DE693403C - Schaumschwimmvorrichtung und -verfahren - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schaumschwimmverfahren zur Anreicherung von Mineralien, wobei eine Schaumschwimmvorrichtung verwendet wird mit einer Schaumaustragkammer, einer von dieser durch eine Zwischenwand getrennten Rührkammer mit an senkrechter Achse umlaufendem Rührer und einem in der Rührkammer über dem Rührer angebrachten trichterförmigen Gefäß.

Bekannten Schaumschwimmvorrichtungen dieser Art gegenüber unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand im wesentlichen dadurch, daß dabei der äußere, zwischen Trichter undRührkammerwänden befindliche Raum der Rührkammer durch eine im oberen Teil der Zwischenwand angebrachte Öffnung mit der Schaumkammer in Verbindung steht, während das Innere des trichterförmigen Gefäßes durch ein in seinem unteren Teil angebrachtes Rohr mit dem unteren Teil der Schaumkammer unmittelbar verbunden ist.

Zweckmäßig liegt dabei "die Oberkante des

trichterförmigen Gefäßes unter der Oberkante der Rührkammer. Der obere lichte Durchmesser *des Gefäßes ist nur wenig kleiner als der Durchmesser der Rührkammer, und die obere, in ihrer Größe einstellbare Öffnung in 'der Zwischenwand sowie das im unteren Teil angebrachte Verbindungsrohr sind vorteilhaft so angeordnet und von solchem Querschnitt, daß der Trübespiegel im äußeren Teil der Rührkammer beständig höher liegt als der Trübespiegel der Schaumkammer.

Diese Bauart und Bemessung der Schaumschwimmvorrichtung ermöglicht eine vorteilhafte, hochwirtschaftliche Durchführung eines bekannten Schaumschwimmverfahrens, bei dem zwei· in sich geschlossene, voneinander unabhängige Trübekreisläufe stattfinden. In der Schaumschwimmvorrichtung nach vorliegender Erfindung werden dabei zwischen dem äußeren Teil der Rührkammer und dem Inneren des trichterförmigen Gefäßes einerseits und von dem äußeren Teil der Rührkammer durch die Schaumkammer und zurück in den unteren Teil des trichterförmigen Gefäßes andererseits zwei regelbare Trübekreisläufe gebildet, 'die zur Belüftung der Trübe bzw. zur raschen Beförderung der belüfteten Trübe in die Schaumkammer dienen. 5"

Der Belüftungskreislauf der Trübe wird bei diesem Schaumschwimmverfahren in der Weise erzeugt, daß das Innere des trichterförmigen Gefäßes unter der Wirkung eines S Rührers ständig leergesaugt wird und die Trübe in regelbarer Menge über' die obere Kante des trichterförmigen Gefäßes in das Innere des Trichters zurückfällt.

Der zweite Trübekreislauf dieses Ärbeits-Verfahrens wird durch den Höhenunterschied hervorgerufen, der zwischen dem Trübespiegel in der Rührkammer und demjenigen der Schaumkammer erzeugt wird und unter deren Einfluß die Trübe aus der Rührkammer durch die obere Wandöffnung in die Schaumkammer und aus dieser durch das untere Rohr in das leergesaugte Innere des trichterförmigen Gefäßes zurückfließt, und zwar in einer Menge, die ein Vielfaches der der Vorrichtung ständig zugeführten Trübemenge ausmacht.

Es ist bekannt, daß bei allen Schaumschwimmverfahren die durchaus nicht alle geölten Mineralteilchen an Luftblasen anhängen, die in der Schwimmtrübe in feiner und feinster. Verteilung vorhanden sind, so daß nur ein gewisser Anteil der Mineralteilchen mit in der Trübe aufsteigenden Luftblasen in den Mineralschaum an der Trübeoberfläche gelangt.

In der Vorrichtung und beim Verfahren nach vorliegender Erfindung können dagegen praktisch alle in der belüfteten Trübe aufsteigenden Luftblasen für den Schwimmvorgang nutzbar, gemacht werden, weil dabei 'die Zusammenballung der mehr oder weniger fein verteilten Luftblasen zu entsprechend größeren durch die dabei stattfindende sehr rasche und unbehinderte Aufwärtsströmung der Trübe in der Rührkammer verhindert wird. Aus der Rührkammer tritt die belüftete Trübe in die von ihr getrennte Schaumkammer über und läuft zwischen beiden in sehr raschem Strome unter der Wirkung eines gleichbleibenden hydrostatischen Druckes um. In der Schaumkammer breitet sich der Trübestrom über einen verhältnismäßig großen Querschnitt aus und kommt so zur Ruhe. Die mitgeführten Luftblasen steigen nunmehr durch ,eine verhältnismäßig dünne Trübeschicht unbehindert und einzeln, ohne sich zu großen Blasen zu vereinigen, mit den ihnen anhaftenden belüfteten Mineralteilchen in die Schaumschicht der Trübeoberfläche. ,

Beim Aufperlen der Luftblasen durch die Schaümdecke auf der Trübeoberfläche wird der Schaum ohne Erschütterung aufgelockert und in ähnlicher Art gereinigt wie bei mit Schaumsäulen arbeitenden Schaumschwimmverfahren,

Eine reichliche Luftübersättigung der Schwimmtrübe ergibt sich dadurch, daß im inneren Teil der Rührkammer die Schwimmtrübe in Form eines dünnen Schleiers durch die ganze Höhe der Rührkammer beständig herabfällt und auf diese Weise sich mit Luft übersättigt.

Durch oftmaligen Umlauf der belüfteten Trübe zwischen Rühr- und Schaumkammer werden die in der Trübe schwebenden belüfteten Mineralteilchen wiederholt an die Trübenoberfläche gebracht und wird ihnen so wiederholt die Möglichkeit gegeben, sich an eine der vielen ruhig aufperlenden Luftblasen anzuheften und in die Schaumdecke zu gelangen.

Die Schaumschwimmvorrichtung und das Arbeitsverfahren damit nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen nach- 8c stehend näher erläutert. . "

Die Rührkammer 1 (Abb. 1 und 2) von quadratischem oder zylindrischem Querschnitt enthält ein trichterförmiges Gefäß 2, im folgenden Trichter genannt, dessen obere kreisrunde Öffnung einen wenig kleineren Durchmesser hat als die Rührkammer 1 und dessen untere kreisrunde öffnung im Durchmesser kleiner ist als der äußere Durchmesser des Schaufelrades 4. Der Trichter geht an seinem unteren Ende in einen kegelstumpfförmigen Ansatz 3 über.

Die senkrechte Achse 10 des bei 11 gelagerten Rührers trägt am unteren Ende das Schaufelrad 4, dessen Oberkanten in einem solchen Abstand an derUnterkänte des kegelstumpfförmigen Ansatzes 3 vorbeistreifen, daß die · Wirkung einer Kreiselpumpe entsteht, bei der der Trichter 2 als Saugrohr und der Raum zwischen Trichter und Rührkammerwänden als Druckrohr dient. Die Rührkammer ι steht durch eine obere Öffnung 6 mit der hier spitzkastenförmigen Schaumkammer 5 in Verbindung, die. in der Nähe des Bodens in der Trennwand eine Öffnung zum Rohr 7 aufweist, durch das die Schaumkammer 5 mit dem Innern des Trichters 2 in Verbindung steht.

Aus dem Innern des Trichters 2 führt ferner ein Kanal 12, in welchem Trübe aus einer benachbarten. Zelle zugeführt werden kann. Der freie Querschnitt der Öffnung 6 kann mittels des Schiebers 8 in bekannter Weise geregelt werden, der durch Handradspindel 9 oder eine andere geeignete Vörrichtung betätigt wird.

Auf einer Seite der Rührkammer 1 befindet sich eine Überlauföffnung 13, deren Überlaufkante 13' je nach Erfordernis gehoben oder gesenkt werden kann, wie dies be- reits bekannt ist. Diese Überlauföffnung mündet in einen Kasten 14 und von "dort in

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ein Rohr 15, das mit Kanälen 12 oder 12' benachbarter Rührkammern verbunden werden kann. Auf diese Weise könrien mehrere oder zahlreiche Einheiten oder Zellen zu einer 5. Reihe verbunden werden.·

Der Rührer 4 wird, wie allgemein üblich, aus einem verschleißfesten Stoff hergestellt. Am Unterteil des Trichterfortsatzes 3 wird, wie an .sich bekannt, eine leicht auswechselbare

ίο und sehr verschleißfeste Verkleidung angebracht. Ebenso werden Boden und Wände der Rührkammer 1 mit verschleißfester, auswechselbarer Verkleidung versehen. . · Der Rührer4 wird in bekannter Weise zweckmäßig auch auf ' der Unterseite der •waagerechten Scheibe mit ganz niedrigen Schaufeln und die Scheibe mit Löchern versehen. Auf diese Weise wird unter dem Rührer fein zerteilte Luft angesaugt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Betrachtet man nur eine einzelne, mit Trübe aus einem Kanal 12 gefüllte Zelle 1, in welcher der Rührer 4 mit geeigneter Geschwindigkeit umläuft, so wird die Trübe aus dem Innern des Trichters 2 abgesaugt und in den Räum zwischen Trichter 2 und den Wänden der Rührkammer r gepumpt. Ist die Öffnung 6 geschlossen, so ergibt sich ein in sich geschlossener Kreislauf der Trübe, der durch die Menge der Trübe bestimmt ist, welche über die Überlaufkante des Trichters 2 hereinfließt und deren Höhe durch die Einstellung des Überlaufes 13 bestimmt ist. Es wird sich dabei ein Gleichgewichtszustand einstellen, bei dem der Trübespiegel im Inneren des Trichters-2 von der Drehzahl, der Abmessung und der Form des Rührers bestimmt wird. Diese werden so berechnet, daß das Innere des Trichters 2 beständig leer gehalten werden kann.

Die durch 12 zufließende Trübe wird hochgepumpt, und über den Überlauf 13 läuft eine der zugeführten gleiche Trübemenge ab.

Die Höhe der Überlaufkante 13' bestimmt die Menge der Trübe, die über den Rührer 4 hinweg in der Rührkammer 1 umläuft und die nach Belieben in den. Grenzen der Rührerleistung geregelt werden kann.

Wenn bei 6 die Verbindung zur Schaumkammer 5 geöffnet wird, strömt ein Teil der Trübe in die Schaumkammer S und daraus durch den Kanal 7 wieder in den Trichter 2 zurück. In der Schaumkammer wird sich der Trübespiegel in einer gewissen Höhe einstellen. Wenn die freien Querschnitte von 6 und 7 derartig bemessen sind, daß sie die gleichen Trübemengen hindurchlassen, so wird sich der Trübespiegel in der Schaumkammer in einer solchen Höhe einstellen, daß die beiden Höhen A₁, A₂ gleich sind. Die Höhe des Trübespiegels ist einstellbar und regelbar durch entsprechende Einstellung oder Verstellung des Schiebers 8 (Abb. 2).

Auf diese Weise fließt ein bestimmter Trübestrom durch die Zelle, während gleichzeitig die Trübe gezwungen ist, die Schaumkammer 5 zn durchlaufen, und zwar lediglich unter der Wirkung von hydrostatischen D rükken, die mit dem Rührer 4 gleichmäßig gehalten, aber auch geregelt und verändert werden können.

Für die Schaumschwimmaufbereitung bieten die Anwendung der neuen Vorrichtung und der beschriebene Trübekreislauf beachtliehe Vorteile.

Die Schaumbildung vollzieht sich in einer von der Rührkammer getrennten Schaumkammer, und der sich bildende Schaum rückt ungestört , über die, ruhige Trübeoberfläche der Schaumkammer zur Überlaufkante vor, wobei er durch die aus der Trübe aufperlenden Luftblasen aufgelockert und gereinigt wird, 'SO daß reinere Konzentrate erzielt werden.

Diese Trennung von Rührkammer und Schaumkammer ist zwar nicht neu, aber bei allen Vorrichtungen dieser Art fehlt der wiederholte Umlauf der Trübe zwischen den beiden Kammern mit den Merkmalen der Erfindung, derart, daß die in der Trübe verteilten Luftblasen erst in der Schaumkammer ruhig aufsteigen können.

Die umlaufende Trübemenge kann sehr groß gehalten werden und das Vielfache der Trübemenge betragen, die der Vorrichtung zugeführt wird.

Durch den oftmaligen Umlauf einer großen Trübemenge bekommen auch die schwimmträgen Mineralteilchen wiederholt Gelegenheit, in die Schaumdecke einzutreten. Die Strömungswirbel, die in der Schaumkammer auftreten, können durch entsprechende Bemessung der Schaumkammer auf ein Mindestmaß gebracht werden. Es können aucliDämpfungswände 17 in der Schaumkammer 5 angeordnet werden (Abb. 2).

Die Schwimmtrüibe wird stark belüftet, und zwar sowohl durch die Luft, welche vom Rührer 4 durch den Boden des leergesaugten n₀ Trichters 2 angesaugt wird, als auch durch die Luft, welche durch die in Schleier form in den Trichter zurückstürzende Trübe mitgerissen und gelöst wird. Auf diese Weise kommt eine außerordentlich große Trübeoberfläche in bewegte Berührung mit der Luft.

Die Belüftung der Schwimmtrübe kann in weiten Grenzen nach Bedarf ohne Gebläse o. dgl. geregelt werden nur durch- Einstellung der Überlaufschwelle 13', wodurch die Menge der in den Trichter zurückstürzenden

Trübe vermehrt oder vermindert und auch ganz zum Verschwinden gebracht werden kann, wenn der Trübespiegel in der Rührzelle unter die Überlaufkante des Trichters 2 gebracht wird.

Da die gesamte der Schwimmvorrichtung zugeführte Trübe mehrere Male durch dieselbe Schaumkammer läuft, ist ein Höchstmaß an Ausbeute von schwimmfähigem ίο Mineral erzielbar..

Die Höhe des Trübespiegels in der Schaumkammer und damit die Dicke der Schaumschicht ist regelbar durch Einstellung des Schiebers 8, und zwar in jeder Schaumkammer unabhängig von Oberflächenverhältnissen in den vorgehenden oder nachfolgenden Zellen der 'Schwimmvorrichtung.

Der Energiebedarf für den Betrieb der Vorrichtung ist gering, zumal auch die Drehzahl des Rührers beträchtlich unter derjenigen zu halten ist, die bisher für die mechanischen Schwimmvorrichtungen Geltung hatte. Da an keiner Stelle der Schwimmvorrichtung ein Ansaugen der Trübe von unten her stattfindet und die Trübe nur durch geneigte Kanäle unter dem Einfluß der Schwerkraft fließt, kann die Vorrichtung ohne weiteres nach einem Stillstand wieder in Betrieb genommen werden, ohne daß es erforderlich ist, die darin enthaltene und abgesetzte Trübe vorher abzulassen.

Statt die Schwimmtrübe gemäß Abb. 1 durch eine Öffnung 13 austreten zu lassen, könnte auch gemäß den Abb. 3 und 4 einAuffangbehälter 18 im Inneren des Trichters 2 längs dessen Überlaufkante angebracht werden. Die Einlauföffnung in diesem Behälter kann durch zwei auf ihr gleitende verschiebbare Kanäle 21 erweitert oder verengert werden. Da die der Rührkammer ständig zulaufende Trübemenge gleichbleibend ist, so muß sich bei verengter Einlauföffnung dieses Behälters der Trübespiegel in der Rührkammer entsprechend höher stellen, damit die gleichbleibende Zulaufmenge durch die engere Einlauföffnung durchtreten kann, d. h. es wird auch ein stärkerer Überlauf an Trübe in das Trichterinnere die Folge sein, und es kann auf diese Weise die Stärke der Belüftung der Trübe geregelt werden. Die im Auffangbehälter gesammelte Trübe fließt dabei durch den Kanal 19 zur nächsten Zelle.

Statt die Trübe aus einer Rührkammer mittels eines Kanals in den unteren Teil des Trichters 2 der nächsten Rührkammer zu führen, kann auch auf Grund des Oberflächenunterschiedes die Trübe durch einen geneigten Kanal 20 (s. Abb. 5 und 6) in die benachbarte Schaumkammer eingeführt werden, und zwar in der Nähe der aus der Öffnung 6 einströmenden Trübe, mit der sie sich vermischt.

Die gut gelüftete Trübe durchläuft auf diese Weise rasch und vollständig jede Schaumkammer und kreist außerdem noch mehrmals durch die Öffnungen 6 und 7 hindurch in die Rührkammer, bevor sie die Zelle verläßt. Diese Art der Trüb'eführung kann in Verbindung mit jeder der beiden oben beschriebenen Arten des Auslauf es der Trübe aus der Rühr- · zelle angewendet werden.

Wenn das zu behandelnde Mineral schwimmträge ist, wenn die Schwimmtrübe einen hohen Gehalt von schwimmfähigem Mineral hat oder wenn man Platz sparen will, so kann dank der großen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung jede Rührkammer, wie in Abb. 2 angedeutet, noch mit einer zweiten Schaumkammer 5' versehen werden, wobei der Rührer der erforderlichen erhöhten •Leistung anzupassen wäre.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Schaumschwimmvorrichtung mit einer Schaumaustragkammer, einer von dieser durch eine Zwischenwand getrennten Rührkammer mit an senkrechter Achse umlaufendem Rührer und einem in der Rührkammer über dem Rührer angebrachten trichterförmigen Gefäß, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, zwischen Trichter (2) und Rührkammerwänden befindliche. Raum der Rührkammer (1) durch eine im oberen Teil der Zwischenwand angebrachte Öffnung (6) mit der Schaumkammer (5) in Verbindung steht,· während das Innere des trichterförmigen Gefäßes (2) durch ein in seinem unteren Teil angebrachtes Rohr (7) mit dem unteren Teil der Schaumkammer (S) unmittelbar verbunden ist.
2. 2. Schaumschwimmvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante des trichterförmigen Gefäßes (2) unter der Oberkante der Rührkammer (1) liegt und daß der obere lichte Durchmesser des Gefäßes (2) nur wenig kleiner ist als der Durchmesser der Rührkammer (1).
3. 3. Schaumschwimmvorrichtung nach den Ansprüchen ϊ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere, in ihrer Größe einstellbare öffnung (6) in der Zwischenwand und das im unteren Teil angebrachte \^rerbindungsrohr (7) so angeordnet und von solchem Querschnitt sind, daß der Trübespiegel im äußeren Teil der Rührkammer

   (1) beständig höher liegt als der Trübespiegel der Schaumkammer (5).
4. 4. Schaumschwimmverfahren, bei dem 1.20 zwei in sich geschlossene, voneinander unabhängige Trübekreisläufe hervorgerufen

   werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schaumschwimmvorrichtung nach Anspruch ι bzw. den Unteransprüchen zwischen dem äußeren Teil der Rührkammer (ij und dem Innern des trichterförmigen Gefäßes (2) einerseits und von dem äußeren Teil der Rührkammer (1) durch die Schaumkammer (5) und zurück in den unteren Teil des trichterförmigen Gefäßes (2) anderseits zwei regelbare Trübekreisläufe gebildet werden, die zur Belüftung der Trübe bzw. zur raschen Beförderung der belüfteten Trübe in die Schaumkammer (S) dienen.
5. 5. Schaumschwimmverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungskreislauf der Trübe in der Weise erzeugt wird, daß das Innere des trichterförmigen Gefäßes (2) unter der Wirkung eines Rührers (4) ständig leergesaugt wird und die Trübe in regelbarer Menge über die obere Kante des trichter-.förmigen Gefäßes (2) in das Innere des Trichters zurückfällt.
6. 6. Schaumschwimmverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Trübekreislauf durch den Höhenunterschied hervorgerufen wird, der zwischen dem Trübespiegel in der Rührkammer (1) und demjenigen der Schaumkammer (5) erzeugt wird und unter deren Einfluß die Trübe aus der Rührkammer (1) durch die obere Wandöffnung (6) in die Schaunikammer (5) und aus dieser durch das untere Rohr (7) in das leergesaugte Innere des trichterförmigen Gefäßes (2) zurückfließt, und zwar in einer Menge, die ein Vielfaches der der Vorrichtung ständig zugeführten Trübemenge ausmacht. ·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen