DE4031260C2 - Flotationsapparat - Google Patents
FlotationsapparatInfo
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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
flotieren 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 Durchmesser zum oberen Teil der Kammer hin gerichtet
sind und im wesentlichen in einer außerhalb der
kegelförmigen 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 Mineralstoffen
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
Strom 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)
- 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.
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