DE2635831B2

DE2635831B2 - Ruehrer fuer flotationsapparate

Info

Publication number: DE2635831B2
Application number: DE19762635831
Authority: DE
Inventors: Jean-Arnaud Mareil-Marly; Teil Yves Sevres; Motte Raymond Houilles; Casalis (Frankreich)
Original assignee: Societe Miniere Et Metallurgique De Penarroya, Paris
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1977-10-06
Also published as: JPS5223505A; GB1518862A; ZA764821B; PL107285B1; JPS605344B2; CA1066820A; MX142973A; AU503051B2; DD125329A5; YU199676A; BG31215A3; US4113624A; PH14480A; DE2635831A1; BE844929A; ES450680A1; SU645529A3; AU1671876A; DE2635831C3; IT1062691B

Description

Die Erfindung betrifft einen Rührer für Flotationsapparate.

In der FR-PS 12 00 365 ist ein Rührwerk aus zwei Balken-Ebenen beschrieben, deren Balken regelmäßig längs den Erzeugenden oder Mantelflächen zweier einander gegenüberliegender koaxialer Kegelstümpfe angeordnet sind. An ihren Enden sind die Balken an

kreisförmigen Sockeln befestigt, deren mindestens einer gelocht ist zur Umwälzung der zu behandelnden Trübe. Bei diesem Rührwerk wird das zur Flotation notwendige Gas am Oberteil einer axialen oder mittigen hohlen Nabe zugeführt, die die kreisförmigen Sockel verbindet und die an ihrem Unterende mit Austritten versehen ist, die das Entweichen des Gases zur Trübe während der Behandlung ermöglichen. Diese Austritte sind einerseits durch eine an der Basis der Nabe vorgesehene mittige öffnung und andererseits durch an deren Seitenfläche angeordnete vertikale Aussparungen oder Schlitze gebildet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad eines derartigen Rührers für Flotationsapparate ohne Erhöhung des Energieverbrauchs zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Flotations-Rührwerk mit sich kreuzenden Balken der erläuterten Art einen vollwandigen und nach unten offenen kegelstumpfförmigen Trichter aufweist, der zwischen den Balken und der axialen hohlen Nabe angeordnet ist, der koaxial zu dieser mittels seiner kleinen Basis an der mittigen Achse oder Nabe des Rührwerks befestigt ist.

Vorzugsweise ist der kegelstumpfförmige Trichter nach oben durch eine Zylinderlinse verlängert und ist letztere formschlüssig mit der mittigen Achse des Rührwerks verbunden. Dabei ist es weiter vorteilhaft, wenn der kegelstumpfförmige Trichter und die ihn verlängernde Zylinderhülse aus einem einzigen Stück gefertigt sind.

Die durch den kegelstumpfförmigen Trichter und die Zylinderhülse gebildete Anordnung kann, wie im folgenden aus Einfachheitsgründen geschehen, als Luft-Konusdeflektor bezeichnet werden, wie sich aus folgendem ergibt.

Die Abmessungen des Luft-Konusdeflektors und seine Lage gegenüber dem Kreuzbalken-Rührwerk hängen in großem Maße von den Abmessungen des Rührwerks und der Art der zu behandelnden Trübe ab.

Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die untere Basis des Luft-Konusdeflektors unterhalb des Kreuzungsbereichs der beiden Balken-Ebenen angeordnet ist, mit denen das Rührwerk versehen ist.

Schließlich kann auch die untere Basis des Luft-Konusdeflektors vorteilhaft über den Schlitzen angeordnet sein, die in der mittigen Nabe des Kreuzbalken-Rührwerks angebracht sind. Darüber hinaus befindet sich diese untere Basis vorteilhaft etwa in Höhe der unteren öffnung der mittigen Nabe.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, deren einzige Figur im Längsschnitt ein Rührwerk gemäß der Erfindung zeigt.

Wie sich aus der Figur ergibt, enthält das Rührwerk eine mittige Nabe 1 und zwei Ebenen aus Balken 2,3, die längs der Erzeugenden zweier gegenüberliegender und koaxialer Kegelstümpfe angeordnet sind. An ihren Enden sind die Balken 2, 3 an ringförmigen Sockeln befestigt, r.ämlich einem oberen Sockel 4 und einem unteren Sockel 5. Während der obere Sockel 4 aus Vollmaterial besteht, ist der untere Sockel 5 gelocht, d. h. mit (nicht dargestellten) Löchern versehen, die zur Umwälzung der zu behandelnden Trübe vorgesehen sind.

Die mittige Nabe 1 ist an ihrem Oberende mit einer (nicht dargestellten) Zuführung versehen, um ihr Druckluft zuzurühren. An ihrem Unterende enthält sie eine mittige oder axiale öffnung 7 zum Entweichen der

I S

Luft. Außerdem enthält sie vier Schlitze 8, die in der Seitenwand angebracht sind und durch die ein Teil dei TUgeführten Luft ebenfalls entweichen oder austrete!¹

kann.
Die Schlitze 8 sind Vertikal-Ausspartngen, deren

oberste Punkte etwa in halber Höhe der Nabe 1 vorgesehen sind und deren Höhe einstellbar ist, zumindest bei einem Versuchs-Flotationsapparat.

Dieses Rührwerk entspricht, wie erwähüt, einun in j_er FR-PS 12 00 365 erläuterten Ausführungsbeispiel. Das Flotatioiis-Rührwerk gemäß der ErfirJung unterscheidet sich dadurch wesentlich durch Anbringen eines Luft-Deflektors6.

Der erfindungsyemäße Deflektor 6 ist vorzugsweise einstückig oder aus einem einzigen Stück hergestellt und weist im wesentlichen einen oberen Zylinderteil oder eine Zylinderhülse 6a auf, die an der mittigen Nabe befestigt ist und die sich nach unten um einen kegelstumpfförmigen Teil oder einen Trichter 6b verlängert, der sich zum unteren Sockel 5 des Flotationsapparates aufweitet.

Ein im folgenden angegebenes konkrete Abmessungen aufweisendes zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht die Bestimmung geeigneter Abmessungen zur Erzielung bester Ergebnisse, jedoch kann bereits angegeben werden, daß vorteilhaft zumindest annähernd eine Anordnung gewählt wird, bei

a) die (untere) Basis des kegelstumpfförmigen Trichters 6b des Deflektors 6 unterhalb der KreuzungsebeneXder beiden Ebenen der Balken 2,3 ist,

b) diese Basis unterhalb des höchsten Punktes der in der mittigen Nabe 1 angebrachten Schlitze 8 ist und

c) diese Basis in Höhe eines vertikalen Pegels nahe dem der axialen öffnung 7 der mittigen Nabe 1 ist.

Zahlenbeispiel

Bei diesem Beispiel wird ein Kreuzbalken-Rührwerk verwendet, das dem in der FR-PS 12 00 365 erläuterten entspricht und dessen Größenverhältnisse im wesentlichen denen der Figur entsprechen, wobei der Außendurchmesser 440 mm und der Durchmesser der mittigen Nabel 120 mm beträgt.

Dieses Rührwerk ist in einen Flotationsbehälter mit l-m³-Inhalt eingetaucht und wird von einem Elektromotor mit 315 U/min angetrieben, was einer Umfangsgeschwindigkeit des oberen Sockels 4 von 7,5 m/s entspricht.

Schließlich ist die mittige Nabe 1 des Rührwerks am Oberteil mit einem Druckminderer verbunden, dessen Vordruck 5,5 bar und dessen Nachdruck 0,1 bar beträgt, wobei die dem Rührwerk zugeführte Luftmenge mittels eines von 500-2000 l/min kalibrierten Drehkolbengaszählers (Rotameter) erfaßt wird. .

Anschließend wird an diesem Rührwerk, das im folgenden bekanntes Rührwerk genannt wird, ein Luft-Deflektor 6 gemäß der Erfindung befestigt. Die Abmessungen des Deflektors 6 ergeben sich aus folgender Aufstellung.

B) Kegelstumpfförmiger Trichter 6b: Durchmesser an der unteren Basis Höhe

Scheitelwinkel des Kegelstumpfs Abstand der unteren Basis
zum unteren Pegel der Schlitze 8 Abstand der unteren Basis
zur Ebene X

170mm 40 mm 60°

20 mm 20 mm

Zur Darstellung der Überlegenheit des erfindungsgemäßen Rührwerks gegenüber dem bekannten Rührwerk werden zwei damit versehene Flotationsapparate verschiedenen Versuchen unterworfen, die im folgenden erläutert sind.

Bei einer ersten Versuchsreihe wird die zum In-Drehung-Setzen der beiden Apparate verbrauchte Energie unter verschiedenen Betriebsbedingungen bestimmt: zunächst wenn der Flotationsbehälter oder die Flotationszelle leer ist, dann wenn er gefüllt ist, jedoch ohne Luft-Zufuhr und schließlich, wenn bei gefülltem Behälter zur Flotation notwendige Druckluft in die mittige Nabe 1 des Rührwerks zugeführt wird mit verschiedenen Luftmengen zwischen 500 und 2000 l/min.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Behälter

³⁵ leer voll voll voll voll

⁴⁰ voll voll voll Luftmenge
[l/min]

500
800
HOO
1200
1500
2000

Verbrauchte Leistung [Wh]

erfindungsgemäßes Rührwerk

ursprüngliches Rührwerk

560
2145
1475
1360
1225

1180
1135

560 2150 1510 1375

1230 1210 1130

45

A) Zylinderhülse 6a:

Innendurchmesser
Höhe unter dem Pegel der
Schütze 8

Höhe über dem Pegel der
Schlitze 8

120 mm 30 mm

beliebig, z. B. 15 mm Aus der Tabelle 1 ergibt sich deutlich, daß das Rührwerk gemäß der Erfindung nicht mehr Energie als das bekannte Rührwerk verbraucht. Dieses Ergebnis ist von Bedeutung, da die von Rührwerken verbrauchte Energie die Behandlungskosten von der Flotation unterworfenen Produkten sehr stark belastend beeinflußt.

Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt wird

durch die zweite Versuchsreihe besonders deutlich, in

der die dem Rührwerk zugeführtc Luftmenge bestimmt

wird, die der Dispersionsgrenze der zu behandelnden

Trübe entspricht. Dieser Wert wird sehr genau durch

einfaches Beobachten des Flotationsbehälters mit

bloßem Auge bestimmt bzw. geschätzt. Wenn nämlich

die Dispersionsgrenze der Trübe erreicht ist, ist das

de Auftreten von Spritzern oder von Wirbeln an der

Wasseroberfläche nahe dem Umfang des Rührwerks feststellbar.

Unter den Versuchsbedingungen wird festgestellt, daß die Dispersionsgrenze, die mit einem Durchsatz von ds 1000 l/min bei dem bekannten Rührwerk erhalten wird, erst erreicht wird mit 2000 l/min, wenn das erfindungsgemäße Rührwerk verwendet wird.

Dieses Ergebnis ist zweifellos überraschend. Daß

nämlich das einfache Anbringen des erfindungsgemäßen Luft-Deflektors die Dispersionsgrenze gegenüber der beim bekannten Rührwerk verdoppelt, ohne den Energieverbrauch zu erhöhen, ist bemerkenswert, unvorhersehbar und läßt sich theorethisch nicht s befriedigend erklären.

Das bereits erläuterte Ausführungsbeispiel entspricht der besten Arbeitsweise eines gegebenen Rührwerks und einer bestimmten Menge zu behandelnder Trübe. Die obengenannten numerischen Werte der verschiede- ι ο nen Parameter des Flotationsapparates sind jedoch nicht kritisch. Um dies zu zeigen, wurden verschiedene

Tabelle 2

Versuche unter Ändern folgender Parameter durchgeführt:

a = Gesamthöhe der Schlitze 8, b = Durchmesser der axialen öffnung 7, c = Abstand zwischen der unteren Basis des Luft-Deflektors 6 und der Basis der Schlitze 8, d = Druck der zugeführten Luft

Bei jedem Versuch wurde unter gleichen Versuchsbedingungen wie oben die Dispersionsgrenze bestimmt, wie das erläutert worden ist. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.

Versuch

[mm]

b
[mm]

c
[mm] d
[mbar]

[cm WS]

Dispersionsgrenze

[l/min]

1	80	20	20	88,3	90	2000
2	100	26	35	93,2	95	2000
3	100	26	40	78,5	80	1800
4	100	26	30	83,4	85	1900

Aus den in Tabelle 2 wiedergegebenen Ergebnissen ergibt sich, daß die Werte bei den Versuchen 2—4 gleich oder geringfügig geringer sind als die bei dem Versuch 1 der dem weiter oben erläuterten Beispiel entspricht.

Daraus folgt, daß die den verschiedenen Parameter insgesamt zuzuordnenden Werte kaum kritisch sind und zahlreiche weitere Versuche haben dies bekräftigt, die in dieser Beschreibung nicht mitaufgenommen worden sind.

Die endgültigen Abmessungen können daher abhängig vom zu lösenden Problem aufgrund sehr einfach durchführbarer Versuche ohne weiteres bestimmt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rührer für Flotationsapparate mit mindestens zwei Balken-Ebenen, deren Balken regelmäßig längs den Erzeugenden zweier koaxialer, sich gegenüberliegender Kegelstümpfe angeordnet sind und die an ihren Enden auf kreisförmigen Sockeln befestigt sind, deren mindestens einer gelocht ist, und die durch eine mittige hohle Nabe miteinander verbunden sind, wobei die Nabe am Oberteil eine Druckgas-Zuführung und am Unterteil mindestens eine Gasabführ-Öffnung besitzt, gekennzeichnet durch einen vollwandigen und nach unten offenen kegelstumpfförmigen Trichter (6b), der zwischen den Balken (2, 3) und der axialen hohlen Nabe (1) angeordnet ist, der zu dieser koaxial ist und der mittels seiner kleinen Basis an der hohlen Nabe (1) befestigt ist.

2. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige Trichter (6b) nach oben um eine Zylinderhülse (6a) verlängert ist, die mit der mittigen Nabe (1) formschlüssig verbunden ist.

3. Rührer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderhülse (6a) zumindest teilweise die mittige Nabe (1) umgibt, an der sie direkt formschlüssig angebracht ist.

4. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige Trichter (6b) und die Zylinderhülse (6a) aus einem einzigen Stück hergestellt sind.

5. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Basis des kegelstumpfförmigen Trichters (6b) unterhalb des Kreuzungsbereichs (Ebene X) der Ebenen der Balken (2,3) angeordnet ist.

6. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Nabe (1) zur Abfuhr des Gases im Unterteil der Seitenwand angebrachte Schlitze (8) aufweist.

7. Rührer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Basis des kegelstumpfförmigen Trichters (6b)über dem untersten Punkt der Schlitze (8) angeordnet ist.

8. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Nabe (1) zur Abfuhr des Gases eine in ihrem Unterteil angebrachte axiale öffnung (7) aufweist.

9. Rührer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die untere Basis des kegelstumpfförmigen Trichters (6b) etwa in Höhe de r axialen Öffnung (7) befindet.