Die Erfindung beisifft ein Verfahren 2ur Flotation von
Mineralien, wobei in der Mineraltrübe in einer turbulenten Rührzone Luft zu feinen Bläschen verteilt
in und mit einer darüber befindlichen beruhigten Zone
eine Schaumschicht gebildet wird und wobei das Schaumprodukt ausgetragen sowie die Resttrübe einer
abermaligen Belüftungsprozedur zugeführt werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
π Der Aufbereitungsgrad eines Materials, der mit der
Flotation in einer einzigen Flotationszelle erreicht werden kann, kann durch Verwendung einer Vielzahl
von getrennten Schaumabteilen verbessert werden, wobei die Trübe aus einem Abteil zu dem nächsten
4n Abteil geführt wird, in der sie erneui Rotiert wird. Um
die Kosten eines solchen Verfahrens zu reduzieren, die im wesentlichen proportional zur Anzahl der verwendeten
Abteile steigen, ist es bekannt, ein Flotationsverfahren /u benutzen, bei welchem ein Behälter verwendet
•r> wird, der unterteilt ist, um so eine Vielzahl von
Schaumabteilen zu erhalten, die übereinander angeordnet sind, wobei der Schaum nach oben von einem Abteil
zum anderen geführt wird. Diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch nicht zufriedenstellend, da keine
» Regelung der Schaumschicht erfolgt, wobei diese und
insbesondere die Koaleszenzrate der Luftbläschen in einem bestimmten Verhältnis zur Verweilzeit der
Luftblasen im Schaum steht.
Es ist bekannt (DE-PS 7 38 613 und 4 93 110) in
ü Flotationszellen Trennböden vorzusehen. Derartige Trennböden dienen aber lediglich der Trübeberuhigung
und haben keinerlei Regelfunktion für die Schaumschicht. Eine derartige Regelfunktton wird dort indirekt
durch ein verstellbares Überlaufwehr für die Resttrübe
no bewirkt, wobei aber die Einstellung der Schaumdicke
um einen optimalen Sollwert nicht schnell genug erfolgen kann, um plötzlichen Veränderungen der
Betriebsparameter gerecht zu werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabt· steht
h> darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung /ur
Durchführung einer Schaumflotation zu schaffen, wobei über die Schaumschichtdicke die Koalcs/cnzrate der
Luftblasen geregelt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Koaleszenzrate der
aufsteigenden Luftbläschen gering hält, indem man den aufsteigenden Bläschenstrom absatzweise drosselt,
wobei man über den durch die Blasenansammlung sich ändernden hydrostatischen Druck die Ablaufmenge der
Resttrübe und/oder den Drosselquerschnitt verändert und damit die Ausdehnung der Bläschenansammlung
einregelt Der Anteil der Koaleszenz der Luftblasen ist proportional zur Verweilzeit der Blasen in dem Schaum,
die wiederum proportional zur Dicke der Luftblasenschicht ist, so daß durch Regeln der Stärke der
Schaumschicht in einem Abteil, um Änderungen darin zu korrigieren und um einen ausgewählten geeigneten
Wert für die auszuführende Flotation aufrecht zu erhalten, eine Koaleszenz in einem wesentlichen
Ausmaß vermieden werden kann. Durch die Drosselung der durchtretenden Luftbläschen tritt eine verstärkte
Ansammlung von Luftbläschen ein, die aber ein bestimmtes Ausmaß nicht überschreiten soll. Änderungen
in der Dicke der Schaumschient in jedem Abteil können durch einen Regelmechanismus vermieden
werden, der auf jede geringfügige Abweichung von einer vorbestimmten Form bzw. von eimern gewählten
Wert anspricht, wodurch die vorbesitimmte Dicke aufrechterhalten wird.
Die Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zur Flotation von Mineralien mit einer Flotationszelle mit einem Rührwerksabteil mit
Luftzufuhr, mit einem durch eine mit Öffnungen versehene Wand von diesem getrennten Schaumabteil
und mit einem regelbaren Resttrübeablauf. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens zwei mit Durchtrittsöffnungen versehene Böden mit Abstand übereinander angeordnet und
dadurch Abteile gebildet sind, daß die Böden Drosselorgane für den aufsteigenden Bläschenstrom darstellen
und mit Regeleinrichtungen für den Blasenstau unterhalb der Böden versehen sind und daß Einrichtungen für
die Rückführung nicht flotierter Trübe in die jeweils
darunter liegende Kammer vorgesehen sind. Die Böden zwischen den Abteilen üben eine Drosselfunktion für
den durchtretenden Schaum bzw. für die durchtretenden Luftbläschen aus. Damit stellen die Boden eine Art
Ventilböden mit veränderlicher Öffnungsweite dar, wobei die Öffnungsweite auch durch auf die Schichtdikke
des Schaums ansprechende Sensoren regelbar ist.
In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
daß die Durchtrittsöffnungen der Böden kegelstumpfformig ausgebildet sind, wobei das engen; Ende auf der
Oberseite der Böden angeordnet ist. Wenn derartige Böden angeordnet sind, erfolgt die Regelung der
Schaumdichtstärke mit dem Sensor zur Feststellung der jeweiligen Schaurmchichtdicke, der den hydrostatischen
Druck des Schaumtrübeverhältnisses ermittelt und ein Auslaßventil für die Abgänge regelt.
Zur Feststellung der Änderung der Schaumdicke können verschiedene Ausführungsformen von Sensoren
verwendet werden, beispielsweise ein Ultiraschallumformer, der zwischen Schaum und Trübe unterscheiden
kann und welcher in die Wand des Abteils in dem Bereich der Schaum-Trübe-Trennfläche eingesetzt ist.
tine weitere bevorzugte Ausführuiiigsform eines
Sensors spricht auf die eine oder andere Weise auf Druckänderungen i*i der Vorrichtung als Folge des
Vorhandenseins von Schaum anstelle von Trübe auf der Oberseite eines Abteils an.
Wenn Böden mit Öffnungen konstanter Größe
Verwendung finden können Sensoren angeordnet sein, welche auf eine Änderung der Druckdifferenz zwischen
dem Boden eines darüber liegenden Abteils und der Oberseite des darunter liegenden Abteils ansprechen.
Eine zweckmäßige Anordnung besteht darin, daß der Trübeeinlaß in ein Abteil durch eine Ventileinrichtung
gesteuert wird, geöffnet, um den Trübestrom zu erhöhen, wenn die Stärke der Schaumschicht zunimmt
und umgekehrt, wobei die Ventileinrichtung entweder mit einem Sensorsystem verbunden ist oder selbst ein
solches System bildet, welches auf die Druckänderung zwischen dem Boden des zweiten Abteils und der
Oberseite des ersten Abteils als Folge einer Änderung der Dicke einer Schaumschicht anspricht Wenn der
Trübestrom von dem zweiten Abteil in das erste Abteil eingeschränkt wird, verursacht das Vorhandensein der
Schaumschicht einen weiteren Druckabfall über dem Boden des zweiten Abteils und der Oberseite der Trübe
in dem ersten Abteil. Dieser Druckabfall tritt zusätzlich zu dem Druckabfall auf, der r'-.h aufgrund des
Höhenverlusles ergibt Eine Steigerung der Stärke der Schicht führt deshalb zu einer Erhöhung des Druckunterschiedes
zwischen den beiden Abteilen und umgekehrt
Eine andere Ventileinrichtung benutzt ein Element, welches im Betrieb den entgegengesetzten Kräften des
nach unten gerichteten Drucks der Trübe in dem oberen Abteil und des nach oben gerichteten Drucks der Trübe
infolge des Auftriebs in dem unteren Abteil ausgesetzt ist. Das Element bewegt sich, um die Einengung des
Trübeeinlasses aufzuheben und den Trübestrom zu steigern, wenn eine Erhöhung der Schaumdicke zu einer
Abweichung vom Gleichgewicht dieser Kräfte führt, und umgekehrt Das Element kann beispielsweise eine
Kugel aus einem geeigneten Material sein, die in einen perforierten Kräfig eingeschlossen und so angeordnet
ist, daß bei einer Aufwärtsbewegung die Kugel den Trübeeinlaßkanal verengt und umgekehrt. Alternativ
kann das Element ein Scharnierelement sein, das mit einem Schwimmer aus einem geeigneten Material
verbunden und so angeordnet ist, daß bei einer Aufwärtsbewegung das Element den Trübeeinlaß
einengt und umgekehrt.
Eine weitere Ausführungsform eines Ventils, das auf den Trübeeinlaß in das Abteil einwirkt und den Vorteil
hat, daß es leicht einstellbar ist, hat ein scharnierartiges Wehr, das in einer externen Druckkammer sitzt, ein
oberes und unteres Abteil verbindet und über welches im Betrieb die Trübe nach unten zwischen den beiden
Abteilen strömt, wobei eine Bewegung des Wehrs Einrichtungen zum Ändern des Luftdrucks in der
Kammer betätigt Die den Druck steuernde Einrichtung tonn beispielsweise eine Scheibe aufweisen, die eine
Öffnung in der Wand der Druckkammer verschließt und eine Außenfläche hat, auf die durch sine erste
Einrichtung, beispielsweise durch eine Feder oder ein Gewicht, eingewirkt wird und welche eine Innenfläche
aufweist, auf weiche eine zweite Einrichtung einwirkt, welche die Inneniläche der Scheibe mit dem Wehr
verbindet. Der wirksame Verschluß der Druckkammer hängt dabei von der sich ergebenden Wirkung der zwei
auf die Scheibe wirkenden Kräfte ab.
In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
daß die Böden aus einer Vielzahl von Stäben gebildet sind, wobei entweder eine oder zwei Reihen von Stäben
vorgesehen sein können. Die Stäbe können dabei in zwei parallelen oder in zwei quer zueinander ausgerichteten
Reihen angeordnet sein. Durch die Anordnung der
Stäbe wird eine Vielzahl von öffnungen variabler Größe erhalten, durch welche der Schaum hindurchtreten
kann. Die Größe der Öffnungen wird durch die Größe der Bewegung bestimmt, welche die Stäbe
ausführen. Die Stäbe haben vorzugsweise einen ■;
kreisförmigen Querschnitt. Die Stäbe ruhen zweckmäßigerweise an einem Ende auf einem Abstützteil, das an
der Innenwand des Behälters befestigt ist. Die Anzahl und Größe der Stäbe wird so gewählt, daß jeder Stab in
geeigneter Weise neben dem benachbarten Stab in angeordnet ist. Ein geeigneter Abstand zwischen den
Stäben kann dabei in der Größenordnung von 1 mm liegen. Die Stäbe können ein solches Gewicht
aufweisen, daß sie beim Einsatz im wesentlichen jederzeit auf den Abstützteilcn verbleiben und ihre ιί
Bewegung in einem andauernden seitlichen Ausweichen bzw. Verschieben besteht. Alternativ dazu können die
Stäbe ein spezifisches Gewicht aufweisen, das ein oprinap·: Anhphrn i\pr Stähr währpnrl lic* Rftrifh«;
zusätzlich zu den seitlichen Bewegungen gestattet. Die Stäbe können zweckmäßigerweise aus Kunststoff
bestehen und ihr spezifisches Gewicht kann durch die Verwendung von Einsätzen, beispielsweise aus Metall,
eingestellt werden. Andere bevorzugte Ausführungsformen von Böden mit öffnungen variabler Größe können y,
beispielsweise aus einem Blatt eines flexiblen Materials wie Kautschuk bestehen, das auf einem starren Gitter
sitzt. Durch entfernen von Abschnitten aus dem Material zur Bildung von öffnungen und zur Ausbildung
mehrerer Schlitze in dem Blatt, die mit jeder öffnung in >>i
Verbindung stehen, nimmt die Größe der öffnungen zu, wenn der Druck gegen das Blatt zunimmt.
Eine weitere Ausführungsform kann darin bestehen, daß die Böden eine Reihe von kreisförmigen Öffnungen
aufweisen, in welchen kugelige Stopfen angeordnet sind, π Diese können gewünschtcnfalls ein zusätzliches Verankerungsgewicht
tragen. Es ist auch möglich, die Böden mit einer Reihe von Schlitzen auszubilden, an welchen
Scharnierteile vorgesehen sind, die mit den Schlitzen zusammenwirken. jo
Wenn als Böden zur Herstellung von öffnungen
variabler Größe Stäbe angeordnet sind, können diese in Ausgestaltung der Erfindung mit Einrichtungen zusammenwirken,
die an der Innenwand des Behälters angeordnet sind und die Bewegung der Stäbe -r,
begrenzen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
daß Verbindungen für den Rücklauf der Trübe zwischen den Abteilen angeordnet sind. Derartige Verbindungen
können beispielsweise aus einem Spalt zwischen den v> Endstäben einer Psihe von Stäben und der. Innenwänden
bestehen oder durch einer öffnung, welche durch jeden Stab rechtwinklig zu dessen Achse verläuft.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß als Verbindung zweier Abteile ü
außerhalb des Behälters liegende Einrichtungen vorgesehen sind. Diese können beispielsweise die Form eines
Kanals oder einer Leitung aufweisen. Durch die Verbindung der Abteile untereinander wird ein
konstantes Gesamtgefälle bzw. eine konstante Gesamt- ου
druckhöhe aufrechterhalten, um eine stationäre Geschwindigkeit des Schaumabstroms zu erhalten. Diese
Parameter werden von dem Zustrom frischer Flüssigkeit, dem Zustrom von Trübe aus der Charge, dem
Abiirom von Rückständen und dem Abstrom von Schaum beeinflußt. Die Regelung der Parameter wird
günstigerweise dadurch erreicht, daß Regeleinrichtungen für die Regulierung des Abstroms und der
Rückstände vorgesehen werden. Dazu kann in Ausgestaltung der Erfindung am Boden des Behälters ein mit
einem Ventil versehener Auslaß vorgesehen sein. Ein derartiges Ventil kann beispielsweise ein Membranventil
sein oder ein Ventil, das durch eine druckempfindliche
Steuerung aktiviert wird, die entweder am Boden oder an der Oberseite des Behälters angeordnet ist. Eine
weitere mögliche Form eines derartigen Ventils kann ein Kegelventil sein, das im Boden des unteren Abteils,
beispielsweise als übliches Kegel- bzw. Stopfventil ausgebildet ist. Der Kegel des Ventils kann dabei über
eine Magnctsteucning betätigt werden, die vorzugsweise
auf eine druckluhlende Einrichtung anspricht, die an der Oberseite der Vorrichtung angeordnet ist.
Das Sammeln des Schaums aus der obersten Zelle kann auf verschiedene Weise bewirkt werden. Das
benutzte Verfahren sollte im wesentlichen vermeiden, daß irgendein Material, welches in dem Schaum in der
nthnlt
fa jjt EiH
Verfahren umfaßt den Einsatz eines geneigten Daches an dem obersten Abteil mit einem Winkel von
beispielsweise etwa 40 bis 50°. wobei ein Auslaß für den Schaum in einen Sammler nur am Scheitel des Abteils
vorgesehen ist. Ein zweites bevorzugtes Verfahren umfaßt die Benutzung eines Kratzers, um den Schaum
von einem obersten Abteil /u entfernen, die dann oben offen ist.
Für inen kontinuierlichen Betrieb, im Gegensatz zum Chargenbetrieb, kann eine Vorrichtung verwendet
werden, deren Abmessungen in Richtung des in die Vorrichtung zugcfiihrten Breistroms mehrere Male
größer ist als jede Abmessung quer zu dieser Richtung. Eine solche Anordnung ermöglicht eine Abstufung der
Trennung längs des untersten Abteils. Wenn eine Vielzahl von Trübecinlässen und Trübeauslässen,
zweckmäßigerweise bei der Internbauweise, verwendet wird, die in der Richtung der größten Abmessung des
Abteils bcabsiandet wird, kann diese Abstufung nach oben durch die Kolonne von Abteilen aufrechterhalten
werden. Eine solche Anordnung entspricht im wesentlichen einer Vielzahl von Kolonnen, beispielsweise von
acht oder mehr, die nebeneinander angeordnet und so
miteinander verbunden sind, daß man horizontale Ströme von Vorrichtung zu Vorrichtung sowie vertikale
Ströme durch jede Vorrichtung erh?U. Der Schaum aus den verschiedenen Abschnitten des obersten Abteils
einer solchen Vorrichtung kann getrennt gesammelt werden. Gewünschtenfalls können Einrichtungen zur
Bewirkung einer Schaumrückweisung von jedem Abschnitt vorgesehen werden, in welchem der Anteil
des gewünschten Materials unzureichend ist. Bei einer solchen Vorrichtung kann eine Vielzahl von Rührflügeln
verwendet werden, beispielsweise einer für jeweils zwei verbundene Vorrichtungen.
Die Erfindung läßt sich auch für die Konzentration einer breiten Vielfalt von Teilchen in flüssiger
Suspension anwenden, beispielsweise für das Reinigen von Feinkohle und die Behandlung von metallhaltigen
Erzen, beispielsweise Sulfiderzen oder nicht metallischen Erzen, wie Flußspat. Das Verfahren kann nahezu
unverändert auf die Herstellung von Schaum aus wäßrigen Suspensionen mit Luft angewendet werden.
Es können Sammler, Drücker und dergleichen benutzt werden, die für die zu bewirkende spezielle Trennung
geeignet sind.
Wenn Böden mit einer Vielzahl von Teilen verwendet
werden, von denen wenigstens eins beweglich ist. um Öffnungen mit variabler Größe zu erzeugen, durch
welche der Schaum hindurchgehen kann, arbeitet die Vorrichtung, wie obenerwähnt, dann am besten, wenn
die Art des beweglichen Abschnittes des Bodens auf die Wichte der zu Gehandelnden Trübe ausgerichtet ist.
Wegen dieser Reaktion bevorzugt man, daß große Änderungen der Trübedichte vermieden werden und
daß der Trübestrom in die Kolonne zweckmäßigerweise beha.x«lt werden kann, um eine wesentliche Dichteänderung
zu vermeiden.
Obwohl für jede spezielle Trennung geeignete Zustände gewählt werden müssen, ist in vielen Fällen
eine Stärke der Schaumschicht in jedem Abteil außer dem obersten, zwischen 0,5 und etwa 1,5 cm, beispielsweise
von etwa 0.9 bis etwa 1,1 cm. d. h. von etwa 1 cm, geeignet.
Die Verweilzeit der Luftblasen in der Schaumschicht einer Rotationskolonne und somit die Geschwindigkeit
des /usammenwachsens dieser Blasen ist nicht nur """"λ"*'λ"'·' ζ" der Stärke Uz? ^''huUiTi^'hi^h* j-'^n^^rn
auch proportional zu der Querschnittsfläche des Schaums und umgekehrt proportional zu dem Luftvolumenstrom
durch die Schaumschicht. Es ist deshalb wichtig zu berücksichtigen, daß eine Änderung bei
jedem dieser Parameter die Verweilzeit beeinflußt. Umgekehrt ist es möglich, die Schaumtiefe ohne
Erhöhung der Verweilzeit zu vergrößern, wenn die Schaumfläche entsprechend verringert wird.
Obwohl die besten Ausführungsformen von Regeleinrichtungen clic Regelung der Schaumdicke im wesentlichen
Ausmaß ausführen, auch wenn beträchtliche Änd'.ungen solcher Parameter auftreten, wie des
Luftmengenstroms und der Dichte der Beschickungstrübe, sollten bei den meisten wirksamen Arbeitsweisen die
Parameter so wenig wie möglich während eines Durchlaufs bzw. Versuchs geändert werden.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
F i g. I zeigt im Axialschnitt eine Ausführungsform einer Vorrichtung für den Chargenbetrieb.
F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie H-Il von F i g. I und zeigt als Einzelheit die Leitplatte der Vorrichtung
von Fig. I.
F i g. 3 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung, die für den kontinuierlichen Betrieb
geeignet ist.
Fig. 4 zeigt perspektivisch in einer Einzelheit eines
der Steuerventile der Vorrichtung von F i g. 3.
F i g. 5 zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung von F i g. 1 für den
Chargenbetrieb.
F i g. 6 zeigt in einer Schnittansicht das Mittelteil der Vorrichtung von F i g. 5 mit einer anderen Trenneinrichtung
zwischen den Abteilen und einer unterschiedlichen Trübeüberführung nach unten von einem Abteil zum
anderen.
F i g. 7 zeigt in einer Schnittansicht das Mittelteil einer weiteren Vorrichtung ähnlich der von F i g. 5 mit
dem Unterschied gegenüber der Vorrichtung von Fig.5 und 6, daß die Trenneinrichtung zwischen den
Abteilen sowie die Abwärtsführung der Trübe von einem Abteil zum anderen anders ausgebildet ist.
Fig.8 zeigt in einer Einzelheit eine Schnittansicht
einer weiteren Ausführungsform eines Auslaßsteuerventils für Rückstände für die in den Figuren gezeigten
Vorrichtungen.
Die Vorrichtung der F i g. 1 und 2 ist in Betrieb gezeigt, während die Vorrichtungen der übrigen
Figuren leer gezeigt sind.
Die Vorrichtung von Fig. I hat einen Behälter 1 mit einem abnehmbaren geneigten Dach 2. Sie ist innen in
drei Flotationsabteile 3, 4 und 5 durch Böden 6 unterteilt, die von konischen Löchern 7 durchbrochen
sind, deren engstes Ende ganz oben liegt und die den Aufwärtsstrom des Schaums ermöglichen. In dem
oberen Abteil 3 sind ein Einlaß 8 für Frischwasser und ein Auslaß 9 für den Schaum vorgesehen. In den
Abteilen 3 und 5 sind Probenöffnungen 10 angeordnet. In dem untersten Abteil 5 ist ein Einlaß 11 für die
Beschickung und ein Einlaß 12 für komprimierte Luft vorgesehen, wobei der Einlaß 12 vertikal nach unten
durch den Behälter 1 läuft und von der Mitte in beiden Richtungen versetzt ist. Ein Auslaß 13 aus dem Abteil 5
dient zum Abführen von Rückständen. Der Auslaß der Rückstände wird von einem Ventil 14 gesteuert, das in
dem Auslaß 13 angeordnet ist und mit einem Fühler 15 in Verbindung steht, der den hydrostatischen Druck in
dem oberen A.blei! 3 aufzeichnet. Dss Ventil 14 wird
durch eine Regelung 16 so eingestellt, daß es automatisch öffnet, wenn dieser Druck über den
eingestellten Wert steigt, und umgekehrt. Auslässe 17 in den Abteilen 3 und 4 stehen in Verbindung mit den
Einlassen 18 in den Abteilen 4 und 5 über Kammern 19 für die Überführung von Trübe nach unten durch den
Behälter.
Die Basis bzw. die Bodenfläche des Behälters 1 ist von
einer starken Polymethylmethacrylat-Platte 20 (perspex) verschlossen, die an dem Behälter durch Bolzen 21
befestigt ist. In den Behälter 1 ist durch eine öffnung 22
in der Mitte der Platte 20 eine Welle 23 eingeführt, die einen großen, mit niedriger Drehzahl laufenden Rührer
trägt, der eine Platte 24 mit nach oben gerichteten Zapfen 25 aufweist, die lösbar daran befestigt sind. In
Ausnehmungen in der Oberseite und dem Boden der Platte 20 sind die Welle 23 umgebend gehärtete borierte
Stahlscheiben 26 und 27 durch Klebstoff befestigt. Ein Paar entgegengesetzt zueinander ausgerichteter V-förmiger
Kautschukringe 28 umgibt ebenfalls die Welle 23. Die Ringe stehen in Kon.'.akt mit den Scheiben 26 und
27. Durch die Platte 20 erstreckt sich horizontal von außen her zu der öffnung 22 ein Schmierkanal 29 für die
Zuführung von Fett zu der Welle 23. In Richtung des Bodens des unteren Abteils 5 ist eine im einzelnen in
Fig. 2 gezeigte Leiteinrichtung angebracht, die aus sechzehn vertikal angeordneten rechteckigen Platten 30
besteht, die durch ein Gitter 31 und vier horizontal angeordnete quadratische Platten 32 verbunden sind,
von denen jeweils eine an jeder Ecke des Abteils 5 angeordnet ist. Unter der Platte 20 ist die Welle 23 von
einem zylindrischen Lecktopf 33 umgeben, der durch Boizen 21 an der Platte 20 sitzt, sowie von einem
Lagergehäuse 34, das durch Bolzen 35 unter dem Topf 33 angebracht ist. Der Topf 33 und das Gehäuse 34 sind
durch eine ebenfalls durch die Bolzen 35 getragene Platte 36 getrennt, die einen in den Topf 33 gerichteten
Bundabschnitt 37 hat, durch welchen die Welle 23 hindurchgeht. Um die Welle 23 herum ist daran durch
eine Schraube 38 befestigt ein Zylinder 39 vorgesehen, dessen eines offene Ende den Bund 37 umgibt Diese
Anordnung verhindert, daß Leckflüssigkeit in das Lagergehäuse 34 gelangt. Das Abführen von etwaiger
Leckflüssigkeit im Topf 33 erfolgt durch einen Ablauf 40. Das Gehäuse 34 enthält Lager 41, die durch Bunde 42
positioniert gehalten sind, von denen jeder an der Welle 23 mit einer Schraube 43 befestigt ist
Die Kammer 19 für die Trübeüberführung von einem Abteil zum anderen hat ein Wehr 44, das an ihrem
unteren Ende durch ein Scharnier 45 außerhalb des Behälters 1 zwischen dem Auslaß 17 und dem Einlaß 18
befestigt ist. Ein von einem Drosselschieber 47 geschlossener Einlaß 46 sorgl für das Einführen von
Niederdruckluft in die Kammer 19. Ein Luftauslaß 48 aus der Kammer 9 hat eine geschliffene Außenfläche
und wird von einer Scheibe 49 geschlossen. Die Wirksamkeit e'er Abdichtung zwischen der Scheibe 49
und der geschliffenen Fläche des Auslasses 48 wird durch die Wirkung einer Feder 50, die auf die
Außenseite der Scheibe 49 aufliegt, und die Wirkung einer Stange 51 regelt, die mit ihrem einen Ende an der
Innenseite der Scheibe 49 und mit ihrem anderen Ende an dem oberen Ende des Wehrs 44 befestigt ist. Der auf
die Scheibe 49 durch die Feder 50 ausgeübte Druck kann durch die Wirkung einer Steuerung 52 geändert werden.
Die in jedem Abteil vorhandenen Schaumschichten sind mit 53 bezeichnet. Die einzelnen, durch die
Vorrichtung aufsteigenden Luftblasen sind nicht gezeigt.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung, die der der Fig. 1 und 2 sehr ähnlich ist, sind
folgende geringfügige Änderungen vorgenommen:
a) Das Dach 2 ist durch eine offene Oberseite des Behälters t ersetzt, die der der Vorrichtung von
Fig. 5entspricht.
b) Das Ventil 14 ist näher an der Wand des Behälters 1 an dem inneren Ende des Auslasses 13 positioniert.
c) Der Sensor 15 sitzt an der Innenwand des Behälters I, wie dies bei dem Sensor 10 der Vorrichtung von
Fig.5der Fall ist.
d) Der Auslauf 40 ist in dem Topf 33 niedriger und näher an der Platte 36 vorgesehen, welche die Basis
des Topfes 33 bildet.
In Betrieb der Vorrichtung von F i g. I und 2 oder der
vorstehend beschriebenen alternativen Ausführungsform wird der Behälter 1 zuerst mit Wasser gefüllt, das
mit einer geeigneten Menge eines geeigneten Schäummittels gemischt ist. Über dem Einlaß 8 wird
kontinuierlich frisches Rücklaufwasser zugeführt, während die Beschickungstrübe, welche das zu behandelnde
Material enthält, chargenweise durch den Einlaß 11 zugeführt wird. Die Rückstände aus dem Auslaß 13
werden in den Behälter als Beschickung über den Einlaß 11 zurückgeführt. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis
die Rückstände kein interessierendes Material mehr enthalten. Erforderlichenfalls kann der Beschickung
zusätzliches Schäummittel und irgendein anderes gewünschtes Additiv, beispielsweise ein Sammelöl.
zugegeben werden. Der Behälter 1 wird dann mit zusätzlichem Schäummittel bzw. einem zusätzlichen
Schaumbildner betrieben, der mit dem Frischwasser zugeführt wird, bis kein weiteres Material von
Bedeutung aus der Charge des Beschickungsbreies in dem Schaum enthalten ist, der das obere Abteil 3 durch
den Auslaß 9 verläßt. Die Stärke der Schaumschichten 53 in den Abteilen 4 und 5 wird automatisch während
des Betriebs durch die Wirkung des Wehrs 44 gesteuert. Wenn somit der Schaumpegel in der Stärke abnimmt,
führt dies zu einer Abnahme der Änderung des Trübepegels am Wehr 44, was dann wiederum zu einer
Verringerung der Auswärtskraft führt, die gegen die Scheibe 49 durch das Wehr 44 über die Stange 51
ausgeübt wird. Die Scheibe 49 erzeugt dadurch eine wirksamere Abdichtung gegenüber dem Luftaaslaß 48.
so daß der Luftdruck in der Kammer 19 steigt. Die Zunahme des Luftdrucks führt zu einem verringerten
Trübestrom übe: das Wehr 44 infolge des Abfalls in dem flüssigen Trübepegel über der Kante des Wehrs. Somit
wird die Schaurr.tiefe auf den gewünschten Wert wieder -, hergestellt. Eine Zunahme der Schaumtiefe erfolgt von
Fall zu Fall in entgegengesetzter Folge.
Obwohl die vorstehenden Bedingungen geändert werden können, was von dem zu behandelnden Material
abhängt, werden folgende beispielsweisen Zustände κι genannt:
Öffnungsgröße (Oberseite)
Schaumschicht
Rührerdrehzahl für einen
Rührer mit 6.5 cm
Durchmesser
Schaumdosierung
(in frischem Rückstromwasser und in der Beschickung)
Luftstrommenge
Verweilzeit vom Stan bis
zum Ende
2 cm-'
I cmfVariationsgrenzen 0.5 bis
1.5 cm. vorzugsweise 0.9 bis 1.1 cm)
1500 Li pm
0.1 kg/t
I l/min für jeweils
30 cm-1 Schaum
5 bis 10 min
Der Behälter 60 von F i g. 3 hat einen rechteckigen Querschnitt und ein abnehmbares geneigtes Dach 61. Er
ist in vier Flotationsabteile 62, 63, 64 und 65 durch Böden 66 unterteilt, die von konischen Öffnungen 67
durchbrochen sind, wobei ihr Ende mit der größten Verengung ganz oben liegt. In dem untersten Abteil 62
ist für die Beschickung ein Einlaß 68 vorgesehen. Für die Druckluft sind Einlasse 69 in dem Abteil 62 vorgesehen.
Für die Rückstände gib" es einen Auslaß 70 aus der Zelle 62. Das oberste Abi. ;l 65 hat Einlasse 71 für
Frischwasser. Das Abteil 65 hat einen Auslaß 72 für aus dem Abteil überströmenden Schaum. Drei Durchlässe
73 in jedem der Böden 66 sorgen für einen Abwärtsstrom des Breies aus einem Abteil in das
andere, leder Durchlaß 73 enthält eine Ventitanordnung
74. die in F i g. 3 nicht zu sehen ist. im einzelnen jedoch in Fig. 4 gezeigt ist. Probeöfinungen 75 dienen /ur
Probenahme während des Betriebs des Flotationsbehälters.
In das unterste Abteil 62 sind durch die Grundplatte des Behälters 60 drei Wellen 76 eingeführt, von denen
jede einen Rührer trägt, der eine Platte 77 und Zapfen
78 aufweist, die lösbar daran sitzen. Jeder Rührer ist mit einer Antriebseinrichtung und einer Abdichtung sowie
einer Auffangtopfanordnung ähnlich der bei der Vorrichtung von Fig. 1 beschriebenen versehen. Am
Austrittspunkt des Auslasses 70 aus dem Abteil 62 ist ein Membranventil 78 angeordnet, welches direkt auf die
Drucksäule in dem Behälter 60 für die Steuerung des Stroms der Rückstände durch den Auslaß 70 anspricht.
Die Ventilanordnung 74 besteht aus einem Messingrohr 80. welches im Schiebesitz in dem Durchlaß 73 sitzt
und auf einer Messingplatte 81 befestigt ist. Ar. der
Platte 81 ist durch eine Mutter- und Bolzenanordnung 62 eine Kautschukklappe 83 befestigt. An der
Kautschukklappe 83 sitzt mittig unter dem Rohr 80 ein Polymethylmethacrylatzapfen 84. an dem ein gekrümmter
Draht 85 befestigt ist. der einen Zylinder 86 aus einem Äuitriebmateriai trägt. Vor der 'Inbetriebnahme
wird die Form des Drahtes 85 und somit die Lage des Zylinders 86 so eingestellt, daß in Betrieb bei einer
Schaumschicht mit der gewünschten Stärke die Neigung
der gegen die Klappe 83 drückenden Trübe, diese zu öffnen, durch die Austriebskraft genau ausgeglichen
wird, die von dem Draht 85 ausgeübt wird und verschließend wirkt. Wenn die Stärke zunimmt, ni.nmt
die Auftriebskraft ab und die Klappe 83 öffnet, so daß Trübe dem Abteil zugeführt werden kann, um die Stärke
nochmals zu verringern, und umgekehrt Der übrige Betrieb der Vorrichtung erfolgt ähnlich wie bei der in
F i g. 1 beschriebenen Ausführungsform, wobei die Trübezuführung kontinuierlich über den Einlaß 68
erfolgt und die Rückstände von dem Auslaß abgeführt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform der
Vorrichtung, die der der Fig.3 und 4 sehr ähnlich ist.
werden folgende relativ geringfügige Änderungen vorgenommen:
a) Das Dach 61 wird durch eine offene Oberseite am Behälter 60 ähnlich wie bei der Vorrichtung von
Fig. 5ersei/.i.
b) Der Ablauf aus dem Rührerlecktopf wird wie anhand der alternativen Ausführungsrorm von
Fig. 1 und 2 modifiziert.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung entspricht der der Fi g. 3 und 4.
Der in Fig. 5 gezeigte Behälter 90 ist innen in drei
Flotationsabteile 91, 92 und 93 durch zwei Reihen von Stäben 94 aus Kunststoff unterteilt. Die Stäbe 94, welche
die Abteile 91 und 92 trennen, si.-d rechtwinklig zu den S.äben 94 angeordnet, welciie die Abteile 92 und 93
trennen. Die Stäbe 94 haben konisch geformte Enden und werden bei jeder Reihe an beiden Enden durch
langgestreckte Halteelemente 95 getragen, die an der Innenwand des Behälters 90 befestigt sind. In dem
oberen Abteil 91 sind ein Einlaß % für frisches Rücklaufwasser und ein Auslaß 97 für Schaum
vorgesehen. Die Abteile 91 und 92 haben Probenahmeöffnungen 98. Ein Entfernen von Schaum aus dem
oberen Abteil wird durch die Verwendung eines nicht gezeigten Kratzers unterstützt. In dem unteren Abteil,
93 sind ein Einlaß 99 für die Beschickung und ein Einlaß 100 für Druckluft vorgesehen, wobei sich der Einlaß 100
mit einem steilen Winkel in das Abteil 93 erstreckt und ein Rückschlagventil 101 aufweist. Für die Rückstände
ist ein Auslaß 102 aus Jem Abteil 93 vorgesehen. Der Auslaß der Rückstände wird über ein Ventil 103
gesteuert, das in dem Auslaß 102 angeordnet ist und mit einem Fühler 104 verbunden ist, der den hydrostatischen
Druck in das oberi Abteil 91 aufzeichnet. Das Ventil 103 ist durch eine Steuerung 105 so einstellbar, daß es
automatisch öffnet, wenn dieser Druck über den eingestellten Wert ansteigt und umgekehrt.
Das untere Abteil 93 der Vorrichtung 90 enthält eine Leiteinrichtung und einen Rührer, wobei die Rührerantriebswelle
und ihr Gehäuse unter der Kolonne installiert sind. Dieser Teil der Vorrichtung entspricht in
jeder Hinsicht dem Teil der Vorrichtung der F i g. 1 und 2, d.h. den Bauteilen 20 bis 43, so daß diese nicht
nochmals erläutert zu werden brauchen.
Bei der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform ist ein
Behälter 110 innen in drei Flotationsabteile 111,112 und
113 durch eine Reihe von Stäben 114 und 115 aus Kunststoff unterteilt Die Reihen vcn Stäben 114 und
115 sind paarweise angeordnet. Dabei trennen ein Paar
von Reihen die Abteile 11! und 112 und ein weiteres
Paar von Reihen die Abteile 112 und 113. Jedes Paar von
Reihen von Stäben besteht aus einer Reihe von festen Stäben 114, die zwischen einem Paar von Rahmeneltmenten
116 installiert sind, und aus einer Reihe von beweglichen Stäben 115, die an jedem Ende konisch
geformt sind und in Jen Räumen zwischen den festen
Stäben 114 liegen. Die die Abteile 111 und 112 trennenden Stäbe 114 und 115 sind rechtwinklig zu
denen die Abteile 112 und 113 trennenden angeordnet.
Eine übermäßige Bewegung der Stäbe 115 wird durch
Drahtbügel 117 begrenzt, die zwischen jedem Stab 114 und dem benachbarten Stäben an beiden Enden
angeordnet sind. Die ganze Anordnung von Stäben 114 und 115 und Rahmenelementen 116 wird in jedem Fall
durch Positionieren des Elementes 116 auf langgestreckten Stützteilen 118 gehalten, die an den
i/ir.jnwänden des Behälters 110 befestigt sind. Benachbarte
Abteile der Vorrichtung sind durch Rohre 119 verbunden, die an abwechselnden Seiten der Vorrichtungen
angebracht sind. Die weiteren Teile der Vorrichtung sind in der Figur nicht gezeigt, entsprechen
jedoch denen der Ausrührungstorm von F i g. 5. Das untere der Rohre 119 stellt dabei eine Verbindung mit
dem Abteil 113 in gleicher Weise her, wie dies bei dem
oberen der Rohre 119mit dem Abteil 112der Fall ist.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist eit>
Behälter 120 intern in drei Flotaiionsabteile 121,122 und
123 durch Reihen von Stäben 124 und 125 aus Kunststoff unterteilt. Diese Reihen von Stäben 124 und 125 sind
paarweise angeordnet, wobei ein Paar von Reihen die Abteile 121 und 122 trennt, während ein anderes Paar
von Reihen die Abteile 122 und 123 trennt Jedes Paar von Stabreihen besteht aus einer Reihe von festen
Stäben 124, die zwischen einem Paar von R.^.hmenelementen
126 installiert sind, wobei die Stäbe 124 an den Enden der Reihen so positioniert sind, daß ein Spalt
zwischen diesen Stäben 124 und der Innenseite der Wand des Behälters 120 verbleibt. Die äußeren Stäbe
eines jeden Paares von Reihen sind die beweglichen Stäbe 125, die an jedem Ende konisch geformt sind und
in den Räumen zwischen den festen Stäben 124 liegen, die auf den Drahtstützen 127 ruhen, welche rund um
jeden festen Stab 124 an beiden Enden gewickelt sind. Die die Abteile 121 und 122 trennenden Stäbe 124 und
125 sind rechtwinklig zu den Stäben angeordnet, welche die Abteile 122 und 123 trennen. Eine übermäßige
Bewegung der Stangen 125 wird durch Drahtbügel 128 eingeschränkt, die zwischen jedem Stab 124 und seinen
Nachbarn an beiden Enden installiert sind. Die ganze Anordnung von Stäben 124 und 125 und eines
Rahmenelemenfes 126 wird in jedem Fall dadurch abgestützt daß das Element 126 auf dem langgestreckten
Halteteil 129 positioniert wird, das an der Innenwand des Behälters 120 angebracht ist. Jedes der
Abteile 121 und 122 enthält eine Probenahmeöffnung 130. Der Außenteil der in F i g. 1 nicht gezeigten
Vorrichtung entspricht in jeder Hinsicht dem der Vorrichtung von F i g. 5.
Bei alternativen Ausfühmngsformen der Vorrichtung, die der der Fig.5, 6 und 7 ziemlich nahe kommen,
werden folgende relativ kleinen Änderungen gemacht:
a) Das Ventil 103 ist näher an der Wand des Behälters 1 am inneren Ende des Auslasses 102 angeordnet.
b) Der Auslaß 40 ist unter dem Topf 33 näher bei der Platte 36 positioniert welche die Basis des Topfes
33 bildet
Der Betrieb der Vorrichtung der Fig.5, 6 oder 7
sowie der alternativen Ausführunpsformen wird hin-
sichtlich des Rücklaufwassers, der Beschickungstrübe
und der Rückstände in genau der gleichen Weise
ausgeführt, wie dies anhand der Vorrichmng der Fi g. 1
und 2 beschrieben wurde. In diesem Fall wird die Stärke
der Schaumschicht in dem mittleren und in dem unteren s Abteil automatisch während des Betriebs durch die
Wirkung der beweglichen Stäbe 94, 115 oder 125 geregelt Die Abwärtsbewegung der Trübe durch den
Behälter erfolgt durch die öffnungen zwischen den Stäben 94 in der Vorrichtung von Fig.5, durch die
Rohre 129 in der Vorrichtung von Fig.6 durch die öffnungen zwischen den Stäben 124,125 im bestimmten
Ausmaß, jedoch hauptsächlich durch die Spalte zwischen den Stäben 124 und der Behälterwand bei der
Vorrichtung von Fi g. 7. Obwohl sich die Bedingungen abhängig von dem zu behandelnden Material ändern
können, sollen folgende beispielsweisen Zustände genannt werden:
Schaumschicht
Stabdurchmesser
Stabtrennung F i g. 5)
Wichte
Luftmengenstrom
Rührerdrehzahl für einen
Rührer mit 6,5 cm
Durchmesser
Schäummiteldosierung
(in frisches Rücklaufwasser
und Beschickung)
Verweilzeit vom Anfang bis
zum Ende
1 cm (Änderungsgrenzen 0,5 bis
13 cm, vorzugsweise 03 bis 1,1 cm)
1,2 cm
0,1 cm
13(bei Fig.6 von
nebensächlicher
Bedeutung)
1 I/min für jeweils
30 cm2 Schaum
1500 Upm
0,1 kg/t
5 bis 10 min
25
30
35
Bei der in F i g. 8 gezeigten Ausführungsform umgibt
ein Zylinder 140 aus Polymethylmethacrylat (Perspex)
einen Rückstandauslaß 141 in der Wand 142 des
untersten Abteils des Behälters, Ober eine Ringdichtung 143 besteht ein Kontakt zwischen dem Zylinder 140 und
der Wand 14Z Der Zylinder 140 wirkt an seinem Außenende mit einem Ringelement 144 aus Polymethyl·
methacrylat (Perspex) zusammen, welches an der Wand 142 durch Schrauben 154 befestigt ist, wodurch der
Zylinder 140 in Lage gehalten wird. Das Element 144 hat eine Nut 146 auf ihrer Innenseite um die Mittelöffnung
des Elementes 144 herum. Die Nut 146 ist für die Aufnahme des Außenendes des Zylinders 140 ausgebildet Die Außenfläche des Elementes 144 ist so
ausgebildet, daß man einen Flansch 147 erhält, der sich
in die Mittelöffnung des Elementes 144 erstreckt Eine Kreismembran 148 aus Kautschuk oder Kunststoff
deckt das Außenende des Zylinders 140 ab und hält ihn an seinem Rand zwischen dem Element 144 und dem
Zylinder 140. Eine Stange 151 geht durch die Mitte der Membran 148, und ist auf jeder Seite der Membran 148
durch einen verschraubten Bolzen 149 und eine Beilagscheibe 150 festgeklemmt, wobei die Stange 151
über ihrem Mittelteil verschraubt ist, um mit dem Bolzen 149 zusammenzuwirken. Das innere Ende der Stange
151 trägt einen Stopfen 152, dessen konisch geformtes Ende mit dem Auslaß 141 zusammenwirkt um den
Rückstandstrom durch den Auslaß zu steuern. An ihrem anderen Ende geht die Stange 151 durch den Flansch
147 hindurch und ist mit einer Magnetsteuerung 153 verbunden, welche den Stab 161 und somit den Stopfen
152 bewegt und zwar ansprechend auf den von dem nicht gezeigten Sensor aufgezeigten Druck, wobei der
Sensor in der obersten Zelle des Behälters für die Aufzeichnung des hydrostatischen Drucks darin angeordnet ist
In Betrieb führt eine Steigerung des hydrostatischen
Drucks in des obersten Abteils des Behälters dazu, daß die Magnetsteuerung 153 den Stab 151 und somit den
Stopfen 152 nach außen bewegt wodurch der Abstrom der Rückstandsmengen durch den Auslaß 141 zunimmt.
Eine Abnahme des hydrostatischen Drucks bewirkt den entgegengesetzten Effekt.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen