DE102006040938A1

DE102006040938A1 - flotation cell

Info

Publication number: DE102006040938A1
Application number: DE200610040938
Authority: DE
Inventors: Norbert Becker; Michael Riebensahm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-20
Also published as: WO2008025680A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flotationszelle, mit einem oberseits geöffneten bottichartigen Behälter zur Aufnahme einer im Wesentlichen aus einer Flüssigkeit und einem zu trennenden Partikelgemenge gebildeten Pulpe, wobei zur Einleitung der Pulpe in den Behälter wenigstens ein Einleitungsrohr vorhanden ist, das mit einer Ausströmöffnung nahe dem Boden des Behälters endet, wobei der Ausströmöffnung in Ausströmrichtung der Pulpe mit Axialabstand gegenüberliegend ein Prallelement angeordnet ist.The invention relates to a flotation cell, with a top-open vat-like container for receiving a substantially formed from a liquid and a particle mixture to be separated pulp, wherein for introducing the pulp into the container at least one inlet pipe is provided with an outflow opening near the bottom of the Container ends, wherein the outflow opening in the outflow direction of the pulp with axial distance opposite a baffle element is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flotationszelle mit einem oberseitig geöffneten bottichartigen Behälter zur Aufnahme einer im Wesentlichen aus einer Flüssigkeit und einem zu trennenden Partikelgemenge gebildeten Pulpe, wobei zur Einleitung der Pulpe in den Behälter ein Einleitungsrohr vorhanden ist. Flotationszellen dienen beispielsweise bei der Erzgewinnung zur Auftrennung von Partikelgemengen in unterschiedliche Fraktionen. Zur Trennung beispielsweise zweier etwa aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Partikelgemenge wird die Pulpe in der Regel mit feinverteilten Luftblasen versetzt und der Effekt ausgenutzt, dass mit der flüssigen Phase benetzbare Partikel nach unten sinken und nicht benetzbare Partikel sich an Luftblasen anlagern, nach oben steigen und auf der Pulpe aufschwimmen. Bei üblichen Flotationszellen wird die Pulpe in einem oberen Bereich des Behälters mit mehreren über dessen Umfang verteilten Einleitungsrohren zugeführt. In einem bodennahen Bereich ist ein Rührer angeordnet, wobei eine zu dessen Rotationsantrieb dienende, sich zentral in den Behälter hinein erstreckende Achse zur Zuführung von Luft hohl ausgebildet ist. Die Luft gelangt über Kanäle und Öffnungen in den Rührerblättern in die Pulpe. Durch den Rührer und durch die seitlich mit hoher Geschwindigkeit in den Behälter einströmende Pulpe erfolgt eine innige Durchmischung der Pulpe. Nachteilig ist, dass die mit hoher Geschwindigkeit in den Behälter einströmenden Partikel hohe abrasive Scherkräfte entwickeln, was zu einer schnellen Zerstörung der Bauteile der Flotationszelle und zu entsprechend hohen Ersatzteil- und Reparaturkosten führt. Um hier Abhilfe zu schaffen muss ein großer Teil einer Flotationszelle aus teuren verschleißfesten Materialien gefertigt oder mit solchen Materialein beschichtet werden. Gleiches gilt in besonderem Maße auch für Rührer.The The invention relates to a flotation cell with an upper side open vat-like container for Taking a substantially of a liquid and a to be separated Particle mixture formed pulp, wherein the introduction of the pulp in the container an inlet pipe is present. Flotation cells serve, for example in ore mining to separate particle fractions into different ones Fractions. For example, to separate two from different Materials existing particulate mixture is the pulp usually mixed with finely divided air bubbles and exploited the effect that with the liquid Phase wettable particles sink down and not wettable Particles are attached to air bubbles, rise up and up the pulp floating up. At usual Flotation cells will carry the pulp in an upper area of the container several about his Scope distributed distributed inlet pipes. In a ground-level area a stirrer is arranged one serving to its rotational drive, centrally in the container formed in the axis extending hollow for the supply of air is. The air gets over channels and openings in the stirrer blades in the pulp. Through the stirrer and through the pulp entering the container at high speed laterally an intimate mixing of the pulp takes place. The disadvantage is that the high velocity particles entering the vessel are highly abrasive shear develop, causing a rapid destruction of the components of the flotation cell and leads to correspondingly high spare parts and repair costs. Around A large part of a flotation cell needs to remedy this situation expensive wear-resistant materials be manufactured or coated with such Materialein. The same applies in particular also for Stirrer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flotationszelle vorzuschlagen, die einen geringen Wartungs- und Reparaturaufwand erfordert.task The invention is to propose a flotation cell, the one requires little maintenance and repair.

Diese Aufgabe wird nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass zur Einleitung der Pulpe in den Behälter wenigstens ein Einleitungsrohr vorhanden ist, das mit einer Ausströmöffnung nahe dem Boden des Behälters endet, wobei der Ausströmöffnung in Ausströmrichtung der Pulpe mit Axialabstand gegenüberliegend ein Prallelement angeordnet ist. Die die Ausströmöffnung mit hoher Geschwindigkeit verlassende Pulpe und darin enthaltende Partikel treffen zunächst auf das Prallelement auf, wobei die Partikel zum einen abgebremst werden und kinetische Energie verlieren und zum anderen etwa radial nach außen abgelenkt und zur Innenwandung des Behälters geleitet werden. Spätestens dort werden sie nach oben umgelenkt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Flotationszellen muss nur ein relativ geringer Teil davon verschleißfest ausgeführt sein, nämlich das Prallelement. Dieses kann entweder vollständig aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise aus Keramik bestehen oder mit einem solchen Material beschichtet sein. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch das Auftreffen der Pulpe auf das Prallelement eine innige Durchmischung der Pulpe erfolgt, so dass auf den Einsatz von Rührern verzichtet werden kann. Falls in der Pulpe Luftblasen enthalten sind, werden diese beim Auftreffen auf die Prallplatte zerkleinert und in der Pulpe fein verteilt.These Task is solved according to claim 1, characterized in that for the initiation of Pulp in the container at least one introduction tube is present, which is close to an outflow opening the bottom of the container ends, wherein the outflow opening in outflow the pulp with axial distance opposite a baffle element is arranged. The outflow opening at high speed Leaving pulp and particles contained therein initially meet the impact element, wherein the particles are braked for a and lose kinetic energy and the other about radially Outside deflected and directed to the inner wall of the container. No later than There they are redirected upwards. In contrast to conventional flotation cells only a relatively small part of it has to be made wear-resistant namely the impact element. This can either be completely made of a wear-resistant Material, for example made of ceramic or with such Be coated material. Another advantage is that through the Impact of the pulp on the baffle an intimate mixing The pulp takes place, so that can be dispensed with the use of stirrers. If Air bubbles are contained in the pulp, these are on impact crushed on the baffle plate and finely distributed in the pulp.

Eine über die Querschnittsfläche des Behälters gesehen gleichmäßige Durchmischung der Pulpe wird dadurch gefördert, das das Einleitungsrohr zentral im Behälter angeordnet ist und dass sich zumindest ein unterer, die Ausströmöffnung tragender Längsabschnitt vertikal erstreckt.One about the Cross sectional area of the container seen even mixing the pulp is thereby promoted, that the inlet pipe is arranged centrally in the container and that at least one lower, the discharge opening bearing longitudinal section extends vertically.

Um die Umlenkung der Pulpe nach oben zu erleichtern und um zu verhindern, dass Partikel mit hoher Geschwindigkeit auf die Innenwandung des Behälters auftreffen und diese beschädigen, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Prallelement einen nach oben gekrümmten Randbereich aufweist. Die von der Pulpe beaufschlagte Seite 14a des Randbereichs ist strömungsgünstig ausgestaltet, ist beispielsweise ein Teil einer Torusfläche. Die Umlenkung der Pulpe wird noch dadurch verbessert, dass ein zentraler Bereich des Prallelements als ein sich zur Ausströmöffnung hin verjüngender Kegel ausgebildet ist. Der Kegel bewirkt auch, dass der auftreffende Pulpestrom in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt wird.In order to facilitate the deflection of the pulp upwards and to prevent particles from hitting and damaging the inner wall of the container at high speed, in a preferred embodiment it is provided that the impact element has an upwardly curved edge region. The side acted upon by the pulp 14a of the edge region is aerodynamically designed, for example, is part of a Torusfläche. The deflection of the pulp is further improved in that a central region of the impact element is designed as a tapering towards the outflow cone. The cone also causes the impinging pulp flow to be uniformly distributed in the circumferential direction.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Axialabstand zwischen der Ausströmöffnung und dem Prallelement variierbar. Auf diese Weise kann beispielsweise die Geschwindigkeit und damit die Energie, mit der die Partikel auf das Prallelement auftreffen, an die Erfordernisse des jeweiligen Partikelgemenges angepasst und auch der Durchmischungsgrad der Pulpe beeinflusst werden. Die Variierbarkeit des genannten Axialabstands wird vorzugsweise mit Hilfe eines höhenverstellbaren Einleitungsrohrs bewerkstelligt.at a further preferred embodiment is the axial distance between the discharge opening and the baffle element variable. In this way, for example, the speed and thus the energy with which the particles hit the baffle impinge on the requirements of the particular particle mixture adjusted and also influenced the degree of mixing of the pulp become. The variability of said axial distance is preferred with the help of a height-adjustable inlet pipe accomplished.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die eine Flotationszelle in einem schematisierten Längsschnitt zeigt, näher erläutert.The Invention will now be described with reference to the attached drawing, a flotation cell in a schematic longitudinal section shows, explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt eine Flotationszelle 1, die einen eine oberseitige Öffnung 2 aufweisenden Behälter 3 und ein in diesen hinein ragendes Einleitungsrohr 4 umfasst. Ein oberer Längsabschnitt 5 des Behälters 3 ist trichterförmig erweitert und ist von einem ebenfalls trichterförmig erweiterten Auffangbehälter 6 umgriffen. Der Boden 7 des Behälters 3 ist ebenfalls trichterförmig ausgebildet, wobei an der Spitze des Trichters ein Auslass 8 angeordnet ist.The drawing shows a flotation cell 1 which has a one-sided opening 2 having container 3 and an inlet tube protruding into it 4 includes. An upper longitudinal section 5 of the container 3 is funnel-shaped and is extended by a likewise funnel-shaped expanded container 6 encompassed. The floor 7 of the container 3 is also funnel-shaped, wherein at the Top of the funnel an outlet 8th is arranged.

Das Einleitungsrohr 4 ist zentral im Behälter 3 angeordnet und erstreckt sich in Vertikalrichtung. Im Falle eines im Querschnitt kreisrunden Behälters 3 erstreckt sich das Einleitungsrohr 4 koaxial zur Mittellängsachse 9 des Behälters 3. Flotationszellen 1 der in Rede stehenden Art dienen beispielsweise zur Trennung von Partikelgemengen bei der Erzgewinnung und sind für einen relativ großen Durchsatz ausgelegt. Sie haben beispielsweise eine Höhe von etwa 4 m und eine Querschnittsfläche von etwa 9 m². Das Einleitungsrohr 4, das eine wesentlich geringere Querschnittsfläche als der Behälter 3 aufweist, endet mit einer Außenströmöffnung 10 im Bereich des Bodens 7. Mit Axialabstand 12 der Ausströmöffnung 10 gegenüber liegend, ist ein Prallelement 12 angeordnet, in der Draufsicht in Ausströmrichtung 13 der Pulpe gesehen kreisförmig ausgebildet ist. Es weist einen nach oben umgebogenen Randbereich 14 auf. Dessen von der Pulpenströmung beaufschlagte Seite 14a ist in strömungsgünstiger Weise gekrümmt. Sie ist z.B. Teil einer Torusfläche. Ein zentraler, von der Mittellängsachse 15 des Einleitungsrohres 4 zentral geschnittener Bereich ist als sich nach oben verjüngender Kegel 16, genauer als Kreiskegel ausgestaltet. Das Prallelement 12 kann somit als eine kreisförmige Rinne mit halbkreisförmigem Querschnitt angesehen werden, wobei deren radial innen liegende Wände den Kegel 16 bilden. Das Prallelement 12 besteht aus einem verschleißfestem Material, beispielsweise aus einem Keramikmaterial oder ist mit einem solchen Material beschichtet. In Frage kommt auch eine Beschichtung aus einem verschleißfesten gummiartigen Polymermaterial oder Nickelbeschichtung mit Hartmaterialeinschlüssen.The inlet pipe 4 is central in the tank 3 arranged and extends in the vertical direction. In the case of a circular in cross-section container 3 extends the inlet pipe 4 coaxial to the central longitudinal axis 9 of the container 3 , flotation cells 1 The type in question serve, for example, for the separation of particle mixtures in the ore production and are designed for a relatively large throughput. They have for example a height of about 4 m and a cross-sectional area of about 9 m ² . The inlet pipe 4 that has a much smaller cross-sectional area than the container 3 has, ends with an outer flow opening 10 in the area of the soil 7 , With axial distance 12 the discharge opening 10 Opposite, is a baffle element 12 arranged, in plan view in the outflow direction 13 the pulp seen is circular. It has an upwardly bent edge region 14 on. Its impacted by the pulp flow side 14a is curved in a streamlined manner. It is part of a torus surface, for example. A central, from the central longitudinal axis 15 of the inlet pipe 4 centrally cut area is as tapered cone upwards 16 , more precisely designed as a circular cone. The impact element 12 can thus be considered as a circular channel with a semicircular cross-section, wherein the radially inner walls of the cone 16 form. The impact element 12 consists of a wear-resistant material, such as a ceramic material or is coated with such a material. Also suitable is a coating of a wear-resistant rubber-like polymer material or nickel coating with Hartmaterialeinschlüssen.

In Betrieb der Flotationszelle 1 wird eine ein Partikelgemenge enthaltende Pulpe über das Einleitungsrohr 4 dem Bodenbereich des Behälters 3 zugeführt. Die Pulpe verlässt die Ausströmöffnung 10 in Ausströmrichtung 13 und trifft auf das Prallelement 12 auf. Durch den Kegel 16 wird der Pulpenstrom gleichmäßig auf die Fläche des Prallelementes 12 verteilt und durch de Randbereiche 14 nach oben umgelenkt, was durch die Pfeile 17 in der Abbildung verdeutlicht ist. Die über das Einleitungsrohr zugeführte Pulpe ist mit Luftblasen versetzt. Die mit der Pulpenflüssigkeit – in der Regel Wasser – nicht benetzbaren Partikel bleiben an den Luftblasen haften und werden mit diesen nach oben transportiert. Das auf der Pulpe auch schwimmende Konzentrat wird gegebenenfalls unter zu Hilfenahme von Abstreifern in den Auffangbehälter 6 überführt und über einen an dessen Grund vorhandenen Auslass 18 entfernt. Benetzbare Partikel sinken im Randbereich des Behälters 3 nach unten und gelangen in den trichterförmigen Boden 7, was durch die Pfeile 19 angedeutet ist.In operation of the flotation cell 1 becomes a particle mixture containing pulp via the inlet pipe 4 the bottom area of the container 3 fed. The pulp leaves the discharge opening 10 in the outflow direction 13 and hits the baffle element 12 on. Through the cone 16 the pulp flow is uniform to the surface of the baffle element 12 distributed and by the edge areas 14 deflected upward, something by the arrows 17 is illustrated in the figure. The pulp fed via the inlet tube is filled with air bubbles. The particles which are not wettable with the pulp liquid - as a rule water - adhere to the air bubbles and are transported upwards with them. The concentrate, which also floats on the pulp, is optionally removed with the aid of wipers into the collecting container 6 transferred and via an existing at the bottom outlet 18 away. Wettable particles sink in the edge area of the container 3 down and get into the funnel-shaped bottom 7 what through the arrows 19 is indicated.

Das Prallelement 12 bewirkt, wie weiter oben schon ausgeführt, dass die mit hoher Geschwindigkeit aus der Austrittsöffnung 10 austretenden Partikel abgebremst und so umgelenkt werden, dass sie auf ihrem Weg zur Öffnung 2 des Behälters 3 mit einem im wesentlichen parallel zur Mittellängsachse 9 bzw. zur Innenwandung des Behälters 3 verlaufenden Bewegungsrichtung transportiert werden, und dadurch auf die Behälterwand nur mit relativ geringer abrasiver Wirkung einwirken. Die Wechselwirkung der Pulpe mit dem Prallelement 12 bewirkt auch eine innige Durchmischung der Pulpenflüssigkeit mit Partikeln und Luftblasen.The impact element 12 causes, as stated above, that the high-speed exit from the outlet 10 escaping particles are braked and deflected so that they are on their way to the opening 2 of the container 3 with a substantially parallel to the central longitudinal axis 9 or to the inner wall of the container 3 extending movement direction are transported, and thereby act on the container wall only with relatively little abrasive effect. The interaction of the pulp with the impact element 12 also causes an intimate mixing of the pulp liquid with particles and air bubbles.

Claims

Flotation cell, with a top-open vat-like container ( 3 ) for receiving a substantially formed from a liquid and a particle mixture to be separated pulp, wherein for introducing the pulp into the container ( 3 ) at least one inlet pipe ( 4 ), which is provided with an outflow opening ( 10 ) near the ground ( 7 ) of the container ( 3 ), wherein the outflow opening ( 10 ) in the outflow direction ( 13 ) of the pulp with axial distance opposite a baffle element ( 12 ) is arranged.

Flotation cell according to Claim 1, in which the inlet tube ( 4 ) is arranged centrally in the container and at least with a discharge opening ( 10 ) carrying end portion extends vertically.

Flotation cell according to claim 1 or 2, wherein the impact element ( 12 ) an upwardly curved edge region ( 14 ) having.

Flotation cell according to claim 3, in which a central region of the impact element ( 12 ) as a to the outflow ( 10 ) tapering cone ( 16 ) is trained.

Flotation cell according to one of the preceding claims, in which the axial distance ( 11 ) between the discharge opening ( 10 ) and the baffle element is variable.

Flotation cell according to claim 5, with a height-adjustable inlet pipe ( 4 ).