DE3400593C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen für ein Flotations­ system bestimmten Dispergator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Dispergator dieser Art ist durch die DE-AS 28 39 758 bekannt. Die mit Durchbrüchen versehenen Stabilisatorbleche dieses bekannten Disper­ gators sind radial um das Rührwerk herum ange­ ordnet. Bei der Drehbewegung des Rührwerks wird Luft durch die hohle Rührwerkswelle in die Trübe eingepreßt. Die mit der Luft dispergierte Trübe durchsetzt dann die Durchbrüche der Stabilisa­ torfläche, wobei die Luftblasen und die mit Luft angereicherten hydrophoben Schwebestoffe der Trübe aufsteigen.

Auch bei dem Dispergator gemäß US-PS 26 84 233 sind die mit Durchbrüchen versehenen Bleche in einer im wesentlichen radialen Lage an der festen Halterung angebracht.

Schließlich ist durch die DE-PS 8 54 034 eine Luft­ verteilungs- und Rührvorrichtung bekannt, die einen Rotor mit kreisförmiger Scheibe enthält, an deren Oberseite radiale Flügel befestigt sind, wobei äußere feststehende Leitflächen einen kleinen Winkel mit dem Radius des Rotors bilden. Bei dieser Vorrichtung tritt die Luft-Brei-Mischung nicht durch die einzelnen Leitflächen, sondern zwischen benachbarten Leitflächen hindurch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dispergator entsprechend dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 dahin weiterzuentwickeln, daß eine wesent­ liche Verbesserung des Ausbringens auch bei schwierig aufzubereitenden Materialien erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Indem bei dem erfindungsgemäßen Dispergator die Stabilisatorbleche um einen bestimmten Winkel ent­ gegen der Drehrichtung des Rührwerks gegenüber einer im wesentlichen radialen Lage zum Rührwerk versetzt sind, werden die vom Rührwerk abgeschleu­ derten Luftblasen und die ebenfalls abgeschleuderte Trübe gezwungen, die Dispergatorfläche (d. h. die Gesamtfläche der Stabilisatorbleche) praktisch voll­ ständig zu passieren, und zwar weitgehend recht­ winklig zur Flächendirektionale der Stabilisator­ bleche (als Flächendirektionale gilt der Schnitt der Stabilisatorbleche mit einer horizontalen Ebene, bei angenommener vertikaler Achse des Rührwerks). Durch diese gegenüber der radialen Lage versetzte Anordnung der Stabilisatorbleche wird der größt­ mögliche horizontale Querschnitt der in den Stabi­ lisatorblechen vorgesehenen Durchbrüche für den Dispergiervorgang genutzt. Das Dispergieren erfolgt hierbei durch Scherkräfte, die an den Kanten der Durchbrüche entstehen und vor allem durch die hohe Geschwindigkeit beim Passieren der Durch­ brüche bedingt sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Flotationssystemes entsprechend der DE-PS 28 39 758 (wie es - mit Ausnahme der Anordnung der Stabilisatorbleche - auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist),

Fig. 2 eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Dispergator,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Stabilisator­ blech entsprechend der Linie III-III der Fig. 2

Das in Fig. 1 veranschaulichte Flotationssystem ent­ hält ein Rührwerk 1 und einen feststehenden Dis­ pergator 2. Das Rührwerk 1 weist eine hohle Antriebswelle 3 auf, die an ihrem unteren Ende einen Rotor 4 trägt. Dieser Rotor 4 besteht aus einer Scheibe 5 und an der Unterseite der Scheibe ange­ brachten Schlagleisten 6. Am unteren Ende der hohlen Antriebswelle 3 ist ein Luftleitkegel 7 angebracht, der mittels Stegen 8 an den Schlagleisten 6 befestigt ist.

Der Dispergator 2 ist in Fig. 1 nur ganz schematisch angedeutet. Die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Einzelheiten des Dispergators 2 werden anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht der Dispergator 2 aus einer Anzahl von gleich ausgebildeten Stabi­ lisatorblechen 9, die ortsfest am Umfang des Rühr­ werks 1 angeordnet sind (das Rührwerk 1 ist in Fig. 2 nicht im einzelnen dargestellt; seine Dreh­ richtung ist mit dem Pfeil 10 gekennzeichnet).

Jedes Stabilisatorblech 9 besteht aus einem oberen Bereich 9 a, der vertikal angeordnet ist, und einem unteren Bereich 9 b, der gegenüber der Vertikalen (Linie 11) geneigt ist. Die Neigung dieses unteren Bereiches 9 b gegenüber der Vertikalen ist in Fig. 3 mit α bezeichnet. Der Winkel α kann vorzugs­ weise 30 bis 60° betragen.

Erfindungsgemäß sind nun die Stabilisatorbleche 9 um einen bestimmten Winkel entgegen der Drehrich­ tung (Pfeil 10) des Rührwerks gegenüber einer im wesentlichen radialen Lage zum Rührwerk versetzt.

Um den Grad der Versetzung zu präzisieren, sei auf eine gedachte horizontale Ebene 12 Bezug genommen, die - vergleiche Fig. 1 - in der mittleren Höhe des an die Stabilisatorbleche 9 angrenzenden Rührwerks­ teiles, d. h. etwa auf der mittleren Höhe der Schlagleisten 6 verläuft. Bringt man diese gedachte horizontale Ebene 12 mit den Stabilisatorblechen 9 zum Schnitt, so bilden die Schnittlinien sog. Flächendirektionale 13, von denen eine in Fig. 2 eingetragen ist. Der Winkel β, den diese Flächen­ direktionale 13 mit der Radialen 14 bildet, liegt erfindungsgemäß zweckmäßig in einem Bereich zwischen 5 und 90°, vorzugsweise zwischen 30 und 60°.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, ist der untere Bereich 9 b der Stabilisatorbleche 9 gegen die Dreh­ richtung (Pfeil 10) des Rotors 4 geneigt. Die ein­ zelnen Stabilisatorbleche 9 überlappen sich dabei teilweise im umfangsnahen Bereich des Rührwerks 1. Benachbarte Stabilisatorbleche 9 werden vorzugs­ weise durch Punktschweißung miteinander verbunden.

Die Stabilisatorbleche 9 sind mit Durchbrüchen 15 (in Fig. 1 schematisch angedeutet) versehen, die einen runden, quadratischen oder rechteckigen Quer­ schnitt besitzen können und deren Weite zweckmäßig zwischen 5 und 16 mm beträgt. Der von den Durch­ brüchen 15 gebildete lichte Querschnitt der Stabi­ lisatorbleche 9 beträgt zweckmäßig über 50% der Gesamtfläche der Stabilisatorbleche.

Vom Umfang des Rührwerks 1 (im Bereich des Rotors 4) besitzen die Stabilisatorbleche 9 zweckmäßig einen Abstand zwischen 5 und 100 mm (je nach Zellengröße).

Im Betrieb entsteht oberhalb des Dispergators 2 überraschenderweise sehr schnell eine auffallend starke Beruhigung der Trübe. Dies ist dadurch zu erklären, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Stabilisatorbleche (entgegen der Drehrichtung des Rotors gegenüber der radialen Lage versetzt) und durch die gleichzeitige Neigung des unteren Bereiches 9 b der Stabilisatorbleche 9 gegenüber der Vertikalen rund um das Rührwerk Zonen entstehen, in denen die Trübe gezwungen ist, beim Aufstieg ein- oder mehrmals (je nach Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerks) die mit Durchbrüchen versehenen Stabilisatorbleche des Dispergators zu durchströmen. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß nur die hydro­ phobierten und an Luftblasen haftenden Teilchen in den Schaum gelangen, wodurch eine erhebliche Selekti­ vitätssteigerung erzielt wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung seien Ver­ gleichsversuche (zwischen dem erfindungsgemäßen Dispergator und dem System gemäß der DE-PS 28 39 758) an drei verschiedenen Rohstoffen geschildert:

Beispiel 1 Flotation von bolivianischen Bergzinnstein- Schlämmen < 16 µm

Bei diesem ersten Vergleichsversuch erfolgte eine Flotation von bolivianischem Bergzinnstein-Schlamm mit einer Korngröße < 16 µm, der bisher wegen der zu schwierigen Aufbereitung und der Wert­ stoffverluste durchweg verworfen wird. Ohne eine besondere Optimierung wurden bei sonst gleichen Bedingungen gegenüber zwei Versuchen mit dem konven­ tionellen Dispergator gemäß DE-PS 28 39 758 folgende Ergebnisse mit dem erfindungsgemäßen Dispergator (Versuch 3) erzielt:

Die Versuche wurden in einer 2,8 l Krupp-Scheiben­ rührer-Flotations-Zelle einstufig mit 100 U/min (entsprechend 4,7 m/s Rührerumfangsgeschwindigkeit) und einer Fremdbelüftung von 20 cm³ Luft/cm² Zellen­ oberfläche und min mit 1500 g/t Aerosol 22 als Sammler über gleiche Flotationszeiten durchgeführt.

Die Verbesserung des Ausbringens ist anhand der Ergebnisse der Vergleichsversuche eindeutig. Der Selektivi­ tätsindex, d. h. das Verhältnis Sn-Gehalt des Konzen­ trats zu dem des Rückstands, beträgt bei den Ver­ gleichsversuchen 6,35 (Versuch 1) bzw. 6,17 (Ver­ such 2) und bei Versuch 3 mit der erfindungsgemäßen Dispergator-Anordnung 7,03. Gegenüber dem konventio­ nellen Bestversuch wurde der Selektivitätsindex dem­ nach um 7,66% verbessert.

Beispiel 2 Flotation von Meggener Armerz auf Blei

Zur Überprüfung der Erfindung wurde das insbesondere hinsichtlich Pb sehr schwierig zu flotierende sul­ fidische Armerz Meggen mit einem Pb-Gehalt von ca. 0,7% gewählt.

Es wurden 2 × 2 parallele Flotationsversuche auf Pb zum Vergleich der Wirksamkeit hinsichtlich der zu erzielenden Selektivität durchgeführt, und zwar Versuche 1 und 3 mit den bisherigen, radial angestellten Stabilisatorblechen, Versuch 2 und 4 mit den erfindungsgemäß etwa tangential angestellten Stabili­ satorblechen.

Die Flotationsbedingungen entsprachen den betrieb­ lich üblichen.

Die Selektivitätsindices dieser vier Versuche betrugen

Vers. 1 (radial angestellter Dispergator)3,54 Vers. 3 (radial angestellter Dispergator)

Vers. 2 (tangential angestellter Dispergator)3,83 Vers. 4 (tangential angestellter Dispergator)

Die Verbesserung der Selektivität beträgt demnach bei fast gleichem Pb-Ausbringen im Mittel 8,19%.

Beispiel 3 Flotation von Waschwasser einer Steinkohle­ aufbereitung

Das Waschwasser bestand zu 60% aus Teilchen < 10 µm. Die gröbsten Körner hatten eine Größe von 63 µm. Der Aschegehalt der Fraktion < 10 µm betrug im Mittel 65%, der Aschegehalt der gesamten Flotations­ aufgabe im Mittel 40%. Der Feststoffgehalt der Flotationsaufgabe betrug zum Zeitpunkt der Versuche ca. 40 g/l. Der Reagenzverbrauch betrug 100, 200 und 300 g/t Ekof 452.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in der Tabelle auf der folgenden Seite angegeben. Man erkennt, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Stabilisatorbleche des Dispergators eine Verbesserung des Selektivitäts-Indexes von 6,12% im Mittel im Vergleich zur bisherigen Anpassung erzielt wird.

Claims (7)

1. Dispergator für ein mit einem Rührwerk ver­ sehenes Flotationssystem, enthaltend eine Anzahl von mit Durchbrüchen (15) versehenen Stabilisatorblechen (9), die um das Rührwerk (1) herum angeordnet sind, wobei der obere Bereich (9 a) jedes Stabilisatorbleches (9) vertikal angeordnet ist und der untere Bereich (9 b) gegenüber der Vertikalen (11) geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatorbleche (9) entgegen der Drehrichtung (Pfeil 10) des Rührwerks (1) derart gegenüber einer radialen Lage zum Rühr­ werk versetzt sind, daß die Flächendirektio­ nale (13) der Stabilisatorbleche (9) - Schnitt der Stabilisatorbleche (9) mit einer hori­ zontalen Ebene (12) in der mittleren Höhe des an die Stabilisatorbleche (9) angrenzenden Rührwerksteiles (6) - mit der Radialen (14) einen Winkel ( b ) zwischen 30 und 60° ein­ schließt.

2. Dispergator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der untere Bereich (9 b) der Stabi­ lisatorbleche (9) gegen die Drehrichtung (Pfeil 10) des Rotors (4) geneigt ist.

3. Dispergator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die einzelnen Stabilisator­ bleche (9) im umfangsnahen Bereich des Rühr­ werks (1) teilweise überlappen.

4. Dispergator nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß benachbarte Stabilisatorbleche (9) vorzugsweise durch Punktschweißung mitein­ ander verbunden sind.

5. Dispergator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der von den Durchbrüchen (15) gebildete lichte Querschnitt der Stabilisator­ bleche (9) über 50% der Gesamtfläche der Stabili­ satorbleche beträgt.

6. Dispergator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchbrüche (15) eine runde, quadratische oder rechteckige Querschnittsform besitzen und ihre Weite zwischen 5 und 16 mm beträgt.

7. Dispergator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand der Stabilisator­ bleche (9) vom Umfang des Rührwerks (1) zwischen 5 und 100 mm beträgt.