DE4031262A1

DE4031262A1 - Flotationsapparat

Info

Publication number: DE4031262A1
Application number: DE4031262A
Authority: DE
Inventors: Michail Nikolaevic Zlobin; Viktor Michailovic Metcik; Aleksandr Alekseevic Nemarov; Georgij Petrovic Permijakov; Nikolai Timofeevic Taraban
Original assignee: JAKUTSKIJ NI I PI ALMAZODOBYVA
Current assignee: JAKUTSKIJ NI I PI ALMAZODOBYVA
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-04-09
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: GB2248031A; CA2045448A1; GB2248031B; DE4031262C2; US5066389A; CA2045448C; FI94598B; AU625648B2; AU6328990A; FI912956A; GB9020411D0; FI94598C; FI912956A0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Aufar beitung von Bodenschätzen und betrifft Vorrichtungen zur Aufbereitung mineralischer Stoffe durch Flotation der festen Teilchen der Wertstoffkomponente des Mine ralstoffs, und zwar einen Flotationsapparat.

Der vorliegende Flotationsapparat kann erfolgreich zur Aufbereitung praktisch aller Bodenschätze verwendet werden, in denen die Wertstoffkomponente des Mineral stoffs in Form ausreichend feiner Einsprengungen vorhan den ist. Dazu gehören die Erze von Nichteisenmetallen, Schwarz- und Spurenmetallen, unvererzte Rohstoffe, Koh le und auch diamanthaltiger Rohstoff.

Bei der Flotation eines Mineralstoffs muß dieser vorher bis zu solch einer Größe der festen Teilchen zerkleinert werden, bei der der Flotationsprozeß von statten gehen kann. Dabei ist die optimale Größe der festen Teilchen der Wertstoffkomponente, die in der Lage sind, aus der Masse der Flotationstrübe zu flotie ren, für jede Mineralstoffart unterschiedlich und hängt in erheblichem Maß von der Dichte der Wertstoffkomponen te des betreffenden Rohstoffs ab.

Z. B. bei Erzen, die mit Hilfe von Flotationsappa raten angereichert werden, deren Konstruktion allgemein bekannt ist, beträgt die mittlere Teilchengröße gewöhn lich 0,01 bis 0,1 mm. Für diamanthaltigen Mineralstoff beträgt die optimale Größe der Teilchen, die aus der Masse der belüfteten Flotationstrübe flotieren können, nicht mehr als 0,5 mm.

Bei der Zerkleinerung des Mineralstoffs bis zur optimalen Größe der festen Teilchen kommt es zur Über mahlung der Einsprengungen der Wertstoffkomponente, deren Abmessungen größer sind als die obere Grenze der Flotationskorngröße oder nahe an die optimale Stück größe herankommen. Eine Verringerung der Stückgröße der festen Teilchen der Wertstoffkomponente verringert be kanntlich ihren Wert. Besonders erheblich sind die Wert verluste beim Übermahlen von diamanthaltigem Mineral stoff.

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

Aus diesem Grund hat die Erweiterung der oberen Grenze der Stückgröße der zu flotierenden Teilchen von in Flotationsapparaten anzureichernden Mineralstoffen große Bedeutung. Dabei steigt erheblich die Leistung der für die Zerkleinerung des Mineralstoffs 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 las sen sich Konzentrate mit gröberer Körnung im weiteren besser verarbeiten. Große Diamantkristalle sind wesent lich wertvoller als kleine.

Es ist ein Flotationsapparat bekannt (SU, A, 9 84 498), der eine senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe mit einem kegelför migen Boden, an deren oberen Teil eine Rinne zum Auf fangen des Schaumkonzentrats befestigt ist, und einen Stutzen für die ununterbrochene Zuleitung der Flota tionstrübe versieht, der auf der Achse der Kammer liegt, während in ihrem Innern über die gesamte Höhe der Kam mer und koaxial zu ihr ein hohler Kegel aufgestellt ist, dessen Spitze zum Boden der Kammer gerichtet ist und der schlitzförmige Öffnungen für eine gleichmäßige Verteilung der Flotationstrübe im Raum der Kammer hat. Die schlitzförmigen Öffnungen sind mit gleichem Abstand voneinander über die Höhe des Kegels verteilt, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Kegels geneigt und zur oberen Stirnfläche der Kammer hin gerichtet.

Im unteren Teil der Kammer sind Belüfter der Flota tionstrübe in Form perforierter Gummiröhrchen und ein Stutzen zum Austragen des tauben Gesteins angebracht.

Die obere Grenze der Stückgröße fester Teilchen der Wertstoffkomponente von Mineralstoffen, die aus der Masse einer belüfteten Flotationstrübe flotieren können, beträgt für diamanthaltigen Mineralstoff nicht mehr als 1 mm. Das bedeutet, daß in dem in dem erwähnten Flota tionsapparat anfallenden Schaumkonzentrat die maximale Größe der festen Teilchen der Wertstoffkomponente nicht mehr als 1 mm beträgt.

Es ist auch ein Flotationsapparat bekannt, der prak tisch eine zweifache Erhöhung der oberen Grenze der Stückgröße der festen Teilchen im Schaumkonzentrat er möglicht (SU, A, 11 83 180).

Dieser Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mine ralstoffen enthält eine senkrecht aufgestellte zylind rische Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe mit kegelförmigem Boden, in dem ein Stutzen für die Zulei tung der die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe und ein Stutzen zum Aus tragen des tauben Gesteins befestigt sind, eine ring förmige Rinne zum Auffangen des Schaumkonzentrats, die am oberen Teil der Kammer für den Kreislauf der Flota tionstrübe an deren Wänden befestigt ist, eine Gruppe kegelförmiger Schüsse, die in der Kammer für den Kreis lauf der Flotationstrübe auf deren Achse und mit glei chem Abstand voneinander über die Höhe der Kammer ver teilt sind, deren Höhe und Neigungswinkel der Erzeugen den 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 Flä che liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen kleineren Neigungswinkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse, wenigstens eine Gruppe Belüfter der Flotationstrübe, deren rohrförmige Gehäuse an den Wänden der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe befestigt und auf einer Kreislinie mit gleichem Abstand voneinander an geordnet sind, und eine über der Kammer für den Kreis lauf der Flotationstrübe angebrachte Vorrichtung für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineral stoffs.

Die Vorrichtung für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs auf die Schaumschicht ermöglicht es, ein Schaumkonzen trat zu erhalten, das feste Teilchen von diamanthal tigem Rohstoff mit einer Größe bis 2 mm enthält, da die Schaumschicht der Flotationstrübe sicher feste Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs halten kann, die wenigstens zweimal größer sind als die maximale Größe der festen Teilchen der Wertstoffkomponente dieses Rohstoffs, die aus der Masse einer belüfteten Flotati onstrübe flotieren können.

In diesem Flotationsapparat können jedoch Verluste ziemlich großer fester Teilchen der Wertstoffkomponente eintreten, die aus der Schaumschicht bei dessen Bewegung in Richtung von der Achse der Kammer zur Rinne zum Auf fangen des Schaumkonzentrats ausfallen. Da diese festen Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs, die in den ringförmigen Zwischenraum zwischen den kegelför migen Schüssen und den Wänden der zylindrischen Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe gelangen, größer sind als der obere Grenzwert der Stückgröße der Teilchen, die aus der Masse einer belüfteten Flotationstrübe flo tieren können, gehen sie praktisch unwiederbringlich mit dem tauben Gestein verloren. Die Wahrscheinlichkeit der Rückkehr in die Schaumschicht der in diesen Zwi schenraum geratenen Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs, deren Größe nahe an die obere Gren ze der Stückgröße der Teilchen herankommt, die aus der Masse einer belüfteten Flotationstrube flotieren können, ist gering, da die Geschwindigkeitsvektoren der Luftbläschen und der festen Teilchen des Mineral stoffs in verschiedene Richtungen gerichtet sind, wo durch die Wahrscheinlichkeit des Anhaftens der Luftblä schen an der Oberfläche der festen Teilchen der Wert stoffkomponente des Mineralstoffs sinkt.

In solch einem Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen verringern die unwiederbringlichen Verluste von Teilchen der Wertstoffkomponente des Mine ralstoffs, deren Größe nahe an die obere Grenze der Stückgröße herankommt, bis zu der die Teilchen noch aus der Masse einer belüfteten Flotationstrübe flotieren können, erheblich den Prozentsatz der Wertstoffausbrin gung aus dem Mineralstoff. Dabei sinkt der Anteil der groben Teilchen im Schaumkonzentrat. Das verringert be sonders den Wert des bei der Aufbereitung von diamant haltigem Mineralstoff anfallenden Schaumkonzentrats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flotationsapparat mit solch einer Anordnung der kegel förmigen Schüsse im Innern der Kammer für den Kreis lauf der Flotationstrübe zu entwickeln, bei der die Rückführung der aus der Schaumschicht bei deren Bewegung zur Rinne zum Auffangen des Schaumkonzentrats ausgefal lenen groben festen Teilchen des Mineralstoffs in die Schaumschicht der Flotationstrübe gewährleistet wird, wodurch der Prozentsatz der Wertstoffausbringung aus dem anzureichernden Mineralstoff erhöht wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen, der eine senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe mit einem kegel förmigen Boden, in dem ein Stutzen für die Zuleitung der Flotationstrübe, die die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthält, und ein Stutzen zum Austragen des tauben Gesteins befestigt ist, eine ringförmige Rinne zum Auffangen des Schaumkonzentrats, die am obe ren Teil der Kammer für den Kreislauf der Flotations trübe an deren Wänden befestigt ist, eine Gruppe kegel förmiger Schüsse, die in der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe auf deren Achse und mit gleichem Abstand voneinander in Höhenrichtung der Kammer verteilt sind, deren Höhe und Neigungswinkel der Erzeugenden der kegel förmigen 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 kegel förmigen Schüsse gelegenen kegelförmigen Fläche liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen kleineren Neigungswinkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeu genden der kegelförmigen Flächen der Schüsse, wenigs tens eine Gruppe Belüfter der Flotationstrübe, deren röhrenförmigen Gehäuse an den Wänden der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe befestigt und auf ei ner Kreislinie mit gleichem Abstand voneinander angeord net sind, und eine über der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe angebrachte Vorrichtung für die Zu leitung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthält, erfindungsgemäß eine Nebengruppe von kegelför migen Schüssen enthält, die außerhalb der kegelförmigen Schüsse der Hauptgruppe im oberen Teil der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe auf ihrer Achse auf gestellt sind, deren Höhe und der Neigungswinkel der kegelförmigen Flächen zu ihren Drehachsen im wesentli chen gleich sind und deren Grundflächen mit dem kleine ren Durchmesser zum Boden der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe gerichtet sind und im wesentlichen in einer außerhalb der kegelförmigen Schüsse der Neben gruppe verlaufenden kegelförmigen Fläche liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen größeren Neigungs winkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse der Nebengruppe zu ihren Drehachsen.

Es ist zweckmäßig, daß im Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen erfindungsgemäß bei Vor handensein wenigstens zweier Gruppen von Belüftern der Flotationstrübe, die auf verschiedener Höhe der Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe angeordnet sind, die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der höher angeord neten Gruppe der Belüfter im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der zylindrischen Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe verlaufen und in einer Ebene liegen, die unmittelbar unter dem untersten kegelförmigen Schuß der Nebengruppe der kegelförmigen Schüsse verläuft, und die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der tiefer ge legenen Gruppe der Belüfter unter einem spitzen Winkel zur Achse der zylindrischen Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe verlaufen und zum kegelförmigen Bo den der Hammer gerichtet sind, wobei jede Gruppe der höher und tiefer gelegenen Belüfter der Flotationstrübe eine gerade Anzahl von Belüftern der Flotationstrübe enthält.

Für eine gleichmäßigere Verteilung der Teilchen des Mineralstoffs über die Oberfläche der Schaum schicht ist es günstig, daß im Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen erfindungsgemäß zwischen der Vorrichtung für die Zuführung der Teilchen der Grob fraktion des Mineralstoffs und dem obersten kegelför migen Schuß der Nebengruppe koaxial zu den kegelförmi gen Schüssen ein Verteilerring angebracht wird, dessen Außenrand in Form radial verlaufender Zähne ausgeführt ist, bei denen die Projektionen der Zahnspitzen auf eine waagerechte Fläche zwischen den Projektionen der Grundflächen mit einem größeren Durchmesser der kegel förmigen Schüsse der Haupt- und der Nebengruppe auf die gleiche waagerechte Fläche liegen.

Es ist wünschenswert, daß im Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen erfindungsgemäß jeder Belüfter der Flotationstrübe der höher und tiefer ge legenen Gruppe drei Einsätze mit axialen Öffnungen zur Erzeugung akustischer Schwingungen hat, die hinterein ander in einem röhrenförmigen Gehäuse aufgestellt sind, von denen das von Seiten des Stutzens für die Zuleitung der Flüssigkeit gelegene Gehäuse tangential angeordnete Öffnungen hat, die seine axiale Öffnung durch eine ringförmige, im röhrenförmigen Gehäuse ausgeführte Rille mit dem Stutzen für die Druckluftzufuhr verbinden.

Dadurch erreicht im erfindungsgemäßen Flotations apparat zur Aufbereitung von Mineralstoffen der Pro zentsatz der Wertstoffausbringung 98 bis 99%, wobei die Menge der groben festen Teilchen der Wertstoffkom ponente des Mineralstoffs mit einer Größe von 0,8 bis 1,5 mm über 50% beträgt.

Das Vorliegen der Nebengruppe der kegelförmigen Schüsse gewährleistet die Rückführung oder Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs in die Schaum schicht der Flotationstrübe, deren Abmessungen nahe an die obere Grenze der Stückgröße herankommen, bei der die Teilchen der Wertstoffkomponente aus der Masse der belüfteten Flotationstrübe flotieren können, und die zufällig, z. B. infolge eines Zusammenstoßes mit anderen festen Teilchen, aus der Schaumschicht ausgefallen sind. Diese Teilchen rollen über die Innenfläche der kegel förmigen Schüsse der Nebengruppe, werden gebremst und von den durch die Belüfter der Flotationstrübe in den Zwischenraum zwischen den kegelförmigen Schüssen der Neben- und Hauptgruppe geleiteten Luftbläschen nach oben gerissen.

Die Anordnung der röhrenförmigen Gehäuse der Belüf ter in unterschiedlicher Höhe der Kammer schafft eine gleichmäßigere Verteilung der Luftbläschen im Volumen der Flotationstrübe, die die Kammer für den Kreislauf der Flotationstrübe füllt. Die Anordnung der Achsen der höher gelegenen röhrenförmigen Belüfter in einer recht winklig zur Achse der Kammer verlaufenden Ebene unmit telbar unter dem untersten kegelförmigen Schuß der Nebengruppe gewährleistet eine optimale Zuführung der Ströme der belüfteten Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen den kegelförmigen Schüssen der Haupt- und der Nebengruppe, bei der die Wahrscheinlichkeit einer Ver bindung der Teilchen des Mineralstoffs mit den Luft bläschen in diesem Zwischenraum sehr hoch ist.

Das Vorhandensein eines Verteilerrings mit Zähnen, der zwischen der Vorrichtung für die Zuführung der Teil chen der Grobfraktion des Mineralstoffs und den ober sten kegelförmigen Schüssen angebracht ist, ermöglicht eine gleichmäßigere Verteilung dieser Teilchen über die Oberfläche der Schaumschicht der Flotationstrübe, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines gegenseitigen Zu sammenstoßes und des Ausfallens aus dieser Schicht zu rück in die Kammer verringert wird.

Die erfindungsgemäße konstruktive Ausführung der Belüfter der Flotationstrübe ermöglicht es, einen gerich teten Strom der belüfteten Flüssigkeit mit gleichmäßig in diesem Strom verteilten monodispersen Luftbläschen zu erzeugen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschrei bung konkreter Ausführungsbeispiele und der beiliegenden Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Flotationsapparats (teilweise im Längsschnitt);

Fig. 2 die Einzelheit A aus Fig. 1 im vergrößerten Maßstab;

Fig. 3 die Einzelheit B aus Fig. 1 im ver größerten Maßstab,

Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1;

Fig. 5 den Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 4;

Fig. 6 den Schnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5;

Fig. 7 die Einzelheit C der Fig. 1 im ver größerten Maßstab (Längsschnitt);

Fig. 8 den Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 7;

Fig. 9 den Schnitt entlang der Linie IX-IX aus Fig. 1.

Der Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineral stoffen enthält eine zylindrische Kammer 1 (Fig. 1) für den Kreislauf der Flotationstrübe. Die zylindrische Kammer 1 hat einen kegelförmigen Boden 2 und ist senk recht auf Auflagerelementen 3 aufgestellt, die starr, z. B. durch Schweißen, mit einem Rahmen 4 verbunden sind.

An den kegelförmigen Boden 2 schließt ein Behälter 5 zur Aufnahme des tauben Gesteins an, an dem ein Stut zen 6 zum Austragen des tauben Gesteins befestigt ist.

Im unteren Teil der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe ist auf ihrer Achse O ein Stutzen 7 für die Zuleitung der die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthaltenden Flotationstrübe angebracht. Die Eintrittsöffnung des Stutzens 7 liegt auf der Ach se O der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe.

Die Größe der festen Teilchen in der Flotations trübe hängt bekanntlich von der Dichte der Wertstoff komponente des anzureichernden Mineralstoffs ab, und für jede Mineralstoffart ist die obere Grenze der Korn größe der flotierenden Teilchen unterschiedlich.

Bekanntlich hat auch jede Mineralstoffart eine spezifische Zusammensetzung von Flotationsmitteln der Flotationstrübe mit unterschiedlichem prozentualen Anteil.

Für diamanthaltigen Rohstoff betragen die Abmessungen der festen Teilchen in der Flotationstrübe mit bekann ter Zusammensetzung gewöhnlich 0,1 bis 1 mm.

Der Flotationsapparat enthält auch eine Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats, die im oberen Teil der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe an gebracht ist, in die das Schaumkonzentrat aus der Kammer 1 überfließt. Die Rinne 8 zum Auf fangen des Schaumkonzentrats wird vom oberen Abschnitt der Außenfläche der Kammer 1 und einem Zylindrischen Schuß gebildet, der außerhalb der Kammer 1 und koaxial zu ihr gelegen ist. Der Boden der Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats ist geneigt und hat Stutzen 9 zum Ablassen des Schaumkonzentrats.

Im Innern der zylindrischen Kammer 1 für den Kreis lauf der Flotationstrübe sind zwei Gruppen kegelförmiger Schüsse 10, 11 aufgestellt. Die kegelförmigen Schüsse 10 der einen Gruppe, deren Anzahl in der hier beschrie benen Variante des Flotationsapparats fünfzehn beträgt, sind auf der Achse O der Kammer 1 mit gleichem Abstand voneinander im wesentlichen über die gesamte Höhe der Kammer 1 verteilt.

Die kegelförmigen Schüsse 11 der anderen Gruppe, deren Anzahl in der hier beschriebenen Variante sieben beträgt, sind außerhalb der kegelförmigen Schüsse 10 der ersten Gruppe im oberen Teil der zylindrischen Kam mer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe aufgestellt und im wesentlichen in der oberen Hälfte dieser Kammer 1 verteilt.

In der hier beschriebenen Variante eines Flotations apparats ist in der Kammer 1 für den Kreislauf der Flo tationstrübe noch eine Gruppe aus vier kegelförmigen Schüssen 12 aufgestellt, die in unmittelbarer Nähe des kegelförmigen Bodens 2 angeordnet sind. Der Neigungs winkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen die ser Schüsse 12 zu ihren Drehachsen gleicht im wesent lichen dem Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelför migen Oberfläche des Bodens 2. Die kegelförmigen Schüs se 12 sind mit einem Zwischenraum relativ zueinander angeordnet, und benachbarte Schüsse überdecken einander teilweise.

Die kegelförmigen Schüsse 12 liegen auf Rippen 13 auf, die am kegelförmigen Boden 2 befestigt sind.

Die neun unteren kegelförmigen Schüsse 10 sind an Rippen 14 befestigt, die in der Kammer 1 außerhalb dieser kegelförmigen Schüsse 10 angebracht sind, auf den kegelförmigen Schüssen 12 aufliegen und im wesent lichen in einer Ebene mit den Rippen 13 liegen. Die übrigen sechs kegelförmigen Schüsse 10 sind an im Innern der kegelförmigen Schüsse 10 angebrachten Rippen 15 befestigt, die auf vier unteren kegelförmigen Schüs sen 10 aufliegen, die an den Rippen 14 befestigt sind.

Im Innern der kegelförmigen Schüsse 10 ist auf der Achse O der Kammer 1 ein ablenkendes, kegelförmiges Element 16 aufgestellt, das starr, z. B. durch Schweißen mit den Rippen 15 verbunden ist.

Die kegelförmigen Schüsse 10 haben gleiche Höhe h (Fig. 2) und gleiche Neigungswinkel α der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen zu den Drehachsen. Die Höhe h der kegelförmigen Schüsse 10 kann 100 bis 150 mm be tragen. Der Abstand a zwischen den kegelförmigen Schüs sen 10 hängt von der Größe der festen Teilchen des Mineralstoffs ab und beträgt gewöhnlich 3d bis 10d, wobei d den mittleren Durchmesser der festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs bezeichnet.

Die kegelförmigen Schüsse 10 sind mit der Grundflä che mit dem größeren Durchmesser D₁ zum oberen Teil der zylindrischen Kammer 1 (Fig. 1) gerichtet und mit der Grundfläche mit dem kleineren Durchmesser D₂ (Fig. 2) - zum kegelförmigen Boden (Fig. 1). Die Durchmesser D₁ (Fig. 2) und D₂ der Grundflächen der kegelförmigen Schüsse 10 vergrößern sich vom unteren zum oberen ke gelförmigen Schuß 10, wobei die Grundflächen mit dem größeren Durchmesser D₁ im wesentlichen auf einer außerhalb der kegelförmigen Schüsse 10 gelegenen kegel förmigen Fläche P liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen kleineren Neigungswinkel β bildet als der Neigungswinkel α der Erzeugenden der kegelförmi gen Flächen der Schüsse 10 zu ihren Drehachsen. Der Winkel α beträgt 15 bis 30°, während der Winkel β um 5 bis 10° kleiner ist. Dabei ist bei zwei benach barten kegelförmigen Schüssen 10 der Durchmesser D₁ mit größerer Grundfläche des tiefer liegenden Schusses 10 größer als der Durchmesser D₂ der kleineren Grund fläche des darüberliegenden Schusses 10, Der Durchmesser D₂ der kleineren Grundfläche des untersten kegelför migen Schusses 10 beträgt 1,5 bis 2 Durchmesser des Stutzens 7 (Fig. 1) für die Zuleitung der Flotations trübe. Zwischen dem untersten kegelförmigen Schuß 10 und dem Stutzen 7 für die Zuleitung der Flotationstrübe besteht ein Zwischenraum H₁, dessen Höhe 0,7 bis 1,0 D₂ beträgt, wobei D₂ den Durchmesser der kleineren Grundfläche des untersten Schusses 10 bezeichnet.

Zwischen dem obersten kegelförmigen Schuß 10 und dem oberen Rand der Kammer 1 besteht ein Zwischenraum H₂, dessen Höhe 200 bis 300 mm beträgt, der die Turbulenz der Ströme der Flotationstrübe in ihren oberen Schich ten herabsetzt.

Die kegelförmigen Schüsse 11 der anderen Gruppe ha ben auch gleiche Höhe h₁ (Fig. 3) und gleiche Neigungs winkel α₁ der Erzeugenden ihrer kegelförmigen Flächen zu den Drehachsen. Die Höhe h₁ der kegelförmigen Schüs se 11 wie auch die Höhe h (Fig. 2) der kegelförmigen Schüsse 10 kann 100 bis 150 mm betragen. Der Abstand a₁ (Fig. 3) zwischen den kegelförmigen Schüssen 11 die ser Gruppe liegt auch gewöhnlich zwischen 3d und 10d, wobei d den mittleren Durchmesser der festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs bezeichnet.

Die Grundflächen der kegelförmigen Schüsse 11 mit dem größeren Durchmesser D_1′ sind zum oberen Teil der zylindrischen Kammer 1 (Fig. 1) gerichtet, und die Grundflächen mit dem kleineren Durchmesser D_2′ (Fig. 3) - zum kegelförmigen Boden 2 (Fig. 1). Die Durchmesser D_1′ (Fig. 3) und D_2′ der Grundflächen der kegelförmigen Schüsse 11 vergrößern sich vom unteren zum oberen kegel förmigen Schuß 11. Die Grundflächen der kegelförmigen Schüsse 11 mit dem kleineren Durchmesser D_2′ liegen im wesentlichen auf einer außerhalb der kegelförmigen Schüsse 11 gelegenen kegelförmigen Fläche P₁, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen größeren Neigungs winkel β₁ bildet als der Neigungswinkel α₁ der Er zeugenden der kegelförmigen Schüsse 11 zu ihren Dreh achsen.

Der Winkel α₁ wird in Abhängigkeit vom Schüttwin kel des tauben Gesteins im Wasser festgelegt und ist gewöhnlich um 5 bis 20° größer als dieser Winkel. Der Winkel β₁ ist gewöhnlich um 5 bis 10° größer als der Winkel α₁.

Bei zwei benachbarten kegelförmigen Schüssen 11 ist dabei der Durchmesser D₁ der größeren Grundfläche des tiefer liegenden Schusses 11 kleiner als der Durch messer D_2′ der Grundfläche des darüberliegenden Schus ses 11.

Der Flotationsapparat enthält auch wenigstens eine Gruppe Belüfter 17 (Fig. 1) der Flotationstrübe, deren röhrenförmigen Gehäuse an den Wänden der zylindrischen Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe befes tigt und auf einer Kreislinie mit gleichem Abstand von einander angeordnet sind. Die Anzahl der Gruppen der Belüfter 17 kann unterschiedlich sein und hängt von den Außenabmessungen der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe ab. Sie müssen derart angeordnet wer den, daß die Luftbläschen in der Flotationstrübe hin reichend gleichmäßig verteilt sind.

In der hier beschriebenen Variante enthält der Flotationsapparat vier Gruppen Belüfter 17 der Flota tionstrübe, die in verschiedener Höhe der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe angebracht sind. Alle Belüfter 17 der Flotationstrübe sind konstruktiv ein heitlich ausgeführt und erzeugen einen Strom einer be lüfteten Flüssigkeit, der entlang der Achse des röhren förmigen Gehäuses des Belüfters 17 der Flotationstrübe gerichtet ist. Die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der Gruppe der Belüfter 17 der Flotationstrübe der obersten Höhenstufe liegen im wesentlichen senkrecht zur Achse O der zylindrischen Kammer 1 für den Kreis lauf der Flotationstrübe in einer Ebene, die unmittel bar unter dem untersten kegelförmigen Schuß 11 verläuft. Die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse von zwei Gruppen der Belüfter 17 der Flotationstrübe der unteren Höhen stufen bilden einen spitzen Winkel mit der Achse O der zylindrischen Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations trübe und sind zum kegelförmigen Boden 2 der Kammer 1 gerichtet. Dieser Winkel ist im wesentlichen dem Neigungswinkel der Erzeugenden des kegelförmigen Bodens 2 der Kammer 1 zu ihrer Drehachse gleich.

In jeder Gruppe muß eine gerade Zahl an Belüftern 17 der Flotationstrübe vorhanden sein. Drei Gruppen der an den zylindrischen Wänden der Kammer 1 befestig ten Belüfter 17 der Flotationstrübe enthalten je acht Belüfter 17, wobei die Belüfter 17 der Flotationstrübe benachbarter Gruppen schachbrettartig relativ zueinan der angeordnet sind.

Die vierte Gruppe der Belüfter 17 der Flotations trübe, die am oberen Teil des Behälters 5 für die Auf nahme des tauben Gesteins befestigt ist, enthält vier Belüfter 17. Die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der Belüfter 17 dieser Gruppe verlaufen rechtwinklig zur Achse O der Kammer 1 für den Kreislauf der Flotations trübe.

Am Rahmen 4 ist außerhalb des kegelförmigen Bodens 2 ein ringförmiger Rohrkollektor 18 für die Zuleitung von Flüssigkeit zu den Belüftern 17 der Flotationstrübe befestigt, der durch ein senkrecht aufgestelltes Rohr 19 mit einer Flüssigkeitsquelle (in der Fig. 1 nicht abgebildet) in Verbindung steht und in dem die Flüssig keit unter einem Druck von 2 bis 2,5 atm steht. Der Rohrkollektor 18 hat entsprechend der Anzahl der Belüfter 17 der Flotationstrübe Stutzen 20, an die je ein biegsamer Schlauch 21 angeschlossen ist, dessen anderes Ende mit dem röhrenförmigen Gehäuse je eines Belüfters 17 der Flotationstrübe verbunden ist. Das Rohr 19 hat in seinem unteren Teil ein Sicherheitsab sperrventil 22. An der Rinne 8 zum Auffangen des Schaum konzentrats ist ein ringförmiger Rohrkollektor 23 für die Druckluftzufuhr zu den Belüftern der Flotations trübe befestigt, der mit Hilfe eines Stutzens 24 mit einer Druckluftquelle (in Fig. 1 nicht abgebildet) ver bunden ist. Der Druck der Druckluft im Kollektor 23 ist um 0,1 bis 0,2 atm niedriger als der Druck der Flüssigkeit im Kollektor 18. Der Stutzen 24 hat ein Ab sperrventil 25 zur Druckregelung der Druckluft. Der Rohrkollektor 23 für die Zuleitung von Druckluft hat entsprechend der Anzahl der Belüfter 17 der Flota tionstrübe Stutzen 26, an die je ein biegsamer Schlauch 27 angeschlossen ist, dessen anderes Ende mit dem röhren förmigen Gehäuse je eines Belüfters 17 der Flotations trübe verbunden ist.

Der Stutzen 7 für die Zuführung der die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthaltenden Flotations trübe ist mit einer Rohrleitung 28 für die Zuleitung der Flotationstrübe verbunden, die mit einem Stutzen 29 für die Zuleitung der belüfteten Flüssigkeit mit einer an ihm befestigten Vorrichtung 30 für die Belüf tung der Flüssigkeit in Verbindung steht. Die Vorrich tung 30 für die Belüftung der Flüssigkeit hat Stut zen 31 und 32 für die Zuführung von Druckluft bzw. un ter Druck stehender Flüssigkeit. Zur Reinigung des Stutzens 7 für die Zuführung der Flotationstrübe hat der Stutzen 7 einen Entleerungsstutzen 33.

In Fig. 1 ist die Bewegungsrichtung der Flotations trübe und der belüfteten Flüssigkeit durch Pfeile an gedeutet.

Der Flotationsapparat enthält auch eine Vorrichtung 34 für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfrakti on des Mineralstoffs, die sich in der Schaumschicht der Flotationstrübe halten können. Die Teilchen der Wert stoffkomponente des Mineralstoffs, die sich in der Schaumschicht der Flotationstrübe halten können, sind wenigstens zweimal größer als die Teilchen der Wert stoffkomponente des Mineralstoffs, die sich aus der Masse der belüfteten Trübe in die Schaumschicht flotie ren lassen. In diamanthaltigem Mineralstoff liegen die Abmessungen der festen Teilchen der Grobfraktion in den Grenzen von 0,8 bis 2 mm. Bei anderen Mineralstoff arten sind die Abmessungen der festen Teilchen der Grobfraktion proportional zur Dichte der Teilchen der Wertstoffkomponente dieser Mineralstoffarten.

Die Vorrichtung 34 für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthält ein zylindrisches Gehäuse 35, das auf der Achse O der Kammer 1 aufgestellt und an einem Rahmen 36 befestigt ist, der starr am Schuß der Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats befestigt ist. Von oben ist in das Gehäuse 35 ein Trichter 37 zum Einschütten der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs montiert.

Die Vorrichtung 34 für die Zuführung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs enthält auch einen Zwischenbehälter 38, dessen Gehäuse in Form eines Kegelstumpfs ausgeführt, auf der Achse O der Kammer 1 aufgestellt, zur Grundfläche 39 in Form einer Scheibe, die in Höhe des oberen Rands der Kammer 1 liegt, gerichtet und mit einem schlitzförmigen Zwischen raum 40 relativ zur Grundfläche 39 für die Ableitung der Druckluft aufgestellt ist. Das Gehäuse des Zwischen behälters 38 steht auf radial gerichteten Rippen 41, die auf der Grundfläche 39 aufliegen, die am ablenken den, kegelförmigen Element 16 befestigt ist.

Der obere Teil des Gehäuses des Zwischenbehälters 38 ist durch eine Hohlachse 42 mit einem Stutzen 43 für die Druckluftzufuhr verbunden. Unmittelbar über dem Gehäuse des Zwischenbehälters 38 ist ein Teller 44 mit kegelförmiger Gestalt mit einem an seinem Rand be festigten Flachring 45 angebracht. Der Teller 44 ist drehbar auf der Hohlachse 42 auf Lagern 46 montiert und über Kegelräder 47 und 48 und ein Getriebe 49 mit einem Elektromotor 50 verbunden. Das Getriebe 49 und der Elektromotor 50 sind auf dem Rahmen 36 montiert.

Für eine gleichmäßigere Verteilung der festen Teil chen der Grobfraktion des Mineralstoffs über die Ober fläche der Schaumschicht der Flotationstrübe hat der Flotationsapparat einen Verteilerring 51, der zwischen der Vorrichtung 34 für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs und dem obersten kegel förmigen Schuß 11 koaxial zu den kegelförmigen Schüs sen 10, 11 angebracht ist. Der Außenrand des Verteiler rings 51 ist in Form radial angeordneter Zähne 52 (Fig. 4) ausgeführt, bei denen die Projektionen der Zahn spitzen K auf eine waagerechte Ebene zwischen den Pro jektionen der Grundflächen mit dem größeren Durchmes ser der oberen kegelförmigen Schüsse 10 (Fig. 1) und 11 auf die gleiche waagerechte Ebene liegen. Der Ver teilerring 51 besteht aus einem verschleißfesten Stoff, beispielsweise aus Polyurethan und ist koaxial zur Grundfläche 39 (Fig. 4) aufgestellt und starr mit ihr verbunden. Er kann auch mit der Grundfläche 39 ein Gan zes bilden.

Die Anzahl der Zähne 52 im Verteilerring 51 hängt vom Durchmesser des obersten kegelförmigen Schusses 10 ab. Der Zahngrund jedes Zahns 52 hat gewöhnlich eine Breite b von 25 bis 35 mm.

Im Längsschnitt hat jeder Zahn 52 (Fig. 5) eine trapezförmige Gestalt und ist mit der geneigten Kante C zu den oberen Schüssen 10 (Fig. 1), 11 geneigt. Im Querschnitt hat jeder Zahn 52 (Fig. 6) die Form eines gleichschenkligen Dreiecks. In der hier beschriebenen Variante hat er die Form eines gleichseitigen Dreiecks, das mit der Spitze C zu den oberen kegelförmigen Schüs sen 10 (Fig. 1), 11 gerichtet ist.

Der Verteilerring 51 mit den Zähnen 52 (Fig. 4) bewirkt eine gleichmäßige Verteilung der festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs über die Oberfläche der Schaumschicht und ihre Bremsung, wodurch ebenfalls die Wahrscheinlichkeit des Ausfallens von Teilchen des Mineralstoffs aus der Schaumschicht der Flotationstrübe sinkt.

Im vorgeschlagenen Flotationsapparat zur Aufbe reitung von Mineralstoffen werden Belüfter 17 der Flo tationstrübe verwendet, deren konstruktive Ausführung die Entstehung eines gerichteten Stroms der belüfte ten Flüssigkeit mit gleichmäßiger Verteilung von mono dispersen Luftbläschen in diesem Strom ermöglicht. Die Luftbläschen haben einen Durchmesser von 10 bis 50 µm.

In jedem röhrenförmigen Gehäuse 53 (Fig. 7) jedes Belüfters 17 der Flotationstrübe sind hintereinander drei Einsätze 54, 55, 56 aus einem verschleißfesten Stoff, z. B. aus Polyurethan installiert.

Ein Ende des röhrenförmigen Gehäuses 53 ist mit einer Hülse 57 verbunden, die an der zylindrischen Kam mer 1 für den Kreislauf der Flotationstrübe befestigt ist. Eine Stirnfläche der Hülse 57 von Seiten der Ver bindung mit dem röhrenförmigen Gehäuse 53 des Belüfters 17 verläuft rechtwinklig zu ihrer Achse, während die andere zur Kammer 1 gerichtete Stirnfläche mit der Erzeugenden der zylindrischen Fläche der Kammer 1 einen Winkel γ bildet, der den erforderlichen Neigungswinkel der Achse des röhrenförmigen Gehäuses 53 des Belüfters 17 zur Achse der Kammer 1 für den Kreislauf der Flota tionstrübe bestimmt.

Am anderen Ende des röhrenförmigen Gehäuses 53 ist auf seiner Achse ein Stutzen 58 für die Zuleitung der Flüssigkeit angebracht. Ein Stutzen 59 für die Druck luftzufuhr ist an der Seitenfläche des röhrenförmigen Gehäuses 53 des Belüfters 17 der Flotationstrübe be festigt und verläuft unter einem spitzen Winkel zu seiner Achse.

Der Einsatz 54 hat eine axiale Öffnung 60, die eine Düse für den Austritt des Stroms der belüfteten Flüssig keit darstellt. Der Einsatz 55 hat eine axiale Öffnung 61, die der Erzeugung akustischer Schwingungen der belüfteten Flüssigkeit dient, die für die Entstehung monodisperser Luftbläschen notwendig sind, und eine axiale Öffnung 62.

Der Einsatz 56 hat eine Öffnung 63 zur Erzeugung akustischer Schwingungen der belüfteten Flüssigkeit, die zum Entstehen monodisperser Luftbläschen notwendig sind, und eine axiale Öffnung 64, die mit dem Stutzen 58 für die Zuleitung der Flüssigkeit verbunden ist.

Der Einsatz 56 hat auch vier tangential verlaufende Öffnungen 65, die die Öffnung 64 (Fig. 8) des Einsatzes 56 durch eine ringförmige, im röhrenförmigen Gehäuse 53 ausgeführte Rille 66 mit dem Stutzen 59 für die Druckluftzufuhr verbinden. Durch den tangentialen Ver lauf der Öffnungen 65 wird der Druckluftstrom bei des sen Vermischen mit der Flüssigkeit verwirbelt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Luftbläschen im Strom der belüfteten Flüssigkeit gewährleistet wird.

In der beanspruchten Variante des Flotationsappa rate enthält die im Stutzen 29 für die Zuführung der belüfteten Flüssigkeit installierte Vorrichtung 30 (Fig. 1) zur Belüftung der Flüssigkeit ein röhrenför miges Gehäuse 67 (Fig. 9), in dem gleichzeitig sieben Einsätze 56 aufgestellt sind, deren Achsen gleichmäßig über den Querschnitt des röhrenförmigen Gehäuses 67 mit gleichem Abstand voneinander verteilt sind, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Luftbläschen im Strom der belüfteten Flüssigkeit, der einen großen Querschnitt hat, gewährleistet wird.

Der erfindungsgemäße Flotationsapparat zur Aufbe reitung von Mineralstoffen funktioniert folgendermaßen.

Zuerst wird die zylindrische Kammer 1 (Fig. 1) für den Kreislauf der Flotationstrübe mit mit einem Schaum bildner, der Bestandteil der Flotationstrübe ist, ange reichertem Wasser gefüllt. Das Wasser mit dem Schaum bildner wird gleichzeitig durch den Stutzen 7 für die Zuleitung der die Teilchen des Feinguts des Mineral stoffs enthaltenden Flotationstrübe und durch die Be lüfter 17 der Flotationstrübe geleitet.

Gleichzeitig wird durch den Stutzen 24 in den ring förmigen Kollektor 23 für die Druckluftzufuhr Druck luft geleitet, die durch die an den Stutzen 26 befes tigten biegsamen Schläuche 27 zu den Belüftern 17 der Flotationstrübe geleitet wird.

In den ringförmigen Kollektor 18 für die Zuführung von Flüssigkeit wird durch das senkrechte Rohr 19 unter Druck Flüssigkeit geleitet, die aus dem Kollektor 18 durch die Stutzen 20 und die biegsa men Schläuche 21 zu den Belüftern 17 der Flotations trübe fließt. Beim Füllen der Kammer 1 mit Wasser wer den die Belüfter 17 der Flotationstrübe visuell kon trolliert, ob Strahlen der belüfteten Flüssigkeit aus den Austrittsöffnungen der röhrenförmigen Gehäuse der Belüfter 17 der Flotationstrübe treten. Die über dem Spiegel der Flotationstrübe in der Kammer 1 gelegenen Belüfter 17 der Flotationstrübe erzeugen in Luftatmo sphäre einen typischen Pfeifton.

Wenn die Kammer 1 mit mit Schaumbildner angerei chertem Wasser und belüfteter Flüssigkeit gefüllt ist, entsteht an der Oberfläche der flüssigen Phase der Flotationstrübe eine beständige Schaumschicht der Flo tationstrübe, die, sobald sie den oberen Rand der Kam mer 1 erreicht, über diesen oberen Rand der Kammer 1 in die Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats über läuft.

Danach wird die Zugabe des Wassers mit dem Schaum bildner so geregelt, daß die Schaumschicht nahe an den oberen Rand der Kammer 1 für den Kreislauf der Flota tionstrübe herankommt. Dabei fließt ein Teil der in die Kammer 1 geleiteten Flüssigkeit ununterbrochen aus dem Stutzen 6 für das Austragen des tauben Gesteins.

Danach beginnt die Zuleitung der Flotationstrübe durch den Stutzen 7 in die Kammer 1 der Flotationstrübe, die die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthält.

Durch den Trichter 37 der Vorrichtung 34 für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineral stoffs, dessen Wertstoffkomponente sich in der Schaum schicht der Flotationstrübe halten kann, beginnt gleich zeitig die kontinuierliche Zufuhr in das Gehäuse 35 der festen Teilchen dieses Mineralstoffs, die vorbereitend mit Flotationsmitteln behandelt worden sind, die Bestandteil der Flotationstrübe sind.

Beim Betrieb des Flotationsapparats wird die in der zylindrischen Kammer 1 für den Kreislauf der Flo tationstrübe befindliche Flotationstrübe durch die gleichmäßig über die Seitenfläche der Kammer 1 verteil ten Belüfter 17 der Flotationstrübe durch Strahlen der belüfteten Flüssigkeit und mit Hilfe der Vorrichtung 30 zur Belüftung der Flotationstrübe durch einen Strom der belüfteten Flüssigkeit ununterbrochen mit Luft bläschen gesättigt. Das Funktionsprinzip der Belüfter 17 der Flotationstrübe besteht in folgendem. Beim Zu führen der Flüssigkeit unter Druck durch den Stutzen 58 (Fig. 7), insbesondere von mit einem Schaumbildner angereichertem Wasser wird durch den durch die axialen Öffnungen 64, 63, 62, 61 der Einsätze 56, 55 und 54 strömenden Flüssigkeitsstrahl die durch den Stutzen 59, die ringförmige Rille 66 und die tangential ver laufenden Öffnungen 65 (Fig. 8) fließende Luft in die Öffnung 63 zum Vermischen der Flüssigkeit und der Luft ejektiert. Beim Vermischen der Flüssigkeit und der Luft kommt es zur Bildung eines belüfteten Strahls mit gleichmäßig in ihm verteilten monodispersen Luftbläschen. Dieser Vorgang wird auch noch dadurch unterstützt, daß die Druckluft infolge ihrer tangentialen Zuleitung in die Öffnung 63 des Einsatzes 56 zum Vermischen der Flüssigkeit und der Luft im röhrenförmigen Gehäuse 53 eine hohe Geschwindigkeit erreicht. Dabei fallen die Geschwindigkeitsvektoren der Flüssigkeit und der Luft nicht zusammen.

Beim Durchgang des Wasser-Luft-Gemisches durch die Öffnung 61 (Fig. 7) des Einsatzes 55 entstehen bei der Erzeugung akustischer Schwingungen im Strahl der be lüfteten Flüssigkeit gleichgroße Wassertropfen. Der dadurch erzeugte Strahl der belüfteten Flüssigkeit bil det beim Austritt aus der axialen Öffnung 60 des als Düse wirkenden Einsatzes 54 in der Kammer 1 eine Bahn der belüfteten Flüssigkeit, an de ren Grenze zur Flotationstrübe die gleichgroßen Flüs sigkeitstropfen praktisch gleichgroße Luftbläschen ejektieren. Die Luftbläschen haben dabei einen Durch messer von 10 bis 50 µm.

Die Sättigung der Flotationstrübe mit monodispersen Luftbläschen, die annähernd gleichgroß sind, verhindert ein Zusammenfließen dieser Luftbläschen bei ihrer Be wegung zur Schaumschicht der Flotationstrübe, wodurch die Bedingungen für die Flotation der festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs aus der Masse der be lüfteten Trübe und die Schaumabscheidung der festen Teilchen der groben Fraktion dieses Rohstoffs in der Schaumschicht verbessert werden. Die durch die Rohr leitung 28 (Fig. 1) fließende Flotationstrübe mit den festen Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs, dessen Wertstoffkomponente aus der Masse der Flotationstrübe flotieren kann, nach deren Vermischen mit der aus der Vorrichtung 30 für die Belüftung der Flüssigkeit strö menden belüfteten Flüssigkeit, wird durch den Stutzen 7 für die Zuleitung der Flotationstrübe in die zylin drische Kammer 1 geleitet, und zwar in die von den ke gelförmigen Schüssen 10 begrenzte Zone. Dabei kommt es zur Verbindung der Luftbläschen mit den festen Teil chen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs. Der aus dem Stutzen 7 für die Zuleitung der Flotationstrübe austretende Strom der belüfteten Flotationstrübe steigt nach oben entlang der Achse O der zylindrischen Kammer 1 und reißt dabei die festen Teilchen der Wertstoffkom ponente des Feinguts des Mineralstoffs mit sich. Je höher der Strom der belüfteten Trübe in der Kammer 1 steigt, um so mehr breitet er sich aus und verliert seine Geschwindigkeit. Dabei sinkt auch die Turbulenz des Stroms, was auch durch die im oberen Teil der Kammer 1 angebrachten Rippen 15 geför dert wird. Die Verringerung der Verwirbelung des Stroms begünstigt die Flotation besonders der an der oberen Grenze der Stückgröße liegenden festen Teilchen der Wertstoffkomponente. Das wird unterstützt durch die Ver größerung der Luftbläschen infolge des Zusammenfließens der kleineren Luftbläschen an der Oberfläche der festen Teilchen der Wertstoffkomponente, das durch Anwendung von Flotationsmitteln bewirkt wird. Eine erhebliche positive Rolle spielen dabei fettartige Reagenzien.

Der entlang der Achse O der Kammer 1 nach oben steigende Strom der belüfteten Trübe wird in den oberen Schichten mit Luftbläschen angereichert, die aus der Masse der belüfteten Trübe nach oben steigen, und ändert seine Bewegungsrichtung in Richtung zur Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats mit Hilfe des ablen kenden kegelförmigen Elements 16. In der gleichen Rich tung bewegt sich der an der Oberfläche der belüfteten Trübe entstandene Schaum, der von selbst in die Rin ne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats überläuft.

Beim Aufsteigen des Stroms der belüfteten Trübe erfolgt im Innern der kegelförmigen Schüsse 10 ein schichtweises Abtrennen dünner Schichten der Flotati onstrübe von der Außenseite des Stroms mit Hilfe jedes der kegelförmigen Schüsse 10 und die anschließende Zwangsüberführung der abgetrennten Schichten in die Zone außerhalb der kegelförmigen Schüsse 10. Solch ein schichtweises Abtrennen dieser Schichten der Flota tionstrübe mit allen in ihr enthaltenen Bestandteilen wird dadurch ermöglicht, weil der Neigungswinkel α (Fig. 2) der Erzeugenden der kegelförmigen Fläche jedes kegelförmigen Schusses 10 zu seiner Drehachse größer ist als der Neigungswinkel β der Erzeugenden der ke gelförmigen Fläche P. In diesem Fall üben die kegel förmigen Schüsse 10 die Funktion konzentrisch angeord neter Messer für ein schichtweises Zwangsabtrennen dün ner Schichten der Flotationstrübe von der Außenfläche des im Innern der kegelförmigen Schüsse 10 fließenden Stroms aus und gewährleisten damit eine gleichmäßige Verteilung der Flotationstrübe im Raum der Kammer 1 und die Umwandlung der Verwirbelung der Flotationstrübe in laminare Bewegung, die für die Flotation der festen Teilchen aus der Masse der belüfteten Flotationstrübe notwendig ist, was für die Flotation der festen Teilchen der Wertstoffkomponente, deren Abmessungen nahe an die obere Grenze der Stückgröße herankommen, äußerst wich tig ist. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der Flo tation größerer fester Teilchen der Wertstoffkomponen te aus der Masse der belüfteten Trübe.

Bei der Bewegung des Stroms der Flotationstrübe im Innern der kegelförmigen Schüsse 10 und beim Austritt der Schichten der Flotationstrübe aus den Zwischenräu men a zwischen ihnen in die Zone außerhalb der Schüsse 10 erfolgt die Flotation der Teilchen der Wertstoffkom ponente des Mineralstoffs im Strom der belüfteten Trü be, in dem die Bewegungsvektoren der Teilchen und der Luftbläschen zusammenfallen. Außerhalb der kegelförmi gen Schüsse 10 ändert sich die Bahn der Bewegung der festen Teilchen des Mineralstoffs, sie sinken nach unten. Die Flotation der festen Teilchen des Mineral stoffs erfolgt dabei im Gegenstrom. Das bedeutet, daß sich die Luftbläschen und die festen Teilchen des Mi neralstoffs in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Für große, feste Teilchen des Mineralstoffs ist solch ein Flotationsbetrieb wenig effektiv. Bei diesem Be trieb flotieren vor allem die festen Teilchen des Mi neralstoffs der unteren Grenze der Korngröße.

Beim Herabsinken fallen die festen Teilchen des Mineralstoffs auf die am kegelförmigen Boden 2 der Kam mer 1 gelegenen kegelförmigen Schüsse 12 (Fig. 1) und bewegen sich über die Schüsse 12 mit Hilfe der Strahlen der belüfteten Flüssigkeit, die aus den über und unter den Schüssen 12 gelegenen Belüftern 17 der Flotations trübe in Richtung zum Behälter 5 für die Aufnahme des tauben Gesteins austreten. Bei der Bewegung von den höher gelegenen kegelförmigen Schüssen 12 auf die tie fer gelegenen Schüsse 12 überqueren die festen Teilchen des Mineralstoffs die Zwischenräume zwischen diesen, aus denen in die Kammer 1 ein Strom der belüfteten Flüssigkeit tritt, der aus den auf der unteren Höhen stufe des zylindrischen Teils der Kammer 1 angebrach ten Belüftern 17 der Flotationstrübe kommt. Dabei er folgt die Flotation der restlichen festen Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs. Das gleiche geschieht beim Fallen der festen Teilchen des Mineral stoffs in den Behälter 5 für die Aufnahme des tauben Gesteins, wo die festen Teilchen der Wertstoffkompo nente des Mineralstoffs die Ströme der belüfteten Flüs sigkeit durchqueren, die aus den im oberen Teil dieses Behälters 5 angebrachten Belüftern 17 der Flotations trübe treten. Dabei werden die festen Teilchen des tauben Gesteins ununterbrochen aus dem Behälter für die Aufnahme des tauben Gesteins durch den Stutzen 6 zum Austragen des tauben Gesteins entfernt.

Die größeren und schweren Teilchen werden aus dem Flotationsapparat durch den Entleerungsstutzen 33 ent fernt. Gleichzeitig mit der Zuführung der Flotations trübe durch die Rohrleitung 28 mit den festen Teil chen des Feinguts des Mineralstoffs, dessen Wertstoff komponente aus der Masse der belüfteten Flotationstrübe flotieren kann, werden in die Vorrichtung 34 für die Zuführung von festen Teilchen der Grobfraktion dieses Mineralstoffs geleitet, von dem die festen Teilchen seiner Wertstoffkomponente sicher in der Schaumschicht gehalten werden. Zu diesem Zweck wird der auf Lagern 46 installierte Teller 44 vorher in Drehung versetzt. Die Drehung wird mit Hilfe des Elektromotors 50 über das Getriebe 49 und die Kegelräder 47 und 48 erzeugt. Gleichzeitig damit wird Druckluft durch den Stutzen 43 für die Druckluftzufuhr und die Hohlachse 42 in den Zwischenbehälter 38 zugeführt, aus dem die Druckluft durch den schlitzförmigen Zwischenraum 40 entweicht.

Aus dem Gehäuse 35 werden die festen Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs auf den rotierenden Teller 44 geleitet, gleichmäßig über seine kegelför mige Oberfläche verteilt und vom Teller auf den Ver teilerring 51 geschüttet, zwischen dessen Zähnen 52 (Fig. 4) ein mit Luftbläschen gesättigter Schaumstrom entsteht, der zur Rinne 8 (Fig. 1) zum Auffangen des Schaumkonzentrats gerichtet ist. Von oben werden auf den Schaumstrom in aufgelockerter Form die festen Teil chen der Grobfraktion des Mineralstoffs geschüttet, die von einem flachen, aus dem schlitzförmigen Zwischen raum 40 des Zwischenbehälters 38 austretenden Druckluft strahl zur Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats geleitet werden.

Die festen Teilchen der Wertstoffkomponente des Feinguts des Mineralstoffs, die aus der Masse der Flo tationstrübe flotieren, und die festen Teilchen der Wertstoffkomponente der Grobfraktion dieses Rohrstoffs, die von der Schaumschicht aufgefangen werden, werden zusammen mit dem Schaum in die Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats getragen und durch den Stutzen 9 zum Ablassen des Schaumkonzentrats aus dem Flotations apparat entfernt.

Die aus irgendeinem Grund, beispielsweise infolge eines Zusammenstoßes aus der Schaumschicht ausgefallenen großen festen Teilchen der Wertstoffkomponente des Mine ralstoffs gelangen bei deren Bewegung in Richtung zur Rinne 8 zum Auffangen des Schaumkonzentrats in den Zwischenraum zwischen den kegelförmigen Schüssen 10 und 11.

Die aus der Schaumschicht ausgefallenen festen Teil chen des Mineralstoffs sinken auf die Innenfläche der kegelförmigen Schüsse 11, rutschen über diese Innen fläche unter Einwirkung der Schwerkraft und werden von dem durch den Zwischenraum a₁ (Fig. 3) zwischen den kegelförmigen Schüssen 11 tretenden Gegenstrom der belüfteten Flotationstrübe erfaßt. Der intensive Strom der belüfteten Flotationstrübe in den Zwischenräumen a₁ wird dadurch erzeugt, daß die aufsteigenden Luft bläschen die Oberfläche der kegelförmigen Schüsse 11 von außen umströmen, was zu einer Verdichtung der Luftbläschen in den Zwischenräumen a₁ zwischen den kegelförmigen Schüssen 11 führt, wodurch die Wahr scheinlichkeit des Anhaftens der aus der Schaumschicht ausgefallenen festen Teilchen der Wertstoffkomponen te des Mineralstoffs an den Luftbläschen in den Zwi schenräumen a₁ zwischen den kegelförmigen Schüssen 11 und der Rückführung der Teilchen der Wertstoff komponente des Mineralstoffs in die Schaumschicht zunimmt. Dabei fallen die festen Teilchen des tauben Gesteins auf den Boden der Kammer 1 (Fig. 1) und wer den im weiteren aus dem Flotationsapparat entfernt. Die Entstehung eines verstärkten Flotationseffekts in der Zone der kegelförmigen Schüsse 11 wird durch die Gruppe der auf der oberen Höhenstufe der Kammer 1 un mittelbar unter dem untersten kegelförmigen Schuß 11 angeordneten Belüfter 17 der Flotationstrübe begünstigt, bei denen die Achsen ihrer röhrenförmigen Gehäuse im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Kammer 1 ver laufen. Die anderen Gruppen der Belüfter 17 der Flo tationstrübe haben teilweise daran Anteil, ihre Haupt funktion besteht jedoch in der Sättigung der Flota tionstrübe mit Luftbläschen im gesamten Raum der Kammer 1.

Somit ermöglichen die kegelförmigen Schüsse 11 die Rückführung der großen Teilchen der Wertstoffkomponente des Mineralstoffs in die Schaum schicht und eine wesentliche Erhöhung der Wertstoffaus bringung aus dem in dem vorgeschlagenen Flotations apparat anzureichernden Mineralstoff.

Claims

1. Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineral stoffen, der eine

- senkrecht aufgestellte zylindrische Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe mit einem kegel förmigen Boden (2), in dem
- ein Stutzen (7) für die Zuleitung der Flotations trübe, die die Teilchen des Feinguts des Mineralstoffs enthält, und
- ein Stutzen (6) zum Austragen des tauben Gesteins befestigt sind,
- eine ringförmige Rinne (8) zum Auffangen des Schaumkonzentrats, die am oberen Teil der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe an deren Wänden be festigt ist,
- eine Gruppe kegelförmiger Schüsse (10), die in der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe auf deren Achse und mit gleichem Abstand voneinander über die Höhe der Kammer (1) verteilt sind,
- deren Höhe und Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen zu ihren Drehachsen im wesentli chen 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 Neigungs winkel bildet als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse,
- wenigstens eine Gruppe Belüfter (17) der Flota tionstrübe, deren röhrenförmige Gehäuse an den Wänden der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe befestigt und auf einer Kreislinie mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, und
- eine über der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe angebrachte Vorrichtung (34) für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineral stoffs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er
- eine Nebengruppe kegelförmiger Schüsse (11) ent hält, die außerhalb der kegelförmigen Schüsse (10) der Hauptgruppe im oberen Teil der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe auf ihrer Achse aufge stellt sind,
- deren Höhe und der Neigungswinkel der kegelförmi gen Flächen zu ihrer Drehachsen im wesentlichen gleich sind und
- deren Grundflächen mit dem kleineren Durchmesser zum Boden (2) der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe gerichtet sind und im wesentlichen in einer außerhalb der kegelförmigen Schüsse (11) der Ne bengruppe verlaufenden kegelförmigen Fläche liegen, deren Erzeugende mit ihrer Drehachse einen größeren Neigungswinkel als der Neigungswinkel der Erzeugenden der kegelförmigen Flächen der Schüsse (11) der Neben gruppe zu ihren Drehachsen bildet.

2. Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineral stoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens zwei Gruppen von Belüftern (17) der Flotationstrübe auf ver schiedener Höhe der Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe angeordnet sind,

- die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der Gruppe der Belüfter (17) der obersten Höhenstufe im wesent lichen rechtwinklig zur Achse der zylindrischen Kammer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe verlaufen und in einer Ebene liegen, die unmittelbar unter dem untersten kegelförmigen Schuß (11) der Nebengruppe ver läuft,
- und die Achsen der röhrenförmigen Gehäuse der Gruppe der Belüfter (17) der unteren Höhenstufe unter einem spitzen Winkel zur Achse der zylindrischen Kam mer (1) für den Kreislauf der Flotationstrübe verlaufen und zum kegelförmigen Boden (2) der Kammer (1) gerich tet sind,
- wobei jede Gruppe der Belüfter (17) der Flotati onstrübe der oberen und unteren Höhenstufe eine gerade Anzahl von Belüftern (17) der Flotationstrübe aufweist.

3. Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineral stoffen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß

- zwischen der Vorrichtung (34) für die Zuführung der Teilchen der Grobfraktion des Mineralstoffs und dem obersten kegelförmigen Schuß (11) der Nebengruppe koaxial zu den kegelförmiger Schüssen (11) ein Ver teilerring (51) angebracht ist,
- dessen Außenrand in Form radial verlaufender Zähne (52) ausgeführt ist, bei denen die Projektionen der Zahnspitzen auf eine waagerechte Fläche zwischen den Projektionen der Grundflächen der oberen kegelförmigen Schüsse (10, 11) der Haupt- und der Nebengruppe mit einem größeren Durch messer auf die gleiche waagerechte Fläche liegen.

4. Flotationsapparat zur Aufbereitung von Mineral stoffen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß

- jeder Belüfter (17) der Flotationstrübe der auf der oberen und unteren Höhenstufe gelegenen Gruppe drei Einsätze (54, 55, 56) mit axialen Öffnungen (60, 61, 62, 63, 64) zur Erzeugung akustischer Schwingun gen hat, die hintereinander in einem röhrenförmigen Gehäuse (53) aufgestellt sind,
- von denen das von Seiten des Stutzens (58) für die Zuleitung der Flüssigkeit gelegene Gehäuse (53) tan gential verlaufende Öffnungen (63) hat, die seine axia le Öffnung (56) durch eine ringförmige, im röhrenför migen Gehäuse (53) ausgeführte Rille (66) mit dem Stutzen (59) für die Druckluftzufuhr verbinden.