DEP0053649DA - Vorrichtung und Verfahren zur Schaumflotation von Mineralien, insbesondere von Kohlen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schaumflotation von Mineralien, wie z.B. Kohle, durch Schaumflotations-Verfahren.

Die Erfindung besteht in einer für den oben genannten Zweck geeigneten Vorrichtung, welche eine die zu behandelnde Trübe enthaltende Zelle umfasst, die durch eine flache, im wesentlichen glatte Bodenoberfläche aus festem (starrem) porösem Material und durch Mittel zur Zuführung von Luft durch die Poren des Zellenbodens gekennzeichnet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung neigt sich der starre poröse Boden gegen einen Entleerungspunkt für die Abgänge (Berge) des Prozesses zu abwärts, wobei die Neigung hinreichend ist, um das durch die Luftblasen nicht flotierte Material unter dem Einfluss des Trübestromes mit Sicherheit durch die Zelle bis zu dem Entleerungspunkt zu bewegen, ohne dass es in ernsthaftem Ausmass durch die Bildung der Luftblasen behindert wird oder diese stört.

Es ist ein Vorzug der Vorrichtung nach der Erfindung, dass eine angemessene Zufuhr von Luftblasen gewünschter Grösse in die Zelle vorgenommen werden kann und diese in der Trübe durch und durch verbreitert werden können, und zwar ohne Zuhilfenahme kräftiger Diffusions- oder Rührvorrichtungen, die das Bestreben haben, die Luft und Mineralpartikel zu trennen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Verwendung eines starren, festen Materials für den Boden, - im Gegensatz zu früheren Vorschlägen, biegsames Material wie porösen Gummi zu verwenden, - einen glatten flachen Boden vorzusehen gestattet, der das Weiterwandern der Abgänge zu dem Entleerungspunkt hin begünstigt.

Als Werkstoffe für den porösen Boden kommen Metall, Glas, Porzellan oder anderes keramisches Material, das in beliebiger Weise porös gemacht ist, in Betracht. Der Boden kann durch Zusammenfügen von Platten, Plattensteinen, Ziegeln o.dgl. aus porösem Material gebildet werden, und es ist wichtig, dass die obere Bodenfläche, soweit es praktisch zu ermöglichen ist, eben ist, ohne dass Rippen oder Ränder, Stauleisten oder andere, quer zu dem Trübestrom gelegene Hindernisse hervorstehen, die das Weiterwandern der Abgänge zu dem Entleerungspunkt stören oder behindern könnten.

Die Poren der Platten haben vorzugsweise eine Oberflächengrösse von nicht über 30 Mikron (0,030 mm).

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäss der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in denen

Figur 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung ist,

Figur 2 eine Grundrissansicht dieser Vorrichtung ist,

Figur 3 eine Ansicht des Endes der Vorrichtung und

Figur 4 einen Schnitt durch eine der Druckluftkammern

in vergrössertem Maßstabe darstellt, der die porösen Platten erkennen lässt.

Die Vorrichtung umfasst eine Zelle, die aus einem langen, engen rechteckigen Behälter 1 besteht, dessen oberer Teil 2 der einen der längeren Seiten sich nach oben und aussen zu neigt, sodass der obere Teil des Behälters weiter als der Boden ist, um das schaumtragende Material bequem aufzunehmen. Der Boden 3 des Behälters neigt sich von dem einen Ende 4 - dem Einlassende - zu dem anderen Ende 5, das das Auslassende für die Abgänge darstellt, nach abwärts. Der Neigungswinkel kann etwa 10 obe tragen. Innerhalb der Kammer ist eine senkrechte Trennwand 6 vorgesehen, die parallel und nahe dem oberen Ende des Behälters angeordnet ist. Die Trennwand ist von dem Boden etwa 2,5 bis 3,8 cm entfernt und der Raum 8 zwischen der Trennwand und dem Behälter stellt eine Zufuhrkammer für die rohe Trübe dar, welche von dieser Kammer abwärts in den unteren Teil des Behälters am Einlassende fliesst. Ähnliche Trennwände 10 sind in zahlreichen Abständen längs der Gesamtlänge des Behälters vorgesehen. Der obere Rand 11 des Teiles 2 der längeren Seitenwand des Be- hälters stellt ein Stauwehr dar, über das der Schaum in einem Trog 12, der an der Aussenwand des Behälters angebracht ist, abfliesst. Es kann so eingerichtet werden, dass der Schaum in den Trog überfliesst, doch sind in dem vorliegenden Beispiel zwei rotierende Schaufeleinrichtungen 14 vorgesehen, die bewirken, dass der Schaum über das Wehr in den Trog überfliesst. Die Schaufeleinrichtungen werden in der gleichen Richtung durch einen Motor 15 mit etwa 6 Umdrehungen pro Minute in Umdrehungen versetzt.

Am unteren Ende des Bodens des Behälters ist ein Auslass 16 für die Abgänge vorgesehen, der durch ein handbetätigtes konisches Ventil 17 gesteuert wird. Ein Überlaufrohr 18, dessen oberes Ende sich in einer Entleerungsrinne oder einem Entleerungstrog 21 befindet und dessen unteres Ende zu dem Auslass führt, ist dafür vorgesehen, dass in der Zelle ein konstanter Spiegel der Trübe aufrecht erhalten wird. Das obere Ende dieses Rohres ist durch eine Überschiebemuffe 20, die auf dem Rohr gleiten oder darauf aufgeschraubt werden kann, in senkrechter Richtung einstellbar eingerichtet.

Der Boden 3 des Behälters zwischen der Trennwand 6 und dem Auslass für die Abgänge ist an seiner Oberfläche vollständig mit porösen Platten 25 bedeckt. Die quadratförmigen Platten sind an ihren Rändern, wie aus Figur 4 ersichtlich, durch Einspannen befestigt und in Gruppen zu je 4 angeordnet, um grössere Quadrate zu bilden. Die Platten jeder Gruppe sind für den Widerstand der durchströmenden Luft (bzw. für den Luftdurchlass) passend ausgewählt und über einer gemeinsamen Pressluftkammer 26 angeordnet. An Stelle der gezeigten Einspannvorrichtungen können die Platten wahlweise auch durch Schrauben oder durch Einzementieren oder durch Lötung in ihrer Lage befestigt werden, und solche Befestigungsmittel dieser Art in Verbindung mit Kreuzstücken oder Stegen 27 sind in dem beschriebenen Beispiel an den Kreuzungspunkten jeder Gruppe benutzt.

Die Pressluftkammern 26 sind durch besondere (nicht dargestellte) Ventile mit einer Verteilerleitung 28 für die Luftzufuhr verbunden. Die Kammern können auch mit ventilgesteuerten Entwässerungs-Auslässen versehen sein. Der erforderliche Luftdruck in den einzelnen Kammern variiert entsprechend der wechselnden Höhe der Flüssigkeit, die durch die Neigung des Zellenbodens verursacht wird, und die Änderung der Einstellung kann entweder durch passende Regulierung der oben erwähnten Ventile oder durch andere geeignete Mittel bewirkt werden. Die Einregulierung wird auf Grund einer Beobachtung der Blasen vorgenommen, welche einen sanften gleichmässigen Strom bilden sollen. Die porösen Platten sind so hergestellt, dass sie genügend fest sind, um Drücken bis zu 1,4 kg pro cm(exp)2 standzuhalten. Sie haben eine Oberflächen-Porengrösse von nicht über 30 Mikron, einen verhältnismässig niedrigen Staudruck und sind mit einer ebenen, glatten Oberfläche hergestellt. Die Porosität der Oberfläche beträgt grössenordnungsmässig 37%. Die Platten können aus porösem Glas, das durch Sintern von Glaspartikeln hergestellt ist, oder aus porösem Metall (hergestellt z.B. durch Pressen von Metallpulver) bestehen, - beispielsweise werden Platten verwendet, die unter den Warenzeichen "Aerox" und "Porosint" bekannt sind.

Bei der Benutzung der oben beschriebenen Vorrichtung wird eine Mineraltrübe, z.B. eine Kohletrübe, kontinuierlich in die Einlasskammer eingeführt und wandert unter der ersten Trennwand hindurch in die Trennzelle ein. In die Luftkammern wird Luft eingeführt und tritt durch die porösen Platten in Form kleiner Blasen aus, die sich auf dem zu gewinnenden Material ansammeln und bewirken, dass es als ein Schaum an die Oberfläche aufsteigt, der alsdann durch die Schaufeln nach der Rinne 12 entfernt wird. Die Verunreinigungen, Abfälle oder Abgänge werden durch den Bodenauslass 16 aus der Zelle entleert. Die Einrichtung wird normaler Weise durch Steuerung des Auslassventils 17 so eingestellt, dass ein geringfügiges Überlaufen durch das Überlaufrohr 20 aufrecht erhalten wird, oder so, dass der Flüssigkeitsspiegel ohne Überfliessen in seiner Lage gehalten wird, wie es für zweckmässig befunden wird.

Bei einer Benutzung dieser Vorrichtung ergab in einem Beispiel eine rohe Kohletrübe, die 25 - 30 Gewichtsprozent Festbestandteile von einer Grösse unterhalb 1,5 mm enthielt, nach dme Reinigungsvorgang eine gereinigte Fraktion von 5% Aschegehalt und eine Fraktion von Abgängen mit 60 bis 80% Aschegehalt. Bei diesem Beispiel war die Zelle ungefähr 60 cm breit und zwischen der Trennwand 6 und dem Auslassende 5 etwa 3,6 m lang, und die Strömungsgeschwindigkeit durch die Zelle betrug etwa 90000 Liter pro Stunde.

Die Erfindung umfasst sowoh die Anwendung einer einzelnen der vorstehend beschriebenen Zellen wie auch einer beliebigen Anzahl solcher Zellen in Reihenschaltung oder in irgendeiner anderen Anordnung, die von dem zu behandelnden Material und den gewünschten Ergebnissen abhängt.

Die Erfindung ist nicht auf die Konstruktionseinzelheiten des obigen Beispiels beschränkt. Die Zelle kann z.B. abgeändert werden, indem zur Entfernung des Schaumes an beiden Seiten Stauwehre vorgesehen werden oder die Rührschaufeln bzw. Schaufelvorrichtungen können so eingerichtet werden, dass sie in entgegengesetzten Richtungen rotieren, um den Schaum über beide Wehre zu entfernen.

Nach der Erfindung können weiterhin Abdeckstreifen (Deckleisten) über den Verbindungsstellen zwischen aneinanderliegenden Platten sowie eine Befestigung der Platten durch Einspannen (Zwischenklemmen) zwischen die Deckleisten und die darunter liegenden Stege 27 vorgesehen sein. Die Deckleisten haben zweckmässig eine möglichst geringe Dicke, um die glatte Oberfläche des Zellenbodens so weit wie möglich aufrecht zu erhalten.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Schaumflotation von Mineralien, insbesondere von Kohlen, dadurch gekennzeichnet, dass eine die zu behandelnde Trübe enthaltende Zelle eine flache, im wesentlichen glatte Bodenoberfläche aus festen (starrem) porösem Material aufweist, und daß Einrichtungen für die Zuführung von Luft durch die Poren des Bodens in die Zelle vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der starre, poröse Boden sich nach abwärts zu einem Entleerungspunkt für die Abgänge aus dem Prozess (Verunreinigungen) zu neigt, wobei die Neigung genügend gross ist, um das durch Luftblasen nicht flotierte Material unter der Wirkung des Trübestromes kontinuierlich durch die Zelle zu dem Entleerungspunkt hin zu bewegen, ohne die Bildung der Luftblasen in wesentlichem Ausmass zu stören.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Boden aus Metall, Glas, Porzellan oder anderen keramischen, porös gemachtem Material besteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden durch Zusammenfügen von Platten oder dergl. aus porösem Material hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Bodenfläche ohne hervorstehende Grate oder Leisten, stauende Unebenheiten oder andere quer zur Strömungsrichtung der Trübe gelegene Hindernisse, die das Ableiten der Abgänge zu dem Entleerungspunkt behindern können, eben ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren des Bodens eine Flächenabmessung von nicht über 30 Mikron haben.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Bodenfläche grössenordnungsmässig 37% beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Zelle in Abteilungen unterteilt ist, deren jede mit Mitteln für eine Zufuhr von Druckluft zu der Unterseite der Abteilung ausgestattet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Variieren der Luftzuführungsdrücke zu den einzelnen Abteilungen, um Änderungen der Druckhöhe der Trübe in den Abteilungen zu kompensieren.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Zelle eine oder mehrere sich nach aussen zu erstreckende Trennwände (Stauwände) und zwischen dem unteren Rand der Trennwand und dem Boden der Zelle beschränkte Öffnungen für den Durchtritt der Trübe vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine oder mehrere sich drehende Räumschaufeln zur Entfernung des Schaumes vom Oberteil der Zelle.

12. Verfahren zur Aufbereitung und Reinigung von Kohle o.dgl. durch Schaumflotation, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trübe von Kohle in eine einen festen (starren) porösen Boden aufweisende Zelle eingeführt wird, dass Luftblasen durch die Poren des Bodens zugelassen werden, dass Schaum von der Oberseite der Zelle abgeführt und die Abgänge bzw. Verunreinigungen vom Boden der Zelle entfernt werden.