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Rührwerksflotationszelle Die Erfindung betrifft eine Flotationszelle
mit Rührwerk zum Flotieren von Erzen oder sonstigen Mineralien.
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Bislang ist es als wesentlich angesehen worden, so kleine Luftbläschen
wie möglich in großen Mengen zu erzeugen, welche für eine lange Zeitdauer mit Mineralteilchen
in Berührung gehalten werden müssen. Folglich benötigt ein Flotierapparat älterer
Ausführung Prallelemente, z. B. Stabroste, zwecks Bildung kleinster Luftblasen und
ein Rührwerk mit einer hohen Drehzahl, wobei gleichzeitig ein reichliches Luftvolumen
zugeführt werden muß, damit die Luftblasen eine längere Zeit in einer Flotationszelle
ruhig zirkulieren können.
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Ein derartiger Flotierapparat verbraucht eine Antriebsenergie, die
in keinem günstigen Verhältnis zum Flotiererfolg steht.
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Im Gegensatz dazu wurde als Ergebnis einiger Versuche herausgefunden,
daß die Größe von Luftblasen von der Beschaffenheit der Trübe, deren pH-Wert, den
Schäumern und sonstigen Reagenzien abhängt. Das Luftbläschenvolumen bzw. die enge
Anlagerung von Luftbläschen an die Teilchen kann durch die Kraft der Luftansaugung
des Rührflügels in. einem Moment gebildet werden, was allein durch eine geeignete
strömungsgünstige Ausbildung der lufteinleitenden Elemente zu .erreichen ist. Bei
diesbezüglichen Versuchen ergab sich, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die mit Mineralpartikeln beladenen Bläschen besser aus der Flotationszelle, und
zwar so schnell wie möglich und auf dem kürzesten Weg herausgeschwommen werden,
so daß die Leistungsfähigkeit der Flotation verglichen mit der bei dem Flotieren
mit herkömmlichen Zellen erheblich verbessert werden kann.
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Bei Flotationszellen ist es bekannt, ein Flügelrad mit senkrechter
Welle in einem Luftzuführungsrohr mit Flanschstück anzuordnen sowie Führungsplatten
um den Umfang des Flügelrades feststehend vorzusehen.
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Es ist insbesondere eine Rührwerksflotationszelle bekanntgeworden,
bei der die senkrechte Rührerwelle von einem Luftansaugrohr umgeben ist, welches
in einem das Rührerflügelrad überdeckenden Flansch ausmündet, an dessen äußerem
Rand in Höhe der Rührerflügel Leitplatten angeordnet sind.
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Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Rührwerksflotationszelle dadurch
gekennzeichnet, daß die Leitplatten zwischen dem Rohrflansch und einer Bodenringplatte
einen feststehenden Käfig bilden, wobei jede Leitplatte von der Innenkante der Bodenringplatte
ausgehend die Form einer sich im Drehsinn des Rührers und nach oben öffnenden logarithmischen
Spirale aufweist.
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Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal beläuft sich der Winkel,
der sich durch die Tangente von einem Basispunkt an dem inneren Umfang der Leitplatte
aus erstreckt und einer senkrechten Linie bezüglich dieser Tangente, auf 20 bis
90°.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der Winkel, der sich
durch die Tangente von einem Basispunkt an dem inneren Umfang der Leitplatte aus
erstreckt und einer senkrechten Linie bezüglich dieser Tangente, sich auf 25 bis
60° beläuft.
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Die Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
erläutert.
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F i g. 1 veranschaulicht den Verlauf der Trübeströmung in einer Rührwerksflotationszelle
nach der Erfindung; F i g. 2 bis 6 veranschaulichen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Rührwerkszelle.
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(I) einer jeden Zeichnung zeigt ein Schnittbild längs der Linie B-B
von (II) einer jeden Zeichnung; (II) einer jeden Zeichnung ist ein Schnittbild längs
der Linie A-A von (1) einer jeden Zeichnung.
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Der beabsichtigte und durch die erfindungsgemäße Zellenbauweise hervorgerufene
Strömungsweg der Trübe ist in F i g. 1 dargestellt. Der Wirbel der belüfteten und
teilchenbeladenen Trübe steigt zur Oberfläche der Flüssigkeit in einer logarithmischen
Spiralkurve mit schraubenförmiger Steigung e-f in ihrem tatsächlichen Strömungsverlauf
a, b, c an, und die äußere Umfangslinie BC des im Betrieb trichterförmigen
Trübespiegels A' bis A"" reicht von der Achse 0-O' des Rührers P fast
bis zum oberen Rand D der Flotationszelle Q.
Die Schnittbilder
(I) und (1I) der F i g. 2 zeigen ein Beispiel für die Ausführung einer Leitplattenanordnung,
um den vorbeschriebenen Strömungsverlauf zu erzielen. Dabei ist ein Rührerflügelrad
3 mit einer senkrechten rotierenden Welle im unteren und mittleren Teil eines Luftansaugrohres
2 mit einem Flanschstück 4 vorgesehen, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser
des Rührerflügels ist.
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An dem Außenumfang des Flansches 4 ist an dessen Unterseite .ein Kranz
von Leitplatten 5 im Abstand von den Rührerflügeln vorgesehen. Am oberen Zellenrand
befindet sich eine überlaufkante 8 für das Schaumkonzentrat. Mit 9 ist ein Auslaß
für Abgänge und mit 10 ein Zuführungsrohr für die Flotationstrübe bezeichnet. Die
Anordnung der Leitplatten 5 zwischen dem Flansch 4 und einer Bodenringplatte 13
soll derart erfolgen, daß der Winkel zwischen der Tangente, welche von dem Basispunkt
5' auf dem Innenumfang der ringförmigen Bodenplatte 13 und einer senkrechten Linie,
die zu der besagten Tangente gezogen worden ist, einen Einbauwinkel 0 der Leitplatte
von 20° ergibt, der sich bis zum Rohrflansch 4 bis auf 90° erweitern kann.
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Unter Verwendung des in (I) und (II) der F i g. 2 gezeigten Flotationsapparates
und Einhaltung einer konstanten Rührerdrehzahl, jedoch unter Änderung des Einbauwinkels
der Leitplatten 5 sind die Ergebnisse verschiedener Flotationsversuche gemessen
worden. Es haben sich folgende Daten ergeben:
Strömungstyp |
schlecht I gut gut I gut I gut I gut I schlecht |
i |
Einbauwinkel 0 der Führungsplatten ...... 17° 25° 30°
50° 65° 90° 100° |
Ausbringen (o/o) ........................ |
5 |
60 85 83 |
45 |
40 |
3 |
Aus den Ergebnissen dieser Versuche ist herausgefunden worden, daß der Einbauwinkel
0 der besagten Führungsplatten zwischen 20 und 90° und am besten zwischen 25 und
60° gewählt werden muß.
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Weiterhin ist ein erfindungsgemäßer Apparat großen Typs von 1 m Durchmesser
dem Einbauwinkel 0 = 50° der Leitplatten zum Vergleich mit einem Flotierapparat-herkömmlichen
Typs (bei dem die Luftbläschen mehr oder weniger senkrecht nach oben steigen) bei
der Behandlung armer Gold- und Silbererze verwendet worden, wobei alle anderen Flotationsbedingungen
konstant gehalten worden sind. Dabei sind folgende Resultate erzielt worden:
Er- Her- |
findungs- kömm- |
gemäße liche |
Apparatur Apparatur |
Mineralmenge zur Behandlung |
pro PS (pro Stunde) . . . . . . . . 3,864 2,928 |
Energieverbrauch pro Tonne |
(kW) ......... ........... 0,259 0,342 |
Roherzquantum (g/t) |
Gold ..................... 1,73 1,60 |
Silber ..... .............. 83,850 82,40 |
Erzkonzentrat (9/t) |
Gold ..................... 3,32 2,59 |
Silber .. ................ 154,80 145,20 |
Abgänge (g/t) |
Gold ..................... 0,44 0,73 |
Silber .................... 15,60 26,10 |
Anreicherungsgrad (°/o) ....... 46,82 47,05 |
Erzgehalt im Konzentrat (?) |
Gold ..................... 1,92 1,62 |
Silber .. .............. 1,85 1,76 |
Ausbringen (O/o) |
Gold ..................... 85,95 75,67 |
Silber .................... 90,43 83,59 |
Die Schnittbilder (I) und (II) der F i g. 3 veranschaulichen eine andere Ausführung
der Apparatur gemäß der Erfindung. Dabei ist ein Rührer 3 mit einer senkrechten
Welle im mittleren und unteren Teil eines Luftansaugrohres 2 in einer Flotationszelle
1 vorgesehen, und das untere Ende des Luftansaugrohres 2 läuft, wie bisher üblich,
in ein Flanschstück 4 aus, dessen Außendurchmesser größer als derjenige des Rührer-Hügelrades
ist. Rings um den Umfang des Flansches 4 ist an dessen Unterseite eine Mehrzahl
von strömungsregulierenden Leitplatten 5 im Abstand von den Rührerflügeln auf einer
Bodenringplatte 13 angeordnet. Jede Leitplatte 5 setzt am Innenrand der Ringplatte
13 an, ihre beiden Seiten beginnen mit der Basislinie einer logarithmischen Spirale,
welche eine strömungsregulierende Krümmung besitzt, die durch einen experimentellen
Wert 0 modifiziert ist. Eine überlaufkante 10 an der Seitenwand 8 des Flotationsapparates
befindet sich zwischen dem Punkt 9, an dem die Verlängerung der Linie 3'-4', welche
den äußeren Umfangsrand 3' des unteren Teils des Flügelrades 3 und den unteren und
äußeren Umfangsrand 4' des Flanschstückes 4 verbindet, die Seitenwand "8 oder deren
Verlängerung und den Punkt 9 schneiden soll. Mit 11 ist ein Auslaß für Abgänge und
12 ein Einlaß für die Flotationstrübe bezeichnet.
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Der Wert 0 ist als ein experimentell ermittelter Wert definiert und
erforderlich zur Herstellung der inneren Einlaufkante einer jeden strömungsregulierenden
Leitplatte, damit die Kante den durch harte Mineralteilchen verursachten Verschleiß
aushalten kann.
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Schnittbild (1I) der F i g. 3 veranschaulicht einen Leitplattenkranz,
der zwei Arten einer strömungsregulierenden Krümmung der Leitplattenflächen mit
einem Einlauf in der Form einer logarithmischen Spirale und sich anschließend erweiterndem
Strömungskanal rechts und links von der Mittellinie C-C aufweist.
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Die Schnittbilder (I) und (II) der F i g. 4 veranschaulichen eine
weitere Ausführungsform der Belüftungselemente gemäß der Erfindung. Die Bauweise
entspricht im wesentlichen derjenigen der bisher beschriebenen Geräte. Darüber hinaus
ist eine konische Stirnplatte 10 in der Weise vorgesehen, daß sie in beliebiger
Höhe an dem äußeren Umfang der Leitplatten 5 sich gegen die obere Umfangskante des
Flotierapparates
erstrecken kann, so daß der Strömungszustand von durchlüfteter Trübe in dem Flotierapparat
den vorerwähnten spiraligen Zustand annehmen kann.
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Die Schnittbilder (I) und (II) der F i g. 5 veranschaulichen noch
einen anderen Apparatetyp gemäß dem Grundprinzip der Erfindung. Der untere Teil
eines zylindrischen Flotierapparates 1, wie in F i g. 2 gezeigt, geht nach unten
hin in einen konischen Teil über, so daß die durchlüftete Trübe in dem Flotierapparat
die besagte Spiralströmung annehmen kann. Die in diesen Zeichnungen verwendeten
Bezugszeichen entsprechen jenen Zahlen, welche in F i g. 2 verwendet worden sind.
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Die Schnittbilder (I) und (II) der F i g. 6 zeigen schließlich einen
Apparatetyp, bei dem die Leitplatten 5 einen gekrümmten Querschnitt erhalten. Wird
der Flotationsbetrieb unter Verwendung dieses Apparates durchgeführt, kann die durch
den Rührer 3 bewegte und belüftete Trübe eine schräg ansteigende Strömung zu des
Auslaß für die Schaumkonzentrate mit Hilfe der gedrehten Fläche der Leitplatten
5 annehmen, wodurch die Bildung wirkungsloser Strömungsbereiche verhindert wird;
d. h., es wird keine andere Strömung als die besagte, für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung erforderliche Spiralströmung gebildet.