DE3140966A1

DE3140966A1 - METHOD AND FLOTATION CELL FOR FLOTATION OF COAL AND ORE

Info

Publication number: DE3140966A1
Application number: DE19813140966
Authority: DE
Inventors: Ali Dipl.-Ing. 1000 Berlin Alizadeh; Siegfried Dipl.-Ing. 4358 Haltern Heintges; Wolfgang Prof. Dr.rer.nat. 4390 Gladbeck Simonis
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1981-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1983-05-05
Also published as: GB2107612A

Description

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Process and flotation cell for flotation of coal or ore

Die Erfindung betrifft; ein Verfahren zur Flotation von Kohle- oder Erztrübe in einer Flotationszelle, in die zur Bläschehbildung Luft eingeleitet wird sowie die Flotationszelle zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to; a process for the flotation of coal or Ore slurry in a flotation cell, into which air is introduced to form bubbles, and the flotation cell to carry out the Procedure.

Bei der Flotation von Kohle oder Erz ist es bekannt, Flotationszellen zu verwenden, die einen Rührer aufweisen, der der Trübe durch seine Hohlwelle Luft zuführt. Der Rührer sorgt dabei für eine Durchwirbelung der Trübe sowie für eine gleichmäßige Verteilung der Luft. Diese bekannten Flotationen erreichen eine gute Reinheit des flotierten Produktes, nachteilig ist jedoch, daß zum Beispiel bei der Flotation von Kohle der Kohle-Anteil in der Asche nicht unerheblich ist und daß Feinstkohle, zum Beispiel mit Korngrößen unter 2Ou, nicht flotiert werden kann.In the flotation of coal or ore, it is known to use flotation cells which have a stirrer that controls the pulp supplies air through its hollow shaft. The stirrer ensures that the pulp is swirled through and that it is evenly distributed the air. These known flotations achieve good purity of the floated product, however, it is disadvantageous that, for example in the flotation of coal, the proportion of coal in the ash is not insignificant and that fine coal, for example with grain sizes below 20u, cannot be floated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flotationsverfahren und eine Flotationszelle anzugeben, mit denen es möglich ist, bei gleicher Reinheit des flotierten Produktes den Anteil der Kohle in den Bergen erheblich zu senken und den Korngrößenbereich, in dem eine Flotation möglich ist, bis auf Teilchen von 3 - 5 u auszudehnen .The invention is based on the object of specifying a flotation process and a flotation cell with which it is possible, with the same purity of the floated product, to considerably reduce the proportion of coal in the mountains and the grain size range in which flotation is possible, except for particles from 3 - 5 u.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Luft in Bläschenform in der Trübe zunächst in einem Abstiegsbereich eine Bewegung von oben nach unten durchführt, dann ihre Bewegungsrichtung umkehrt und außerhalb des Abstiegsbereiches wieder zur Oberfläche der FIo-The object is achieved in that the air in the form of bubbles in the turbidity initially moves in a descent area of performs up and down, then reverses its direction of movement and outside of the descent area again to the surface of the FIo-

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tationszelle aufsteigt. Durch diese Verfahrensweise wird vorteilhaft der Weg der Luftbläschen in der Trübe länger. Weiterhin wird der langsame Aufstieg der Bläschen in einem beruhigten Teil der Flotationszelle ermöglicht, der gegenüber dem Eintrittsbereich zudem wesentlich vergrößert ist. So ergibt sich eine optimale Anlagerungsmöglichkeit för die Kohle- bzw. Erzteüchen an die Bläschen, die es auch sehr kleinen Kohle- oder Erzteüchen, deren Bewegungen in der Trübe sehr langsam sind, ermöglicht, sich an die Bläschen anzulagern. Hierbei spielt auch eine Entmischung durch die unterschiedlichen Sinkgeschwindigkeiten der Kohle- und Ascheteilchen in der ruhigen Aufstiegszone eine Rolle.station cell rises. This procedure becomes advantageous the path of the air bubbles in the cloud is longer. Furthermore, the slow rise of the bubbles in a calmed part of the flotation cell allows, which is also significantly enlarged compared to the entry area. This results in an optimal accumulation possibility for the coal or ore particles on the vesicles, which it also enables very small coal or ore fragments, whose movements in the pulp are very slow, to get to the vesicles to accumulate. Here, there is also a segregation through the different Sinking speeds of the coal and ash particles in the calm ascent zone play a role.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Luft durch einen, insbesondere vertikal verlaufenden, Trübe-Freistrahl in die Flotationszelle eingeführt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Ausgestaltung des Flotationsverfahrens mit gleichzeitig gutem Eintrag von Luft in Bläschenform mit der gewünschten, zunächst abwärts führenden Bewegung. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß ein Freistrahl eine Luftmenge in die Trübe eintragen kann, die der Luftmenge,die durch einen zwangsbelüfteten Rührer eingetragen wird, gleichkommt.In an embodiment of the invention it is provided that the air through a, in particular vertically extending, turbid free jet into the Flotation cell is introduced. This results in a particularly simple embodiment of the flotation process at the same time a good influx of air in the form of bubbles with the desired, initially downward movement. Surprisingly It has been found that a free jet can introduce an amount of air into the cloudiness that of the amount of air that is forced through a forced ventilation Stirrer is entered, equals.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Trübe—Freistrahl aus einer Vielzahl von Einzel—Freistrahlen besteht. Durch ciie Aufteilung des Trübe-Freistrahles in eine Vielzahl von Einzel-Freistrahlen ergibt sich ein Eintragseffekt von Luft in die Trübe, der zu besonders kleinen Bläschen mit gleichzeitig guter Verteilung im Eintragsbereich führt.In a further embodiment of the invention it is provided that the Cloudy free jet consists of a large number of individual free jets. By dividing the turbid free jet into a large number of individual free jets, there is an infiltration effect of air into the Cloudiness, which leads to particularly small bubbles with good distribution in the entry area at the same time.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einführung der Luft durch eine Änderung des Vordruckes des Trübe-Freistrahles geregelt wird. Durch eine Änderung des Vordruckes steht eine besonders einfache Methode zur Regelung der Luftmenge, die in die Trübe eingetragen wird, zur Verfügung. So ergibt sich eine Steuerbarkeit der Flotations-Luftmenge, die der Steuerbarkeit der Luftmenge bei zwangsbelüfteten Rührersystemen entspricht.In a further embodiment of the invention it is provided that the introduction of the air by changing the pre-pressure of the turbidity free jet is regulated. A particularly simple method of regulating the air volume is available by changing the pre-pressure, which is entered in the sludge, available. This results in a controllability of the flotation air volume, that of the controllability corresponds to the amount of air in forced ventilated agitator systems.

Es ist dabei vorgesehen, daß der Vordruck des Trübe-Freistrahles 1-5 bar, insbesondere jedoch 2-3 bar beträgt. Der Bereich von 1-5 bar hat sich als der praktikable Bereich, in dem der Vordruck verändert werden kann, herausgestellt. Der Bereich 2-3 bar ist dabei für die Flotation von Kohle besonders günstig.It is provided that the form of the turbidity free jet 1-5 bar, but in particular 2-3 bar. The range of 1-5 bar has proven to be the practicable range in which the pre-pressure can be changed. The range 2-3 bar is particularly favorable for the flotation of coal.

Höhere Drücke als 5 bar führen zu einer unerwünscht starken Aufwirbelung der Trübe, bei 1-2 bar ist die Austrittsgeschwindigkeit Trübe-Freistrahles zu gering für einen guten Lufteintrag.Pressures higher than 5 bar lead to an undesirably strong whirling up the turbidity, at 1-2 bar the exit speed of the turbid free jet is too low for a good air intake.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Flotationszelle mit einem Trübebehälter vorgesehen, dem die Trübe von oben aufgegeben wird. Die Flotationszelle weist dabei eine über der Oberfläche des Trübebehälters angeordnete Trübe-Freistrahldüse auf, aus der ein Trübe-Freistrahl austritt. So ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.To carry out the process is a flotation cell with a Turbidity container provided, to which the turbidity is fed from above. The flotation cell has one above the surface of the pulp container arranged turbidity free jet nozzle, from which a turbidity free jet emerges. So is the implementation of the invention Procedure possible.

In Ausgestaltung der Flotationszelle ist vorgesehen, daß der Trübe-Freistrahl ein Hüllrohr aufweist, das sich bis unter die Trübeoberfläche erstreckt.In an embodiment of the flotation cell it is provided that the pulp free jet has a cladding tube which extends below the pulp surface.

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Durch ein Hüllrohr werden in vorteilhafter Weise der Eintragsbereich und der Aufstiegsbereich innerhalb der Flotationszelle voneinander getrennt. So kann das Aufsteigen der Luftbläschen in einer strömungsmäßig beruhigten Zone erfolgen. Der Freistrahleintritt mit seiner Wirbelbildung beeinflußt den Aufstiegsbereich nicht.The entry area and the ascent area within the flotation cell are advantageously provided by a cladding tube separated from each other. In this way, the air bubbles can rise in a flow-calmed zone. The free jet entry with its vortex formation does not affect the area of ascent.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Eintauchtiefe des Hüllrohres das 0,25 bis 0,65fache der Zellentiefe beträgt, insbesondere jedoch das 0,3 bis 0,4fache der Zellentiefe. Es hat sich herausgestellt, daß das 0,25fache der Zellentiefe das Minimum ist, um eine einwandfreie Trennung des Eintragsbereiches von dem Aufstiegsbereich zu erhalten. Eine Streckung bis unter das 0,65fache der Zellentiefe hat sich als ungünstig erwiesen. Am günstigsten ist etwa das 0,3 bis 0,4fache der Zellentiefe, das sowohl eine einwandfreie Trennung des Eintragsbereiches von dem Aufstiegsbereich als auch eine günstige Strömungsausbildung im Unterteil der Flotationszelle ergibt.In a further embodiment of the invention it is provided that the immersion depth of the cladding tube is 0.25 to 0.65 times the cell depth is, in particular, however, 0.3 to 0.4 times the cell depth. It has been found that 0.25 times the cell depth is the minimum for proper separation of the entry area to get from the ascension area. Stretching to less than 0.65 times the cell depth has proven to be unfavorable. The cheapest is about 0.3 to 0.4 times the cell depth, which is a perfect separation of the entry area from the ascent area as well as a favorable flow formation in the lower part of the flotation cell results.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flotationszelle eine Trübe-Freistrahldüse aufweist, die als Düsenkopf mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen ausgebildet ist. So wird der Eintrag der Trübe in die Flotationszelle vergleichmäßigt und eine vorteilhafte Vordurchmischung der Trübe mit der Luft noch vor Eintritt in die Rotationszelle ermöglicht.In a further embodiment of the invention it is provided that the flotation cell has a pulp free jet nozzle, which acts as a nozzle head is formed with a plurality of outlet openings. In this way, the entry of the pulp into the flotation cell is evened out and allows an advantageous pre-mixing of the pulp with the air before it enters the rotary cell.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flotationszelle mehrere Trübe-Freistrahldüsen aufweist. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, auch bei großen Trübemengen mit kleinen Düsenköpfen zu arbeiten, die eine gute Trübe-Luftdurchmischung gewährleisten.In a further embodiment of the invention it is provided that the flotation cell has several pulp free-jet nozzles. Through this it is advantageously possible to work with small nozzle heads, even with large amounts of turbidity, which ensure good turbidity-air mixing guarantee.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Austrittsöffnungen der Düsenköpfe einen Durchmesser von 1-5 mm, insbesondere jedoch von 2 — 3 mm aufweisen. Es hat sich herausgestellt, daß Austrittsöffnungen unter 1 mm stark verschleißen und zu feine Strahlen ergeben. Über 5 mm sind die Strahlen zu dick, so daß die Durchmischung der Trübe mit der Luft gestört sein kann. Als besonders günstig hat sich der Bereich von 2-3 mm erwiesen. In a further embodiment of the invention it is provided that the Outlet openings of the nozzle heads have a diameter of 1-5 mm, but in particular 2-3 mm. It turned out that outlet openings under 1 mm wear out and result in too fine rays. The rays are too thick over 5 mm, so that the mixing of the pulp with the air can be disturbed. The range of 2-3 mm has proven to be particularly favorable.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flotationszelle zylindrisch mit mittiger Trübeaufgabe ausgebildet ist und daß um das Freistrahl-Hüllrohr eine rotierende Schaumabstreif-Vorrichtung angeordnet ist. In zylindrischer Ausführung ergibt sich eine Flotationszelle mit einem besonders günstigen Verhältnis der Eintrags- zur Aufstiegsfläche mit gleichzeitiger günstiger Schaum-Abstreifung in einen zum Beispiel umlaufenden Schaum-Sammelraum.In a further embodiment of the invention it is provided that the flotation cell is cylindrical with a central turbidity task is and that around the free jet cladding tube a rotating foam stripping device is arranged. In the cylindrical design, a flotation cell with a particularly favorable one results Ratio of the entry area to the ascent area with simultaneous favorable foam stripping into a, for example, circumferential area Foam collecting space.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flotationszelle rechteckig mit mehreren, in Längsrichtung angeordneten Trübe-Freistrahlen ausgebildet ist. Diese Ausführung istIn another embodiment of the invention it is provided that the flotation cell is rectangular with several arranged in the longitudinal direction Turbid free jets is formed. This execution is

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günstig zu fertigen und kann besonders platzsparend aufgestellt werden. Die Trübeaufgabe kann dabei in einer Eintragsrinne sowohl an einer Seite als auch mittig entlang der Mittelachse der Zelle erfolgen. Das Verhältnis der Breite der Eintragsrinne zur Breite der Aufstiegszone wird dabei so gewählt, daß die Breite der Aufstiegszone ein Vielfaches der Breite der Eintragsrinne beträgt.inexpensive to manufacture and can be set up to save space. The turbidity can be applied in an inlet channel either on one side or in the middle along the central axis of the cell. The ratio of the width of the entry channel to the width of the ascent zone is chosen so that the width of the ascent zone is a multiple of the width of the entry channel.

Das erfindungsgemäße Flotationsverfahren arbeitet bei Feinstkohletrüben besonders günstig, wenn die Trübe nacheinander mehrere, insbesondere drei Flotationszellen durchläuft und wenn vor der ersten Flotationszelle eine Konditionier-Einrichtung, in der das Flotationshilfsmittel verteilt wird, angeordnet ist. Es kann jedoch - je nach Art des zu flotierenden Stoffes und/oder seiner Korngröße - auch mit einer größeren oder kleineren Zellenzahl und ohne Vorkonditionierung betrieben werden.The flotation process according to the invention works with very fine coal pulp particularly favorable when the pulp passes through several, in particular three, flotation cells one after the other and when before the first Flotation cell a conditioning device in which the flotation aid is distributed is arranged. However, it can - depending on Type of material to be floated and / or its grain size - even with a larger or smaller number of cells and without preconditioning operate.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen weitere Einzelheiten entnehmbar sind.The invention is explained in more detail with reference to drawings from which further details can be found.

Im einzelnen zeigen :Show in detail:

Figur 1: eine Einzelzelle in zylindrischer AusführungFigure 1: a single cell in a cylindrical design

Figur 2: einen Düsenkopf im Schnitt.Figure 2: a nozzle head in section.

In Figur 1 bezeichnet 1 die Flotationszelle mit der darin befindlichen Trübe 2. In die Trübe 2 ragt das Hüllrohr 3, das den ausIn Figure 1, 1 denotes the flotation cell with the one located therein Slurry 2. In the slurry 2, the cladding tube 3 protrudes from the

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dem Düsenkopf 4 austretenden Trübe-Freistrahl 5 umgibt. Oben auf dem Hüllrohr 3 ist der Antrieb 6 für den Schaum-Abstreifer 8 angeordnet. Der Antrieb 6 dreht das Hüllrohr 3 und bewegt so gleichzeitig den Schaumabstreifer 8. Die Brücke 7 ist in nicht gezeigter Weise fest gelagert. Zwischen dem Träger 9 für den Düsenkopf 4 und dem Hüllrohr 3 befindet sich eine Kugelbüchse, so daß sich das Hüllrohr 3 frei um den Düsenkopfhalter 9 drehen kann.the nozzle head 4 exiting pulp free jet 5 surrounds. On top of the cladding tube 3 is the drive 6 for the foam scraper 8 arranged. The drive 6 rotates the cladding tube 3 and thus moves the foam scraper 8 at the same time. The bridge 7 is not in FIG As shown, fixedly mounted. Between the carrier 9 for the nozzle head 4 and the cladding tube 3 there is a spherical bushing so that the cladding tube 3 can rotate freely around the nozzle head holder 9.

Das Unterteil der Flotationszelle 1 ist konisch ausgebildet. So gelangen die Berge absinkend in den Abschlußstutzen 10 und von hier aus in den Ausgleichsbehälter 11, der gleichzeitig als Vorratsbehälter für die Pumpe dient, die die Aufgabe auf die nächste Zelle bewirkt. Unten an dem Stutzen 10 ist noch ein Ventil 12 angebracht, so daß eine vollständige Leerung der Flotationszelle möglich ist.The lower part of the flotation cell 1 is conical. How to get there the mountains sinking into the end piece 10 and from here into the expansion tank 11, which is also used as a storage tank serves for the pump that causes the task to the next cell. At the bottom of the nozzle 10 there is also a valve 12 attached, so that a complete emptying of the flotation cell is possible.

Bei einer rechteckigen Ausführung ist vorgesehen,daß der Ausgleichs- und Vorratsbehälter einen Teil der Flotationszelle, zum Beispiel an einer Längswand bildet und nur durch eine Trennwand, die bis kurz über den Boden der Flotationszelle herabgezogen ist, vom Aufstiegsraum getrennt ist. So ergibt sich eine besonders kostengünstige und kompakte Bauform, bei der es besonders voi— teilhaft ist, wenn die Kreiselpumpe zur Förderung der Trübe in die nächste Zelle direkt unter der Flotationszelle angeordnet ist.In the case of a rectangular design, it is provided that the compensation and storage tank forms part of the flotation cell, for example on a longitudinal wall and only through a partition, which is pulled down to just above the bottom of the flotation cell, is separated from the ascent room. So there is a special one Inexpensive and compact design, in which it is particularly it is advantageous if the centrifugal pump for conveying the pulp into the next cell is arranged directly below the flotation cell.

In Figur 2 bezeichnet 12 - ebenso wie in Figur 1 — die Zuleitung für die Trübe. In die Zuleitung 12 für die Trübe ist eine Büchse eingesetzt, die an ihrem austrittsseitigen Ende eine Überwurfmutter 15 trägt, die die Düsenplatte 14 hält. Zwischen der Düsenplatte mit den Austrittsöffhungen 16 für die Trübe und der eingesetztenIn FIG. 2, as in FIG. 1, 12 denotes the feed line for the pulp. A bushing is inserted into the feed line 12 for the pulp and has a union nut 15 at its outlet end which holds the nozzle plate 14. Between the nozzle plate with the outlet openings 16 for the slurry and the slurry used

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Büchse 13 ist eine Ringdichtung 15 angeordnet, so daß die Düsenplatte 14 gegenüber der Überwurfmutter 15 abgedichtet ist. Die Zahl der Austritts Öffnungen 16 in der Düsenplatte ist beliebig und wird ebenso wie der Durchmesser der Öffnungen 16 nach der Art der Trübe und der Trübemenge gewählt. Für eine runde Einzelzelle hat sich bewährt, vier Trübe-Austrittsöffnungen 16 vorzusehen. Die Zahl 4 stellt die Mindestzahl von Austrittsöffnungen dar, insbesondere bei großen Trübemengen wird mit einem Vielfachen von Austrittsöffnungen gearbeitet.In the bushing 13, an annular seal 15 is arranged so that the nozzle plate 14 is sealed off from the union nut 15. the The number of outlet openings 16 in the nozzle plate is arbitrary and is just like the diameter of the openings 16 according to Art the turbidity and the amount of turbidity selected. For a round single cell, it has proven useful to provide four pulp outlet openings 16. the Number 4 represents the minimum number of outlet openings, especially in the case of large amounts of turbidity, with a multiple of outlet openings worked.

Das erfindungsgemäße Flotationsverfahren ist insbesondere für die Flotation von Kohle entwickelt worden. Ohne den Rahmn der Erfindung zu verlassen, kann es jedoch ebenso für die Flotation von Erz, Kommunalabwässern, Fasern enthaltende Trüben etc. verwendet werden. Stets ergibt sich der erfindungsgemäße vorteilhafte Effekt des langen Weges der Luftblasen durch die Trübe mit der Möglichkeit der Anlagerung auch feinster Teilchen und das Aufsteigen der Luftblasen in einer beruhigten, nicht von dem Wirbelfeld eine,s Rührers beeinflußten Zone.The flotation process according to the invention has been developed in particular for the flotation of coal. Without departing from the scope of the invention, however, it can also be used for the flotation of ore, municipal sewage, pulp containing fibers, etc. There is always the advantageous effect according to the invention of the long path of the air bubbles through the turbidity with the possibility of the accumulation of even the finest particles and the rising of the air bubbles in a calm zone not influenced by the vortex field.

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Claims

3U0-966 Annex to the patent application from KHD Klöckner-H umboldt-Deutz AG H 81/43 of October 8, 1981 Process and flotation cell for the flotation of coal or ore

1. Process for the flotation of a coal or ore pulp in one Flotation cell into which air is introduced to form bubbles, characterized in that the Air in the form of bubbles in the turbidity initially performs a movement from top to bottom in a descent area, then reverses its direction of movement and rises again to the surface of the flotation cell outside the descent area.

2. The method according to claim 1, characterized in that the air through a, in particular vertically running, turbidity— Free jet is introduced into the flotation cell.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the turbidity free jet consists of a large number of individual free jets.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the introduction of the air by changing the Vordruk— kes of the turbid free jet is regulated.

5. The method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that that the pre-pressure of the turbidity free jet is 1-5 bar, but in particular 2-3 bar.

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6. Flotation cell for carrying out the method according to a of the preceding claims with a pulp container to which the pulp is fed from above, characterized in that that it has a pulp free jet nozzle (4) arranged above the surface of the pulp container, from which a pulp free jet (5) exits.

7. flotation cell according to claim 6, characterized in that the pulp free jet (5) has a cladding tube (3) which extends below the pulp surface.

8. flotation cell according to claim 7, characterized in that the immersion depth of the cladding tube (3) is 0.25 to 0.65 times the cell depth, but in particular 0.3 to 0.4 times the cell depth.

9. flotation cell according to claim 6, 7 or 8, characterized in that that it has a turbidity-free jet nozzle (4), which as a nozzle head (14) with a plurality of outlet openings (1 6) is trained.

10. Flotation cell according to claim 6, 7, 8 or 9, characterized in that that it has several turbidity free jet nozzles (4).

11. flotation cell according to claim 9, characterized in that the outlet openings (16) of the nozzle heads (14) have a diameter of 1-5 mm, but in particular 2-3 mm .

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12. Flotation cell according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is cylindrical with a central turbidity task.

13. Flotation cell according to claim 12, characterized in that a rotating foam stripping device (6, 7) is arranged around the free jet H üllroh r (3).

14. Flotation cell according to one of claims 6, 7, 8, 9, 10 or 11, characterized in that it is rectangular in shape with several turbid free jets arranged in the longitudinal direction is.

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