DE3417327C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Trübeniveaus in einer Flotationszelle zur Schaumschwimmaufbereitung von feinkörnigen Stoffen, insbesondere von Kohle.

Aus der DE-OS 31 11 506 ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung 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 Zufüh­ rungsorganen 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 ver­ meiden, 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 verfahrens­ technisch und vorrichtungsmäßig zu vereinfachen und zu ver­ bessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flotierte Trübe in Abhängigkeit von der Trübezulaufmenge in die Flotationszelle zu einem Teil unterhalb des Schaumaus­ trages und zu einem Teil unten aus der Flotationszelle abge­ zogen 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 Schwan­ kungen der Trübeabführung in Abhängigkeit von der Trübezu­ laufmenge, so daß sich auf einfache Weise ohne elektronische Meß- und Regelvorrichtungen das Trübeniveau in der Flota­ tionszelle mechanisch bzw. hydraulisch selbst regelt, und daß ein bestimmtes Trübeniveau in engen Grenzen mit Sicher­ heit 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 Haupt­ ventil am Boden des Trenngefäßes ausgetragen werden, und nur die restliche Trübemenge, hier ca. 20%, an der Trübeober­ fläche 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 ermög­ licht. Durch den oberen zentralen Trübeabzug unterhalb des zentralen Schaumaustrages ist mit Sicherheit gewährleistet, daß keine wertstofftragenden Gasblasen mehr in der abzufüh­ renden flotierten Trübe enthalten sind.

In vorrichtungsmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Flotationszelle als zylindrisches und/oder konisches Gefäß ausgebildet ist, mit im oberen Bereich seit­ lich angeordneten Trübezuführungen, sowie zentralem Schaum­ austrag und im unteren Bereich mit getrennten Abzugsleitun­ gen für die flotierte Trübe. Hierdurch wird sehr vorteilhaft erreicht, daß der Schaumaustrag zentral ohne Störung bei gleichbleibendem Niveau der Trübe aus der Flotationszelle erfolgen kann, und daß die flotierte Trübe im unteren Be­ reich der Flotationszelle durch zumindest zwei getrennte Ab­ zugsleitungen in unterschiedlichen gewünschten Mengen abgezo­ gen 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 Abzugs­ leitung unten an das konische Unterteil der Flotationszelle angeschlossen ist. Hierdurch kann sehr vorteilhaft eine kon­ stante Menge z.B. 80% der Trübe unten aus dem 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 zentra­ len 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 Menge 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 die Mündung der als Rohr ausgebildeten zentralen Abzugsleitung für die flo­ tierte Trübe von oben her überdeckt. Hierdurch wird sehr vorteilhaft erreicht, daß kein Schaum an die Mündung der Trübeabzugsleitung gelangen und mit der Trübe ausgetragen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das zylinderförmige Rohrteil zumindest bis unterhalb der Trübezuführungsöffnung in der Seitenwandung des oberen Be­ reiches der Flotationszelle reicht. Dadurch, daß das zylin­ derförmige Rohrteil bis tief in die Flotationszelle hinein­ reicht, 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 Außenwan­ dung des zentralen Trübeaustragsrohres unter dem Rohrteil nach oben strömen und über die als Wehrkante dienende Mün­ dung nach innen und unten zwischen der Außenwandung des Schaumabzugsrohres und der Innenwandung des Trübeabzugsroh­ res 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 oder mehrere im zylindri­ schen Oberteil 2 der Flotationszelle 1 angeordnete Trübezu­ führungsöffnungen 4 strömt konditionierte d.h. mit Flota­ tionsreagenzien versetzte und begaste Trübe in die Flota­ tionszelle 1, vorzugsweise tangential, ein.

Die gemäß Pfeil 5 in der Trübezuführungsleitung 6 zuströmen­ de konditionierte Trübe wird in einer der Flotationszelle vorgeschalteten Begasungsvorrichtung 7 mit einem gasförmi­ gen Medium, vorzugsweise Luft, gemäß Pfeil 8 begast.

Im zylindrischen Teil 2 erfolgt die Trennung von feinen par­ tikeltragenden Gasbläschen und der die Abfallprodukte, hier z.B. Bergeteilchen enthaltenden Trübe. Mittig in der Flota­ tionszelle 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 an­ sammelnde 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 Hauptven­ til 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 zen­ tralen 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 unter­ halb 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 Trübeabzugslei­ tung 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 bei­ spielsweise mittels Ringdichtungen verschiebbar im äußeren Trübeabzugsrohr 11 und dem konischen Unterteil 3 der Flota­ tionszelle 1 angeordnet sein. Dadurch kann bei Konstanthal­ tung der Höhe der Mündung bzw. Wehrkante 18 des Trübeabzugs­ rohres 11 die Höhe des Schaumstandes 13 auf der Trübeober­ fläche 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 der erfindungsgemäßen Flotationszelle näher erläutern:

Um mit einer Flotationszelle gemäß der Erfindung 500 m³/h durchsetzen zu können, ist der äußere Durchmesser des Trenn­ gefäßes etwa mit 4000 mm zu bemessen. Trägt man den größeren Teil der Trübemenge von ca. 400 m³ über den unteren Trübe­ abzug 15 mit Hauptventil 16 aus und läßt 100 m³/h über die obere Wehrkante 18 ablaufen, so stellt sich auf die Wehrkan­ te 18 bezogen eine Überlaufhöhe 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 Gegen­ stand der Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dar­ gestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispiels­ weise die Flotationszelle auch einteilig konisch oder nur zylindrisch mit flachem Boden ausgebildet sein.

Claims (7)

1. Verfahren zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Trübeniveaus in einer Flotationszelle zur Schaumschwimmauf­ bereitung von feinkörnigen Stoffen, insbesondere von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die flotierte Trübe in Abhängig­ keit 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%, und der Teil des Trübeab­ zuges unterhalb des Schaumaustrages etwa 5 bis 40%, vor­ zugsweise ca. 20%, der Trübezulaufmenge beträgt.

3. Flotationszelle zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein zylindrisch und/oder konisch ausgebildetes Gefäß (1), mit im oberen Be­ reich (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 gekennzeich­ net, 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 ge­ kennzeichnet, daß die Abzugsleitung (11, 14) unterhalb des zentralen Schaumaustrages (10) als Rohr (11) ausgebildet ist, welches das Schaumaustragsrohr (10) mit Abstand um­ schließt.

6. Flotationszelle nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der als Rohr (10) ausgebildete Schaumaus­ trag oben mit einem zylinderförmigen 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) zumin­ dest bis unterhalb der Trübezuführungsöffnung (4) in der Seitenwandung im oberen Bereich (2) der Flotationszelle (1) reicht.