DE4031260A1 - Flotationsapparat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Aufarbei­ tung von Bodenschätzen und betrifft Vorrichtungen zur Auf­ bereitung mineralischer Stoffe durch Flotation der festen Teilchen der Wertstoffkomponente von Mineralien, und insbesondere einen Flotationsapparat.

Der vorgeschlagene Flotationsapparat kann erfolgreich zur Aufbereitung praktisch aller Bodenschätze verwendet werden, in denen die Wertstoffkomponente des Mineralstoffs in Form ausreichend feiner Einsprengungen vorhanden ist. Dazu gehören die Erze von Nichteisenmetallen, Schwarz- und Spurenmetallen, unvererzte Rohstoffe, Kohle und auch diamanthaltiger Mineralstoff.

Bei der Flotation eines Mineralstoffs muß dieser vor­ her bis zu solch einer Größe der festen Teilchen zerklei­ nert werden, bei der der Flotationsprozeß vonstatten gehen kann. Dabei ist die optimale Größe der festen Teilchen der Wertstoffkomponente, die in der Lage sind, aus der Masse der Flotationstrübe zu flotieren, für jede Mineralstoff­ art unterschiedlich und hängt in erheblichem Maße von der Dichte der Werkstoffkomponente des betreffenden Rohstoffs ab.

Beispielsweise bei Erzen, die mit Hilfe weit verbreiteter Flotationsapparate angereichert werden, beträgt die mittlere Teilchengröße gewöhnlich 0,01 bis 0,1 mm. Für diamanthaltigen Mineralstoff beträgt die optimale Größe der Teilchen, die sich aus der Masse der Flotationstrübe florieren lassen, nicht mehr als 0,5 mm.

Bei der Zerkleinerung des Mineralstoffs bis zur opti­ malen Größe der festen Teilchen kommt es zur Übermahlung der Einsprengungen der Werkstoffkomponente, deren Abmessungen größer sind als die obere Grenze der Flotationskorngröße oder nahe an die optimale Stückgröße herankommen. Eine Verringerung der Stückgröße der festen Teilchen der Wert­ stoffkomponente verringert bekanntlich ihren Wert. Besonders erheblich sind die Wertverluste beim Übermahlen von diamanthaltigem Mineralstoff.

Es ist erwähnenswert, daß ein großer Teil der Gesamt­ kosten für die Aufbereitung von mineralischen Stoffen auf deren Zerkleinerung entfällt, und zwar betragen diese Kosten bis 40% der Gesamtkosten für die Aufarbeitung des Rohstoffs.

Aus diesem Grund hat die Erweiterung der oberen Grenze der Stückgröße der Teilchen von in Flotationsapparaten anzureichernden Mineralstoffen große Bedeutung. Dabei steigt erheblich die Leistung der für die Zerkleinerung des Mineral­ stoffs verwendeten Ausrüstungen. So steigt z. B. bei Erhöhung der oberen Grenze der Teilchengröße von 0,2 auf 0,3 mm die Leistung von Kugelmühlen etwa um 30%. In einzelnen Fällen lassen sich Konzentrate mit gröberer Körnung nach­ folgend besser verarbeiten. Große Diamantkristalle sind wesentlich wertvoller als kleine.

Die obere Grenze der Stückgröße fester Teilchen der Wertstoffkomponente von Mineralstoffen, die sich aus der Masse der Flotationstrübe bei der Anreicherung des Mineral­ stoffs in bekannten Flotationsapparaten flotieren lassen, beträgt für diamant­ haltigen Mineralstoff nicht mehr als 1 mm.

Neben herkömmlichen Flotationsapparaten, in denen die Flotation der festen Teilchen des Mineralstoffs aus der Masse einer in die Kammer für den Umlauf der Flotationstrübe geleiteten belüfteten Flotationstrübe erfolgt, existieren Schaumflotationsapparate, in denen die festen Teilchen des Mineralstoffs an die Oberfläche der Schaumschicht der Flota­ tionstrübe gebracht werden. Da die Schaumschicht der Flota­ tionstrübe auch noch feste Teilchen der Wertstoffkomponente sicher halten kann, deren Abmessungen zweimal größer sind als die Abmessungen der festen Teilchen der Wertstoff­ komponente dieses Rohstoffs, die sich aus der Masse der Flotationstrübe flotieren lassen, ist es ökonomisch am zweckmäßigsten, kombinierte Flotationsapparate zu verwenden.

Es ist ein Flotationsapparat bekannt (SU-A 7 59 141), in dessen Schaumkonzentrat die obere Grenze der festen Teilchen eines diamanthaltigen Mineralstoffs 2 mm erreicht. Dieser Flotationsapparat enthält eine senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer für den Kreislauf der Flotations­ trübe mit einem kegelförmigen Boden, über der ein Trichter für die Zuführung der Flotationstrübe angeordnet ist. Der obere Abschnitt der Kammer für den Kreislauf der Flotations­ trübe stellt eine Rohrmuffe dar, in deren Grundfläche ein ringförmiger Kamm befestigt ist, dessen Schlitze zwischen den Zähnen dem Aussieben der festen Teilchen des Feinguts des mineralischen Stoffs dienen, der sich aus der Masse der belüfteten Flotationstrübe flotieren läßt. Zwischen dem Trichter für die Zuführung der Flotationstrübe und dem oberen Rand der Kammer ist ein Segnerrad angebracht, bei dessen Rotation die Flotationstrübe über die Schaufeln des Segnerrads strömt und zu den Wänden der Rohrmuffe auf die Ober­ fläche des ringförmigen Kamms geschleudert wird. Die festen Teilchen der Grobfraktion der Wertstoffkomponente des Mineral­ stoffs werden dabei an der Oberfläche des Kamms aufge­ halten und auf die Oberfläche der Schaumschicht getragen, während die festen Teilchen des Feinguts der Wertstoff­ komponente dieses Mineralstoffs zusammen mit der flüssigen Phase der Flotationstrübe durch die Schlitze des Kamms ins Innere der Kammer gelangen, aus der die festen Teilchen der Wertstoffkomponente in die gleiche Schaumschicht flotieren.

In diesem Flotationsapparat sind jedoch die festen Teilchen des Mineralstoffs der Grobfraktion ungleichmäßig über die Oberfläche des Kamms verteilt, weil sie sich an den Austrittsstellen der Flotationstrübe aus den Schaufeln des Segnerrads ansammeln. Dabei kann ein Teil der festen Teilchen der Wertstoffkomponente der Grobfraktion ins Innere der Kammer mitgerissen werden und geht somit unwiederbring­ lich verloren.

Es ist auch ein Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen bekannt (SU-A 11 83 180), der eine gleichmäßigere Verteilung der festen Teilchen des Mineralstoffs der Grobfraktion über die Oberfläche der Schaumschicht der Flotationstrübe ermöglicht und der eine senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer für den Kreislauf der Flotations­ trübe mit einem kegelförmigen Boden, an dem ein Stutzen für die Zuleitung der Flotationstrübe, die die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthält, und ein Stutzen zum Aus­ tragen des tauben Gesteins befestigt ist, eine ringförmige Rinne zum Auffangen des Schaumkonzentrats, die am oberen Teil der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe befestigt ist, eine Gruppe kegelförmiger Schüsse, die in der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe auf deren Achse und mit gleichem Abstand voneinander über die Höhe der Kammer verteilt sind, deren Höhe und Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen zu ihren Drehachsen im wesentlichen gleich sind und deren Grundflächen mit dem größeren Druchmesser zum oberen Teil der Kammer hin gerichtet sind und im wesentlichen in einer außerhalb der kegel­ förmigen Schüsse gelegenen kegelförmigen Fläche liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen kleineren Neigungs­ winkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse, eine Gruppe Belüfter der Flotationstrübe, die an den Wänden der Kammer für den Kreis­ lauf der Flotationstrübe befestigt sind, und eine über der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe angebrachte Vorrichtung für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs aufweist.

In diesem Flotationsapparat enthält die Vorrichtung für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs auf die Oberfläche der Schaumschicht einen dreh­ bar montierten Teller mit kegelförmiger Außenfläche, die als Leitfläche für die Flotationstrübe mit den festen Teilchen dient und mit ihrer Grundfläche mit dem größeren Durchmesser zur Oberfläche der Schaumschicht gerichtet ist. Im Innern des Behälters ist ein Zwischenbe­ hälter aufgestellt, durch dessen unter dem Außenrand des Tellers gelegene schlitzartige, ringförmige Öffnung die Druckluft entweicht.

Solch eine konstruktive Ausführung der Vorrichtung für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineral­ stoffs bewirkt eine ausreichend gleichmäßige Verteilung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs über die Oberfläche der Schaumschicht. In die Kammer für den Kreis­ lauf der Flotationstrübe wird jedoch zusammen mit den festen Teilchen des Mineralstoffs auch die gesamte flüssige Phase der Flotationstrübe geleitet, die eine erhebliche Menge fett­ artiger Stoffe mit schaumdämpfenden Eigenschaften enthält, die die Schaumschicht zerstören, wodurch diese teilweise ihre Fähigkeit verliert, die festen Teilchen der Werkstoffkomponente der Grobfraktion des Mineralstoffs zu halten. Dabei ist in der Regel die Gesamtmenge der fettartigen Stoffe mindestens um eine Größenordnung größer als die zum Benetzen der in diesem Mineralstoff enthaltenen festen Teilchen der Wert­ stoffkomponente benötigte Menge.

Außerdem ist solch eine Vorrichtung für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs ziemlich kompliziert in ihrer konstruktiven Ausführung. Es ist auch erwähnenswert, daß der Hauptteil der fettartigen Stoffe der Flotationstrübe zusammen mit dem Schaumkonzen­ trat aus der Kammer entfernt wird, bei der weiteren Verar­ beitung des Konzentrats sich im Umlaufwasser ansammelt und ein Teil davon unvermeidlich im Haldengut verlorengeht, was des öfteren zu Umweltverschmutzungen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flotations­ apparat mit solch einer Vorrichtung für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs zu entwickeln, die bei einfacher konstruktiver Aus­ führung das Einbringen eines Überschusses von fettartigen Stoffen mit schaumdämpfenden Eigenschaften in die Ober­ fläche der Schaumschicht der Flotationstrübe verhindert und somit den Prozentsatz der Ausbringung von groben Teilchen der Werkstoffkomponente des Mineralstoffs erhöht.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen, der eine senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe mit einem kegelförmigen Boden, an dem ein Stutzen für die Zuleitung der Flotations­ trübe, die die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs ent­ hält, und ein Stutzen zum Austragen des tauben Gesteins ange­ schlossen ist, eine ringförmige Rinne zum Auffangen des Schaum­ konzentrats, die am oberen Teil der Kammer für den Kreis­ lauf der Flotationstrübe befestigt ist, eine Gruppe kegel­ förmiger Schüsse, die in der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe auf deren Achse und mit gleichem Abstand von­ einander über die Höhe der Kammer verteilt sind, deren Höhe und Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen zu ihren Drehachsen im wesentlichen gleich sind und deren Grundflächen mit dem größeren Durchmesser zum oberen Teil der Kammer hin gerichtet sind und im wesentlichen in einer außerhalb der kegelförmigen Schüsse gelegenen kegel­ förmigen Fläche liegen, deren Erzeugende mit ihrer Dreh­ achse einen kleineren Neigungswinkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse, eine Gruppe Belüfter der Flotationstrübe, die an den Wänden der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe befestigt sind, und eine über der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe abgebrachte Vorrichtung für die Zufüh­ rung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs vor­ sieht, erfindungsgemäß die Vorrichtung für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs in Form eines Hydrozyklons mit wenigstens einem tangential am zylind­ rischen Gehäuse des Hydrozyklons angebrachten Stutzen für die Zuleitung der die Teilchen der Grobfraktion des Mineral­ stoffs enthaltenden Flotationstrübe und einem tangential über dem Stutzen für die Zuleitung der die Teilchen der Grobfrak­ tion des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe ange­ brachten Stutzen für die Ableitung der flüssigen Phase der Flotationstrübe, der mit einem im kegelförmigen Boden befestigten Stutzen für die Zuleitung der die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe ver­ bunden ist, ausgeführt ist.

Im erfindungsgemäßen Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen, in dem als Vorrichtung für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs ein Hydrozyklon einfacher Konstruktion eingesetzt wird, der mit Hilfe einer Rohrleitung mit einem Stutzen für die Zuleitung der die festen Teilchen des Feinguts des Mineral­ stoffs enthaltenden Flotationstrübe verbunden ist, gelangt der Überschuß der im freien Zustand in der Flotations­ trübe befindlichen fettartigen Stoffe nicht an die Oberfläche der Schaumschicht, erhält somit deren Beständigkeit und wird aus dem zylindrischen Gehäuse des Hydrozyklons zusammen mit der flüssigen Phase der Flotationstrübe entfernt und gelangt ins Innere der Kammer durch Stutzen für die Zuleitung der die festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs ent­ haltenden Flotationstrübe. Der Prozentsatz der Wertstoff­ ausbringung im erfindungsgemäßen Flotationsapparat zur Auf­ bereitung von Mineralstoffen erreicht 98%. Die Menge des für den Betrieb dieses Flotationsapparats notwendigen fett­ artigen Stoffs verringert sich auf weniger als ein Drittel im Vergleich zu der in dem bekannten Flotationsapparat ver­ wendeten Menge.

Ein wichtiger Vorzug des erfindungsgemäßen Flotations­ apparats besteht darin, daß er ökologisch sauberer ist als der bekannte Flotationsapparat.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung einer konkreten Ausführungsvariante und beiliegender Zeichnungen erläutert; in diesen zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Flota­ tionsapparats (teilweise im Längsschnitt);

Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie II-II aus der Fig. 1 im vergrößerten Maßstab.

Der Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineral­ stoffen enthält eine zylindrische Kammer 1 (Fig. 1) für den Kreislauf der Flotationstrübe mit einem kegelförmigen Boden 2. Die zylindrische Kammer 1 steht senkrecht auf einem Rahmen 3 mit Hilfe von Auflageelementen 4, die starr mit dem Rahmen 3, beispielsweise durch Schweißen verbunden sind.

Am kegelförmigen Boden 2 ist ein Stutzen 5 für die Zuleitung der die festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe befestigt. Die Austrittsöffnung des Stutzens 5 liegt auf der Achse O der Kammer 1.

Die Abmessungen der festen Teilchen des Mineralstoffs in der Flotationstrübe hängen bekanntlich von der Dichte der Wertstoffkomponente des anzureichernden Mineralstoffs ab, und für jede Mineralstoffart sind die Grenzen der Stückgröße der Teilchen unterschiedlich.

Bekanntlich sind auch die Zusammensetzungen und der prozentuale Anteil der Reagenzien in der Flotationstrübe für jede Mineralstoffart unterschiedlich.

In der Regel liegen die Abmessungen der festen Teilchen in der Flutationstrübe von diamanthaltigem Rohstoff mit bekannten Zusammensetzungen, die in bekannten Flotations­ apparaten verwendet werden, in den Grenzen von 0,1 bis 1 mm.

Auf dem kegelförmigen Boden 2 ist auch ein Stutzen 6 zum Austragen des tauben Gesteins befestigt.

Am oberen Teil der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations­ trübe ist eine ringförmige Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats befestigt, in die das Schaumkonzentrat aus der Kammer 1 überläuft. Die ringförmige Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats wird vom oberen Abschnitt der Kammer 1 und einem zylindrischen Schuß gebildet, der von außen an der Kammer 1 und koaxial zu ihr befestigt ist. Im Boden der Rinne 7 befinden sich Stutzen 8 zum Ablassen des Schaumkonzentrats.

Im Innern der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations­ trübe sind auf ihrer Achse eine Gruppe kegelförmiger Schüsse 9 untergebracht. Die kegelförmigen Schüsse 9 haben gleiche Höhe h, die 100 bis 150 mm betragen kann. Die Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse 9 zu ihren Drehachsen sind bei allen kegelförmigen Schüssen 9 eben­ falls gleich und betragen 15 bis 30°.

Die kegelförmigen Schüsse 9 haben im wesentlichen gleichen Abstand "a" voneinander auf der gesamten Höhe der zylindrischen Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe. Dieser Abstand a hängt von den Abmessungen der festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs ab und beträgt 3 bis 10 r, wobei r den mittleren Durchmesser der Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs bezeichnet.

Dabei sind die Durchmesser der Grundflächen benachbarter kegelförmiger Schüsse 9 unterschiedlich und vergrößern sich vom unteren zum oberen kegelförmigen Schuß 9. Alle kegel­ förmigen Schüsse 9 sind mit ihren Grundflächen, die einen größeren Durchmesser D haben, zum oberen Teil der Kammer 1 hin gerichtet und mit den Grundflächen mit dem kleineren Durchmesser d - zum kegelförmigen Boden 2 der Kammer 1 hin. Alle Grund­ flächen der kegelförmigen Schüsse 9 mit dem größeren Durchmesser D liegen im wesentlichen auf einer kegelförmigen Fläche P, die außerhalb der kegelförmigen Schüsse 9 verläuft. Das bedeutet, daß der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Fläche P zu ihrer Rotationsachse um 5 bis 10° kleiner ist als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse 9, er kann also 10 bis 25° betragen. Dabei ist bei zwei benachbarten kegelförmigen Schüssen 9 der Durchmesser D der größeren Grundfläche des tiefer liegenden Schusses 9 größer als der Durchmesser d der kleineren Grundfläche des höher liegenden Schusses 9.

Der Durchmesser d der kleineren Grundfläche des unter­ sten kegelförmigen Schusses 9 beträgt, 1,5 bis 2 Durchmesser der Austrittsöffnung des Stutzens 5 für die Zuleitung der die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthaltenden Flotations­ trübe. Zwischen dem untersten kegelförmigen Schuß 9 und dem oberen Rand des Stutzens 5 besteht ein Zwischenraum, dessen Höhe H₁ 0,7 bis 1,0 d beträgt.

Zwischen dem obersten kegelförmigen Schuß 9 und dem oberen Rand der Kammer 1 besteht ein Zwischenraum, dessen Höhe H₂ 200 bis 300 mm beträgt. Dieser Zwischenraum verringert die Verwirbelung der Ströme der Flotationstrübe in ihren oberen Schichten.

Die Anzahl der kegelförmigen Schüsse 9 hängt von der Höhe der zylindrischen Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations­ trübe ab. Die in Fig. 1 abgebildete Variante eines Flotations­ apparats enthält vierzehn kegelförmige Schüsse 9.

Der Flotationsapparat enthält auch eine Gruppe Belüfter 10 der Flotationstrübe, deren röhrenförmige Gehäuse von außen an den Wänden der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations­ trübe in ihrem unteren Teil befestigt sind. Als Belüfter 10 der Flotationstrübe können beliebige bekannte Belüfter verwendet werden, die ins Innere der Kammer 1 einen gerichteten Stroms einer belüfteten Flüssigkeit entlang der im röhren­ förmigen Gehäuse des Belüfters 10 ausgeführten axialen Öffnung leiten. Die Anzahl der Belüfter 10 der Flotationstrübe hängt vom Volumen der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations­ trübe ab. Ihre Anzahl muß so festgelegt werden, daß die Verteilung der Luftbläschen einigermaßen im gesamten Raum der Kammer 1 gleichmäßig ist. Dabei sind die röhrenförmigen Gehäuse der Belüfter 10 in zwei Reihen auf zwei Kreislinien ange­ ordnet, die verschiedener Höhe der Kammer 1 liegen. In jeder Reihe befindet sich eine gerade Anzahl Belüfter 10 mit gleichem Abstand voneinander. In der hier beschriebenen Variante eines Flotationsapparats sind sechszehn Belüfter 10 verwendet worden, je acht Belüfter 10 in einer Reihe. Dabei liegen die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der Belüfter 10 paarweise in radialen Ebenen der zylindrischen Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe und bilden einen spitzen Winkel γ mit ihrer Achse O. Dieser Winkel beträgt gewöhnlich 60 bis 30°.

Am Rahmen 3 ist außerhalb des kegelförmigen Bodens 2 ein ringförmiger Rohrkollektor 11 für die Zuleitung von Flüssig­ keit befestigt, der über ein senkrecht aufgestelltes Rohr 12 mit einer Flüssigkeitsquelle (in Fig. 1 nicht abgebildet) ver­ bunden ist, in der die Flüssigkeit unter einem Druck von 2 bis 2,5 atm steht. Der Rohrkollektor 11 ist entsprechend der Anzahl der Belüfter 10 der Flotationstrübe mit Stutzen 13 ver­ sehen, an die je ein biegsamer Schlauch 14 angeschlossen ist, dessen anderes Ende mit dem röhrenförmigen Gehäuse je eines der Belüfter 10 verbunden ist. Das Rohr 12 hat in seinem unteren Teil ein Absperrventil 15.

An der Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats ist ein ringförmiger Rohrkollektor 16 für die Zuführung von Druck­ luft zu den Belüftern 10 der Flotationstrübe befestigt, der mit Hilfe eines Stutzens 17 mit einer Druckluftquelle (in der Fig. 1 nicht abgebildet) verbunden ist. Der Druck der Druckluft im Kollektor 16 ist um 0,1 bis 0,2 atm geringer als der Druck der Flüssigkeit im Kollektor 11. Am Stutzen 17 ist ein Absperrventil 18 angeordnet.

Die Abmessungen der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs sind wenigstens zweimal größer als die Abmessungen der Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs. Für diamanthaltigen Mineralstoff betragen die Abmessungen der festen Teilchen der Grobfraktion 0,8 bis 2 mm. Für andere Mineralstoffarten sind die Abmessungen der festen Teilchen der Grobfraktion zur Dichte der Teilchen der Wertstoffkomponente der betreffenden Mineralstoffarten proportional.

Der Rohrkollektor 16 für die Zuleitung von Druckluft ist entsprechend der Anzahl der Belüfter 10 mit Stutzen 19 versehen, an die je ein biegsamer Schlauch 20 angeschlossen ist, dessen anderes Ende mit dem röhrenförmigen Gehäuse je eines der Belüfter 10 der Flotationstrübe verbunden ist.

Der Flotationsapparat enthält auch eine Vorrichtung 21 für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineral­ stoffs in Form eines Hydrozyklons. Das zylindrische Gehäuse 22 des Hydrozyklons ist über der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe auf ihrer Achse O aufgestellt und an einem Rahmen 23 befestigt, der starr, beispielsweise durch Schweißen, mit der Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats verbunden ist.

Das zylindrische Gehäuse 22 des Hydrozyklons hat einen Trichter 24 zur Ableitung der festen Teilchen des Mineral­ stoffs auf der Achse des Gehäuses 22 und wenigstens einen tangential angebrachten Stutzen für die Zuleitung der die festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe. In der in Fig. 1, 2 abgebildeten Variante eines Flotationsapparats hat der Hydrozyklon zwei Stutzen 25 (Fig. 2), deren Achsen im wesentlichen in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Achse des Gehäuses 22 verläuft, und parallel zueinander sind.

Der Hydrozyklon enthält außerdem einen am zylindrischen Gehäuse 22 befestigten Stutzen 26 zur Ableitung der flüssigen Phase der Flotationstrübe, der tangential über den Stutzen 25 für die Zuleitung der Flotationstrübe angebracht ist. Die Aus­ trittsöffnung des Stutzens 26 für die Ableitung der flüssigen Phase der Flotationstrübe zeigt in Bewegungsrichtung der Flotationstrübe im Hydrozyklon, die in Fig. 1, 2 durch Pfeile angedeutet ist.

Zwischen den Stutzen 25 (Fig. 1) und 26 ist im Gehäuse 22 des Hydrozyklons ein Flansch 27 mit einer axialen Öffnung installiert, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Gehäuses 22 des Hydrozyklons ist.

Zwischen dem Trichter 24 des Hydrozyklons und dem ober­ sten kegelförmigen Schuß 9 ist ein Teller 28 angeordnet, der an einem ablenkenden kegelförmigen Element 29 befestigt ist.

Die zum Trichter 24 gerichtete Fläche des Tellers 28 ist mit einem verschleißfesten Stoff ausgekleidet und trichter­ förmig ausgebildet, wodurch eine stoßfreie Zufuhr der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs auf die Schaumschicht der Flotationstrübe gewährleistet wird.

Die andere, zu den kegelförmigen Schüssen 9 gerichtete Fläche des Tellers 28 ist durch Schweißung mit dem ablenken­ den kegelförmigen Element 29 verbunden. An dem ablenkenden kegelförmigen Element 29 sind auch vier Rippen 30 befestigt, auf denen die sechs oberen kegelförmigen Schüsse 9 aufliegen. Die zwölf tiefer liegenden kegelförmigen Schüsse 9 liegen auf vier Zwischenwänden 31 auf, die in der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe aufgestellt sind und auf Konsolen 32 stehen, die starr an den Wänden der Kammer 1 befestigt sind.

Der Stutzen 26 für die Ableitung der flüssigen Phase der Flotationstrübe steht mit dem mit dem Boden 2 verbundenen Stutzen 5 für die Zuleitung der die Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe in Verbindung.

An den Stutzen 5 ist ein Zwischenstutzen 33 angeschlossen, der mit einer Quelle der Flotationstrübe (in Fig. 1 nicht abgebildet) und mit einer Vorrichtung 34 für die Zuleitung der belüfteten Flüssigkeit verbunden und auf beliebig bekannte Weise ausgeführt ist. Der Zwischenstutzen 33 ist auch mit einem Ende eines senkrecht aufgestellten Rohrs 35 verbunden, dessen anderes Ende mit dem Stutzen 26 für die Ableitung der flüssigen Phase der Flotationstrübe in Verbindung steht. Zur Reinigung des Stutzens 5 ist in ihm ein Entleerungsstutzen 36 vorgesehen.

Der erfindungsgemäße Flotationsapparat funktioniert folgendermaßen.

Zuerst wird die Kammer 1 (Fig. 1) für den Kreislauf der Flotationstrübe mit Wasser und Schaumbildner, der Bestandteile der Flotationstrübe ist, gefüllt, die gleichzeitig durch den Stutzen 5 für die Zuleitung der Flotationstrübe, durch den Zwischenstutzen 33, die Vorrichtung 34 für die Zuleitung der belüfteten Flüssigkeit und durch die Belüfter 10 der Flotations­ trübe zugeleitet wird. Gleichzeitig wird durch den Stutzen 17 in den ringförmigen Kollektor 16 für die Druckluftzu­ fuhr Druckluft zugeführt, die durch die an den Stutzen 19 ange­ schlossenen biegsamen Schläuche 20 zu den Belüftern 10 der Flotationstrübe geleitet wird.

Dem ringförmigen Kollektor 11 für die Zuleitung von Flüssigkeit wird unter Druck durch das senkrechte Rohr 12 Flüssigkeit zugeführt, die aus dem Kollektor 11 durch die Stutzen 13 und die biegsamen Schläuche 14 zu den Belüftern 10 der Flotationstrübe geleitet wird. Dabei wird visuell die Funktion der Belüfter 10 kontrolliert, ob belüftete Flüssigkeitsstrahlen aus ihren Austrittsöffnungen treten.

Wenn die Kammer 1 mit Schaumbildner versetztem Wasser und belüfteter Flüssigkeit gefüllt ist, entsteht an der Oberfläche der flüssigen Phase der Flotationstrübe eine beständige Schaumschicht der Flotationstrübe, die, sobald sie den oberen Rand der Kammer 1 erreicht, über den oberen Rand der Kammer 1 in die Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats überläuft.

Danach wird der Zufluß des Wassers mit dem Schaumbildner so geregelt, daß die Schaumschicht nahe an den oberen Rand der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe her­ anreicht. Dabei fließt ein Teil der in der Kammer 1 geleiteten Flüssigkeit ununterbrochen aus dem Stutzen 6 für das Aus­ tragen des tauben Gesteins. Danach beginnt die Zuleitung der Flotationstrübe durch den Stutzen 5 in die Kammer 1, die Teil­ chen des Feinguts des Mineralstoffs enthält, die sich aus der Masse der belüfteten Flotationstrübe flotieren lassen.

Gleichzeitig beginnt durch die Stutzen 25 die Zufuhr der die festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe in das zylindrische Gehäuse 22 des Hydrozyklons 21.

Im zylindrischen Gehäuse 22 des Hydrozyklons wird der Strom der Flotationstrübe verdrallt, wobei die festen Teilchen unter Einwirkung der Fliehkräfte an die Wände des zylindrischen Gehäuses 22 geschleudert und dann durch den Trichter 24 auf die trichterförmige Fläche des Tellers 28 gelangen. Der Flansch 27 mit der axialen Öffnung, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Gehäuses 22 des Hydrozyklons ist, verhindert das Wegtragen der festen Teilchen der Grob­ fraktion des Mineralstoffs zusammen mit der flüssigen Phase der Flotationstrübe, die durch den Stutzen 26 aus dem Hydro­ zyklon entfernt wird. Auf dieser Fläche verlieren die festen Teilchen ihre Geschwindigkeit und werden gleichmäßig über die Oberfläche der Schaumschicht der Flotationstrübe ver­ teilt. Dabei werden die mit einem Flotationsmittel behandelten Teilchen der Grobfraktion der Wertstoffkomponente in der Schaumschicht aufgehalten und fließen in die Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats, während das taube Gestein auf den Boden 2 der Kammer 1 sinkt und durch den Stutzen 6 aus der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe ent­ fernt wird. Die flüssige Phase der Flotationstrübe und ein Teil der feinen Teilchen des Mineralstoffs gelangen in den oberen Teil des zylindrischen Gehäuses 22 des Hydrozyklons durch die Öffnung im Flansch 27 und werden dann aus dem Hydrozyklon durch den Stutzen 26 entfernt. Die flüssige Phase der Flotationstrübe, die einen Überschuß an fettartigen Stoffen enthält, gelangt durch das Rohr 35, den Stutzen 33 und den Stutzen 5 in die Kammer 1.

Das Ableiten der fettartigen, schaumdämpfenden Stoffe zusammen mit der flüssigen Phase der Flotationsstrübe aus dem zylindrischen Gehäuse 22 des Hydrozyklons beeinträchtigt nicht die Beständigkeit der Schaumschicht und deren Trag­ fähigkeit, wodurch der Grad der Ausbringung der groben Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs zunimmt. Die Verwendung des Hydrozyklons gewährleistet dabei eine gleichmäßigere Verteilung der festen Teilchen über die Ober­ fläche der Schaumschicht.

Infolge der Rückführung der Flotationstrübe aus dem Innenraum des Hydrozyklons in die Kammer 1 kann man die Gesamtmenge der benötigten Flotationstrübe verringern, deren Bestandteile der Umwelt verschmutzen können.

Bei der Zuführung entlang der Achse der Kammer 1 eines Stroms der belüfteten Flotationstrübe, die Teilchen des Fein­ guts des Mineralstoffs enthält, haften an den Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs Luftbläschen an, die ununterbrochen in die Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations­ trübe durch die Belüfter 10 und die Vorrichtung 34 für die Zuleitung einer belüfteten Flüssigkeit eingeführt werden.

Der Strom der belüfteten Flotationstrübe steigt nach oben entlang der Achse O der Kammer 1 vor allem im Innern der kegelförmigen Schüsse und reißt die festen Teilchen des Mineralstoffs mit sich. Je höher der Strom kommt, um so mehr erweitert er sich und wird gebremst, seine Verwirbelung sinkt. Der nach oben steigende Strom der belüfteten Flotationstrübe wird durch die Belüfter 10 der Flotationstrübe ständig mit Luftfläschen gesättigt. Im oberen Teil der Kammer 1 wird durch das ablenkende kegelförmige Element 29 die Bewegungs­ richtung des Stroms in Richtung zur Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats hin geändert. In der gleichen Richtung bewegt sich die obere Schaumschicht, die das Schaumkonzen­ trat enthält und ununterbrochen in die Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats überläuft. Ein Teil der festen Teilchen des Mineralstoffs gelangt in die Zwischenräume zwischen den kegelförmigen Schüssen 9. Außerhalb der kegelförmigen Schüsse 9 steigen die Teilchen der Wert­ stoffkomponente mit den anhaftenden Luftbläschen nach oben zur Schaumschicht, während die Teilchen des tauben Gesteine nach unten auf den kegelförmigen Boden 2 sinken und durch den Stutzen 6 zum Austragen des tauben Gesteins aus der Kammer 1 entfernt werden.

Außerhalb der Schüsse 9 vollzieht sich die Flotation der festen Teilchen der Werkstoffkomponente im Gegenstrom. Das bedeutet, daß sich die Luftbläschen und die Teilchen des Mineralstoffs in entgegengesetzten Richtungen bewegen.

Dadurch steigen die Teilchen der Werkstoffkomponente des Mineralstoffs ununterbrochen nach oben zur Schaumschicht, halten sich in dieser Schicht, fließen in die Rinne 7 zum Auffangen des Schaumkonzentrats und aus ihr durch die Stutzen 8 zur weiteren Verarbeitung.

Das im erfindungsgemäßen Flotationsapparat anfallende Schaumkonzentrat enthält die Wertstoffkomponente des Mineralstoffs in Form von Teilchen der feinen und groben Fraktion. Der Prozentsatz der Wertstoffausbringung erreicht dabei 99%.

Claims (1)

1. Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen, der

   • - eine senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe mit einem kegel­ förmigen Boden (2), an dem
   • - ein Stutzen (5) für die Zuleitung der Flotations­ trübe, die die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs ent­ hält, und
   • - ein Stutzen (6) zum Austragen des tauben Gesteins befestigt sind,
   • - eine ringförmige Rinne (7) zum Auffangen des Schaum­ konzentrats, die am oberen Teil der Kammer (1) für den Kreis­ lauf der Flotationstrübe befestigt ist,
   • - eine Gruppe kegelförmiger Schüsse (9), die in der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe auf deren Achse und mit gleichem Abstand voneinander in Höhenrichtung der Kammer (1) verteilt sind,
   • - deren Höhe und Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen zu ihren Drehachsen im wesentlichen gleich sind und
   • - deren Grundflächen mit dem größeren Durchmesser zum oberen Teil der Kammer (1) hin gerichtet sind und im wesentlichen in einer außerhalb der kegelförmigen Schüsse gelegenen kegelförmigen Fläche liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen kleineren Neigungswinkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse (9),
   • - eine Gruppe Belüfter (10) der Flotationstrübe, die an den Wänden der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotations­ trübe befestigt sind, und
   • - eine über der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotations­ trübe angebrachte Vorrichtung (21) für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
   • - die Vorrichtung (21) für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs in Form eines Hydrozyklons,
   • - mit wenigstens einem tangential am zylindrischen Gehäuse (22) des Hydrozyklons angebrachten Stutzen (25) für die Zuleitung der die Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe und
   • - einem tangential über dem Stutzen (25) für die Zuleitung der die Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe angebrachten Stutzen (26) für die Ableitung der flüssigen Phase der Flotationstrübe, der mit einem im kegelförmigen Boden befestigten Stutzen (5) für die Zuleitung der die Teilchen des Feinguts des Mineral­ stoffs enthaltenden Flotationstrübe verbunden ist, ausge­ führt ist.