-
FLOTATIONSMASCHINE Die Erfindung betrifft Flotationsmaschinen zur
Aufbereitung von nutzbaren Mineralien.
-
Es sind Flotationsmaschinen mit Kammern bekannt, die Be- und Entladevorrichtungen
sowie mit Drehantrieben
verbundene Laufräder zum Dispergieren von Luft und mischen mit r(ibe aufweisen,
die das aufzubereitende mineralisches Rohgut enthält.
-
Bei diesen Flotationsmaschinen werden Laufräder der Fliehkraft-radialen-
und Stangenbauart benutzt. Das Dispergieren der gemeinsam mit der Trübe durchströmenden
Luft erfolgt wahrend des Luftausschlagens gegen die Schaufeln und Stabe des Laufrades
bzw. des Stators.
-
Die Schwierigkeit der Dispergierung von Luft entsteht durch die geringe
Aufenthaltsdauer (Sekundenteile) der Luft
in der Dispergierungszone
und durch den winzigen Dispergierungs--Einwirkungsgrad (nur einigemal) der Laufradteile
auf den Luftstrom, welcher unter Druck in die Trübe zugeführt wird.
-
Die unternommenen Versuche der Trübe Luft in Mengen von über 1 m3/min
pro 1 m3 Trübeinhalt in der Maschinenkammer zuzuführen ergaben kein wünschenswertes
Ergebnis,im Gegenteil, die Dispergierungseffektivität nimmt stark ab, da die Luft
zwischen den Schaufeln und Stäben ohne sich zu dispergieren durchläuft, auf der
Oberfläche der Trübe aber sich Sturzwellen bilden, die die Schaumschicht zerstören.
-
Es wurde festgestellt, daß die Luftdispergierung von der Umfangsgeschwindigkeit
des Laufrades abhängig ist. Mit der Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades
steigt die Effektivität der Dispergierung, der Leistungsverbrauch aber steigt dabei.
Jetzt wird als optimale Laufumfangsgeschwindigkeit der Laufräder der Fliehkraft-radialen-
und Stangenbauart eine solche von 6,5bis9,0 m/sec angenommen. Aber auch diese Geschwindigkeiten
gewährleisten den erforderlichen Grad der Trübendurchlüftung nicht.
-
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Schwierigkeiten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flotationsmaschine
mit e;nem Laufrad zu entwickeln* die eine höhere Leistung aufweist und durch die
Vergrößerung des Trübendurchl<iftungsgrades wirtschaftlicher im Betrieb ißt.
-
Diese Aufgabe ist durch die Entwicklung einer Flotationsmaschine
mit Kammer gelöst, die eine Be- und Entladevorrichtung sowie ein mit Drehantrieb
verbundenes Laufrad
zum Dispergieren von Luft und mischen mit Trübe aufweist, bei der erfindungsgemäß
das Laufrad sich in Richtung zum Kammeroberteil erweiternd
auf dessen trichterförmiger geschlossener Außenoberfläche abwechselnd Vorsprünge
und Vertiefungen vorgesehen sind.
-
Die Flotationsmaschine mit einem solchen Laufrad gewährleistet eine
höhere Leistung infolge feinerer Dispergierung der Luft und Vergrößerung des Trübendurchlüftungsgrades.
-
Dabei wird die Luft einer besseren Dispergierung durch den längeren
Aufenthalt der Luft an der Außenoberfläche des Laufrades in der Wirkungszone der
Vorsprünge und Vertiefungen unterworfen, die als Dispergierungsteile dienen, welche
effektiv den Luftstrom zerkleinern, der das Laufrad von unten aufwärts in einer
sich mit Vergrößerung des Laufrad-Querschnitts verdünnenden Schicht umströmt.
-
Es ist wünschenswert das Laufrad der Flotationsmaschine als Kegel
mit geriffelter Oberfläche auszuführen.
-
Ein solches Laufrad sichert ein erleichtertes Anlassen der Flotationsmaschine
nach einem unerwarteten Stillstand
Das Laufrad der Flotationsmaschine kann als Pyramide ausgeführt; werden, deren Kanten
als Vorsprünge zum Dispergieren der Luft dienen.
-
In diesem Falle wird die Herstellung des Laufradssowie seine Ausbesserung
erleichtert.
-
Es ist zweckmäßig, das Laufrad der Flotationsmaschine als Halbkugel
mit auf den Mantellinien angeordneten Vorsprüngen auszuführen.
-
Dabei wird der Luftstroinweg auf der Laufrad-Oberfläche verlängert
und eine feinere Dispergierung der Luft gesichert.
-
Es ist wünschenswert, das Luftrad hohl mit AustriEsöffnung im Unterteil
auszuführen und durch eine Scheibe auf der Hohlwelle zu befestigen, durch welche
Luft dem Laufradihohlraum zugeführt wird.
-
Dabei wird das Gewicht des Laufrades verringert und eine gleichmäßigere
Luft zuführung gewährleistet.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
der Flotationsmaachine und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Flotationsmaschine mit Laufrad
und vertikalem Schnitt der Maschinenkammer; Fig. 2 ein als Kegel ausgebildetes Laufrad
mit teilweisem Ausschnitt; Fig. 3 ein auf der Hohlwelle befestigtes, als Halbkugel
ausgebildetes Laufrad mit teilweisem Schnitt;
Fig. 4 eine Flotationsmaschine
mit als Kegel ausgebildetem Laufrad und Vorrichtungen zur Aufbereitung von grobkörnigem
Gut; Schnitt der Kammer in vertikaler Ebene.
-
Die erfindungsgemäße Flotationsmaschine weist die im Querschnitt
quadratisch oder recht eckig ausgebildete Kammer 1 (Fig. 1) auf mit (in der Zeichnung
nicht dargestellten) Be- und Entladevorrichtungen.
-
Die Maschine ist mit dem Triebwerk 2 zum Rotieren der Hohlwelle 3,
auf der das Laufrad befestigt ist, ausgerüstet.
-
Der Hohlraum der Welle 3 steht mit der (in der Zeichnung nicht abgebiSdeten)
Druckluftquelle in Verbindung. Das Laufrad 4 ist zwischen den Statorschaufeln 5,
die auf Leisten 6 an der Wand der Kammer 1 montiert sind, angeordnet.
-
Das Laufrad 4 hat die Gestalt eines Körpers mit trichterförmiger
geschlossener, sich in Richtung zum Oberteil der Kammer 1 erweiternder Außenoberfläche,
die mit abwechselnden Vorsprüngen 7 (Fig. 2) und Vertiefungen 8 versehen ist.
-
Diese Vorsprünge 7 können als Würfel oder Winkelstücke, die in Höhenrichtung
und am Umfang des Kegels 9 in versetzter Ordnung sitzen, ausgeführt werden oder
in Form von Stäben, Riffeln, Kanten oder Falten, die längs der Mantellinie des Rotationskörpers
angeordnet sind.
-
Man kann auf der Oberfläche des Lauf rads Vertiefungen 8 verschiedener
Form und Größe ausführen.
-
Das Laufrad 4 kann als Pyramide (Fig. 1) ausgeführt werden, deren
Kanten als zum Luftdispergieren bestimmte Vorsprünge 7 dienen.
-
In einem anderen Beispiel kann das Laufrad 4 als C(Fig. 3)> Halbkugel
oder Halbellipsoid mit auf den Mantellinien sitzenden Vorsprüngen 7 ausgeführt werden.
-
Das Laufrad kann zur Verringerung des Gewichtes hohl
mit Uffnung 11 (Fig. 2) im Unterteil ausgeführt und durch die das Laufrad oben tchließende
Scheibe 12 auf der Hohlwelle3 befestigt werden.
-
Zur Aufbereitung von grobkörnigem Gut kann am unteren Ende der Welle
3 (Fig. 4) aes Laufrad 4 eine Axialpumpe 13 befestigt werden. Dabei ist das Laufrad
4 hohl und in Verbindung mit dem Hohlraum der Welle 3 durch Öffnung 14 (Fig. 2)
in der Wand des erwähnten Hohlraumes auszuführen.
-
In diesem Falle wird das Lauerad4durch die Scheibe 12 so an der Welle
3 befestigt, daß sich zwischen dem unterem Stirnteil des Laufrades 4 und der Oberfläche
der Welle 3 ein Ring spalt zum Luftaustritt bildet. Außerdem werden in der Kammer
1 (Fig. 4) der Rost 15 zur Bildung einer Wirbelschicht aus TeM-chen des aufzubereitenden
Gutes und der geneigte Rost 16 im Beschickungsteil der Maschine angeordnet.
-
In der Kammer 1 ist in der Beschickungszone fUr Ausgangsgut der Druckluftförderer
17 montiert, auch eine Umlaufrinne 18 ist vorgesehen, in die durch den Spalt 19
Trübe aus der
Kammer 1 zum Laufrad 4 und zum pneumatischen Förderer
17 angesaugt wird. Zur Luft zuführung in den Druckluft,förderer 17 ist das Rohr
20 vorgesehen, zur Beschickung der Malade schine mit Ausgangsgut ist die Be/vorrichtung
21 vorhanden. Die Entladung der Flotationsabgänge erfolgt durch das Rohr 22, des
Schaumprodukts über die Schwelle 23.
-
Der Betrieb der Flotationsmaschine verläuft in folgender Weise.
-
Zur Betätigung des Laufrades 4 (Fig. 1 und 4) wird das Triebwerk
2 eingeschaltet. Danach wiid den Kammern 1 der Flotationsmaschine Trübe zugeführt,
durch die Hohlwelle 3 Luft zum unteren eingeengten Teil des Laufrades 4 und zum
Druckluftförderer 17. Die Druckluft strömt aus dem Laufrad 4 durch de Öffnung im
unteren Teil und steigt unter Einwirkung ihres eigenen Auftriebs aufwärts, wobei
das Laufrad 4 durch eine Druckluftdünnschicht umspült wird.
-
Da die Oberfläche des Laufrades 4 Vorsprünge aufweist und sich nach
oben erweitert, wird die Schicht der hochsteigenden Luft dünner.
-
Bei rotierendem Laufrad 4 ist die Umfangsgeschwindigkeit am Oberteil
größer als diejenige am Unterteil, dadurch ist das Zirkulieren der Trübe auf einer
ansteigenden Spirale auf der Laufrad-oberfläche bedingt. Beim Hochsteigen auf einer
kegelförmigen Oberfläche unter Einwirkung des
eigenen Auftriebs
und der Umlaufströmungen wird die Luft an die Oberfläche des Laufrades 4 gepreßt
und auf dem ganzen Strömungsweg den Einwirkungen der Oberflächenunebenheiten unterworfen,
wodurch eine feine Dispergierung der Luft gewährleistet ist. Die dispergierte Luft
wird mit den Trübeströmunden gemeinsam am Oberteil des Laufrades 4 als tangentiale
horizontale Ströme in die Zone der Schaufeln des Stators 5 geschleudert, der zur
Verhinderung einer Umlaufbewegung der Trübe im Inneren der Kammer 1 montiert ist.
-
Dabei wird die Ausgangstrübe aus der Beladevorrichtung 21 zugeführt,
die eine gleichmäßige Verteilung des Stromes
die ganze Breite der Kammer 1 sichert. Die Trübe wird der durch den Druckluftförderer
17 erzeugten Zone der intensiven Durchlüftung zugeführt. Beim Durchlauf der Zone
für intensive Durchlüftung wird ein Teil der Nutzminerale der Flotat-ion unterworfen.
Die von der Flotation nicht erfaßten Teilchen schlagen auf den geneigten geschlossenen
Rost 16 (Fig. 4) nieder und gleiten auf ihm abwärts, wobei sie regelmäßig in Schwebe
zustand durch hochsteigende durch lüftete Trübeströmuneji versetzt werden, die eine
zusätzliche Flotation des Nutzbestandteiles sichern. Ein Teil von der flotation
nicht erfaßten Gutes schlägt, indem es das Ende des Rostes 16 erreicht; hatS auf
der Oberfläche des horizontalen Rostes 15 nieder, auf dem :;icli aus diesem Gut
eine Wirbelschicht bildet, die durch di(3 kontinuierlich von unten gelieferten hochstieigenden
durch
lüfteten Trübe strömungen erzeugt wird. In dieser Wirbelschicht kommt es zur Nachflotation
der Nutzmineralteilchen. Die Flotationsabgänge werden aus der Kammer durch das Rohr
22 abgeleitet. Das EntSernen des Schaumgutes aus der Kammer 1 erfolgt über die Schwelle
23.
-
In der Maschine sind zwei Umlaufkreise der Trübe vorhanden. Ein Umlaufkreis
wird durch den Betrieb des Druckluftförderers 17 erzeugt, der andere durch die Pumpe
13, welche koaxial zum Laufrad 4 auf der Hohlwelle 3 montiert ist.
-
Die durchgeführten Proben erwiesen, daß eine effektivere Luftdispergierung
bei kleineren Umfangsgeschwindigkeiten und in größerem Rauminhalt erzielt wurde
als es beim Luftdispergieren mit Lufträdern der bekannten Bauart erreicht ist.
-
Eine ausreichende Luft;dispergierung wird beispielsweise,
bei Umfangsgeschwindigkeiten 3,5 bis 4.0 m/sec, bei Geschwindigkeiten von 7 m/sec
wird eine Dispersierung von Luft von 2,5 bis 3,0 m³/min pro 1 m³ Kammer-Rauminhalt
gewährleistet.
-
Dadurch wurde eine feine Dispergierung bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten
gesichert, d.h. aber auch bei kleinem Energieverbrauch.