caracteres de referência idênticos àqueles na Figura 1 denotam elementos idênticos. Um difusor curvado 3c reduz as dimensões do bocal de dispersão e permite que ele seja usado até mesmo em condições espaciais restritas. Um movimento de turbilhonamento é imposto na mistura de gás-líquido 8 formada, o que resulta em uma melhoria adicional na dispersão do gás 7 e do líquido 6 ou da suspensão 6'.

[0049] A Figura 4 mostra uma vista lateral de um segundo bocal de dispersão 1' com o difusor curvado 3c. Os caracteres de referência idênticos àqueles nas Figuras 1 e 3 denotam elementos idênticos.

[0050] A Figura 5 mostra uma seção longitudinal parcial de uma máquina de flotação 100 com uma estrutura que é conhecida per se, em que a metade da direita é mostrada fatiada. A máquina de flotação 100 compreende um invólucro 101 com uma câmara de flotação 102, em que pelo menos um bocal de dispersão convencional abre para alimentar o gás 7 e a suspensão 6' na câmara de flotação 102. Os bo- cais de dispersão convencionais 10 são incorporados em geral de uma maneira tal que o eixo longitudinal do(s) bocal(is) de dispersão 10 fica alinhado horizontalmente. O invólucro 101 tem um segmento de invólucro cilíndrico 101a, em cuja extremidade inferior pode ser opcionalmente disposto um arranjo de introdução de gás 103.

[0051] Dentro da câmara de flotação 102, está presente um canal de espuma 104 com conectores 105 para remover o produto de espuma formado. A borda superior da parede exterior do invólucro 101 fica acima da borda superior do canal de espuma 104, impedindo desse modo que o produto de espuma transborde por cima da borda superior do invólucro 101. O invólucro 101 também tem uma abertura de remoção inferior 106. As partículas da suspensão 6', que não têm uma superfície que se tornou suficientemente hidrofóbica, por exemplo ou não colidiram com uma bolha de gás, e as partículas hidrofílicas afundam na direção da abertura de remoção inferior 106 e são removidas. O produto de espuma passa fora da câmara de flotação 102 para o canal de espuma 104 e é afastado por meio dos conectores 105 e opcionalmente concentrado.

[0052] A incorporação dos bocais de dispersão da invenção 1,1', por meio dos quais somente o gás 7 é introduzido na câmara de flotação 102 neste caso, para ser disperso com a suspensão 6' já presente na câmara de flotação 102, é aqui efetuada de preferência de uma maneira tal que o eixo central longitudinal 9 do bocal de dispersão 1,1' é alinhado horizontalmente. No entanto, um arranjo dos bocais de dispersão da invenção 1, 1' na máquina de flotação 100 com o eixo central longitudinal 9 a um ângulo em relação à horizontal também é possível.

[0053] A instalação de introdução de gás opcional 103, que é contígua com uma alimentação de gás 103a, é opcionalmente usada para soprar o gás adicional 7 no segmento de invólucro cilíndrico 101a, de modo que mais partículas hidrofóbicas sejam ligadas ao mesmo e se elevem. Idealmente, as partículas hidrofílicas em particular continuam a afundar, e são descarregadas por meio da abertura de remoção inferior 106.

[0054] O uso de pelo menos um bocal de dispersão da invenção 1, 1', com um difusor curvado, por exemplo, na máquina de flotação 100, melhora a dispersão da suspensão 6' e do gás 7 ainda mais e aumenta desse modo a probabilidade de colisão entre uma bolha de gás e uma partícula a ser separada da suspensão 6'. Taxas de separação incrementadas e um produto de espuma ótimo, portanto, podem ser obtidos. Uma estrutura curvada do arranjo de misturação 3 como um todo economiza espaço e, portanto, também pode ser usada de uma melhor maneira no interior de uma câmara de flotação com um diâmetro pequeno.

[0055] O uso de um bocal de dispersão da invenção, no entanto, não fica limitado a uma máquina de flotação em geral ou a uma máquina de flotação com uma estrutura de acordo com a Figura 5. Um bocal de dispersão da invenção pode ser usado em unidades de flotação de qualquer estrutura ou em unidades em que pelo menos um gás deve ser distribuído em uma maneira fina e regular em um líquido, em particular uma suspensão. Naturalmente que o bocal de dispersão da invenção também pode, portanto, ser usado independentemente de uma aplicação preferida em máquinas de flotação para introduzir gás na água, em água residual, em água de processo, etc.

Claims

1. Máquina de flotação (100) compreendendo um invólucro (101) com uma câmara de flotação (102) e pelo menos um bocal de dispersão (1, 1') para dispersar um líquido (6) também com pelo menos um gás (7), compreendendo um bocal de alimentação de gás (2) e um arranjo de misturação tubular (3) que tem uma região de entrada para o pelo menos um gás (7) e o líquido (6) e uma região de saída (1a) para uma mistura de gás-líquido (8) formada a partir do pelo menos um gás (7) e o líquido (6), sendo que o arranjo de misturação (3) é contíguo com o bocal de alimentação de gás (2), sendo que o bocal de alimentação de gás (2) afunila na direção do arranjo de misturação (3) e se abre para a sua região de entrada, caracterizada pelo fato de que o arranjo de misturação (3) apresenta pelo menos um número N > 3 de aberturas de entrada (4) para o líquido (6) na região de entrada, sendo que as aberturas de entrada (4) são dispostas perpendiculares a ou a um ângulo em relação a um eixo central longitudinal (9) do bocal de dispersão (1, 1'), sendo que uma razão entre um diâmetro DG de uma abertura de saída de gás (2a) do bocal de alimentação de gás (2) e um diâmetro interno DM do arranjo de misturação (3) na região de entrada fica compreendida na faixa de 1:3 a 1:5, e sendo que pelo menos uma válvula de regulagem de gás para medir uma quantidade de gás do pelo menos um gás (7) a ser alimentado no líquido (6) é designada ao bocal de alimentação de gás (2), sendo que o líquido é uma suspensão (6’), sendo que o pelo menos um bocal de dispersão (1, 1’) se abre para a câmara de flotação (102).

2. Máquina de flotação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o arranjo de misturação (3) é dividido sucessivamente a partir do bocal de alimentação de gás (2) para uma câmara de misturação (3a), que compreende a região de entrada, um tubo de misturação (3b) e também um difusor (3c), cujo diâmetro do difusor aumenta a partir do tubo de misturação (3b) e compreende a região de saída (1a).

3. Máquina de flotação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o arranjo de misturação (3) é dividido sucessivamente a partir do bocal de alimentação de gás (2) para um tubo de misturação (3b), que compreende a região de entrada, e também um difusor (3c), cujo diâmetro do difusor aumenta a partir do tubo de misturação (3b) e compreende a região de saída (1a).

4. Máquina de flotação (100), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que uma razão entre um diâmetro DMR de uma abertura de entrada de tubo de misturação do tubo de misturação (3b) e um comprimento LMR do tubo de misturação (3b) fica compreendida na faixa de 1:3 a 1:8.

5. Máquina de flotação (100), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que o difusor (3c) é executado curvado.

6. Máquina de flotação (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a região de entrada apresenta pelo menos um número N > 8 de aberturas de entrada (4).

7. Máquina de flotação (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que as aberturas de entrada (4) são dispostas a uma distância regular umas das outras em pelo menos uma passagem circular centrada em torno do eixo central longitudinal (9) do bocal de dispersão (1, 1').

8. Máquina de flotação (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o bocal de alimentação de gás (2), que afunila na direção do arranjo de misturação (3), apresenta uma parede interna, a qual é alinhada a um ângulo α na faixa de 3o a 15°, em particular a um ângulo α na faixa de 4o a 6o, em relação ao eixo central longitudinal (9) do bocal de dispersão (1, 1')-

9. Máquina de flotação (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que as aberturas de entrada (4) apresentam um diâmetro de furo circular.

10. Máquina de flotação (100), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o diâmetro de furo é selecionado maior do que ou igual a uma espessura de parede do arranjo de misturação (3) na região de entrada.

11. Máquina de flotação (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o arranjo de misturação (3), que inclui as aberturas de entrada (4), é disposto na câmara de flotação (102).

12. Máquina de flotação (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o eixo central longitudinal (9) do pelo menos um bocal de dispersão (T) é alinhado horizontalmente.

13. Método para a operação de uma máquina de flotação (100) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos um gás (7) é conduzido para o arranjo de misturação (3) por meio do bocal de alimentação de gás (2) em sua região de entrada, sendo que líquido (6) é sugado para o interior do arranjo de misturação (3) por meio da pelo menos uma abertura de entrada (4), sendo que uma mistura de gás-líquido (8) é formada no arranjo de misturação (3) e sendo que gás é alimentado por meio do bocal de alimentação de gás (2) de uma maneira tal que o pelo menos um gás (7) está presente em uma abertura de saída de gás (2a) do bocal de alimentação de gás (2) com uma densidade de fluxo pulsado na faixa de 5 x 103 a 5 x 104 kg/(m*s2), sendo que o fluido é uma suspensão (6’).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a densidade de fluxo pulsado fica na faixa de 1 x 104 a 5 x 104 kg/(m*s2).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a densidade de fluxo pulsado fica na faixa de 3 x 104 a 5 x 104 kg/(m*s2).

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que o arranjo de misturação (3) compreende um tubo de misturação (3b), sendo que uma taxa de cisalhamento na faixa de 500 a 5000 1/s, em particular de 1000 a 1500 1/s, está presente para a mistura de gás-líquido (8) em uma abertura de saída do tubo de misturação (5).

17. Método para a operação de uma máquina de flotação (100) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a câmara da flotação (102) é preenchida com líquido (6), de tal maneira que as aberturas de entrada (4) do pelo menos um bocal de dispersão (1, 1') fica abaixo de uma superfície formada pelo líquido (6), sendo que o liquido é uma suspensão (6').

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um bocal de dispersão (1, 1') é operado conforme um método como definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 14.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a câmara de flotação (102) é preenchida com uma suspensão (6') com um teor de material sólido na faixa de 30 a 60%.

20. Uso de uma máquina de flotação (100) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por ser para separar um minério da ganga.