DE69108247T2 - Flotationszyklon. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Flotationszyklon für die Flotation von Teilchen kleiner als 30 µm sowie von Einheiten in Molekulargröße, wie z.B. Moleküle als solche und Ionen.
• Wenngleich verschiedene Versuche gemacht wurden, Teilchen durch Flotation zu trennen, so hat sich keiner von diesen für die Flotation von Teilchen kleiner als 30 µm als zufriedenstellend erwiesen. Die US-A-4 397 741 offenbart einen Flotationszyklon, umfassend einen Zylinder mit einer porösen Wand, die mit einem tangentialen Einlaß versehen ist, eine die poröse Wand des Zylinders umgebende Gaskammer mit einem Einlaß und eine am unteren Ende der porösen Wand angeordnete Verlängerung des Zylinders, die eine am unteren Ende mit einem Auslaßregulierventil versehene feste Wand aufweist. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Verbesserung eines solchen Flotationszyklons geschaffen, der eine wirkungsvolle Flotation solcher Teilchen sowie von Einheiten in Molekulargröße, wie z.B. Moleküle als solche sowie Ionen ermöglicht.
• Die Erfindung betrifft einen Flotationszyklon, umfassend einen Zylinder, der in seinem oberen Bereich mit einer porösen Wand versehen ist, der einen tangentialen Einlaß für eine Flüssigkeit hat, die die abzuscheidenden Teilchen enthält, eine Staueinrichtung am unteren Ende der porösen Wand, und eine die poröse Wand umgebende Gaskammer. Der Zylinder hat eine Verlängerung, die sich als massive Wand nach unten über die poröse Wand hinaus erstreckt, an ihrem unteren Ende mit Wasser als Blockiereinrichtung versehen ist, in eine Erweiterung der Verlängerung eingepaßt ist und einen Auslaß zwischen der Erweiterung und der Blockiereinrichtung ermöglicht. Die Blockiereinrichtung kann eine verstellbare oder nicht verstellbare Bodenplatte, ein Kegel, ein Schwimmer od. dgl. sein.
• Die Staueinrichtung bildet die Trennung zwischen dem Flotationsbereich und dem Wasser/Schaumtrennbereich der Vorrichtung. Das Wasser als Blockiereinrichtung in dem besagten zweiten Abschnitt ermöglicht eine Trennung des Schaums vom Wasser. Wenn eine Bodenplatte benutzt wird, dann ist der Zylinder am unteren Ende auf eine größere Breite erweitert, so daß durch geeignete Anordnung der Bodenplatte Wasser als Blockiereinrichtung wirkt.
• Die Erfindung wird jetzt anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken. Es zeigt:
• Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Flotationszyklon gemäß der Erfindung und
• Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch den Flotationszyklon nach Fig. 1.
• In den Zeichnungen sind identische Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
• In Fig. 1 ist ein Zylinder 1 mit einen Einlaß 2 für das zu behandelnde Material gezeigt.
• Der in Fig. 2 gezeigte Zylinder 1 hat einen tangentialen Einlaß 2, einen Gaseinlaß 3', eine poröse Wand 4, eine Staueinrichtung 5, eine Verlängerung mit einer massiven Wand 6, eine Erweiterung 7 und eine Bodenplatte 8 mit einem Flüssigkeitsauslaß 9 und ein Wirbelrohr 10.
• Eine Flüssigkeit, die wahlweise ein oberflächenaktives Mittel enthält, wobei ein oberflächenaktives Mittel erwünschtenfalls auch anderweitig beigefügt werden kann, und in der kleine Teilchen (von weniger als 30 µm) fein verteilt sind, wird durch einen tangentialen Einlaß 2 in einen Zylinder 1 eingespeist, der eine poröse Wand 4 aufweist, die von einer mit einem Einlaß 3' versehenen Gaskammer 3 umgeben ist. Am Boden des Zylinders 1 befindet sich eine Staueinrichtung 5. Die Flüssigkeit wird in den Zylinder 1 mit der porösen Wand 4 tangential eingespritzt, wodurch eine Rotation bewirkt wird. Falls gewünscht, können mehrere tangentiale Einlässe benutzt werden. Mit Hilfe der Staueinrichtung 5, die üblicherweise ringförmig ist, wird eine ordnungsgemäß überwachte rotierende Flüssigkeitsschicht erhalten. Der Winkel zwischen der Staueinrichtung 5 und der Wand des Zylinders 1 kann ein rechter Winkel sein, er kann aber auch hiervon abweichen. Durch die Gaskammer 3 mit dem Einlaß 3' wird ein Gas, das mit der Flüssigkeit, deren Inhaltsstoffen und der Vorrichtung nicht reagiert, durch die poröse Wand 4 eingeleitet, so daß ein kontrolliertes Einblasen von Luft in die Schicht verursacht wird. Der Gasdruck und die Poren der porösen Wand 4 werden vorzugsweise so gewählt, daß die gebildeten Gasblasen eine Größe im Bereich von 0,05 bis 1 mm haben. Erwünschtenfalls kann die Gaskammer 3 in Segmente unterteilt werden, insbesondere, wenn die Fraktion der Flüssigkeit mit der Wand einen Rotationsgeschwindigskeitsgradienten in axialer Richtung bewirken würde. Dieser Bereich der Vorrichtung ist der Flotationsbereich.
• Die an der Staueinrichtung 5 vorbeiströmende Flüssigkeit strömt in einen Bereich 11 einer Verlängerung 6 des Zylinders 1, wobei diese Verlängerung 6 eine massive Wand hat und mit einer Erweiterung 7 versehen ist, wodurch eine Trennung der Flüssigkeit von Schaum ermöglicht wird.
• Der letztere Abschnitt ist der Flüssigkeits/Schaumtrennabschnitt. Der Bereich 11 ist mit einer einstellbaren Bodenplatte 8 versehen, so daß die Flüssigkeit als Blockiereinrichtung wirken kann. Die Flüssigkeit, die nicht-schwebende Teilchen enthält, kann durch einen offenen Bereich 12 zwischen der Bodenplatte 8 und der Außenwand der Erweiterung 7 aus dem Flotationszyklon entweichen. Die Bodenplatte 8 sollte derart positioniert sein, daß über den Auslaßöffnungen immer etwas Flüssigkeit vorhanden ist, um zu verhindern, daß Gas (Schaum) an diesem Ende entweicht. Es ist zu beachten, daß die Form des Trennbereichs 11 unerheblich ist, wie vorstehend erwähnt.
• Der in dem porösen Zylinder 1 erzeugte Schaum, der die schwebenden Teilchen enthält, füllt den leeren Raum 13 des Zylinders 1. Die durch die Bodenplatte 8 hervorgerufene Flüssigkeit als Blockiereinrichtung bewirkt, daß der Schaum zwangsweise durch das Wirbelrohr 10 aus den Flotationszyklon entweicht. Die Länge des Wirbelrohrs 10 kann von der Dicke des Deckels bis zur vollen Länge der porösen Wand reichen oder sogar noch länger sein. Der leere Raum 13 dient als Schaumableitkammer, wodurch die Selektivität des Flotationsvorgangs verbessert wird.
• In Fig. 2 ist der Deckel des Zylinders 1 gezeigt, wobei die Mündung des Wirbelrohrs 10 weggelassen ist.
• Mit dem vorstehend erläuterten Flotationszyklon kann die Abscheidemenge um 10% bis 30% oder sogar noch mehr verbessert werden.
Beispielj
• Ein Flotationszyklon gemäß der Zeichnung wurde mit einem Schlamm beschickt, der Bleisulfid (PbS) in einer Menge entsprechend 13000 ppm Pb enthält. Nach der Behandlung in dem Flotationszyklon wurden ungefähr 80% des Bleigehalts beseitigt. In den insgesamt verbleibenden 40% Trockenmasse wurde die Konzentration von Pb auf 4800 ppm Pb verringert.
• Die vorstehende Vorrichtung kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden, beispielsweise indem die Teilchen durch Moleküle oder Ionen entweder allein oder in Kombination ersetzt werden.

Claims (4)

1. Flotationszyklon für die Flotation von Teilchen kleiner als 30 µm, umfassend einen Zylinder (1) mit einer porösen Wand (4), der mit einem tangentialen Einlaß (2) versehen ist, einen einen Einlaß (3') aufweisenden Gasraum (3), der die genannte poröse Wand (4) des Zylinders (1) umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flotationszyklon am unteren Ende der porösen Wand (4) eine Staueinrichtung (5) enthält, und versehen ist mit einer eine durchgehende Wand aufweisenden Verlängerung (6) des Zylinders (1), wobei die Verlängerung (6) andererseits an ihrem unteren Ende mit einer Blockiereinrichtung (8) versehen ist, die in eine Erweiterung (7) der Verlängerung (6) paßt und einen Auslaß (9) zwischen der Erweiterung (7) und der Blockiereinrichtung (8) ermöglicht.

2. Flotationszyklon nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (8) eine Bodenplatte ist.

3. Flotationszyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrichtung (8) einstellbar ist.

4. Flotationszyklon nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Staueinrichtung (5) ringförmig ist.