DE1188012B

DE1188012B - Agitator flotation cell

Info

Publication number: DE1188012B
Application number: DEP34026A
Authority: DE
Inventors: Andre Pincon
Original assignee: Preparation Industrielle des Combustibles SA
Current assignee: Preparation Industrielle des Combustibles SA
Priority date: 1963-04-13
Filing date: 1964-04-10
Publication date: 1965-03-04

Description

Rührwerks-Flotationszelle Um eine optimale Flotation zu erzielen, ist es erforderlich, bestimmte, sich mehr oder weniger widersprechende Bedingungen zu erfüllen. Insbesondere muß man versuchen, die Luftzufuhr mit der Erhöhung der Trübezufuhr zu steigern. Auch soll diese Luft so fein wie möglich verteilt werden. Ferner soll die Kontaktzeit zwischen Luftblasen und Trübe möglichst lang und die Umrührzone deutlich von der ruhigen Trennzone getrennt sein, die der Mischzone auf dem Weg der Luftblasen folgt.Agitator flotation cell To achieve optimal flotation, it is necessary to have certain more or less contradicting conditions to meet. In particular, one must try to increase the air supply with the increase in Increase the supply of turbidity. This air should also be distributed as finely as possible. Furthermore, the contact time between air bubbles and turbidity should be as long as possible and the The stirring zone must be clearly separated from the quiet separation zone, which is the mixing zone follows the path of the air bubbles.

Um die Mischung von feinen Luftblasen mit der zu behandelnden Trübe zu erreichen, verwendet man im allgemeinen einen oder mehrere Rotoren, welche gleichzeitig den übergang der Trübe von einer Zelle in die folaende Zelle sichern.To the mixture of fine air bubbles with the turbidity to be treated To achieve, one generally uses one or more rotors, which at the same time ensure the transfer of the turbidity from one cell to the next cell.

Um einen guten übergang zu erreichen, muß der Rotor wie eine- Pumpe arbeiten; um eine Durchmischung, d. h. den Eintritt der Luft in die Trübe, zu erzielen, muß der Rotor wie ein Ventilator arbeiten. Man weiß jedoch, daß ein Ventilator viel schneller drehen muß als eine Pum pe, um "virksam zu sein.In order to achieve a good transition, the rotor must work like a pump; a thorough mixing, d. H. In order for the air to enter the turbidity, the rotor must work like a fan. It is known, however, that a fan must rotate much faster than a pump in order to be "effective.

Man weiß auch, daß die sich bildenden Luftblasen Abmessun-en haben, die aroßenteils von der Austrittsöffnung der Luftzufuhrleitung abhängig sind.It is also known that the air bubbles that form have dimensions which are largely dependent on the outlet opening of the air supply line.

Die Luftleitun- müpdet meistens in den unteren Teil des Behälters, so daß die Luftblasen einem Druck unterworfen sind, der zumindest gleich der Trübensäule ist. Dieser Druck vermindert sich, wenn die Blasen die Oberfläche der Trübe erreichen; dies führt zu einer Erhöhung der Abmessungen dieser Blasen und fol-lich zu einer Verminderung der L-Iistung der Flotation.The air ducts mostly run into the lower part of the container, so that the air bubbles are subjected to a pressure at least equal to the column of turbidity is. This pressure decreases as the bubbles reach the surface of the pulp; this leads to an increase in the dimensions of these bubbles and consequently to an Reduction of the flow rate of the flotation.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hall man einen Rührer vorgeschlagen, dessen Schaufeln hohl sind und als Luftleitungen dienen. Diese Schaufeln sind in der Weise ausaebildet, daß die Luft an der Peripherie des Rührers in Zonen mündet, in denen ein durch die Strömuna der Trübe aebildeter Unterdruck herrscht. Man erhält also Blasen, die sich unter einem Druck halten, der dem Druck an der Oberfläche der Trübe ancenähert ist, wodurch die Leistung der Flotation verbessert wird.In order to avoid these disadvantages, a stirrer was suggested whose blades are hollow and serve as air ducts. These blades are in designed in such a way that the air flows into zones at the periphery of the stirrer, in which there is a negative pressure created by the turbidity currents. You get that is, bubbles that hold themselves under a pressure that is equal to the pressure on the surface the pulp is approached, whereby the performance of the flotation is improved.

Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die in der Flotation behandelte Trübe sehr stark angreift. Demzufolge werden die Schaufeln durch Verschleiß und die Unterdruckzopen schnell verändert, was zu einer Verminderung der Leistung führt.However, this arrangement has the disadvantage that in the flotation treated pulp very strongly attacks. As a result, the blades wear out and the negative pressure zopes changed rapidly, resulting in a decrease in performance leads.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, die Rührer durch vibrierende Rührwerke zu ersetzen, deren Verschleiß geringer ist als derjenige der einfachen Rührer und die weniger Einfluß auf die Arbeit der Zellen haben. Diese Rührwerke hat man zuerst auf mechanische Art und Weise vibrieren lassen. Aber mit Rücksicht auf die erforderlichen Beschleunigungen der Trübe war man zu einer C & Schwingungsamplitude gezwungen, die wegen der zu C C ar , oßen Rührwirkung in dem Behälter keine Treunung ergibt. Um eine Beruhigungszone zur Bildung von Schaum zu schaffen, mußte man Beruhigungsroste einbauen. Jedoch haben diese wiederum den Nachteil, daß sie den Durchgangsquerschnitt des Gemisches Luft-Trübe und damit die Leistung, vermindern. Außerdem ist die Herstellung der Zelle wegen dieser Roste umständlich.In order to avoid these disadvantages, it has been proposed to replace the stirrers with vibrating stirrers, the wear and tear of which is less than that of the simple stirrers and which have less influence on the work of the cells. These agitators were first made to vibrate mechanically. But with regard to the necessary acceleration of the pulp they were forced to C & vibration amplitude due to the CC to ar, resulting variables stirring effect in the container no litter drying. In order to create a calming zone for the formation of foam, calming grates had to be installed. However, these in turn have the disadvantage that they reduce the passage cross-section of the air-turbidity mixture and thus the performance. In addition, the production of the cell is cumbersome because of these grids.

Man hat alsdann vorgeschlagen, die Rührwerke mittels elektromagnetischen Vibratoren zu rütteln, deren Vibrationsfrequenz sehr schwache Amplituden gestattet. Dadurch verlagert sich die ruhige Zone für die Schaumbildung in unmittelbare Nähe des Rührers, und die Verwendung der Beruhigungsroste ist -unnötig. Die Herstellung der Flotationszelle wird vereinfacht und ebenso diejenige des Rührers und des Vibrators. Die Leistung der Flotation wird verbessert, denn nichts stört den Durchgang der Luft-Trübe-Mischung.It was then proposed that the agitators by means of electromagnetic To shake vibrators whose vibration frequency allows very weak amplitudes. As a result, the calm zone for foam formation is shifted in the immediate vicinity the stirrer, and the use of the calming grates is unnecessary. The production the flotation cell is simplified as well as that of the stirrer and the Vibrators. The performance of the flotation is improved because nothing interferes with the passage of the Air-cloudy mixture.

Flotationszellen n-üt solchen Rührwerken haben jedoch noch mehrere Nachteile bezüglich der Luft-Trübe-Mischung.Flotation cells n-üt such agitators, however, still have several Disadvantages with regard to the air-cloudy mixture.

Die Blasen werden tatsächlich durch das Ausströmen der Luft in eine Druckzone gebildet und alsdann beim Durchgang durch den Rührer geteilt. Dadurch, daß diese Blasen in einer Druckzone gebildet werden, vergrößert sich ihr Durchmesser bis zur Oberfläche, wodurch die Leistung der Flotation gemindert wird. lEerzu kommt, falls der Zulauf der Trübe vermehrt wird, daß der Druck der Trübe in gleicher Weise erhöht wird und die Luft schwieriger in den Kreislauf eintreten kann. Dadurch entsteht eine Schwankung in der Luftaufgabe, welche zu der Schwankung des Trübezulaufes in umgekehrtem Verhältnis steht. Schließlich werden die Luftblasen von dem Trübekreislauf direkt zur Oberfläche geführt. Dadurch entsteht ein doppelter Nachteil: Einerseits wird die wirksame Flotationszone durch die Trübezone begrenzt, die oberhalb des Rührers liegt, und andererseits kommt zur eigenen Steiggeschwindigkeit der Luftblasen diejenige des Trübekreislaufes hinzu. Die Blasen durchqueren sehr schnell die wirksame Zone, und das Gemisch Luft-Trübe kann sich nur während einer sehr kurzen Zeit und in einer begrenzten Zone bilden.The bubbles are actually created by the air flowing out into one Pressure zone formed and then divided on passage through the stirrer. Through this, that these bubbles are formed in a pressure zone, their diameter increases to the surface, which reduces the performance of the flotation. lEerzu come if the inflow of the pulp is increased, that the pressure of the pulp in the same way is increased and the air can more difficult to enter the circulation. This creates a fluctuation in the air supply, which leads to the fluctuation in the inflow of turbidity in the opposite is true. Eventually the air bubbles are removed from the turbidity circuit led directly to the surface. This creates a double disadvantage: On the one hand the effective flotation zone is limited by the turbidity zone above the Stirrer lies, and on the other hand comes the own rate of rise of the air bubbles that of the turbidity cycle is added. The bubbles traverse the effective one very quickly Zone, and the air-turbid mixture can only develop for a very short time and form in a limited zone.

Die Erfindung hat den Zweck, auch diese Nachteile zu vermeiden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Teller mit Druckluftleitungen versehen ist, die auf derjenigen Tellerseite angeordnet sind, auf der der Durchflußwiderstand für den Durchgang der Trübe am größten ist, und die mit den Löchern zugeordneten Ausströmöffnungen ausgerüstet sind.The purpose of the invention is to avoid these disadvantages as well. A An essential feature of the invention is that the plate with compressed air lines is provided, which are arranged on that plate side on which the flow resistance for the passage of the sludge is greatest, and those associated with the holes Outflow openings are equipped.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Luftzuleitung mehrere Auslässe, wovon jede Ausmündung in der kreisförmigen Zone des kleinsten Querschnittes der Lochungen des Rührers Regt.According to a preferred embodiment of the invention, the Air supply several outlets, each of which opens out in the circular zone of the smallest cross-section of the perforations of the stirrer Regt.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Zelle gemäß der Erfindung, schematisch, F i g. 2 einen Axialschnitt durch einen Teil des Rührers in größerem Maßstab und nach Linie II-11 der F i g. 3, F i g. 3 eine Draufsicht auf den Rührer der F i g. 2 gemäß Linie III-III und F i g. 4 einen Teilschnitt gemäß Linie IV-IV der F i g. 2.Details of the invention emerge from the following description and the claims. In the drawing, the invention is shown by way of example, namely FIG. 1 shows a vertical section through a cell according to the invention, schematically, FIG. 2 shows an axial section through part of the stirrer on a larger scale and along line II-11 in FIG. 3, fig. 3 is a plan view of the stirrer of FIG . 2 according to line III-III and F i g. 4 shows a partial section along line IV-IV of FIG. 2.

Die Schaumflotationszelle besteht aus einem Behälter 1 und einem elektromagnetischen Vibrator 2, welcher mit einem als Rüttelteller 4 aus gestanztem Blech ausgebildeten Rührer mittels einer hohlen Antriebsstange 3 verbunden ist, welche eine Anschlußöffnung 5 für Druckluft hat. Eine der senkrechten Seitenwände der Zelle hat eine Öffnung 11 ebenso wie der untere Teil der Zelle, welcher eine Öffnung 9 hat. Der Rührer 4 wird, wie aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, durch ein gelochtes Blech mit konischen Löchern 6 gebildet. Die Löcher 6 sind im Teller versenkt, so daß die Lochöffnungen auf der Unterseite des Tellers vorstehen. Es sind demgemäß konische Versenkungen vorgesehen, die am Boden mit je einem Loch ausgerüstet sind.The foam flotation cell consists of a container 1 and an electromagnetic vibrator 2, which is connected to a stirrer designed as a vibrating plate 4 from stamped sheet metal by means of a hollow drive rod 3 which has a connection opening 5 for compressed air. One of the vertical side walls of the cell has an opening 11, as does the lower part of the cell, which has an opening 9 . The stirrer 4 is, as shown in FIG. 2 and 3 can be seen, formed by a perforated plate with conical holes 6 . The holes 6 are countersunk in the plate so that the hole openings protrude on the underside of the plate. Accordingly, conical countersinks are provided which are each equipped with a hole on the bottom.

Auf der Unterseite des Rütteltellers sind radial verlaufende Rohre 7 angeschweißt, beispielsweise sechs über den Teller gleichmäßig verteilt. Die Rohre haben, wie sich aus F i g. 4 ergibt, U-förmigen Querschnitt und sind mit Löchern 6 ausgerüstet, von denen jedes einer Öffnung 8 zugeordnet ist. Die an ihren äußeren Enden verschließbaren Rohre münden mit ihren inneren Enden in einer Kammer 12, die sich an die Hohlstange 3 anschließt. Radially extending tubes 7 are welded onto the underside of the vibrating plate, for example six evenly distributed over the plate. As can be seen from FIG. 4 results in a U-shaped cross-section and are equipped with holes 6 , each of which is associated with an opening 8 . The tubes, which can be closed at their outer ends, open with their inner ends into a chamber 12 which is connected to the hollow rod 3 .

Die radial verlaufenden Rohre 7 können durch ein ringförmiges Rohr oder deren mehrere untereinander verbunden sein. In F i g. 3 ist ein ringförmiges Rohr 13 mit gestrichelter Linie angedeutet. Auch dieses Rohr 13 hat öffnungen nach Art der Öffnungen 8, die jeweils einem benachbarten Loch 6 zugeordnet sind. Auf diese Weise stehen fast alle Löcher 6 unter dem Einfluß der aus den Öffnungen 8 austretenden Druckluft.The radially extending tubes 7 can be connected to one another by an annular tube or several. In Fig. 3 , an annular tube 13 is indicated with a dashed line. This tube 13 also has openings in the manner of openings 8, which are each assigned to an adjacent hole 6 . In this way, almost all the holes 6 are under the influence of the compressed air emerging from the openings 8.

Die Arbeitsweise der Zelle ist folgende: Die zu behandelnde Trübe wird durch die Öffnung11 der Zelle zugeleitet. Durch die Wirkungsweise des Rütteltellers4 wird im wesentlichen ein doppelter Kreislauf der Trübe erzeugt. Ein Teil verläßt die Zelle durch die Öffnung 9, während der andere innerhalb der Zelle entsprechend den angedeuteten Pfeilen 10 zirkuliert. Es entsteht folglich eine Zirkulation durch die Löcher 6 des Rüttlers, wodurch eine ringförmige Unterdruckzone um die Ausmündungsöffnung von jedem Loch 6 entsteht. Außerdem wird überdruckluft durch die Hohlstange 3 gedrückt und der Vibrator 2 eingeschaltet. Die Luft erreicht die Rohre 7, von wo aus sie durch die Öff- nungen 8 austritt. Jede Öffnung befindet sich in der ringförmigen Unterdruckzone, welche die gestanzten Löcher 6 umgibt. Die Luft entweicht also in eine Unterdruckzone. Wenn der Trübekreislauf sich beschleunigt, d. h. wenn die Durchlaufinenge, welche den Rührer durchfließt, sich erhöht, erhöht sich gleichzeitig der ringförmige Unterdruck, und die Luftmenge variiert im gleichen Sinn wie die Trübemenge, welche den Teller durchfließt.The operation of the cell is as follows: The pulp to be treated is fed through the opening 11 of the cell. The mode of operation of the vibrating plate4 essentially creates a double circulation of the pulp. One part leaves the cell through the opening 9, while the other circulates within the cell according to the indicated arrows 10. There is consequently a circulation through the holes 6 of the vibrator, as a result of which an annular negative pressure zone is created around the outlet opening of each hole 6 . In addition, overpressure air is pressed through the hollow rod 3 and the vibrator 2 is switched on. The air reaches the tubes 7, from where they voltages through the openings 8 exits. Each opening is located in the annular negative pressure zone which surrounds the punched holes 6 . The air escapes into a negative pressure zone. When the turbidity cycle accelerates, i. H. when the amount of passage which flows through the stirrer increases, the annular negative pressure increases at the same time, and the amount of air varies in the same sense as the amount of turbidity which flows through the plate.

Sobald die Blasen gebildet sind, werden sie entsprechend den Pfeilen 10 mitgerissen; sie wandern nach abwärts, um dann an den Seitenwänden entlang nach oben zu steigen. Ihre Aufwärtsbewegung wird durch den Kreislauf der Trübe innerhalb der Zelle abgebremst, welcher sich zu dem Teller nach abwärts richtet. Die Blasen bleiben dadurch wesentlich länger in der Trübe, als wenn der Teller eine senkrecht nach oben gerichtete Rührwirkung hervorrufen würde.As soon as the bubbles are formed, they are carried along according to the arrows 10; they migrate downwards and then rise up along the side walls. Their upward movement is slowed down by the circulation of the turbidity within the cell, which is directed downwards towards the plate. As a result, the bubbles remain in the turbidity much longer than if the plate were to produce a stirring effect directed vertically upwards.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Vibrationen des Tellers ziemlich schnell durch die Trübe gedämpft werden, so daß im oberen Teil der Zelle eine sehr ruhige Zone entsteht.It is also advantageous that the vibrations of the plate are fairly rapid be dampened by the turbidity, so that in the upper part of the cell a very quiet Zone emerges.

Man könnte statt einer runden Form für den Teller anzunehmen diesem selbstverständlich die Form eines regelmäßigen Vieleckes geben. Ebenso könnte man einen elektromagnetischen Vibrator verwenden, um zwei oder mehrere Teller in einer oder mehreren Zellen zu rütteln.One could adopt this instead of a round shape for the plate of course give the shape of a regular polygon. Likewise one could use an electromagnetic vibrator to turn two or more plates into one or to shake several cells.

Claims

Claims: 1. Agitator flotation cell with preferably electromagnetically driven agitator plate with a plurality of holes, characterized in that the plate (4) is provided with compressed air lines which are arranged on that plate side on which the flow resistance for the passage of the pulp is greatest and the outflow openings (8) associated with the holes (6) are equipped.

2. Cell according to claim 1, characterized in that the air lines and the outflow openings (8) are arranged between each row of holes in the vibrating plate (4). 3. Cell according to claim 2, characterized in that each air outflow opening (8) is arranged in the immediate vicinity of the periphery of a hole (6) . 4. Cell according to spoke 3, characterized in that the center line of each air outlet opening (8) extends at right angles to the axis of the plate hole assigned to it (6) . 5. Cell according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plate holes (6) are countersunk so that the hole openings protrude on the air supply side of the plate (4). 6. Cell according to claim 5, characterized in that the holes (6) of the plate (4) are sunk down. 7. Cell according spoke 4 or 5, characterized in that the holes (6) are provided at the bottom of conical countersinks. 8. Cell according to one of the preceding claims, characterized in that the vibrating plate (4) consists of a stamped sheet metal. 9. Cell according to one of the preceding claims, characterized in that the air supply lines consist of a plurality of tubes (7) welded radially to the plate (4). 10. Cell according to one of the preceding claims, characterized in that the vibrating plate (4) is attached to a vertical drive rod (3). 11. Cell according spoke 10, characterized in that several vibrating plates (4) are attached to the same drive rod (3) which is in communication with a vibrator (2). 12. Cell according to spoke 9, characterized in that the radial tubes (7) are connected to one another by one or more annular pipes (13). 13. Cell according to one of claims 9 to 12, characterized in that the radial tubes (7 ) open into a chamber (12) to which the hollow support rod (3) is connected.