DEP0053649DA

DEP0053649DA - Device and method for froth flotation of minerals, in particular coal

Info

Publication number: DEP0053649DA
Authority: DE
Original assignee: National Coal Board Corporation, London
Publication date: 1951-02-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schaumflotation von Mineralien, wie z.B. Kohle, durch Schaumflotations-Verfahren.The invention relates to an apparatus for froth flotation of minerals, such as coal, by froth flotation processes.

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.The invention consists in a device suitable for the above-mentioned purpose, which comprises a cell containing the pulp to be treated, which is formed by a flat, essentially smooth bottom surface made of solid (rigid) porous material and by means for supplying air through the pores of the Cell bottom is marked.

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.In a preferred embodiment of the device, the rigid porous floor slopes downwards towards a discharge point for the outlets (mountains) of the process, the slope being sufficient not to prevent this from being caused by the air bubbles Moving floated material under the influence of the turbidity flow through the cell to the emptying point with certainty without it being seriously hindered by the formation of air bubbles or disturbing them.

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.It is an advantage of the device according to the invention that an adequate supply of air bubbles of the desired size can be made into the cell and that these can be widened through and through in the turbidity without the aid of powerful diffusion or stirring devices which tend to do so to separate the air and mineral particles. Another advantage is that the use of a rigid, solid material for the floor, as opposed to previous proposals to use pliable material such as porous rubber, allows a smooth flat floor to be provided which allows the outlets to migrate to the emptying point favored.

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.The materials for the porous floor can be metal, glass, porcelain or other ceramic material that is made porous in any way. The floor can or the like by joining plates, slabs, bricks. made of porous material, and it is important that the upper floor surface, as far as practically possible, is flat without protruding ribs or edges, baffles or other obstacles located transversely to the turbidity flow that prevent the outlets from moving on interfere with or impede the emptying point.

Die Poren der Platten haben vorzugsweise eine Oberflächengrösse von nicht über 30 Mikron (0,030 mm).The pores of the plates preferably have a surface area not exceeding 30 microns (0.030 mm).

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäss der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in denenAn embodiment of a device according to the invention is described in more detail below with reference to the drawings, in which

Figur 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung ist,Figure 1 is a front view of a device according to the invention,

Figur 2 eine Grundrissansicht dieser Vorrichtung ist,Figure 2 is a plan view of this device,

Figur 3 eine Ansicht des Endes der Vorrichtung undFigure 3 is a view of the end of the device and

Figur 4 einen Schnitt durch eine der DruckluftkammernFIG. 4 shows a section through one of the compressed air chambers

in vergrössertem Maßstabe darstellt, der die porösen Platten erkennen lässt.shows on an enlarged scale, which shows the porous plates.

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.The device comprises a cell consisting of a long, narrow rectangular container 1, the upper part 2 of which on one of the longer sides slopes upwards and outwards so that the upper part of the container is wider than the bottom around the foam-bearing material convenient to pick up. The bottom 3 of the container slopes downwards from one end 4 - the inlet end - to the other end 5, which is the outlet end for the outlets. The angle of inclination can be about 10 obe. Inside the chamber there is provided a vertical partition 6 which is arranged parallel to and near the top of the container. The partition is about 2.5 to 3.8 cm from the bottom and the space 8 between the partition and the container constitutes a feed chamber for the raw pulp which flows from this chamber down into the lower part of the container at the inlet end. Similar partitions 10 are provided at numerous intervals along the entire length of the container. The upper edge 11 of part 2 of the longer side wall of the loading holder is a weir, through which the foam in a trough 12, which is attached to the outer wall of the container, flows off. It can be set up so that the foam overflows into the trough, but in the present example two rotating paddle devices 14 are provided which cause the foam to overflow into the trough via the weir. The shovel devices are rotated in the same direction by a motor 15 at about 6 revolutions per minute.

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.At the lower end of the bottom of the container there is an outlet 16 for the outlets which is controlled by a manually operated conical valve 17. An overflow pipe 18, the upper end of which is located in an emptying channel or trough 21 and the lower end of which leads to the outlet, is provided so that a constant level of the pulp is maintained in the cell. The upper end of this tube is set up adjustable in the vertical direction by means of a sliding sleeve 20 which can slide on the tube or be screwed onto it.

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.The bottom 3 of the container between the partition 6 and the outlet for the outlets is completely covered on its surface with porous plates 25. The square-shaped plates are fastened at their edges, as can be seen from FIG. 4, by clamping and arranged in groups of 4 each in order to form larger squares. The plates in each group are designed for the resistance of the air flowing through (or for the air passage) is appropriately selected and arranged over a common compressed air chamber 26. Instead of the clamping devices shown, the plates can optionally also be fastened in place by screws or by cementing or by soldering, and such fastening means of this type in connection with cross pieces or webs 27 are used in the example described at the crossing points of each group.

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.The compressed air chambers 26 are connected by special valves (not shown) to a distribution line 28 for the air supply. The chambers can also be provided with valve-controlled drainage outlets. The required air pressure in the individual chambers varies according to the changing height of the liquid caused by the inclination of the cell bottom, and the change in setting can be effected either by suitable regulation of the above-mentioned valves or by other suitable means. The adjustment is carried out on the basis of an observation of the bubbles, which are supposed to form a smooth, even flow. The porous plates are made to be strong enough to withstand pressures of up to 1.4 kg per cm (exp) 2. They have a surface pore size of not more than 30 microns, a relatively low dynamic pressure and are made with a flat, smooth surface. The porosity of the surface is about 37%. The plates can be made of porous glass, which is made by sintering glass particles, or of porous metal (made e.g. by pressing metal powder) - for example, plates are used, known under the trademarks "Aerox" and "Porosint".

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.Using the device described above, a mineral pulp, such as a coal pulp, is continuously introduced into the inlet chamber and migrates under the first partition into the separation cell. Air is introduced into the air chambers and exits through the porous plates in the form of small bubbles that collect on the material to be recovered and cause it to rise to the surface as a foam, which is then removed by the blades after the chute 12 . The contaminants, waste or waste are emptied from the cell through the bottom outlet 16. The device is normally adjusted by controlling the outlet valve 17 so that a slight overflow is maintained through the overflow pipe 20, or so that the liquid level is kept in its position without overflowing, as found to be appropriate.

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.When using this device, in one example, a raw coal pulp containing 25-30% by weight solids of a size below 1.5 mm resulted in a purified fraction of 5% ash content and a waste fraction with 60 to 80% ash content after the cleaning process . In this example the cell was approximately 60 cm wide and approximately 3.6 m long between the partition 6 and the outlet end 5, and the flow rate through the cell was approximately 90,000 liters per hour.

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.The invention encompasses the use of a single cell as well as one of the cells described above any number of such cells in series or in any other arrangement depending on the material being treated and the results desired.

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.The invention is not limited to the details of construction of the above example. For example, the cell can be modified by adding weirs on both sides to remove the foam, or the paddles can be arranged to rotate in opposite directions to remove the foam across both weirs.

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.According to the invention, cover strips (cover strips) can also be provided over the connection points between adjacent panels, as well as a fastening of the panels by clamping (intermediate clamping) between the cover strips and the webs 27 underneath. The cover strips are expediently as thin as possible in order to maintain the smooth surface of the cell bottom as much as possible.

Claims

1. Device for froth flotation of minerals, especially coal, characterized in that a cell containing the pulp to be treated has a flat, essentially smooth bottom surface made of solid (rigid) porous material, and that devices for the supply of air through the pores of the floor are provided in the cell.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rigid, porous bottom tends downwards to a discharge point for the outflows from the process (impurities), the inclination being large enough to remove the material not floated by air bubbles under the Effect of the turbidity flow to move continuously through the cell to the emptying point without disturbing the formation of the air bubbles to any significant extent.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the porous base consists of metal, glass, porcelain or other ceramic material made porous.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom is made of porous material by joining plates or the like.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the upper bottom surface is flat without protruding ridges or ridges, damming bumps or other obstacles located transversely to the flow direction of the sludge, which can hinder the drainage of the outlets to the emptying point.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pores of the bottom have a surface dimension of not more than 30 microns.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the porosity of the bottom surface is on the order of 37%.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom of the cell is divided into compartments, each of which is equipped with means for supplying compressed air to the bottom of the compartment.

9. The device according to claim 8, characterized by means for varying the air supply pressures to the individual compartments in order to compensate for changes in the pressure level of the pulp in the compartments.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more outwardly extending partition walls (baffles) and restricted openings between the lower edge of the partition and the bottom of the cell for the passage of the pulp are provided within the cell.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized by one or more rotating scraper blades for removing the foam from the top of the cell.

12. Process for processing and cleaning coal or the like. by foam flotation, characterized in that a pulp of coal is introduced into a cell with a solid (rigid) porous base, that air bubbles are allowed through the pores of the base, that foam is removed from the top of the cell and the waste or impurities from Bottom of the cell to be removed.