DE3417327A1

DE3417327A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufrechterhaltung eines vorbestimmten truebeniveaus in einer flotationszelle

Info

Publication number: DE3417327A1
Application number: DE19843417327
Authority: DE
Inventors: Rolf 5901 Wilnsdorf Heep; Rainer Dr. 5205 St Augustin Imhof
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-11-14
Also published as: ES8607759A1; ZA853542B; DE3417327C2; AU4204685A; ES542994A0

Description

Verfanren und Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines
vorbestimmten Trübeniveaus in einer Flotationszelle Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Trübeniveaus in einer Flotationszelle zur Schaumschwimmaufbereituny von feinkörnigen Stoffen, insbesondere von Kohle.
Aus der DE-OS 31 11 506 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trübeniveau-Regelung einer Flotationszelle bekannt, die aus einem zylinder- und kegelförmigen Gefäß mit einem oben angeordneten nach außen führenden Schaumaustrag und einem unten angeordneten zentralen Austrag für den Rückstand besteht, mit in der Wandung der Zelle angeordneten Zuführungsorganen für die begaste Trübe, deren Begasung mittels Begasungsvorrichtungen außerhalb des Gefäßes erfolgt.
Hierbei erfolgt eine Niveauregelung der Trübe mit großem meß- und regeltechnischen sowie kostenintensiven Aufwand.
Auch sind hierbei Schwankungen im Trübezulauf nicht zu vermeiden, die gleichgroße Schwankungen im Trübeabzug, bzw.
Schaumabzug zur Folge haben und den Trenneffekt nachteilig beeinträchtigen können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bestehenden Nachteile zu überwinden und die bekannte Trübeniveau-Regelung verfahrenstechnisch und vorrichtungsmäßig zu vereinfachen una zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flotierte Trübe in Abhängigkeit von der Trübezulaufmenge in die Flotationszelle zu einem Teil unterhalb des Schaumaustrages und zu einem Teil unten aus der Flotationszelle abgezogen wird.
Durch den unten an der Flotationszelle angeordneten Austrag kann sehr vorteilhaft ein großer Teil der Trübe konstant und kontinuierlich ohne Schwankungen abzogen werden. Der andere, an der Oberfläche der Trübe unterhalb des Schaumaustrages abgezogene Trübeteil übernimmt sehr vorteilhaft die Schwankungen der Trübeabführung in Abhängigkeit von der Trübezulaufmenge, so daß sich auf einfache Weise ohne elektronische Meß- und Regelvorrichtungen das Trübeniveau in der Flotationszelle mechanisch bzw. hydraulisch selbst regelt, und daß ein bestimmtes Trübeniveau in engen Grenzen mit Sicherheizt konstant bzw. aufrecht gehalten wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Teil des Trübeabzuges unten aus der Flotationszelle etwa 60 bis 95 <, vorzugsweise ca. 80 % und der Teil des Trübeabzuges unterhalb des Schaumaustrages etwa 5 bis 40 %, vorzugsweise ca. 20 %, der Trübezulaufmenge beträgt. Dadurch, daß ca.
80 % der Trübe mit dem Flotationsbergeabgang über das Hauptventil am Boden des Trenngefäßes ausgetragen werden, und nur die restliche Trübemenge, hier ca. 20 %, an der Trübeoberfläche unterhalb des Schaumaustrages aus der Flotationszelle abgezogen werden, ergeben sich für die Trübeoberfläche Niveauänderungen, die sich in sehr geringen Größenordnungen bewegen, wobei sich das System mechanisch bzw. hydraulisch selbst regelt und einen störungsfreien Schaumabzug ermöglicht. Durch den oberen zentralen Trübeabzug unterhalb des zentralen Schaumaustrages ist mit Sicherheit gewährleistet, daß keine wertstofftragenden Gasblasen mehr in der abzuführenden flotierten Trübe enthalten sind.
In vorrichtungsmäßiger Ausgestaltung aer Erfindung ist vorgesehen, daß die Flotationszelle als zylindrisches und/oder konisches Gefäß ausgeoildet ist, mit im oberen Bereich seitlich angeordneten Trübezuführungen, sowie zentralem Schaumaustrag und im unteren Bereich mit getrennten Abzugsleitungen für die flotierte Trübe. Hierdurch wird sehr vorteilhaft erreicht, aaß der Schaumaustrag zentral ohne Störung bei gleichbleibendem Niveau der Trübe aus der Flotationszelle erfolgen kann, und daß die flotierte Trübe im unteren Bereich der Flotationszelle durch zumindest zwei getrennte Abzugsleitungen in unterschiedlichen gewünschten Mengen abzogen wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die eine von den Abzugsleitungen für die flotierte Trübe mit ihrer Mündung unterhalb des als Rohr ausgebildeten zentralen Schaumaustrages angeordnet ist, und daß die andere Abzugsleitung unten an das konische Unterteil der Flotationszelle angeschlossen ist. Hierdurch kann sehr vorteilhaft eine konstante Menge z.B. 80 % der Trübe unten aus oem konischen Unterteil der Flotationszelle abgezogen werden, während nur der kleinere Teil von z.B. 20 % der Trübe sich selbst regelnd über die Mündung der oberen Abzugsleitung für die flotierte Trübe unterhalb des als Rohr ausgebildeten zentralen Schaumaustrages abfließt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abzugsleitung unterhalb des zentralen Schaumaustrages als Rohr ausgebildet ist, welches das Schaumaustragsrohr mit Abstand umschließt. Dadurch entsteht sehr vorteilhaft ein zentraler Ringraum, durch den eine sich selbst regelnde Menye der flotierten Trübe ablaufen kann, ohne in den Schaumaustrag zu gelangen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der als Rohr ausgebildete Schaumaustrag oben mit einem zylinderförmigen Rohrteil versehen ist, das aie Mündung der als Rohr ausgebildeten zentralen Abzugsleitung für die flotierte Trübe von oben her überdeckt. Hierdurch wira sehr vorteilhaft erreicht, daß kein Schaum an die Mündung der Trübeabzugsleitung gelangen und mit der Trübe ausgetragen werden kann.
In weiterer Ausgestaltung aer Erfindung ist vorgesehen, daß das zylinderförmige Rohrteil zumindest bis unterhalb der Trübezuführungsöffnung in der Seitenwandung des oberen Bereiches der Flotationszelle reicht. Dadurch, daß das zylinderförmige Rohrteil bis tief in die Flotationszelle hineinreicht, kann mit Sicherheit nur entgaste bzw. flotierte Trübe, die kein Wertprodukt, wie z. B. Kohle, mehr enthält, aus dem oberen Bereich der Flotationszelle an der Außenwandung des zentralen Trübeaustragsrohres unter aem Rohrteil nach oben strömen und über die als Wehrkante dienende Mündung nach innen und unten zwischen der Außenwandung des Schaumabzugsrohres und der Innenwandung des Trübeabzugsrohres abfließen.
Die Erfindung wird anhand einer schematisch dargestellten Zeichnung näher erläutert.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Flotationszelle 1 gemäß der Erfindung beispielsweise im oberen Bereich aus einem zylindrischen Oberteil 2 und im unteren Bereich aus einem konischen Unterteil 3. Durch eine ouer mehrere im zylindrischen Oberteil 2 der Flotationszelle 1 angeoronete TrüDezuführungsöffnungen 4 strömt konoitionierte d.h. mit Flotationsreagenzien versetzte und begaste Trübe in aie Flotationszelle 1, vorzugsweise tangential, ein.
Die gemäß Pfeil 5 in der Trübezuführungsleitung 6 zuströmende konditionierte Trübe wird in einer der Flotationszelle 1 vorgeschalteten Begasungsvorrichtung 7 mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft, gemäß Pfeil 8 begast.
Im zylindrischen Teil 2 erfolgt die Trennung von feinen partikeltragenden Gasbläschen und der die Abfallprodukte, hier z.B. Bergeteilchen enthaltenden Trübe. Mittig in der Flotationszelle 1 sind zentral zwei koaxiale vertikal verlaufende Rohre 10 und 11 angeordnet. Durch das innere Rohr 10, den Schaumaustrag, läuft der sich auf der Trübeoberfläche 12 ansammelnde Schaum 13 mit dem Wertprodukt, hier z.B. Kohle, nach unten ab. Durch das äußere koaxiale Rohr 11, bzw. durch den Ringraum zwischen Rohr 10 und Rohr 11, läuft ein Teil der entgasten bzw. flotierten Trübeflüssigkeit zentral nach unten und danach seitlich durch eine Trübeabzugsleitung 14 ab. Unten an den konischen Teil der Flotationszelle 1 ist seitlich ein weiteres Trübeabzugsrohr 15 mit einem Hauptventil 16 für die Abführung des größeren Teiles der entgasten Trübe angeschlossen. Die Rohrleitungen 14 und 15 stellen die getrennten Abzugsleitungen für die flotierte Trübe aus der Flotationszelle 1 dar.
Der als Rohr 10 ausgebildete Schaumaustrag ist oben mit einem zylinderförmigen Rohrteil 17 versehen, das die als Wehr 18 dienende Mündung der als Rohr 11 ausgebildeten zentralen Abzugsleitung für die flotierte Trübe von oben her überdeckt, wodurch mit Sicherheit verhindert wird, daß Schaum an das Wehr 18 und in die Trübeabzugsleitung 11 bzw.
14 gelangen kann.
Das zylinderförmige Rohrteil 17, reicht zumindest bis unterhalb der Trübezuführungsöffnung 4 in der Seitenwandung im oberen Bereich 2 der Flotationszelle 1, so daß nur entgaste bzw. flotierte Trübe über das Wehr 18 in die Trübeabzugsleitung 14 gelangen kann. Der sich auf der Trübeoberfläche 12 ansammelnde Schaum 13 fließt zentral durch das innere Schaumaustragsrohr 10 nach unten ab. Das Rohr 10 kann beispielsweise mittels Ringdichtungen verschiebbar im äußeren Trübeabzugsrohr 11 und dem konischen Unterteil 3 der Flotationszelle 1 angeordnet sein. Dadurch kann bei Konstanthaltung der Höhe der Mündung bzw. Wehrkante 18 des Trübeabzugsrohres 11 die Höhe des Schaumstandes 13 auf der Trübeoberfläche 12 den Betriebsbedingungen entsprechend eingestellt werden. Eine Höhenverstellung des Schaumstandes 13 kann z.B.
auch durch ein weiteres verschiebbares oben in das Rohr 10 eingesetztes oder oben um das Rohrteil 17 aufgesetztes in der Zeichnung nicht dargestelltes Schaumringwehr erreicht werden.
Ein Zahlenbeispiel soll die Funktion oer erfindungsgemäßen Flotationszelle näher erläutern: Um mit einer Flotationszelle gemäß der Erfindung 500 m³/h durchsetzen zu können, ist der äußere Durchmesser des Trenngefäßes etwa mit 4000 mm zu bemessen. Trägt man den größeren Teil der Trübemenge von ca. 400 m3 über den unteren Trübe-3 abzug 15 mit Hauptventil 16 aus und läßt 100 m /h über die obere Wehrkante 18 ablaufen, so stellt sich auf oie WehrKante 18 bezogen eine Uberlaufhöhe der Trübe von ca. 25 mm ein.
Wird bei einer Veränderung der zugeführten Trübemenge die Flotationszelle nicht mit 500 m3/h sondern mit 600 m3/h beaufschlagt, so müssen nicht 100 m3/h sondern 200 m3/h Trübe über die obere Wehrkante 18 ablaufen, wenn durch den unteren Austrag weiterhin unverändert 400 m3/h abfließen.
Dadurch ergibt sich nur eine geringe Niveauerhöhung von ca. 17 mm an der Wehrüberlaufkante. Dieses ist jedoch eine so geringe Veränderung, daß keine nachteiligen Einflüsse auf den Schaumüberlauf bzw. Trenneffekt auftreten. Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die Flotationszelle auch einteilig konisch oder nur zylindrisch mit flachem Boden ausgebildet sein.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Trübeniveaus in einer Flotationszelle zur Schaumschwimmaufbereitung von feinkörnigen Stoffen, insbesondere von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die flotierte Trübe in Abhängigkeit von der Trübezulaufmenge in die Flotationszelle zu einem Teil unterhalb des Schaumaustrages und zu einem Teil unten aus der Flotationszelle abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Trübeabzuges unten aus der Flotationszelle etwa 60 bis 95%, vorzugsweise ca. 80 X, und der Teil des Trübeabzuges unterhalb des Schaumaustrages etwa 5 bis 40 %, vorzugsweise ca. 20 %, der Trübezulaufmenge beträgt.
3. Flotationszelle zur Durchführung des Verfanrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein zylindrisch und/oder konisch ausgebildetes Gefäß (1), mit im oberen Bereich (2) seitlich angeordneter Trübezuführung (6), sowie zentralem Schaumaustrag (10) und im unteren Bereich (3) mit getrennten Abzugsleitungen (14, 15) für die flotierte Trübe.
4. Flotationszelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine von den Abzugsleitungen (14, 11) für die flotierte Trübe mit ihrer Mündung (18) unterhalb des als Rohr ausgebildeten zentralen Schaumaustrages (10) angeordnet ist, und daß die andere Abzugsleitung (15) unten an das konische Unterteil (3) der Flotationszelle (1) angeschlossen ist.
5. Flotationszelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsleitung (11, 14) unterhalb des zentralen Schaumaustrages (10) als Rohr (11) ausgebildet ist, welches das Schaumaustragsrohr (10) mit Abstand umschließt.
6. Flotationszelle nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Rohr (10) ausgebildete Schaumaustrag oben mit einem zylinoerförmigen Rohrteil (17) versehen ist, das die Mündung (18) der als Rohr (11) ausgebildeten zentralen Abzugsleitung für die flotierte Trübe von oben her überdeckt.
7. Flotationszelle nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderförmige Rohrteil (17) zumindest bis unterhalb der Trübezuführungsöffnung (4) in der Seitenwandung im oberen Bereich (2) der Flotationszelle (1) reicht.