DE2635831C3

DE2635831C3 - Rührer für Flotationsapparate

Info

Publication number: DE2635831C3
Application number: DE2635831A
Authority: DE
Inventors: Jean-Arnaud Mareil-Marly Casalis; Raymond Houilles Motte; Yves Sevres Teil
Original assignee: MINIERE ET METALLURGIQUE DE PENARROYA PARIS Ste
Current assignee: MINIERE ET METALLURGIQUE DE PENARROYA PARIS Ste
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1978-06-01
Also published as: JPS5223505A; GB1518862A; ZA764821B; PL107285B1; JPS605344B2; CA1066820A; MX142973A; AU503051B2; DD125329A5; YU199676A; BG31215A3; US4113624A; PH14480A; DE2635831A1; BE844929A; ES450680A1; SU645529A3; AU1671876A; IT1062691B; DE2635831B2

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

ίο 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

ι > Erhöhung des Energieverbrauchs zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Flotalions-ftührwerk mit sich kreuzenden Balken der erläuterten Art einen vollwandigen und nach unten offenen kegelstumpfförmigen Trichter aufweist,

jo 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 Zylinderhülse verlängert und ist letztere formschlüssig mit der mittigen Achse des Rührwerks verbunden. Dabei ist es weiter vorteilhaft, wenr 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

vs eine miitige Nabe ί 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, nämlich einem oberen Sockel 4 und einem

fto 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.

('s 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

Luft. Außerdem enthält sie vier Schlitze 8, die in der Seitenwand angebracht sind und durch die ein Teil der zugeführten Luft ebenfalls entweichen oder austreten kann.

Die Schlitze 8 sind Vertikal-Aussparungen, 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 erwähnt, einem in der FR-PS 12 00 365 erläuterten Ausführungsbeispiel. Das Flotations-Rührwerk gemäß der Frfindung unterscheidet sich dadurch wesentlich durch Anbringen eines Luft-Deflektors6.

Der erfindungsgemäße 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 1 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 irn 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 gewäh ; wird, bei der

a) die (untere) Basis des kegelstumpfförmigen Trichters 6b des Deflektors 6 unterhalb der Kreuzungsebene A"der 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 Nabe 1 120 mm beträgt.

Dieses Rührwerk ist in einen Flotationsbehälter mit 1 -mMnhalt 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 Luftn.enge 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.

A) Zylinderhülse 6a:	120 mm
Innendurchmesser
Höhe unter dem Pegel der	30 mm
Schlitze 8
Höhe über dem Pegel der	beliebig,
Schlitze 8	z. B. 15 mm

B) Kegelstumpfförmiger Trichter 6b:	170 mm
Durchmesser an der unteren Basis	40 mm
Höhe	60"
Scheitelwinkel des Kegelstumpfs
Abstand der unteren Basis	20 mm
zum unteren Pegel der Schlitze 8
Abstand der unteren Basis	20 mm
zur Ebene X

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 ln-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	Luftmenge	0	Verbrauchte	gemäßes
Behälter	[l/min]	500		Rührwerk
		800	: Leistung [Wh]	560
		1100	ursprüngliches erfindungs-	2150
	_	1200	Rührwerk	1510
³⁵ leer	1500		1375
voll	2000	560	—
voll		2145	1230
voll	1475	1210
voll	1360	1130
^4C voll	1225
voll	—
voll	1180
	1135

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

so unterworfenen Produkten sehr stark belastend beeinflußt.

Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt wird durch die zweite Versuchsreihe besonders deutlich, in der die dem Rührwerk zugeführte Luftmenge bestimmt wird, die der Dispersionsgrenze der zu behandelnden Trübe entspricht. Dieser Wert wird sehr genau durch einfaches Beobachten des Flotationsbohälters mit bloßem Auge bestimmt bzw. geschätzt. Wenn nämlich die Dispersionsgrenze der Trübe erreicht ist, ist das 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

(,(, 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 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 verschiedenen Parameter des Flotationsapparates sind jedoch nicht kritisch. Um dies zu zeigen, wurden verschiedene Versuche unter Ändern folgender Parameter durchge führt:

a = Gesamthöhe der Schlitze 8,
b = Durchmesser der axialen öffnung 7,
c = Abstand zwischen der unteren Basis de« 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.

Tabelle 2	a	b	C	d	[cm WS]	Dispersions
Versuch					90	grenze
	[mm]	[mm]	[mm]	[mbar]	95	[l/min]
	80	20	20	88,3	80	2000
1	100	26	35	93,2	85	2000
2	100	26	40	78,5		1800
3	100	26	30	83,4	1900
4

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 worder sind.

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

llier/u 1 Matt 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 zj dieser koaxial ist und der mittels seiner kleinen Basis an der hohlen Nabe (I) 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 (6ajaus 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 nech 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 öffnunj (7) aufweist.

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