DE4116645A1

DE4116645A1 - Vorrichtung zur durchfuehrung einer pneumatischen flotation

Info

Publication number: DE4116645A1
Application number: DE4116645A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Imhof
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1992-11-26
Also published as: ATE140882T1; HU211098B; PL167874B1; EP0514800A2; CS154592A3; DE59206835D1; EP0514800B1; ES2090409T3; PL294649A1; HU9201693D0; EP0514800A3; HUT62827A

Description

Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation gerichtet, gebildet aus einem Trenngefäß mit einem Austrag für die Flotationsab gänge und mit einer schaumaufnehmenden Überlaufrinne mit zugeordnetem Austrag und mit einer außerhalb des Trennge fäßes angeordneten, über eine Rohrleitung mit dem Trenn gefäß verbundenen Begasungseinrichtung für die zu flotie rende Trübe.

Bei der pneumatischen Flotation werden von der Begasungs einrichtung Gasblasen erzeugt, die sich unter bestimmten Bedingungen an die auszubringenden Feststoffe anlagern. Es entstehen so Gasblasen-Feststoff-Komplexe in der Trü be, die im Trenngefäß als Schaum ausgetragen werden. Durch entsprechende Gestaltung des Trenngefäßes, zur Vermeidung unerwünschter Turbulenzen, und durch die An zahl und Größe der Gasblasen durch spezielle Ausbildung der Begasungseinrichtung wird versucht, weitgehend Ein fluß auf die Anlagerung der Gasblasen an die auszubrin genden Feststoffe und somit auf die Bildung aufschwimm barer schaumbildender Gasblasen-Feststoff-Komplexe zu nehmen.

So wird in der deutschen Patentschrift DE 31 11 506 eine Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flota tion beschrieben, bei der den ringförmig um das Trennge fäß angeordneten mehreren Begasungseinrichtungen die zu flotierende Trübe zugeführt wird, und die mit Gasblasen beladene Trübe daran anschließend von unten über mehrere Einlässe, die weitgehend im tiefsten Bereich des unten konusförmig ausgebildeten Trenngefäßes angeordnet sind, in das Trenngefäß geführt.

Die Anordnung mehrerer Trübeeinlässe in das Trenngefäß führt aber zu Strömungsverhältnisse innerhalb des Trenn gefäßes, die einer optimalen Flotation entgegenwirken. Außerdem bleibt durch die unkontrollierte Einleitung der Trübe in das Trenngefäß das von der Begasungseinrichtung erzeugte Spektrum an Gasblasen bezüglichen der Blasen größe weitgehend erhalten, was sich je nach Beschaffen heit der zu flotierenden Feststoffe gleichfalls nachtei lig auf das Flotationsergebnis auswirken kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich tung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation zu schaffen, welche unter Vermeidung der bestehenden Nach teile eine Verbesserung der Anlagerung der Gasblasen an die auszubringenden Feststoffe ermöglicht und dabei gleichzeitig durch den Wegfall der Vielzahl von Be gasungseinrichtungen und Trübeeinlässe in das Trenngefäß eine konstruktionsmäßig einfache und kostengünstige Aus führung darstellt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Vor richtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation der eingangs genannten Art durch die Maßnahmen des Kenn zeichnungsteils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestal tungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zur pneumatischen Flotation wird die begaste Trübe von der Begasungseinrichtung zunächst über eine Rohrleitung bis in den unteren Bereich des Trenngefäßes zu einer Trübeauslaßvorrichtung mit einer Druckaufbaudüse geführt, die eine Querschnittsverengung verursacht und somit in der Rohrleitung einen Druck aufbaut. Infolge des bis in die Begasungseinrichtung wirkenden erhöhten Drucks, wer den definiert kleinere Gasblasen erzeugt, d. h. die spe zifische Gasblasenoberfläche wird größer und somit auch die Anlagerung der Gasblasen an die auszubringende Fest stoffe erhöht. Durch die durch die Länge der Rohrleitung gegebene längere Kontaktzeit wird den Gasblasen verstärkt die Möglichkeit zur Anlagerung an den Feststoff gegeben und somit zusätzlich ein günstiger Einfluß auf das Flota tionsergebnis ausgeübt.

Da die Querschnittsverkleinerung in der Druckaufbaudüse die Ausströmgeschwindigkeit durch die Düse gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Rohrleitung ver größert, was zu unerwünschten Turbulenzen innerhalb des Trenngefäßes führen kann, erfolgt die Ausströmung der Trübe zunächst in eine Druckabbaukammer, wobei ein Druck abbau erfolgt und erst dann von dort in entgegengesetzter Richtung über mehrere Trübeauslaßdüsen in das Trenngefäß. Die Größe der Druckabbaukammer sowie die Anzahl und Größe der Trübeauslaßdüsen sind so gewählt, daß in der Druckabbaukammer zunächst eine Beruhigung der Trübe er folgt und die Trübe dann langsam und laminar in das Trenngefäß nach oben strömt, wobei die Gasblasengröße infolge des Druckabbaus größer werden.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Trübeaustritts in das Trenngefäß mit zwischenzeitlicher Druckerhöhung ist eine Steuerung der Gasblasengröße angepaßt auf den auszutragenden Feststoff möglich, ohne die Eintrittsge schwindigkeit der Trübe in das Trenngefäß zu beeinflus sen. Es ist aber auch möglich, die Eintrittsgeschwindig keit der Trübe in das Trenngefäß durch entsprechende Wahl der Trübeauslaßdüsen in Anzahl und Größe zu steuern, ohne die Verhältnisse in der Begasungseinrichtung ändern zu müssen. Es ist somit also möglich, die pneumatische Flo tation weitgehend den Stoffeigenschaften des aufzutragen den Feststoffes im Sinne einer optimalen Fahrweise anzu passen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Flotations vorrichtung wird durch die mittige Anordnung der Be gasungseinrichtung bewirkt, daß nur eine Begasungsein richtung benötigt wird. Durch die weitere Ausgestaltung des Trenngefäßes, den Austrag der Flotationsabgänge mit tig am Boden des Trenngefäßes anzuordnen, wird zusätz lich die Konstruktion und die Fertigung des Trenngefäßes vereinfacht.

Bei der pneumatischen Flotation von solchen Feststoffen, bei denen verhältnismäßig viel an Flotationsabgängen vor handen ist und somit wenig Feststoff in Form von Schaum auszutragen ist, kann vorteilhaft gemäß der Erfindung die Trübeauslaßvorrichtung angehoben werden, um eine Kolli sion der nach oben strömenden begasten Trübe mit den nach unten sedimentierenden Flotationsabgängen weitgehend zu vermeiden, und weiterhin kann durch einen konisch ausge bildeten Verdrängungskörper die Schaumfläche so weit kreisringförmig begrenzt werden, daß eine bestimmte ge wünschte Schaumströmungsgeschwindigkeit (in Richtung der Überlaufrinne) nicht unterschritten wird.

Die Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation gemäß der Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Flotations vorrichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt gemäß Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 besteht die Flotationsvorrichtung aus einem zylindrisch nach unten konisch zulaufendem Trenngefäß (10), mit einem Schaumüberlauf am oberen Ende des zylin drischen Teils des Trenngefäßes und mit einer schaumauf nehmenden Überlaufrinne (20) und zugeordnetem seitlichen Schaumaustrag (11) und einem mittigen Auslaß (12) für die gesamten Flotationsabgänge (28) am unteren Ende des koni schen Teils des Trenngefäßes. Am oberen Ende des Trenn gefäßes (10) ist ein kegelförmig ausgebildeter vertikal verschiebbarer Verdrängungskörper (17) angeordnet. Inner halb des Trenngefäßes (10) befindet sich im unteren Bereich ein kurzes zylindrisches nach unten konisch zu laufendes Innenrohr (14) mit einer Auslaßöffnung (18) für die Flotationsabgänge am unteren Ende des konischen Teils. In diesem Innenrohr befindet sich die vertikal verschiebbare Trübeauslaßvorrichtung (13), die mit der oberhalb des Trenngefäßes (10) mittig angeordneter Be gasungseinrichtung (15) durch eine Rohrleitung (16) ver bunden ist.

Wie in der Fig. 2 vergrößert dargestellt ist, mündet die Rohrleitung (16) in der Trübeauslaßvorrichtung (13) in einer Druckaufbaudüse (19), die mit einer Druckabbaukam mer (21) und diese wiederum über Trübeauslaßdüse (22) mit dem Trenngefäß (10) in Verbindung steht.

Gemäß der Erfindung wird die zu flotierende Trübe (23) in der Begasungseinrichtung (15) begast und gelangt über die Rohrleitung (16) zur Druckaufbaudüse (19), die durch ihre Querschnittsverengung einen definierten Druckaufbau innerhalb der Rohrleitung (16) erzeugt. Die unter Druck stehende begaste Trübe gelangt mit hoher Stromungsge schwindigkeit in die Druckabbaukammer (21), wo infolge des zur Verfügung stehenden Kammervolumens in Verbindung mit den Trübeauslaßdüsen (22), die in ihrem wirksamen Ge samtquerschnitt mindestens doppelt so groß sind wie der Querschnitt der Druckaufbaudüsen (19), ein Druckabbau so weitgehend erfolgt, daß die Trübe aus den Trübeauslaßdü sen (22) mit geringer Geschwindigkeit und ohne Turbulen zen in das Trenngefäß (10) austreten kann. Große Flotati onsabgang-Partikel (26), die bereits unmittelbar nach dem Austritt aus den Trübeauslaßdüsen nach unten sedimentie ren, werden durch den konisch zulaufenden Teil des Innen rohrs (14) zur Auslaßöffnung (18) geführt, und gelangen von dort zum gemeinsamen Auslaß für die Flotationsabgänge (12).

In der Körnung feinerer Flotationsabgänge (24) werden zunächst vom aufwärts gerichteten Trübestrom mitgenommen und sedimentieren erst an weiter oben befindlichen Stel len des Trenngefäßes (10) nach unten aus. Durch das ko nisch zulaufende untere Ende des Trenngefäßes (10) ge langen auch diese Flotationsabgänge zum gemeinsamen Aus laß (12). Die mit Gasblasen beladenen Feststoffteilchen wandern mit dem Trübestrom weiter nach oben zum oberen Ende des Trenngefäßes (10) und gelangen als Schaum (27) über die Überlaufrinne (20) zum Schaumaustrag (11). Ein vertikal verschiebbarer kegelförmiger Verdrängungskörper (17) begrenzt die für den Überlauf zur Verfügung stehende Fläche des Trenngefäßes in Form eines Kreisrings (25) derart, daß eine gewünschte/erforderliche Strömungsge schwindigkeit für den überlaufenden Schaum erreicht wird.

Durch das Verhältnis der Öffnungsquerschnitte von Druck aufbaudüse (19) und den Trübeauslaßdüsen (22), der verti kalen Stellung der Trübeauslaßvorrichung (13) und der vertikalen Stellung des Verdrängungskörpers (17) ist es somit möglich, die pneumatische Flotation weitgehend op timal den Eigenschaften des zu flotierenden Feststoffes anzupassen.

Claims

1. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation, bestehend aus einem Trenngefäß mit einem Austrag für die Flotationsabgänge und mit einer schaumaufnehmenden Überlaufrinne mit zugeordnetem Austrag sowie einer außerhalb des Trenngefäßes an geordneten und mit dem Trenngefäß über eine Rohrlei tung verbundenen Begasungseinrichtung für die zu flotierende Trübe, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (16) für die begaste Trübe bis in den unteren Bereich des Trenngefäßes zu einer Trübeaus laßvorrichtung (13) geführt wird, die als Druckauf baudüse (19) mit einer nachfolgenden Druckabbau kammer (21), die mit mindestens zwei Trübeauslaß düsen (22) versehen ist, gestaltet ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübeauslaßvorrichtung (13) mit ihrer Druck aufbaudüse (19) und mit ihrer Druckabbaukammer (21) mittig in dem Trenngefäß (10) und in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckaufbaudüse (19) und die Trü beauslaßdüsen (22) auswechselbar und in ihrem Quer schnitt variabel gestaltet sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das wirksame Querschnittsverhält nis von Druckaufbaudüse (19) und Trübeauslaßdüsen (22) mindestens 1 : 2 beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Begasungseinrichtung (15) für die zu flotierende Trübe (23) mittig oberhalb des Trenn gefäßes (10) angeordnet ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die nach unten absinkenden Flota tionsabgänge (23, 24) mittig und unterhalb der Trü beauslaßvorrichtung (13) am Boden des Trenngefäßes über eine Auslaßöffnung (12) ausgetragen werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation, vorzugsweise nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittig am oberen Ende des Trenngefäßes (10) ein kegelförmig ausgebildeter und vertikal verschiebbarer Verdrängungskörper (17) so angeordnet ist, daß der Verdrängungskörper (17) die Schaumfläche in Form eines Kreisringes (25) be grenzt.