DE1483741C - Ruhrwerklose Flotationszelle zur Schaumflotation von Erzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine zur Schaumflotation gestreckte Luftstrahl oder Luftkern erhalten bleibt

von Erzen aus Erztrübe bestimmte rührwerklose FIo- und der Erztrübering ihn einhüllt, bis er vollständig

tationszelle mit wenigstens einer Einspritzvorrichtung in Luftbläschen aufgelöst worden ist. Der äußere, aus

für einen aus Erztrübe und Luft bestehenden Strahl, Erztrübe bestehende ringförmige Teil des kombinierwobei jede Einspritzvorrichtung ein sich zur Auslaß- 5 ten Strahles rotiert dabei um den zentralen Luftstrahl

Öffnung verjüngendes Gehäuse mit tangentialer und schert dabei nach und nach Luftbläschen von

Trübezufuhr und ein Rohr für axiale Luftzufuhr auf- diesem Luftstrahl ab, die sofort mit frischer Erztrübe

weist. in Kontakt kommen, so daß sich Erzpartikel an diese

Rührwerklose Flotationszellen dieser Art sind in gerade gebildeten frischen Luftbläschen anlagern und verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei diesen io der Luftstrahl einen immer geringeren Durchmesser wird eine Flüssigkeit, im allgemeinen rezyklierte aufweist, bis er schließlich ganz in Luftbläschen zer-Trübe, tangential mittels einer Einspritzvorrichtung in legt ist. Hierbei bleibt der konvergierend immer kleidie in einer Flotationszelle befindliche Trübe einge- ner werdende Luftstrahl über die gesamte Länge des spritzt, um einen sich erweiternden, drehenden kombinierten Strahles innerhalb des äußeren, ihn Trübering zu erzeugen. In das Zentrum dieses aus- 15 ringförmig umgebenden Strahles aus frischer Erztretenden und sich erweiternden Trüberinges wird trübe. Der um den Luftkern rotierende äußere ErzLuft eingespritzt, die mit dem Trübering aus der Ein- trübestrahl erteilt dem zentralen Luftstrahl zwar spritzvorrichtung ausgetragen und in der in der FIo- ebenfalls eine um seine Längsachse verlaufende Drehtationszelle befindlichen Trübe in feine Luftbläschen bewegung, jedoch ist diese Drehbewegung wesentlich zerlegt wird, die an die Oberfläche der Trübe hoch- 20 geringer als die des ringförmigen äußeren Erztrübesteigen und als Träger zur Anlagerung von Erzpar- Strahles, so daß sichergestellt wird, daß dieser Erztikeln dienen. Auf der Oberfläche der in der Flota- trübestrahl Luftbläschen vom zentralen Luftstrahl abtionszelle befindlichen Trübe bildet sich daher Erz- schert.

partikel enthaltender Schaum, der über einen Über- Durch die Erfindung ist es möglich, den Luftstrahl

lauf abgezogen werden kann, woraufhin man die Erz- 25 praktisch bis zu seiner vollständigen Zerlegung in

partikel von dem Schaum trennt. Luftbläschen innerhalb des ringförmigen äußeren

Da sich bei den bekannten rührwerklosen Flota- Erztrübestrahles zu halten, wobei die sich bildenden tionszellen, insbesondere bei Flotationszellen mit Luftbläschen unmittelbar mit frisch zugeführter Erzzyklonartiger Einspritzvorrichtung, die eingeblasenen trübe in Kontakt kommen, d. h. zu einer Zeit, zu der Luftstrahlen nach dem Austritt aus der Einspritz- 30 sie besonders geeignet sind, Erzpartikel anzulagern, vorrichtung zwangläufig erweitern oder auseinander- Wenn die entstandenen Luftbläschen bereits etwas strömen, ist es unwahrscheinlich, daß die Luftstrahl- »älter« sind und in der innerhalb der Flotationszelle len in Form sich gerade bildender frischer Luftbläs- befindlichen Trübe hochsteigen, sind sie nicht mehr chen, die für die wirksame Schaumflotation benötigt so aufnahmefähig für Erzpartikel wie unmittelbar werden, in die Trübe eintreten, weil Energiekonzen- 35 nach ihrer Erzeugung. Bei den bekannten rührwerktrationen in den Grenzbereichen zwischen divergie- losen Flotationszellen ist deshalb auch eine bestimmte renden Luftkegeln und den sie umgebenden Trübe- Verweilzeit der Luftbläschen in der innerhalb der ringen geringer als bei konvergierenden Luftstrahlen Flotationszelle befindlichen Erztrübe wichtige Vorsind. Es wird angenomemn, daß wegen dieses Man- aussetzung, um überhaupt eine größere Menge Erzgels von sich gerade bildenden Luftbläschen wesent- 40 partikel mit den erzeugten Luftbläschen zu gewinnen, lieh erhöhte Verweilzeiten der Luftbläschen in der Gemäß der vorliegenden Erfindung werden hingegen Trübe benötigt werden, um eine gute Erzpartikel- die meisten Erzpartikel bereits innerhalb des eingegewinnung zu erzielen bzw. eine wirksame Schaum- spritzten Erztrübe-Luft-Strahles an dort gebildete flotation zu erreichen. Bei den bekannten Flotations- Luftbläschen angelagert, und es ist keine ausgedehnte zellen sind daher viel mehr Behandlungsstufen erfor- 45 Verweilzeit in der Zelle notwendig, um die Anlagederlich, um eine befriedigende Ausbeute oder Erz- rung von Luftbläschen an den Erzpartikeln zu erpartikelgewinnung zu erhalten. zielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Zur Verbesserung der Drehbewegung des ringför-

Schaumflotation von Erzen aus Erztrübe derart zu migen äußeren Erztrübestrahles sind gemäß einem

verbessern, daß die Luftdispersion und die Anlage- 50 bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in

rung von Erzpartikeln an Luftbläschen mit einem der ringförmigen Kammer oder im Düsenmundstück

besseren Wirkungsgrad durchgeführt werden kann, jeder Einspritzvorrichtung schräggestellte Umlenk-

um somit Anlagekosten und Energieaufwand einzu- flügel angeordnet, welche der über sie strömenden

sparen. frischen Erztrübe einen Drall erteilen. Die Drehbewe-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfin- 55 gung der Erztrübe braucht also nicht nur durch tandung bei einer rührwerklosen Flotationszelle der ein- gentiale Einleitung der Trübe in das Gehäuse jeder gangs genannten Art vorgeschlagen, die Luftzufuhr- Einspritzvorrichtung erzeugt zu werden, sondern kann rohre der Einspritzvorrichtungen derart anzuordnen, auch durch die Umlenkflügel entstehen oder durch daß sie kurz vor der Auslaßöffnung des sich verjün- dieselben unterstützt bzw. verbessert werden,
genden düsenartigen Gehäuses münden. Der Luft- 60 Vorzugsweise sind die Einspritzvorrichtungen im strahl wird somit in einem Bereich in die ringförmig unteren Teil der Flotationszelle in dieselbe mündend kreisende frische Erztrübe eingeleitet, in welchem an der Seitenwand derselben befestigt. Dadurch wird dieser ringförmige Erztrübestrahl konvergierend zu- gewährleistet, daß die von den EinspritzvOrrichtunsammengeführt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß gen erzeugten Erztrübe-Luft-Strahlen unterhalb dem sich der aus Erztrübe und Luft bestehende kombi- 65 Flüssigkeitsspiegel in der Flotationszelle verbleiben, niertc Strahl unmittelbar nach dem Austritt aus der bis die mit ihnen eingeleitete Luft vollständig in Luft-Einspritzvorrichtung nicht sofort wesentlich erweitert, bläschen zerteilt ist und jeder Strahl seine gesamte sondern daß der verhältnismäßig stabile, lang- Einspritzenergie verloren hat. Nach Verlust der Ein-

spritzenergie können die erzeugten Luftbläschen mit den angelagerten Erzpartikeln praktisch senkrecht in der Flotationszelle nach oben steigen und den an der Oberfläche der Erztrübe befindlichen Schaum erzeugen bzw. immer auffrischen.

Die Umlenkung der horizontalen Einspritzbewegung in die senkrecht nach oben steigende, zur Abscheidung der Erzpartikel auf Grund Schaumflotation gewünschte Bewegung kann gemäß der Erfindung durch eine senkrecht zu den Erztrübe-Luft-Strahlen stehende und im Abstand von den Düsenöffnungen der Einspritzvorrichtung in der Flotationszelle befindliche Prallplatte unterstützt werden. Diese Prallplatte kann dabei die Flotationszelle in ihrem unteren Bereich teilen und als Überlauf für in der Flotationszelle befindliche Erztrübe ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, vor der Prallplatte die Luftbläschen zu erzeugen und an dieselben Erzpartikel anzulagern, die als Schaum an die Oberfläche steigen, während hinter der Prallplatte aus der nach unten strömenden Erztrübe weitere Luftbläschen abgeschieden werden können, so daß möglichst viele Erzpartikel bei jedem Arbeitsgang der Schaumflotation aus der Erztrübe entfernt werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen rührwerklosen Flotationszelle schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform einer mit der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung versehenen Flotationszelle,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 aus Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung nach Linie 3-3 aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,

Fi g. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 aus F i g. 3,

F i g. 5 einen ähnlichen Schnitt wie in F i g. 3 durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung,

F i g. 6 einen Teilschnitt durch den unteren Bereich der Flotationszelle, aus dem die Strömungsverhältnisse des in die Flotationszelle eingespritzten Erztrübe-Luft-Strahles zu erkennen sind, und

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Flotationszelle mit einer Einspritzvorrichtung gemäß F i g. 5.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte rührwerklose Flotationszelle besitzt einen Tank 1, an dessen einer Seitenwand am unteren Ende eine Reihe von Einspritzvorrichtungen 2 angebracht ist, die zum Einspritzen von aus Erztrübe und Luft bestehenden Strahlen in die Flotationszelle dienen.

Die in F i g. 3 und 4 im einzelnen dargestellte Einspritzvorrichtung 2 besitzt ein zylinderförmiges Gehäuse 3 mit einem tangential mündenden Stutzen 4 zur Zufuhr von frischer Erztrübe und mit einem sich nach vorn konisch verjüngenden Düsenmundstück 5. Dieses Düsenmundstück 5 ist mit einer in den Tank 1 mündenden Auslaßöffnung 7 versehen. Zur Befestigung des Gehäuses 3 an der Seitenwand der Flotationszelle 1 ist am Düsenmundstück 5 ein Flansch 6 vorgesehen, der zum Anschrauben des Gehäuses 3 und damit der Einspritzvorrichtung 2 an der Flotationszelle 1 dient.

In das Gehäuse 3 ragt von hinten ein Luftzufuhrrohr 8, dessen vorderes Ende 9 innerhalb des Düsenmundstückes 5 dicht an der Auslaßöffnung 7 liegt. Mit Hilfe eines Außengewindes ist das Luftzufuhrrohr 8 axial verstellbar in einen Ansatz 10 des Gehäuses 3 eingeschraubt, so daß durch Verdrehen des Zufuhrrohres 8 die Lage seines vorderen Endes 9 gegenüber der Auslaßöffnung 7 des Gehäuses 3 eingestellt werden kann.

Durch den Stutzen 4 tritt in die Einspritzvorrichtung 2 unter Druck stehende frische Erztrübe ein und kreist im Gehäuse 3, wobei diese Erztrübe durch das Düsenmundstück 5 in Form eines Erztrüberinges zur Auslaßöffnung 7 und von dort in den Tank 1 gelangt.

ίο Durch das Luftzufuhrrohr 8 wird Druckluft eingeleitet, die kurz vor der Auslaßöffnung 7 als Kern in den Strahl 11 eingespritzt wird.

Bei der in F i g. 5 dargestellten abgewandelten Einspritzvorrichtung ist an das zylinderförmige Gehäuse 3 mit radialem Anschlußstutzen 4 eine Hülse 26 angeschlossen, auf die ein Düsenmundstück 27 aufgeschraubt ist, dessen die Auslaßöffnung 7 enthaltendes vorderes Ende 28 in die Seitenwand des Tanks 1 eingeschraubt ist. Das zentrale Luftzufuhrrohr 8 trägt nahe seinem vorderen Ende 9 schräggestellte Umlenkflügel 29, die der Erztrübe den gewünschten Drall erteilen.

Aus Fig. 6 ist zu erkennen, wie die von den in F i g. 3 oder 5 dargestellten Einspritzvorrichtungen 2 erzeugten Erztrübe-Luft-Strahlen 11 sich in der Flotationszelle verhalten. Die durch das Luftzuführrohr 8 eingespritzte Druckluft tritt in Form eines inneren, sich zu seinem Ende verjüngenden Strahles 81 in die in der Flotationszelle befindliche Erztrübe ein, wobei dieser Strahl 81 von einem kreisenden Ring 80 aus Erztrübe umhüllt ist, der ebenfalls durch die Einspritzvorrichtung 2 eingespritzt wird. Innerhalb der Einspritzvorrichtung 2 findet praktisch keine Ve.r-. mischung zwischen Erztrübe und Luft statt.

Da der aus der Einspritzvorrichtung 2 ausgespritzte äußere Ring 80 aus Erztrübe sich um seine Längsachse dreht, erteilt er über die Grenzfläche 88 auch dem von ihm eingehüllten inneren Luftstrahl 81 eine Drehbewegung. Dabei wird nahe dem vorderen Ende 9 des Luftzufuhrrohres 8 ein Bereich 84 erzeugt, in welchem der statische Druck unter dem des diesen Bereich umschließenden Ringes 80 aus Erztrübe liegt. Daher ist bei normalen Arbeitsbedingungen der für die Luftzufuhr benötigte Druck bedeutend niedriger als der zur Zufuhr der Erztrübe benötigte Druck.

Bei dem in die Flotationszelle gelangenden Erztrübe-Luft-Strahl 11 wird an der Außenfläche 85 in der Flotationszelle befindliche Erztrübe 86 mitgerissen, wodurch andererseits ein Teil der Strömungsenergie des eingespritzten Ringes 80 aufgebraucht wird. Dabei nimmt der Außenumfang dieses Ringes 80 ständig zu, umhüllt jedoch nach wie vor den zentralen Luftstrahl 81, der zu seinem Ende immer dünner wird, weil durch den äußeren rotierenden Ring 80 im Bereich der Grenzfläche 88 Luftbläschen vom Luftstrahl 81 abgeschert werden. Dieser Effekt tritt erstmals im Bereich 89 kurz vor der Auslaßöffnung 7 der Einspritzvorrichtung auf und wird mit fortschreitendem Abstand von dieser Auslaßöffnung immer größer. Gleichzeitig nimmt auch die Einspritzgeschwindigkeit ab.

Die in F i g. 6 dargestellten Strömungslinien 94 deuten die Bewegungen der erzeugten Luftbläschen innerhalb des aus Erztrübe bestehenden eingespritzten Ringes 80 an. Es ist erkennbar, daß die Luftbläschen praktisch innerhalb des äußeren Ringes 80 verbleiben, so daß sich innerhalb dieses Ringes 80 Mineral-

partikel an die gerade gebildeten Luftbläschen anlagern können. Das Anlagern von Mineralpartikeln an Luftbläschen innerhalb des Erztrübe-Luft-Strahles 11 wird so lange fortgesetzt, bis der innere Luftstrahl 81 vollständig in Luftbläschen aufgelöst worden ist, die in den Ring 80 dispergiert sind. Ein sehr wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die gesamte zu behandelnde Erztrübe, d. h. also frische und nicht rezyklierte Erztrübe durch die Einspritzvorrichtungen 2 eingegeben wird, so daß die gesamte zugeführte Erztrübe unmittelbar mit Luftbläschen behandelt wird. Somit sind optimale Bedingungen für den Kontakt zwischen Mineralpartikeln und Luftbläschen geschaffen und die Schaumflotation läßt sich mit sehr gutem metallurgischen Wirkungsgrad durchführen.

Innerhalb des die Flotationszelle bildenden Tanks 1 ist eine Prallplatte 12 angeordnet, welche die Umwandlung der Restenergie der Erztrübe-Luft-Strahlen 11 beschleunigt. Es bildet sich vor dieser Prallplatte 12 eine turbulente Zone 91 mit Wirbeln 92, die schließlich in eine zur Oberfläche 14 führende und durch eine Luftabscheidezone 13 führende Aufwärtsströmung 93 übergehen. Obwohl von geringerer Bedeutung, können sich in der Zone 13 an noch freie Luftbläschen ebenfalls Erzpartikel anlagern. Die Erztrübe strömt über die als Überlauf ausgebildete Prallplatte 12 zu einer Auslaßöffnung 15 und von dort durch ein Auslaßrohr 16 zu dessen Auslaßende 17, dessen Höhenlage die Höhe der in der Flotationszelle befindlichen Oberfläche 14 der Erztrübe bestimmt.

Die Luftbläschen mit angelagerten Metallpartikeln bilden auf der Oberfläche 14 der Erztrübe einen Schaum 18, der über die Oberkante 20 des Tanks in Überströmrinnen 21 austritt.

Sowohl am Boden des Tanks 1 als auch am tiefsten Punkt der Auslaßleitung 16 ist eine verschließbare Entleerungsöffnung 22 vorgesehen.

Die Prallplatte 12 muß nicht unbedingt im Tank 1 vorhanden sein. Vielmehr können die Erztrübe-Luft-Strahlen 11 auch ohne Prallplatte in die in der Flotationszelle befindliche Erztrübe derart eingespritzt werden, daß diese Strahlen ihre restliche Einspritzenergie durch Auftreffen auf eine Seitenwand oder den Boden der Zelle verlieren, d. h. die Einspritzvorrichtungen müssen nicht unbedingt waagerecht in die Flotationszelle münden. Auch ist es möglich, Einspritzvorrichtungen einander gegenüberliegend an die Flotationszelle anzubauen, so daß sich die von denselben ausgehenden Strahlen 11 etwa in der Mitte treffen und der größte Teil der in ihnen noch vorhandenen Restenergie auf diese Weise vernichtet wird. Bei der in F i g. 7 dargestellten abgewandelten Ausführungsform einer Flotationszelle gelangt die Erztrübe aus der Entlüftungszone 19 durch einen Auslaßschlitz 29 α in einen Auslaßkasten 30 und strömt von dort über einen Überlauf 31 zur weiteren Verwendung ab. Im übrigen arbeitet diese Flotationszelle ebenso wie die Flotationszelle aus F i g. 1, wobei wahlweise die in F i g. 5 oder in F i g. 3 dargestellten Einspritzvorrichtungen verwendet werden können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rührwerklose Flotationszelle zur Schaumflotation von Erzen aus Erztrübe mit wenigstens einer Einspritzvorrichtung für einen aus Erztrübe und Luft bestehenden Strahl, wobei jede Einspritzvorrichtung ein sich zur Auslaßöffnung verjüngendes Gehäuse mit tangentialer Trübezufuhr und ein Rohr für axiale Luftzufuhr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Einspritzvorrichtung (2) das Luftzufuhrrohr (8) innerhalb des sich verjüngenden Teiles (5) des Gehäuses (3) kurz vor der Auslaßöffnung (7) desselben mündet.

2. Flotationszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (3) schräggestellte Umlenkflügel (29) angeordnet sind.

3. Flotationszelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtungen (2) im unteren Teil der Flotationszelle (1) an deren Seitenwand befestigt sind und in die Flotationszelle münden.

4. Flotationszelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flotationszelle (1) eine senkrecht zu den Erztrübe-Luft-Strahlen (11) stehende und im Abstand von den Auslaßöffnungen (7) der Einspritzvorrichtungen (2) befindliche Prallplatte (12) angeordnet ist.

5. Flotationszelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (12) die Flotationszelle (1) teilend als Überlauf für Erztrübe (1) ausgebildet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen