DE3918025A1 - Flotationsapparat - Google Patents

Description

Flotationsapparat, insbesondere zur Trennung von in Flüssigkeiten enthaltenen feinkörnigen Feststoffen, der im wesentlichen aus einer mit einer Trübe gespeisten, mit einer Begasungseinrichtung versehenen Flotationszel­ le mit Schaumüberlauf sowie mit einem Austritt für nicht durch die Begasung erfaßte Feststoffpartikel besteht.

Zur Schaumflotation von Feststoffen, beispielsweise aus Abwässern oder zum Sortieren von im Wasser suspendierten Mineralien, benötigt man bei Flotationsapparaten Bega­ sungseinrichtungen zur Erzeugung von Gasblasen, an wel­ che sich die auszubringenden Feststoffe anlagern.

Es entstehen dabei Gasblasen-Feststoff-Komplexe in einer Trübe, die in Flotationszellen bzw. sogenannten Trennge­ fäßen zum Aufschäumen gebracht werden.

Nach der DE-PS 24 20 482 sind für oben beschriebene Zwecke Begasungseinrichtungen bekannt, die innerhalb ei­ ner Trübe führenden Leitung parallel zur Trübeströmung verlaufende Begasungsflächen aufweisen, die u. a. Me­ tallfritten sein können. Die begaste Trübe wird an­ schließend einem Trenngefäß zugeführt, in dem sich an der Oberfläche die Schaumbildung vollzieht. Der Schaum läuft anschließend in eine Rinne über.

Eine ähnliche Begasungseinrichtung, allerdings mit Bläs­ chenerzeugern aus elastischem, porösen Kunststoff, bei­ spielsweise aus Niederdruckpolyäthylen sind in der DE-PS 31 11 506 beschrieben.

Der wesentliche Nachteil derartiger Begasungseinrichtun­ gen liegt darin, daß die Blasengröße nur durch konstruk­ tive Änderungen zu beeinflussen ist, und daß durch die engen Querschnitte der Begasungseinrichtung ein höherer Energiebedarf als bei der Begasungseinrichtung gemäß der Patentanmeldung erforderlich ist.

Die am meisten angewandten Flotationszellen werden über ein Rührwerk begast. Dabei wird sowohl durch den rotie­ renden Rührer das Ansaugen der Trübe und Luftmenge als auch das Verteilen von Luft und Feststoff in der Trübe gewährleistet. Außerdem erzeugt der Rührer die für die Anlagerung der Feststoffteilchen an die Luftblasen er­ forderlichen Bedingungen in Form einer geeigneten Dif­ ferenzgeschwindigkeit zwischen Feststoffteilchen und Luftbläschen durch hohe Turbulenzen im Rührwerksbereich, wo die Anhaftung der Feststoffteilchen an die Gasblasen bevorzugt erfolgt.

Gleichzeitig entstehen jedoch noch hohe Turbulenzen in dem für die Phasentrennung vorgesehenen Raum oberhalb des Rührers. Diese sind für die Phasentrennung hinder­ lich und bedeuten einen unnötigen Energieverbrauch. Sie führen außerdem zu einer Verringerung des Ausbringens, vor allem der gröberen Feststoffteilchen durch Abreißen von den Gasblasen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flota­ tionsapparat zu schaffen, der zur Anhaftung der Fest­ stoffteilchen eine gute Dispergierung von Gas- und Fest­ stoff in der Trübe mit geeigneten hohen Mikroturbulenzen im Hinblick auf ein optimales Ausbringen besitzt und bei dem die Art und Weise der Begasung schnellstmöglich eine für die Phasentrennung beruhigte Strömung ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Begasung ein im Boden einer Flotationszelle angeord­ neter und mit dem Boden für die einströmende Trübe einen Ringspalt bildender Rotationskörper vorgesehen ist, der mit einer Begasungsleitung verbunden und mit mindestens einer Gasaustrittsöffnung versehen ist.

Die Ausbildung der Flotationszelle und die Anordnung des Rotationskörpers sorgen für eine weitgehende räumliche Ausnutzung des gesamten Flotationsraumes durch eine räumliche Begrenzung der für die Anhaftung der Fest­ stoffteilchen an die Gasblasen günstigen Zone mit hoher Blasenverteilungsdichte und hohen Turbulenzen und einer für die Phasentrennung geeigneten Zone mit niedrigen Turbulenzen.

Ein besonderer Vorteil ist die Möglichkeit des Einbaues der Begasungseinrichtung in herkömmlichen Rührwerkszel­ len. Vorteilhaft sind weiterhin die Verstellbarkeit des Ringspaltes zur Anpassung an grob- und feinkörnige Fest­ stoffe sowie die Beeinflussung der Blasengröße durch un­ terschiedliche Drehgeschwindigkeiten des Rotationskör­ pers in Verbindung mit der Wählbarkeit des Querschnitts der Austrittsöffnungen.

Zur Erhöhung der Turbulenz kann der Rotationskörper und/oder die mit dem Rotationskörper einen Ringspalt bildende Bodenplatte, die lösbar mit dem Boden verbunden ist, mit einer aufgerauhten oder mit Rillen versehenen Oberfläche ausgerüstet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Verbesserung der Luftzufuhr und der Blasenverteilung in dem Ringspalt der Begasungseinrich­ tung u. a. aufgrund der Zwangsführung der Suspension und durch den hohen Blasenanteil in dem Ringspalt der Bega­ sungseinrichtung eine hohe Wahrscheinlichkeit der Anhaf­ tung von Feststoffteilchen an die Gasblasen erreicht wird. Durch die Verringerung der Turbulenzen in dem für die Phasentrennung vorgesehenen Raum wird außerdem eine bessere Selektivität und ein höheres Ausbringen des gröberen Korns erreicht. Da die Begasungseinrichtung ge­ mäß der Patentanmeldung einen wesentlich geringeren Energiebedarf als herkömmliche Flotationsrührwerke hat und die Wahrscheinlichkeit der Anhaftung der zu flotie­ renden Feststoffteilchen an die Gasblasen größer ist, wird der insgesamt erforderliche Energiebedarf und auch der erforderliche spezifische Raumbedarf verringert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird im folgenden näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flo­ tationsapparates in perspektivischer Ansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 Draufsicht und Seitenansicht im Schnitt eines Ausführungsbeispieles des Rotationskörpers und

Fig. 3 Draufsicht und Seitenansicht im Schnitt eines Ausführungsbeispiels der Bodenplatte.

Das in Fig. 1 in schematisierter Form und perspekti­ visch wiedergegebene Ausführungsbeispiel eines Flota­ tionsapparates weist eine kastenförmige Flotationszelle 1 auf, in deren Boden 2 unter Bildung eines Ringspaltes 4 ein Rotationskörper 3 angeordnet ist, der über eine als Begasungsleitung 6 ausgebildete Hohlwelle durch einen Antrieb in Drehung versetzbar ist. Die Breite des Ringspaltes 4 ist über die Höhenverstellbarkeit der den Rotationskörper 3 tragenden Begasungsleitung 6 beein­ flußbar. Der Antrieb ist derart regelbar, daß die Dre­ hung des Rotationskörpers 3 in der gewünschten Drehzahl erfolgen kann. Der Rotationskörper 3 weist in dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel eine kegelförmige Form auf, wie sie im Schnitt aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Begasung erfolgt zunächst über die als Hohlwelle ausgebildete Begasungsleitung 6 und die Zuführung 8 im Rotationskörper 3 und von da aus über die radial im Rotationskörper 3 angeordneten Austrittslei­ tungen 9. Die Austrittsleitungen 9 sind, wie das in Fi­ gur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Rotations­ körpers 3 zeigt, kreuzartig und übereinander verlaufend angeordnet.

Um innerhalb des Ringspaltes 4 zwischen Rotationskörper 3 und der umgebenden in der Fig. 3 dargestellten Bo­ denplatte 7 Gas optimal in die Trübe einbringen zu kön­ nen, sind andere Anordnungen und Ausbildungen von Aus­ trittsleitungen 9 vorstellbar.

Zur Beeinflussung der Bläschengröße sind die Enden der Austrittsleitung 9 mit unterschiedlichen Öffnungen 10 versehbar. Die dem Rotationskörper 3 angepaßte Bo­ denplatte 7 ist lösbar mit dem Boden 2 der Flotations­ zelle 1 verbunden.

Die als Ausführungsbeispiel in Fig. 1 wiedergegebene Flotationszelle 1 weist in einer Seitenwand zum Austrag der Resttrübe (Berge) und für die nicht an die Gasbläs­ chen gebundenen Feststoffpartikel einen horizontal ver­ laufenden Spalt 11 auf. Durch diesen Spalt 11 fließt die Resttrübe in eine Bergeaustragskammer 12 mit einem Über­ lauf 13, über welchen die Resttrübe in die Berge­ austragsleitung 14 ausgetragen wird. Weiterhin ist die Flotationszelle 1 mit einem Schaumüberlaufwehr 15 ver­ sehen. Die Einspeisung der Trübe geschieht über eine Trübeleitung 5 in den Ringspalt 4 zwischen Bodenplatte 7 und Rotationskörper 3.

Bezugszeichenliste

 1 Flotationszelle
 2 Boden
 3 Rotationskörper
 4 Ringspalt
 5 Trübeeinleitung
 6 Begasungsleitung
 7 Bodenplatte
 8 Luftzuführung
 9 Austrittsleitung
10 Austrittsöffnung
11 Berge-Austragsspalt
12 Berge-Austragskammer
13 Berge-Überlaufwehr
14 Berge-Austragsleitung
15 Schaum-Überlaufwehr

Claims (8)

1. Flotationsapparat, insbesondere zur Trennung von in Flüssigkeiten enthaltenen feinkörnigen Feststoffen, der im wesentlichen aus einer mit einer Trübe ge­ speisten, mit einer Begasungseinrichtung versehenen Flotationszelle mit Schaumüberlauf sowie mit einem Austritt für nicht durch die Begasung erfaßte Fest­ stoffpartikel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begasung ein im Boden (2) einer Flotationszelle (1) angeordneter und mit dem Boden (2) für die ein­ strömende Trübe einen Ringspalt (4) bildender Rota­ tionskörper (3) vorgesehen ist, der mit einer Bega­ sungsleitung (6) verbunden und mit mindestens einer Gasaustrittsöffnung (10) versehen ist.

2. Flotationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotationskörper (3) eine kegel- oder zylinderförmige oder eine andere zur Dis­ pergierung des Gases geeignete Form aufweist.

3. Flotationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trübeeinleitung (5) zentral un­ terhalb des Rotationskörpers (3) vorgesehen ist und die mit dem Rotationskörper (3) einen Ringspalt (4) bildende und der Form des Rotationskörpers (3) an­ gepaßte Bodenplatte (7) lösbar mit dem Zellenboden (2) verbunden ist.

4. Flotationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotationskörper (3) im Anschluß an die Begasungsleitung (6) mit einer zentralen Zu­ führung (8) und von der Zuführung (8) aus vorzugs­ weise mit mehreren radial verlaufenden beispiels­ weise kreuzartig in einer oder mehreren Ebenen an­ geordneten Austrittsleitungen (9) versehen ist.

5. Flotationsapparat nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Austrittsöffnun­ gen (10) an den Austrittsleitungen (9) zur Änderung der Blasengröße in Anpassung an den zu flotierenden Feststoff unterschiedlich ist.

6. Flotationsapparat nach den Ansprüchen 1 und 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (3) und/oder die mit dem Rotationskörper (3) einen Ringspalt bildende Bodenplatte (7) zusätzlich mit einer die Turbulenz erhöhenden beispielsweise auf­ gerauhten oder mit Rillen versehenen Oberfläche versehen werden kann.

7. Flotationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spaltbreite des Ringspaltes (4) z. B. über die Höhenverstellbarkeit des Rotations­ körpers variierbar ist.

8. Flotationsapparat nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit des Ro­ tationskörpers (3) über einen regelbaren Antrieb veränderbar ist.