DE3111506C2

DE3111506C2 - Begasungseinrichtung für Flotationsanlagen

Info

Publication number: DE3111506C2
Application number: DE3111506A
Authority: DE
Inventors: Albert Prof. Dr.-Ing. 3392 Clausthal Bahr; Karl Ing.(grad.) 4352 Herten Legner; Hans Dr.-Ing. 4300 Essen Lüdke; Friedrich Wilhelm Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Mehrhoff
Original assignee: Ruhrkohle AG; Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; RAG AG
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1986-01-09
Also published as: CA1179431A; AU8076182A; GB2095130B; JPS57171457A; GB2095130A; ZA815978B; AU551673B2; SE8104197L; JPS631906B2; US4448681A; DE3111506A1

Abstract

Anlagen zur Flotation von Feststoffen aus Flüssigkeiten, beispielsweise aus Abwässern insbesondere zum Abscheiden von Kohle aus konditionierter Trübe bestehen im wesentlichen aus einer Konditioniereinrichtung, einer eine parallel zur Trübeströmung verlaufende Begasungsfläche aufweisenden Begasungs- und einer Trenneinrichtung. Die aus keramischem Material bzw. Metall hergestellten Bläschenerzeuger verursachen durch Sedimentation oft Betriebsstörungen. Zur Vermeidung dieser Nachteile sind die ringförmig um eine oberhalb der Konusform mit einem zylindrischen Teil ausgebildeten Zelle angeordneten, mit einer Trübe- und Gasringleitung verbundenen, Begasungseinrichtungen mit mindestens einem Bläschenerzeuger aus elastischem und gleichzeitig porösem Kunststoff, beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, versehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Begasungseinrichtung für Flotationsanlagen mit in der konditionierten Trübe führenden Leitung angeordneten, parallel zur Trübeströmung verlaufende Begasungsflächen aufweisenden Bläschenerzeugern.

In der konditionierten Trübe sind Feststoffteilchen mit Hilfe von organischen bzw. anorganischen Reagenzien selektiv hydrophobiert Die Begasungseinrichtung soll Gasblasen erzeugen, an die sich unter bestimmten Voraussetzungf.-n die anzubringenden Feststoffe anlagern. Es entstehen also Gasblasen-Feststoff-Komplexe in der Trübe, die in dem nachgeschalteten Trenngefäß einer Flotationsanlage zum Aufschäumen gebracht werden.

Das Prinzip dieser Art Flotation ist in der DE-PS 24 02 482 hinreichend beschrieben.

Bei dieser bekannten Flotationsanlage werden im Rahmen der Begasungseinrichtung Bläschenerzeuger verwendet, die aus keramischem Material bzw. aus Metall hergestellt sind. Be; der Durchführung von Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Bläschenerzeuger während des Betriebes und insbesondere bei Unterbrechungen des Betriebes durch Sedimentationen Betriebsstörungen durch Verstopfungen der Bläschenerzeuger hervorrufen, die bei Fortführung des Betriebsablaufes kein gleichmäßiges Gasblasen-Feststoff-Gemisch in dem nachgeschalteten Trenngefäß gewährleisten.

Nach der DE-AS 12 75 012 ist weiterhin eine Flotationsanlage bekannt, bei welcher die Begasung innerhalb der Trenneinrichtung stattfindet. Im Bodenbereich eines engen Zylinders wird über eine mit öffnungen versehene starre Leitung das Gas in Form von Druckluft zugeführt. Innerhalb einer derartigen Einrichtung ist, bedingt durch die nicht zu gewährleistende Trennung von flotierbaren und nicht flotierbaren Bestandteilen, eine Verstopfung und somit eine Betriebsstörung vorprogrammiert. Des weiteren kann, bedingt durch die Anordnung und Ausbildung der Bläschenerzeuger, eine homogene Begasung nicht erzielt werden.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Begasungseinrichtung für Flotationsanlagen zu schaffen, welche unter Vermeidung der durch Sedimentation hervorgerufenen Verstopfungen die dpmit verbundenen Betriebsstörungen verhindert, sowie über eine homogene Begasung eine möglichst vollständige Anlage aller zu flotierenden Feststoffteilchen an die Gasblasen in der Trübe gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus elastischem und gleichzeitig porösem Kunststoff, beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, bestehenden Bläschenerzeuger als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Schläuche ausgebildet sind.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, daß die Bläschenerzeuger als parallel zueinander in Strömungsrichtung verlaufende, plattenartige Kammern ausgebildet sind.

ίο Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß durch die elastische Ausbildung der Bläschenerzeuger ein strömungs- und verwirbelungsbedingtes Mitschwingen oder Bewegen der Bläschenerzeuger, insbesondere in radialer und axialer Lage, ermöglicht wird, die auch die durch Betriebsunterbrechungen bedingten Sedimentationen an der Oberfläche der Schläuche lösen und in den Poren eingedrungene Fremdkörper entfernt werden und somit eine vollständige homogene Begasung ohne Betriebsstörung ermöglichen.

Ein Äüsführungsbeispie! der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematisierte Darstellung einer Flotationsanlage, in der die für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten nich* berücksichtigt sind,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Trenneinrichtung mit den ringförmig um die Trenneinrichtung angeordneten Begasungseinrichtungen,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Trenneinrichtung und die um die Trenneinrichtung angeordneten Begasungseinrichtungen in schematisierter Form, und
Fig.4 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Begasungseinrichtung.

Nach der in F i g. 1 in schematisierter Form wiedergegebenen Anlage zur Flotation wird die Trübe in einem Konditionierbehälter 1 mit Rührwerken konditioniert, d. h. es werden der Trübe Chemikalien zugesetzt, welehe die auszubringenden Feststoff hydrophobieren.

Für ein Ausführungsbeispiel der Flotation von Kohle kann hierzu Pineöl benutzt werden.

Die konditionierte Trübe wird über eine Pumpe 2 und einen nicht unbedingt erforderlichen Zwangsmischer 3 iowie über die Leitung 4 in eine Trüberingleitung 5 gegeben, über welche die Trübe den ringförmig um die Trenneinrichtung 10 angeordneten Begasungseinrichtungen 7 zugeführt wird.
Die Begasungseinrichtungen 7 werden über eine Gasringleitung 6 und im Detail nicht dargestellte Einzelleitungen mit Gas, beispielsweise Luft beaufschlagt. In den Begasungseinrichtungen 7 werden in noch zu beschreibender Weise Gasblasen geeigneten Durchmessers in der durchfließenden Trübe gebildet. Gleichzeitig kommt es zur Anlagerung des hydrophobierten Feststoffes an diese Gasblasen. Die mit den Gasblasen bzw. den Gasblasen- Feststoff- Komplexen beladene Trübe wird über die Leitung 8 einer Trenneinrichtung 10 zugeführt.

Die Trenneinrichtung 10 besteht aus einer konusförmig zulaufenden Zelle 11 und einem auf dem Teil 11 aufgesetzten zylindrischen Teil 12. In der Trenneinrichtung 10 vollzieht sich die Schaumbildung. Der sich im oberen zylindrischen Teil 12 bildende Schaum gelangt

mit oder ohne Abstreifereinrichtung in die Überlaufrinne 13 bzw. in den Auslaß 14.

Die durch das Anreichern des Feststoffes verarmte Trübe gelangt mit etwaigen nicht hydrophobierten

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Feststoffteilen durch den Auslaß 15 in einen Ablauf der zur Klärung führL Seitlich der Trenneinrichtung 10 ist ein Behälter 17 zur Niveauregulierung angeordnet, der in der Höhe verstellbar ausgebildet ist. Der Behälter 17 steht zur Anpassung der Trübe in der Trenneinrichtung 10 über die Leitung 16 mit der Trenneinrichtung 10 in Verbindung und andererseits über eine weitere Leitung mit der Klärung.

Nach der in F i g. 2 wiedergegebenen Draufsicht auf die Trenneinrichtung 10 ist die ringartige Anordnung der Begasungseinrichtungen 7 in Verbindung mit der Trüberingleitung 5 ersichtlich. Die Zahl der Begasungseinrichtungen 7 ist beliebig variierbar und ist von der Größe der Gesamtflotationsanlage abhängig.

In dem Schnitt nach Fig.3 ist die Anordnung der Begasungseinrichtungen 7 in detaillierter' Form um die Trenneinrichtung 10 wiedergegeben. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß die Trübe aus der Ringleitung 5, den Begasungseinrichtungen 7 durch Einzelleitungen von oben her zugeführt wird, während das Gas aus der Gasringleitung 6 über gesonderte Leitungen 19 den Begasungseinrichtungen 7 seitlich von einer oder beiden Seiten zugeführt wird. Die durch die Begasungseinrichtungen 7 geströmte Trübe fließt über die Leitungen 8 in einem großen Bogen über ringförmig im unteren Bereich der konusförmig ausgebildeten Zelle 11 angeordnete Einlasse zu. Die Einlasse sind weitgehendst im tiefsten Bereich der Zelle 11 angeordnet, um beim Aufstieg der Gasblasen-Feststoff-Komplexe eine Beruhigung innerhalb der Strömung zu gewährleisten.

Die in der F i g. 4 in einem Ausführungsbeispiel im Prinzip wiedergegebene Begasungseinrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einer kastenförmig geschlossenen Konstruktion, in welcher die schlauchartigen, aus Niederdruckpolyäthylen oder einem vergleichbaren Kunststoff hergestellten, elastischem und porösem Bläschenerzeuger 74 quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind. Die Strömungsrichtung der Trübe ist durch die Pfeile im Bereich der Anschlußstutzen 71 und 77 wiedergegeben.

Die Begasungseinrichtung 7 weist einen Anschlußstutzen 71 zum Anschluß an die aus der Trüberingleitung 5 kommenden Anschlußleitung und einen Anschlußstutzen 77 für die in die Trenneinrichtung 10 abgehende Leitung 8 auf. Die Begasungseinrichtung 7 wird über die Anschlüsse 72 bzw. 73 an die nicht dargestellte Gasringleitung mit Gas bzw. Luft oder einem inerten Gas zur Beaufschlagung der Bläschenerzeuger 74 versorgt.

In dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier schlauchartige Bläschenerzeuger 74 quer zur Strömungsrichtung angeordnet, wobei zwischen den Gasanschlüssen für die Gaszufuhr 72,73 und den schlauchartigen Bläschenerzeugern 74 die seitlich entsprechend eingefaßt sind, Gasverteilerkammern 75, 76 vorgesehen sind. Die Gasverteile:kammern 75, 76 sollen Druckstöße bei der Gaszuführung vermeiden. Die Anordnung der schlauchartigen Bläschenerzeuger 74 aus elastischem und porösem Kunststoff, wie Niederdruckpolyäthylen, ist nach dem Ausführungsbeispiel in Fig.4 auch in mehreren Reihen hintereinander und untereinander vorstellbar.

Bei allen vorstellbaren Ausführungsbeispielen soll die Begasungsfläche parallel zur Trübeströmung ausgebildet sein.

Die Anzahl der untereinander und in Reihen nebeneinander angeordneten Bläschenerzeuger 74 richtet sich nach der durchzusetzender Trübe- und Luftmenge.

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45 Nach einem weiteren nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist es vorstellbar, die Bläschenerzeuger 74 in Form von Bündeln parallel zur Strömung verlaufender Schläuche anzuordnen, wobei sich ebenfalls eine parallel zur Strömung verlaufende Begasungsfläche ergibt. Die Bläschenerzeuger 74 müssen nicht zwangsläufig eine schlauchartige Form aufweisen, sondern es ist denkbar, daß die Bläschenerzeuger 74 beispielsweise parallel zueinander in Strömungsrichtung angeordnet als plattenartige Kammern ausgebildet sind.

Die in dem in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehenen, als Schläuche ausgebiJdeten, Bläschenerzeuger 74 weisen einen Innendurchmesser von mindestens 3 mm und eine Porengrößenverteilung um einen Mittelwert zwischen 2 und 50 Mikromillimetern auf. Diese Werte ergeben eine zu begasende Schichtdicke der Flüssigkeit oder Trübe zwischen 2 bis 10 mm, so daß eine vollständig homogene Begasung über den gesamten Querschnitt bewirkt wird. Die zu begasende Schichtdicke der Flüssigkeit oder Trübe von 2 bis 10 mm ergibt zwangsläufig den Abfand der einzelnen Bläschenerzeuger 74 voneinander der mindestens 4 mm und maximal 20 mm beträgt. Die Trübe verursacht beim Durchströmen der Begasungseinrichtuiigen 7 Schwingungen der flexiblen Bläschenerzeuger 74, wodurch eir. Verstopfen der nicht starren und porösen Kunststoffschläuche vermieden wird.

Bezugszeichenliste	Konditionierbehälter
1	Pumpe
2	Zwangsmischer
3	Leitung
4	Trüberingleitung
5	Gasringleitung
6	Begasungseinrichtung
7	Anschlußstutzen
71	Anschlüsse an die Gasringleitung
72 1	Bläschenerzeuger
74	Gasverteilerkammern
η)	Anschlußstutzen
β 77	Leitung zum Trenngefäß
8	Einlaß zum Trenngefäß
9	Trenneinrichtung
10	konusförmige Zelle
11	zylindrischer Teil
12	Überlaufrinne
13	Auslaß an der Rinne
14	Auslaß an der Zelle
15	Leitung zur Niveauregulierung
16	Behälter zur Niveauregulierung
17	Leitung zur Klärung
18	Leitungen von der Gasleitung in die Begasungs
19	einrichtungen
	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Bsgasungseinrichtung für Flotationsanlagen mit in der konditionierten Trübe führenden Leitung angeordneten, parallel zur Trübeströmung verlaufende Begasungsflächen aufweisenden Bläschenerzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elastischem und gleichzeitig porösem Kunststoff, beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, bestehenden Bläschenerzeuger (74) als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Schläuche ausgebildet sind.

2. Begasungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bläschenerzeuger (74) als parallel zueinander, in Strömungsrichtung verlaufende, plattenartige Kammern ausgebildet sind.