DE2144932C3 - Rührwerk für eine Flotationszelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rührwerk für eine Flotationszelle mit einem Drehantrieb, einer Hohlwelle zur Luftzufuhr und einem daran angeordneten Laufrad zum Dispergieren der Luft und deren Vermischen mit der Trübe, das die Form eines sich nach obei hin erweiternden hohlen Körpers mit auf der äußeren Mantelfläche angeordneten Vorsprüngen aufweist.

Bei einem bekannten Rührwerk dieser Art, wie es in der FR-PS 8 79 861 beschrieben ist, ist auf uiner gemeinsamen Welle eine Vorrichtung zum Ansajgen von Luft aus der Atmosphäre, eine Schraubenpumpe zum Fördern der Trübe und ein Schaufelrad zur Verteilung und Vermischung der Luft mit der Trübe angeordnet. Zum wirksamen Arbeiten der Vorrichtung muß der Welle eine erhebliche Umlaufgeschwindigkeit erteilt werden, und da sowohl die Ansaugvorrichtung wie die Schraubenpumpe und das Hauptrad gleichzeitig angetrieben werden müssen, ist ein erheblicher Energiebedarf erforderlich.

Aus der DT-AS 11 51 232 und der US-PS 17 61 136 sind andere Rührwerke für Flotationszellen bekannt, bei denen die Verteilung der Luft mit Hilfe von Schau- &° feirädern hinter den Schaufeln in Strömen mit großer abnehmender Turbulenz erfolgt. Wie neuere Untersuchungen ergeben haben, ist es mit derartigen Schaufelrädern nicht möglich, große Leuftmengen mit geringem Energieaufwand wirksam zu dispergieren. f>5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rührwerk zum Dispergieren der Luft und deren Vermischen mit einer Trübe anzugeben, das konstruktiv einfach ist.

eine lange Lebensdauer aufweist und das es gestattet. . bei geringem Energieverbrauch einen hohen Dispergierungsgrad der Luft in der Trübe zu erzielen, und es außerdem ermöglicht, größere Partikel zu flotieren, als dies bisher möglich war.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das als Hohlkörper ausgebildete Laufrad oben durch eine auf der Hohlwelle befestigte durchgehende Scheibe verschlossen ist und nur unten im Bereich seines kleinsten Querschnittes eine Öffnung für den Austritt von Luft auf die äußere Mantelfläche des Laufrades aufweist, wobei die Zahl und Form der Vorsprünge so bemessen ist, daß die an der Mantelfläche in dünner Schicht aufsteigende Luft zunehmend dispergiert wird.

Bei einer derartigen Ausbildung gelangt von unten Luft auf den Teil des Laufrades mit dem geringsten Durchmesser. Das sich von unten nach oben erweiternde hohle Laufrad weist relativ gesehen abwechselnd Vorsprünge und Vertiefungen auf. Durch die sich erweiternde Form wird erreicht, daß die Luft von unten nach oben das Laufrad mit einer immer dünner werdenden Luftschicht umspült. Durch die Drehung des Laufrades, die gleichzeitig erfolgt, kommen die Vorsprünge und Vertiefungen zur Wirkung und bewirken auf der Mantelfläche eine wirksame Dispergierung in feinste Luftbläschen. Es erfolgt dabei an der Mantelfläche von unten nach oben eine sich mit allmählich ansteigender Frequenz vollziehende Verwirbelung der Trübeströme mit der auf der Mantelfläche dispergierten Luft, so daß auch bei geringen Umlaufgeschwindigkeiten optimale Ergebnisse erzielbar sind. Dadurch, daß auf der Außenfläche des Laufrades quasi eine Luftschutzschicht vorhanden ist, ist die Schleifwirkung der Trübe geringer als bei den bekannten Vorrichtungen, wodurch die Lebensdauer wesentlich erhöht wird.

Verteilhaft ist das Laufrad als Hohlkegel mit geriffelter Mantelfläche ausgebildet. Eine derartige Ausführung des Laufrades sichert ein erleichtertes Anlassen der Flotationsmaschine nach einem unerwarteten Stillstand.

Das Laufrad kann als Pyramide ausgebildet sein, deren Kanten als Vorsprünge zum Dispergieren der Luft dienen. Hierdurch wird die Herstellung des Laufrades sowie seine Ausbesserung erleichtert.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Laufrad als Halbkugel ausgebildet. Dadurch wird der Luftstromweg auf der Laufradoberfläche verlängert und eine feinere Dispergierung der Luft gewährleistet.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ragt die das Laufrad bedeckende Scheibe über den Außenrand des Laufrades hinaus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F^: i g. 1 ein erfindungsgemäßes Rührwerk mit Laufrad im vertikalen Schnitt der Zelle,

F i g. 2 ein als Kegel ausgebildetes Laufrad mit teilweisem Ausschnitt,

F i g. 3 ein auf der Hohlwelle befestigtes, als Halbkugel ausgebildetes Laufrad teilweise im Schnitt,

Fig.4 ein Rührwerk mit als Kegel ausgebildetem Laufrad und Vorrichtungen zur Aufbereitung von grobkörnigem Gut, Schnitt der Zelle in vertikaler Ebene.

Das erfindungsgemäße Rührwerk ist in einer im Querschnitt quadratisch oder rechteckig ausgebildeten Zelle 1 (Fi g. 1) mit in der Zeichnung nicht dargestellten Beschickungs- und Entlecrungsvorrichtungen angeordnet.

Das Rührwerk ist mit einem Drehantrieb 2 zum Drehen der Hohlwelle 3, auf der das Laufrad befestigt ist, ausgerüstet. Der Hohlraum der Zelle 3 steht mit der (in der Zeichnung nicht abgebildeten) Drucklufiquelle in Verbindung. Das Laufrad 4 ist zw.ichen den Statorschaufeln 5, die auf Leisten 6 an der Wand der Zelle 1 montiert sind, angeordnet.

Das Laufrad 4 hai die Gestalt eines Körpers mit trichterförmiger, geschlossener, sich in Richtung zum Oberteil der Zelle 1 erweiternder Außenoberfläche, die mit abwechselnden Vorsprüngen 7 (F i g. 2) und Vertiefungen 8 versehen is!. 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 Laufrades Vertiefungen 8 verschiedener Form und Größe ausführen.

Das Laufrad 4 kann als vieleckige Pyramide (F i g. 1) ausgeführt sein, deren Kanten als zum Luftdispergieren bestimmte Vorsprünge 7 dienen.

In einem anderen Beispiel kann das Laufrad 4 als Halbkugel (F i g. 3) oder Halbellipsoid mit auf den Mantellinien sitzenden Vorsprüngen 7 ausgebildet wer· den. Das Laufrad kann zur Verringerung des Gewich tes hohl mit einer Öffnung 11 (F i g. 2) im Unterteil ausgeführt und durch die das Laufrad oben abschließende Scheibe 12 auf der Hohlwelle befestigt werden.

Zur Aufbereitung von grobkörnigem Gut kann am unteren Ende der Welle 3 (F i g. 4) des Laufrades 4 eine Axialpumpe 13 befestigt werden. Dabei ist das Laufrad 4 hohl und mit dem Hohlraum der Welle 3 durch eine Öffnung 14 (Fig. 2) in der Wand des Hohlraumes in Verbindung stehend auszuführen. In diesem Falle wird das Laufrad 4 durch die Scheibe 12 so an der Welle 3 befestigt, daß sich zwischen dem unteren Stirnteil des Laufrades 4 und der Oberfläche der Welle 3 ein Ringspalt zum Luftaustritt bildet. Außerdem werden in der Zelle 1 (F i g. 4) ein Gitter 15 zur Biidung einer Wirbelschicht aus Teilchen des aufzubereitenden Gutes und ein geeigneter Rost 16 im Beschickungsteil der Maschine angeordnet.

In der Zelle 1 ist in der Beschickungszone ein Luftheber 17 montiei t, ferner ist eine Umlaufrinne 18 vorgesehen, in die durch den Spalt 19 Trübe aus der Zelle 1 zum Laufrad 4 und zum pneumatischen Luftheber 17 angesaugt wird. Zur Luftzuführung in den Luftheber 17 dient ein Rohr 20, zur Beschickung der Zelie mit Flotationsgut ist eine Vorrichtung 21 vorhanden. Das Aus- 5c tragen der Abgänge erfolgt durch das Rohr 22 des Schaumprodukts über die Schwelle 23. Der Betrieb der Flotationszelle verläuft in folgender Weise;

Zur Betätigung des Laufrades 4 (F i g. 1 und 4) wird der Drehantrieb 2 eingeschaltet. Danach wird den ZeI-len 1 Trübe zugeführt und Luft durch die Hohlwelle 3 zum unteren, eingeengten Teil des Laufrades 4 und zum Luftheber 17. Die Druckluft strömt aus dem Laufrad 4 durch die öffnung im unteren Teil und sieigt unter Einwirkung ihres eigenen Antriebs aufwärts, wobei das nc Laufrad 4 durch eine dünne Druckluftschicht umspük

Da d!e Oberfläche des Laufrades 4 Vorsprünge aufweist und sich nach oben erweitert, wird die Schicht der hochsteigenden Luft zunehmend dünner. Bei rotierendem Laufrad 4 ist die Umfangsgeschwindigkeii am Oberteil größer als diejenige am Unterteil, wodurch ein Zirkulieren der Trübe auf einer ansteigenden Spirale entlang der Laufradoberfläche erfolgt. Beim Hochsteigen auf einer kegelförmigen Oberfläche unter Einwirkung des eigenen Auftriebs und der Umlaufst^römungen wird die Luft an die Oberfläche des Laufrades 4 gepreßt und auf dem ganzen Strömungsweg den Einwirkungen der Oberflächenunebenheiten unterworfen, wodurch ein feines Dispergieren der Luft gewährleistet ist. Die dispergierte Luft wird mit den Trübeströmungen gemeinsam am Oberteil des Laufrades 4 in Form von tangentialen horizontalen Strömen in die Zone der Schaufein des Stators 5 geschleuuert, der zur Verhinderung einer Umlaufbewegung der Trübe im Inneren der Zelle 1 montiert ist.

Dabei wird Trübe über die Beschickungsvorrichtung 21 zugeführt, die eine gleichmäßige Verteilung des Stromes über die ganze Breite der Zelle 1 sichert. Die Trübe vird der durch den Luftheber 17 erzeugten Zone der intensiven Durchlüftung zugeführt. Beim Durchlauf der Zoiie für intensive Durchlüftung wird ein Teil der Nutzminerale der Flotation unterworfen. Die von der Flotation nicht erfaßten Teilchen schlagen sich auf dem geneigten geschlossenen Gitter 16 (F i g. 4) nieder und gleiten auf diesem abwärts, wobei sie regelmäßig durch hochsteigende durchlüftete Trübeströmungen in Schwebezustand versetzt werden, die eine zusätzliche Flotation des Nutzbestandteiles sichern. Ein Teil des von der Flotation nicht erfaßten Gutes setzt sich, wenn es das Ende des Gitters 16 erreicht hat, auf der Oberfläche des horizontalen Gitters 15 ab, auf dem sich uns diesem Gut eine Wirbelschicht bildet, die durch die kontinuierlich von unten gelieferten, hochsteigenden, durchlüfteten Trübeströmungen erzeugt wird. In dieser Wirbelschicht kommt es zu einer Nachflotation der Nutzmineralteilchen. Die Flotationsabgiinge werden aus der Kammer durch das Rohr 22 abgeleitet. Das Entfernen des Schaumgutes aus der Zelle 1 erfolgt über die Schwelle 23. In der Zelle sind zwei Umlaufkreise für Trübe vorhanden. Ein Umlaufkreis wird durch den Betrieb des Lufthebers 17 erzeugt, der andere durch die Pumpe 13, welche koaxial zum Laufrad 4 auf der Hohlwelle 3 montiert ist.

Durchgeführte Versuche bewiesen, daß eine etwa 1,7mal effektivere Luftdispergierung bei kleineren Umfangsgeschwindigkeiten und in größerem Rauminhalt erzielt wurde als es beim Luftdispergieren mit Laufradern der bekannten Bauart erreicht ist. Eine ausreichende Luftdispergierung wird beispielsweise schon bei Umfangsgeschwindigkeiten von 3.5 bis 4.0 m/sec er reicht und bei Geschwindigkeiten von 7 m/sec wird eine Dispergierung von Luft mit 2.5 bis 3.0 mVmin pro 1 m^J Zellenrauminhalt gewährleistet.

insgesamt wird eine sehr feine Dispergierung bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten gesichert und dam ;. auch bei geringem Energieverbrauch.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rührwerk für eine Flotationszelle mit einem Drehantrieb, einer Hohlwelle zur Luftzufuhr und einem daran angeordneten Laufrad zum Dispergieren der Luft und deren Vermischen mit der Trübe, das die Form eines sich nach oben hin erweiternden hohlen Körpers mit auf der äußeren Mantelfläche angeordneten Vorsprüngen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das als Hohlkörper ausgebildete Laufrad (4) oben durch eine auf der Hohlwelle (3) befestigte durchgehende Scheibe (12) verschlossen ist und nur unten im Bereich seines kleinsten Querschnittes eine öffnung (11) für den Aus- tritt von Luft auf die äußere Mantelfläche des Laufrades (4) aufweist, wobei die Zahl und Form der Vorsprünge (7) so bemessen ist, daß die an der Mantelfläche in dünner Schicht aufsteigende Luft zunehmend dispergiert wird.

2. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (4) als Hohlkegel (9) mit geriffelter Mantelfläche ausgebildet ist.

3. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (4) als Pyramide ausgebildet ist, deren Kanten als Vorsprünge (7) zum Dispergieren der Luft dienen.

4. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad als Halbkugel (10) ausgebildet ist.

5. Rührwerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Laufrad (4) bedeckende Scheibe (12) über den Außenrand des Laufrades (4) hinausragt.

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