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Anlage zum Patentgesuch der
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Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft vom 12. Januar 1977 Vorrichtung
zur flotativen Aufbereitung von Feststoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zur flotativen Aufbereitung von Feststoffen, insbesondere von Mineralien.
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Zur selektiven Trennung einzelner Komponenten aus feinkörnigen Feststoffgemischen
werden sowohl mit Rührwerk ausgestattete als auch rührerlose Flotationszellen eingesetzt.
Bei den rührerlosen Zyklonflotationszellen wird die mit Flotationsmedien vermischte
Flotationstrübe tangential in den oberen Bereich der Zelle eingeführt, in der sie
die Zelle von oben nach unten durchströmt. Die flotative Trennung der jeweils gewählen
Feststoffkomponente von den übrigen Feststoffen erfolgt hierbei unter Einwirkung
der in der Flotationszelle herrschenden Zentrifugalkräfte. Die zu flotierenden,
mit Gas- oder Luftbläschen behafteten Feststoffpartikel werden in der Flotationszelle
zentral nach oben aufgeschwommen und durch ein zentral angeordnetes Schaumaustragsrohr
nach außen abgeführt, während die übrigen in der Flotationstrübe vorhandenen Feststoffkoponenten
zusammen mit der Flüssigkeit aus der Zelle nach unten
austreten.
Die Trennung der zu flotierenden Feststoffe von den übrigen in der Flotationstrübe
vorhandenen Feststoffe wird hierbei durch die Einwirkung der Zentrifugalkräfte wirksam
unterstützt. Mit diesen an sich bekannten Zyklonflotationszellen wird daher eine
verhältnismäßig hohe Durchsatzleistung pro Zeiteinheit erreicht. Jedoch konnten
sich diese Zyklonflotationszellen in der Praxis bisher nicht durchsetzen, da die
für eine erfolgreiche Flotation erforderlichen Einflußgrößen, wie die Strömungs-,
Druck- und Füllungsverhältnisse, nicht beherrscht werden können und erhebliche Schwierigkeiten
bereiten.
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Ausgehend von dieser bekannten rührerlosen Zyklonflotations zelle
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur flotativen Aufbereitung
von Feststoffent insbesondere von Mineralien, zu schaffen, die unter Vermeidung
der obigen Nachteile eine erfolgreiche Flotation in einem Zentrifugalfeld ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die Flotation in einem im wesentlichen zylindrisch-
und/oder konisch ausgebildeten, rotierenden Behälter erfolgt, der mit wenigstens
einer Zuleitung für die Flotationstrübe und Flotationsmedien sowie mit getrennten
Aus trägen für das Konzentrat und die Berge versehen ist. Hierdurch ergibt sich
der Vorteil, daß man durch einfache Änderung der Drehzahl des rotierenden
Behälters
die auftretende Zentrifugalbeschleunigung und somit die Strömungs- und Druckverhältnisse
im Behälter unmittelbar beeinflussen kann. Auch der Füllungsgrad des erfindungsgemäßen
rotierenden Behälters kann sehr leicht durch einen einfachen Uberlauf konstant gehalten
werden, so daß auch die Abtrennung der zu flotierenden Feststoffkomponente von den
übrigen Feststoffen keine Schwierigkeiten bereitet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
der rotierende Behälter im wesentlichen horizontal ange ordnet, und die Flotationstrübe
mit den Flotationsreagenzien wird dem Behälter durch ein axial in den Behälter hineinragendes
Rohr zugeführt. Ferner ist im Behälter eine mit zwei gegenläufigen Schneckengängen
versehene, separat angetriebene Förderschnecke für den getrennten Austrag des Konzentrates
und der Berge vorgesehen, wobei für die Zufuhr der gasförmigen Medien entweder außen
um den Behälter eine geteilte Ringleitung herumgeführt ist, die über Öffnungen in
der Wandung des Behälters mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung steht, oder
daß die Zuführung der gasförmigen Medien durch eine als Hohlwelle ausgebildete Förderschneckenantriebswelle
mit daran angeordneten rohrförmigen Elementen mit Öffnungen erfolgt. In einem derartig
ausgebildeten rotierenden Behälter können nicht nur die Strömungs- und Füllungsverhältnisse
sondern auch die flotativen Trennvorgänge gut beherrscht werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung im Längsschnitt schematisch
dargestellten Vorrichtung zur flotativen Aufbereitung von Feststoffen, insbesondere
von Mineralien, gemäß der Erfindung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur flotativen Aufbereitung
von Feststoffen, insbesondere von Mineralien, besteht aus einem horizontal angeordneten
zylindrisch-konischen Behälter 1, der zu beiden Seiten Hohlwellen 2, 3 aufweist,
die in Lagern 4, 5 und 6 drehbeweglich gehalten sind. Auf der Hohlwelle 3 ist für
den Antrieb des Behälters eine Riemenscheibe 7 vorgesehen. Für die Zuführung der
Flotationstrübe mit den Flotationsreagenzien in den Behälter 1 ist auf der rechten
Seite ein feststehendes Rohr 8 angeordnet, das zentral durch die Hohlwelle 3 hindurchgeführt
ist und etwa in der Mitte des Behälters endet0 Dieses zentral in den Behälter 1
hineinragende Rohr 8 ist am Ende abgeschlossen und in der Rohrwandung mit Öffnungen
9 versehen. Außen am Rohr 8 befindet sich eine Ringscheibe 10. Ferner sind in der
Wandung der Hohlwelle 3 Öffnungen 11 für den Austrag des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches
aus dem Behälter vorgesehen. An der Außenwandung der Hohlwelle 3 sind zu beiden
Seiten der Öffnungen 11, Ringscheiben 12 und 13 angeordnet. Auch an der Innenwandung
der Hohlwelle 3 ist in
diesem Bereich eine Ringscheibe 14 vorgesehen.
Sowohl die Öffnungen 11 in der Hohlwelle 3 als auch die Ringscheiben 12, 13 und
14 befinden sich innerhalb eines Gehäuses 15 für den Feststoff-Flüssigkeitsaustrag.
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Auf der linken Seite des Behälters 1 ist eine weitere, zentral in
den Behälter hineinragende Welle 16 angeordnet, die mit einer Riemenscheibe 17 versehen
und in Lagern 18 und 19 geführt ist. Der im Behälter 1 befindliche Teil der Welle
16 ist mit einer Förderschnecke versehen, die sehr vorteilhaft aus schmalen, in
radialer Richtung versetzten, gegenläufigen Schneckengängen 20 und 21 besteht. Die
inneren Schneckengänge 20 sind mit der Welle 16 durch stab- oder rohrförmige Elemente
22 fest verbunden, während die äußeren Schneckengänge 21 über in der Zeichnung nicht
näher dargestellte Arme an den inneren Schneckengängen 20 befestigt sind. Im übrigen
ist die am Behälter 1 auf der linken Seite befestigte Hohlwelle 2 innerhalb eines
Gehäuses 23 angeordnet und mit Öffnungen 24 für den Schaumaustrag versehen. Ferner
ist außen am Behälter 1 eine Ringleitung 25 für die Zufuhr der gasförmigen Medien
in den Behälter vorgesehen, die aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einem feststehenden
Teil 26 und einem mit dem Behälter umlaufenden Teil 27. Zwischen den beiden Teilen
26 und 27 der Ringleitung 25 befinden sich in der Zeichnung nicht näher
dargestellte
elastische Dichtungen 28. Diese Ringleitung 25 steht über in der Wandung des Behälters
angeordnete Öffnungen 29 mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung.
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Im Betrieb der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung werden
der Behälter 1 über Riemenscheibe 7 und Hohlwelle 3 und die Förderschnecke über
die Riemenscheibe 17 und Welle 16 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben
bzw. in Rotation versetzt. Gleichzeitig wird das mit Flotationsreagenzien versetzte
F-ststoff-rlüssigkeits-GQmisch durch das Rohr 8 und über die in der Rohrwandung
angeordneten Öffnungen 9 radial in den Behälter 1 eingeleitet. Durch die im Behälter
1 wirkenden Zentrifugalkrifte wird das mit den Flotationsreagenzien versetzte Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch
an die Innenwandung des Behälters gedrückt und mit in Rotation versetzt.
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Von außen werden die gasförmigen Medien, vorzugsweise Druckluft, über
die Ringleitung 25 durch die in der Behälterwandung angeordneten Öffnungen 29 in
das Feststoff-Flüssigkeits-Geaisch eingeblasen. Von den Luftbläschen werden die
zu flotierenden Feststoffpartikel erfaßt und lit nach oben bzw. nach innen in radialer
Richtung aufgeschwon-en und in Pfeilrichtung 30 durch die in der Hohlwelle 2 vorgesehenen
Öffnungen 24 in das Schaumaustragagehluse 23 ausgetragen. Der Austrag des Schaums
bzw. der flotierenden Feststoffpartikel wird sehr vorteilhaft durch die inneren
Schneckenginqe 20 der tdrderschneck- die
nur zum Teil in das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch
eintauchen, wirksam unterstützt. Die übrigen als Rückstand in der Flotation trübe
vorhandenen Feststoffkomponenten werden unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte zur
inneren Trommelwandung hin abgedrängt, wo sie von den äußeren Schneckengängen 21
erfaßt und in entgegengesetzter Richtung zum Schaumaustrag aus dem Behälter durch
die in der Hohlwelle 3 angeordneten Öffenungen 11 (Pfeilrichtung 31> ausgetragen
werden. Um zu vermeiden, daß Anteile von der im Behälter 1 in Form einer zylindrischen
Schaumschicht aufgeschwommenen Feststoffkomponente mit den in Pfeilrichtung 31 abgeführten
FeststoffrückstAndm ausgetragen werden, ist sehr vorteilhaft die am Rohr 8 angeordnete
Ringscheibe 10 vorgesehen Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht sehr vorteilhaft
durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeiten des Behälters und der Förderschnecke
eine unmittelbare Einflußnahme auf die Zentrifugalbeschleunigung und die jeweils
erforderlichen Trennungs-und Strömungsverhältnisse im Behälter. Auf diese Weise
kann bei hoher Durchsatzleistung ein guter Flotationswirkungsgrad erzielt werden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann je nach
den Flotationseigenschaften
des Aufgabegutes der Einlauf auch an das andere Ende des Behälters verlegt werden.
Ferner ist es möglich das Schaumprodukt in gleicher Richtung wie die Suspension
der nicht entnetzten Teilchen auszutragen, d.h., die Vorrichtung im Gleichstrom
zu betreiben. Auch besteht die Mbglichkeit sowohl den Rotationsbehälter als auch
die Förderschnecke mit Hilfe entsprechend ausgebildeter Hohlwellen und Differenzialgetriebe
von einer Seite aus zu betreiben. Ferner kann die Belüftung der Flotationstrübe
auch über eine hohl ausgebildete Förderschneckenwelle mit daran angeschlossenen
hohlen Schneckenwendeln und/oder rohrförmigen Elementen mit entsprechenden düsenförmigen
Öffnungen erfolgen. Zur besseren Verteilung der mit Flotationsreagenzien versetzten
Feststoff-Flüssigkeits-Mischung kann das Gutzulaufrohr 8 auch rotationsbeweglich
angeordnet sein. Weiterhin kann auch sehr vorteilhaft die mit Flotationsreagenzien
und Luft versetzte Flotationstrübe durch eine Zuleitung in den rotierenden Behälter
gemäß der Erfindung erfolgen. Die für die Flotation erforderliche Menge an Luft
wird der Flotationstrübe unter Druck zugesetzt und über am Ende des Rohres 8 angeordnete
Düsen in das Innere des Behälters 1 eingebracht. Dies ist insbesondere dann sehr
vorteilhaft, wenn man die für die Flotation notwendige Menge an Luft ganz oder teilweise
vor dem Eintritt in den rotierenden Behälter unter Druck in der Flüssigkeit lösen
und innerhalb des
Behälters durch Entspannung wieder freisetzen
will.
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Darüberhinaus kann der rotierende Behälter gemäß der Erfindung auch
vorteilhaft im wesentlichen senkrecht angeordnet und it wenigstens einem zentral
von oben in den Behälter hineinragenden Zulaufrohr für die Flotationstrübe und die
Flotationsmedien sowie mit an sich bekannten Austrägen für den Schaum und den Rückstand
versehen sein.
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Patentansprüche
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