DE3839371A1 - Einrichtung zur flotation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Flotation entspre­ chend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Ein­ richtung ist bekannt aus DE-PS 31 44 387. Bei dieser Einrichtung findet nach Austritt der Suspension aus dem als Mischstrecke dienenden Mischrohr eine relativ ungezwungene, aber auch regel­ lose Weiterströmung statt. Dadurch sind die Verhältnisse für eine gute Abtrennung der Schmutzbestandteile durch Luftblasen relativ schlecht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anbindung der Schmutzpar­ tikel an die Luftblasen und die Ausscheidung derselben durch die Luftblasen wesentlich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren darge­ stellten Ausführungsbeispiele erläutert, wobei

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Flo­ tationszelle in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Einzelheit hinsichtlich der Mischstrecke und Beruhigungsstrecke dazu,

Fig. 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform in der Draufsicht,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform im Querschnitt und

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform im Querschnitt darstellen.

Gemäß Fig. 1 wird eine Mischstrecke A durch ein zentrales Misch­ rohr 1 gebildet, dem die Suspension durch die Eintrittsöffnung 18 und die Luft durch das Luftrohr 19 zugeführt werden. Anstelle des Luftrohres 19 oder zusätzlich können auch Umfangsschlitze, die die Luft direkt aus der umgebenden Atmosphäre zuführen, oder die an eine Luftzuführleitung angeschlossen sind, sowie eine vorgeschaltete Blende vorgesehen sein. In allen Fällen wird eine Verengungsstelle gebildet, die das Mitreißen von Luft zwecks Bildung von Bläschen herbeiführen.

An die Mischstrecke A schließt sich nach Umlenkung durch den horizontalen Boden 24 eine Beruhigungsstrecke B an, in der sich der Schmutz an den Blasen sammelt und die wiederum von einem zylindrischen Behälter 2 gebildet wird, der das Mischrohr 1 kon­ zentrisch umgibt. Diese Beruhigungsstrecke B kann aber auch aus einem Behälter mit ellipsenförmigem Querschnitt oder einem poly­ gonalen Querschnitt bestehen. Bei der dargestellten Ausführungs­ form, bei der zwei Zellen, wie strichpunktiert angedeutet, raum­ sparend übereinander angeordnet sind, bietet aber die zylindri­ sche Form Vorteile, da man dann bestimmte Bauteile besser aus­ wechseln kann. Auch in strömungsmäßiger Hinsicht sind Vorteile hinsichtlich der Flotation zu sehen. Es schließt sich an die Beruhigungsstrecke, in der sich der Schmutz an den Blasen sam­ melt, eine Entlüftungsstrecke C an, die von einem flachen Behäl­ ter 4 gebildet wird. Die Länge dieses Behälters beträgt günstig zwischen 1 und 1,8, vorzugsweise zwischen 1,2 und 1,6 m. Die Strömungsgeschwindigkeit v in horizontaler Richtung in dieser Entlüftungsstrecke ist vorzugsweise kleiner als 1 bis 2 m/s und sollte sich aus folgender Beziehung ergeben: v kleiner/gleich 5 m/s · D/0,1 m, wobei D der Durchmesser des Mischrohrs 1 in m ist. Die Tiefe der Suspension in der Beruhigungsstrecke C sollte zwischen 10 und 35 cm betragen. Die Dimensionierung im Ein­ trittsbereich der Flotationszelle sollte so getroffen werden, daß der Durchmesser d ₂ des äußeren Zylinders 2 so groß ist, daß sich eine Entfernung von dessen Außenwand zu dem Mischrohr 1 von mindestens 5, besser 10 cm ergibt. So sollte die Geschwin­ digkeit in dem Mischrohr bei etwa 4 m/s liegen, während sie in dem Zylinder 2 (Beruhigungsstrecke B) zwischen 1 und 2 m/s be­ tragen sollte.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß mehrere Mischrohre 1′ kleineren Durchmessers in einem die Beruhigungsstrecke bildenden Zylinder 2 vorgesehen sein können. Der Durchmesser der Mischrohre 1′ sollte zwischen 5 und 8 cm liegen. Man kann damit die Blasener­ zeugung noch verbessern. Am anderen Ende der Flotationszelle befindet sich die Schaumrinne 6, die eine Überlaufkante auf­ weist, die von einem verstellbaren Wehr 7 gebildet wird. Der Abzugskanal 8 für die gereinigte Suspension befindet sich unter­ halb der Schaumrinne 6 und mündet in das Abzugsrohr 9. Strich­ punktiert ist jeweils ein Abzugsrohr 12 für den Flotations­ schlamm angedeutet, das an die Schaumrinne 6 angeschlossen ist.

Eine raumsparende Aufstellung mehrerer Flotationszellen ist, wie strichpunktiert angedeutet, gut möglich.

Fig. 3 und 4 zeigen eine sehr kompakte Anordnung, bei der meh­ rere Flotationszellen in nur einer Ebene gebildet sind. Hier kann man einen kreiszylindrischen Behälter mit einer am radialen Rand desselben umlaufenden Schaumrinne 14 vorsehen, wie in Fig. 4a angedeutet, jedoch kann man auch durch Trennwände 16, die radial verlaufen, einzelne Flotationszellen 17 abschotten, so daß man einen polygonalen Umfang der Gesamteinheit erhält, wie es in Fig. 4b für eine Viertelung und in Fig. 4c für eine Achte­ lung angedeutet ist. Man könnte auch einzelne Baueinheiten 17 für sich herstellen und diese dann auf der Baustelle zu der Ge­ samteinheit vereinigt aufstellen.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der durch abwechselnde spiegel­ bildliche Aufstellung der einzelnen Zellen die Gesamteinheit auch sehr raumsparend aufgestellt werden kann.

Durch die etwa kreissektorförmige Ausbildung dieser Flotations­ zellen nutzt man den verfügbaren Raum besonders geschickt aus, da im Anfangsbereich der Entlüftungsstrecke ein Übergangsbereich von der Beruhigungsstrecke her besteht, so daß hier ohnehin die Flotationswirkung noch nicht in so starkem Maße eintritt und man hier noch mit einem kleineren Gesamtquerschnitt - quer zur Strö­ mungsrichtung betrachtet - auskommen kann. Für die Abscheidung bzw. Absonderung der Blasen in eine Schaumrinne hinein ist dann der große Querschnitt in ausreichendem Maße vorhanden.

Es ist in Fig. 4b und Fig. 5 noch angedeutet, daß man auch sich radial erstreckende bzw. seitlich neben der Entlüftungsstrecke angeordnete Schaumrinnen 13 bzw. 13′ zusätzlich vorsehen kann. Dadurch wird erreicht, daß noch mehr Schaumbläschen mit dem an­ haftenden Schmutz abgeschieden werden können.

In Fig. 6 ist als weitere Einzelheit noch dargestellt, daß die Mischstrecke A und die Beruhigungsstrecke B auch in einer Rich­ tung aufeinanderfolgend angeordnet werden können. Dabei wird vorzugsweise auch die Mischstrecke von unten nach oben durch­ strömt. Wählt man einen Injektor der dargestellten Form, bei der der Ansaugtrichter 23 für die Luft nach unten offen ist und sich über einem Vorratsbehälter befindet, aus dem die Suspension mit­ tels Pumpe 25 hochgepumpt wird, wird erreicht, daß bei Abschal­ ten der Pumpe 25 sich die Flotationszelle in den Vorratsbehälter hinein entleert, was eine einfache Entleerungsmöglichkeit des Flotationsbehälters ergibt.

In Fig. 7 sind Mischstrecke A, Beruhigungsstrecke B und Entlüf­ tungsstrecke C in einem Behälter 27 mit ellipsenförmigem Quer­ schnitt angeordnet. Dabei wird der Boden von Beruhigungsstrecke B und Entlüftungsstrecke C von einem in den Behälter eingebauten Bodenblech 20 gebildet. Hierbei ist die Strömung in der Beruhi­ gungsstrecke im wesentlichen - wie durch die Pfeile angedeutet - steil nach oben gerichtet. Es können vorzugsweise mehrere, die Mischstrecke A bildende Rohre 1′ in einer zur Längsachse des Behälters 27 parallelen Reihe angeordnet werden, wobei dann der Durchmesser des Mischrohrs 1′ zwischen 2 und 8 cm, vorzugsweise 5 cm, beträgt. Der Behälter 27 kann auch sehr lang ausgebildet werden, so daß mehrere Flotationszellen durch Trennwände in die­ sem Behälter erzeugt werden können. Man hat hier den Vorteil, daß eine sehr große Schaumrinne am Grund des Behälters 27 durch die Trennwand 29 abgeteilt werden kann. Der Überlaufquerschnitt wird hier wieder von einem Wehr 22 gebildet, das durch die Betä­ tigungsstange 26 verstellt werden kann. Der Gutstoffauslaß ist durch das Rohr 21 gegeben.

Claims (19)

1. Flotationszelle mit mindestens einem Injektor für Trübe und Luft und einer nachgeschalteten, im wesentlichen vertikal angeordneten Mischstrecke und einer Entlüftungsstrecke, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Mischstrecke (A) und Ent­ lüftungsstrecke (C) eine Beruhigungsstrecke (B) geschaltet ist, daß die Strömung einlaßseitig in der Mischstrecke und der Beruhigungsstrecke zumindest im wesentlichen an den seitlichen, im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung der Trübe in der Entlüftungsstrecke liegenden Rändern der Beru­ higungsstrecke durch im wesentlichen senkrechte oder steil nach oben ragende Führungswände (1, 2) geführt ist, die im Randbereich auf einer Seite der Flotationszelle angeordnet sind, wobei die Beruhigungsstrecke (B) mindestens etwa den doppelten Strömungsquerschnitt aufweist wie die Mischstrecke (A) , entweder die gleiche oder die umgekehrte Strömungsrich­ tung wie in dieser herrscht, daß die Entlüftungsstrecke (C) sich im wesentlichen horizontal erstreckt, und die Strömung in der Beruhigungsstrecke (B) hauptsächlich steil nach oben gerichtet erfolgt.

2. Flotationszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen, der Mischstrecke (A) nahen Rand gegenüberliegen­ den Rand der Flotationszelle quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Entlüftungsstrecke ein Schaumabzugskanal (6) mit eintrittsseitiger Überströmkante (7) angeordnet ist.

3. Flotationszelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Tiefe der Entlüftungsstrecke (C) maximal 350 mm und minimal 60 mm beträgt.

4. Flotationszelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Entlüftungsstrecke (C) von einem Mittelbereich geringster Tiefe sich stetig zu einem Maximalwert erhöht.

5. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch einen Schaumabzugskanal (6) mit eintrittssei­ tiger Überströmkante (7) am Ende der Entlüftungsstrecke (C).

6. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstrecke (A) und die Beruhi­ gungsstrecke (B) durch seitlich deren Stromfäden allseits streng einschließende Leitwände (1, 2) begrenzt sind.

7. Flotationszelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände im wesentlichen vertikal angeordnete Zylinder (1, 2) mit kreisförmigem Querschnitt sind, deren Querschnitt bezüglich der Beruhigungsstrecke (B) mindestens etwa doppelt so groß wie der der Mischstrecke (A) ist.

8. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schaumrinnen (13) auch im wesentlichen parallel zur Strömung in der Entlüftungsstrecke (C) seitlich zu dieser angeordnet sind.

9. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswände (1) der Mischstrecke (A) radial innerhalb der Führungswände (2) der Beruhigungs­ strecke (B) angeordnet sind.

10. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl Injektoren bzw. Misch­ strecken (1′, A) zueinander parallelgeschaltet innerhalb einer Beruhigungsstrecke (B) oder einer Beruhigungsstrecke (B) vorgeschaltet, angeordnet sind, wobei dann der Durchmes­ ser des Mischrohrs (1′) zwischen 2 und 8 cm, vorzugsweise 5 cm, beträgt.

11. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn­ zeichnet durch eine im wesentlichen horizontale, im Abstand von weniger als 30 cm vom unteren Ende der Mischstrecke (1) vorhandene Umlenkwand (24) zur Beruhigungsstrecke (2) hin.

12. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswände (1, 2) von Misch­ strecke (A) und Beruhigungsstrecke (B) in einer Richtung aufeinander folgen.

13. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbeson­ dere 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Mischrohrs 0,02 m bis 0,08 m, bevorzugt 0,05 m, beträgt.

14. Flotationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine abwechselnd gegenläufige Zuordnung der Flotationszellen insbesondere deren Entlüftungs­ strecken (C).

15. Flotationseinrichtung oder Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch zentral angeordnete Injektoren und Mischstrecken (A), wobei der Flotationsbehäl­ ter als stehender, kreiszylinderförmiger oder zumindest ra­ dial außen einem Polygonzug entsprechender Ring ausgebildet ist, an dessen radial äußerem Rand sich mindestens eine Schaumrinne (14) befindet.

16. Flotationseinrichtung nach Anspruch 3 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie mittels strahlenförmig und radial sich erstreckenden Trennwänden (16) in einzelne Flotationszellen (17) aufgeteilt ist.

17. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekenn­ zeichnet durch eine in Strömungsrichtung zunehmende Breite der Entlüftungsstrecke (C), deren maximale Breite etwa gleich der Länge der Schaumabzugsrinne (6, 14) ist.

18. Flotationszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17, insbeson­ dere 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Mischrohrs ca. 0,02 m bis 0,08 m, bevorzugt 0,05 m, beträgt.

19. Flotationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Mischrohrs (1) am Austrittsende sternförmig abwechselnd ausgeweitet bzw. eingezogen ist.