EP0325976A2 - Pneumatische Flotationszelle - Google Patents

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EP0325976A2
EP0325976A2 EP89100628A EP89100628A EP0325976A2 EP 0325976 A2 EP0325976 A2 EP 0325976A2 EP 89100628 A EP89100628 A EP 89100628A EP 89100628 A EP89100628 A EP 89100628A EP 0325976 A2 EP0325976 A2 EP 0325976A2
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EP
European Patent Office
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separation cell
riser pipe
flotation
outlet
cell
Prior art date
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Withdrawn
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EP89100628A
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EP0325976A3 (de
Inventor
Ulrich Arnold Reilard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG filed Critical Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
Publication of EP0325976A2 publication Critical patent/EP0325976A2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B03D1/1406—Flotation machines with special arrangement of a plurality of flotation cells, e.g. positioning a flotation cell inside another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B03D1/24—Pneumatic
    • B03D1/247—Mixing gas and slurry in a device separate from the flotation tank, i.e. reactor-separator type

Definitions

  • the invention relates to a device for carrying out a pneumatic flotation consisting of a separation cell with a discharge for the flotation outlets and with a foam gutter and associated discharge and at least one gassing reactor connected to the separation cell for the slurry to be flotated.
  • a generic flotation plant is mentioned in the publication "5 years of operating experience with pneumatic flotation in hard coal processing", Processing Technology No. 1/1987, pages 1 - 9;
  • the sludge aerated in the gassing reactors is introduced into the separating vessel via inlets in the wall of the cone shaped into the cone, the slurry flowing into the separating vessel in a free jet.
  • the known system has the disadvantage that a correspondingly high outlet speed of the sludge results in the area of the inlets for the gassed sludge into the separation vessel.
  • the associated turbulence disadvantageously means that solid particles with air bubbles do not accumulate on the foam layer, but instead reach the sinking flow of the flotation outlets immediately or after the air bubbles have been torn off due to turbulence. This is associated with a deterioration in the sorting result.
  • the object of the invention is therefore to remedy this situation and to provide a device for carrying out a pneumatic flotation, by means of which the sorting result of pneumatic flotation systems is significantly improved.
  • the invention is associated with the advantage that the flow energy is reduced in the settling section switched between the gassing reactor and the separating vessel, so that the sludge enters the separating vessel at the transition from the settling section without any significant turbulence, which is why the sorting process takes place there without any impairment Can be found.
  • care must be taken within the scope of the invention that a sufficient flow speed for transporting the conditioned slurry into the separation vessel is ensured.
  • the calming section is designed as a riser pipe, which is led up into the separating vessel and in it with its turbidity outlet to just below the underside of the foam layer formed during the flotation process.
  • the airy valuable material can best be classified in the foam layer without the bubbles tearing off;
  • the flotation outlets that are carried decrease immediately after they emerge from the riser pipe from the calmed turbidity to the discharge for the flotation outlets at the bottom of the separation cell.
  • the riser tube can be displaced or it can be formed from two pipe parts pushed into one another like a telescope.
  • the invention also has advantages with regard to improving the sorting result if certain dimensional relationships between the riser pipe and the separating vessel are adhered to, since the slurry fed in via the riser pipe should cover as large a foam area as possible in order to achieve good efficiency to ensure the flotation plant.
  • the ratio of the cross-sectional area of the riser pipe to the cross-sectional area of the phase separation cell should be less than 1.25.
  • the flotation system 10 has a separating cell 11, the bottom wall 12 of which is placed in a funnel shape at an angle downward, a discharge opening 14 for the lowered flotation outlets being arranged at the base of the side wall 13 which comes together there.
  • the separation cell 11 opens into a circumferential foam gutter 15 with a foam product discharge 16.
  • two separation cells 11 are combined in a foam gutter 15.
  • Each separation cell 11 is assigned a gassing reactor 17 which is arranged at a distance from the separation cell below it. Bridging the distance between separation cell 11 and associated gassing reactor 17, a riser pipe 18 is arranged as a calming section, which with its upper turbidity outlet 19 enters the separation Cell 11 into it - and led up to this near to the lower edge of a foam layer, which is not shown in detail, but which occurs in the operation of the flotation system 10 in the upper region of the separation cell 11.
  • an emergency drain 20 is located at the lower end of the riser pipe 18.
  • slurry to be floated is aerated in the gassing reactor 17 and, due to the high specific energy input required, enters the riser pipe 18 at a comparatively high speed.
  • the flow energy degrades to such an extent that the conditioned slurry enters the separation cell 11 at the slurry outlet 19 without any significant turbulence.
  • the distance between turbidity outlet 19 and the lower limit of the foam layer is dimensioned such that, on the one hand, the heavier leaving particles not contaminated with air bubbles separate from the foam and sink to the discharge opening 14, and on the other hand, those contaminated with valuable material Bubbles can be integrated into the existing foam layer as quickly as possible without the bubbles being destroyed or the adhesion between the bubbles and the valuable substance being impaired.
  • the dimensions of the riser pipe 18 in relation to the surface of the separation cell 11 are also related to the advantageous effect of the flotation system according to the invention, since, due to the spreading of the cloudy area after leaving the cloudy outlet 19, the one which is also given as a function of the distance of the cloudy outlet 19 from the lower foam limit Size of the foam area should roughly match the spreading area of the slurry.
  • the design rules for this are to be coordinated depending on the capacity of the separation cell and the flotation specifications.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung einer pneuma­tischen Flotation bestehend aus einer Trennzelle mit einem Austrag für die Flotationsabgänge und mit einer Schaumfangrinne und zugeordnetem Austrag sowie aus wenigstens einem außerhalb der Trennzelle angeordneten und mit der Trennzelle verbundenen Begasungsreaktor für die zu flotierende Trübe sollen die in der Trennzelle beim Trübeeintritt auftretenden Turbulenzen vermieden werden. Hierzu ist vorgesehen, daß zwischen Begasungs­reaktor (17) und Trennzelle (11) zum Abbau der Strömungs­energie der belüfteten Trübe eine Beruhigungsstrecke (18) eingeschalten ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation bestehend aus einer Trenn­zelle mit einem Austrag für die Flotationsabgänge und mit einer Schaumfangrinne und zugeordnetem Austrag sowie aus wenigstens einem mit der Trennzelle verbundenen Begasungsreaktor für die zu flotierende Trübe.
  • Eine gattungsgemäße Flotationsanlage ist in der Ver­öffentlichung "5 Jahre Betriebserfahrung mit der pneu­matischen Flotation in der Steinkohlenaufbereitung", Aufbereitungs-Technik Nr. 1/1987, Seite 1 - 9, erwähnt; hierbei wird die in den Begasungsreaktoren belüftete Trübe über im unteren Teil des spitzkegelförmigen Trenn­gefäßes in dessen Wandung eingelassene Einläufe in das Trenngefäß eingeleitet, wobei die Trübe in freiem Strahl in das Trenngefäß einströmt.
  • Bei der pneumatischen Flotation kommt es bei der Zustellung der Trübe besonders darauf an, durch die Bildung von kleinen Blasen und eine gute Dispergierung der Blasen in der zugestellten Trübe eine gute Anlagerung der in der Trübe befindlichen Wertfeststoffe an die Blasen sicherzustellen. Hierzu sind bekanntermaßen hohe Fluid­geschwindigkeiten und hohe spezifische Energieeinträge Voraussetzung.
  • Mit der bekannten Anlage ist in diesem Zusammenhang nun der Nachteil verbunden, daß sich im Bereich der Einläufe für die begaste Trübe in das Trenngefäß eine entsprechend große Austrittsgeschwindigkeit der Trübe ergibt. Die damit verbundenen Turbulenzen bewirken in nachteiliger Weise, daß mit Luftbläschen behaftete Feststoffteilchen sich nicht an der Schaumschicht anlagern, sondern unmittelbar oder nach turbulenzbedingtem Abreißen der Luftbläschen in den Sinkstrom der Flotationsabgänge gelangen. Hiermit ist eine Verschlechterung des Sortier­ergebnisses verbunden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine Vorrichtung zur Durch­führung einer pneumatischen Flotation zur Verfügung zu stellen, mittels derer das Sortierergebnis von pneu­matischen Flotationsanlagen deutlich verbessert wird.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.
  • Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß in der zwischen Begasungsreaktor und Trenngefäß einge­schalteten Beruhigungsstrecke ein Abbau der Strömungs­energie erfolgt, so daß die Trübe am Übergang der Be­ruhigungsstrecke in das Trenngefäß ohne nennenswerte Turbulenzen in das Trenngefäß eintritt, weswegen dort der Sortiervorgang ohne eine Beeinträchtigung statt­ finden kann. Bei der Bemessung der Beruhigungsstrecke ist im Rahmen der Erfindung dafür Sorge zu tragen, daß eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit zum Transport der konditionierten Trübe in das Trenngefäß gewährleistet ist.
  • Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Beruhigungsstrecke als Steigrohr ausgeführt, welches bis in das Trenngefäß hinein und in demselben mit seinem Trübeaustritt bis dicht unter die Unterseite der beim Flotationsvorgang sich ausbildenden Schaumschicht hochgeführt ist. Auf diese Weise kann sich der luftbe­haftete Wertstoff am besten in die Schaumschicht einord­nen, ohne daß es zu Abrissen der Bläschen kommt; die mitgetragenen Flotationsabgänge sinken nach Austritt aus dem Steigrohr von der beruhigten Trübe sofort zum Austrag für die Flotationsabgänge am Boden der Trennzelle ab.
  • Um die Flotationsanlage im einzelnen besser einstellbar zu halten, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, das Steigrohr bezüglich seines Trübeaustritts regulierbar einzustellen, um eine diesbezügliche Anpassung des Abstandes des Trübe­austrittes von der Schaumunterkante vornehmen zu können. Hierbei kann entweder das gesamte Steigrohr verschiebbar oder dieses aus zwei nach Art eines Teleskops ineinander eingeschobenen Rohrteilen gebildet sein.
  • Die Erfindung bringt weiterhin Vorteile im Hinblick auf die Verbesserung des Sortierergebnisses mit sich, wenn bestimmte Abmessungsverhältnisse zwischen Steigrohr und Trenngefäß eingehalten werden, da die über das Steigrohr eingespeiste Trübe eine möglichst große Schaum­fläche bestreichen soll, um einen guten Wirkungsgrad der Flotationsanlage zu gewährleisten. In diesem Zusammen­hang hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche des Steigrohres zur Querschnitts­fläche der Phasentrennzelle einen Wert von 1,25 unter­schreiten sollte.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,
    • Fig. 2 den Gegenstand der Figur 1 in Vorderansicht.
  • Die Flotationsanlage 10 weist eine Trennzelle 11 auf, deren Bodenwand 12 trichterförmig schräg nach unten gestellt ist, wobei am Fußpunkt der dort damit zusammen­kommenden Seitenwandung 13 eine Austragsöffnung 14 für die abgesunkenen Flotationsabgänge angeordnet ist. Am oberen Ende mündet die Trennzelle 11 in eine um­laufende Schaumfangrinne 15 mit einem Schaumprodukt­austrag 16. In Figur 2 sind beispielsweise zwei Trenn­zellen 11 in einer Schaumfangrinne 15 zusammengefaßt.
  • Jeder Trennzelle 11 ist ein Begasungsreaktor 17 zugeordnet, der mit Abstand zur Trennzelle unterhalb derselben angeordnet ist. Den Abstand zwischen Trennzelle 11 und zugeordnetem Begasungsreaktor 17 überbrückend ist ein Steigrohr 18 als Beruhigungsstrecke angeordnet, welches mit seinem oberen Trübeaustritt 19 in die Trenn­ zelle 11 hinein - und in dieser bis nahe an die Unter­kante einer im einzelnen nicht dargestellten, im Betrieb der Flotationsanlage 10 sich aber im oberen Bereich der Trennzelle 11 einstellenden Schaumschicht hochgeführt.
  • Je nach Ausbildung des Flotationsgutes ist es zweckmäßig, die Lage des Trübeaustrittes 19 regulierbar zu halten, beispielsweise durch eine verschiebbare Anordnung des Steigrohres 18 insgesamt oder durch dessen Ausbildung als teleskopisch bewegbares Rohr; letzteres ist aber im einzelnen nicht dargestellt. Am unteren Ende des Steigrohres 18 befindet sich ein Notablaß 20.
  • Im Betrieb wird zu flotierende Trübe im Begasungsreaktor 17 belüftet und tritt aufgrund des dabei erforderlichen hohen spezifischen Energieeintrages mit einer vergleichs­weise großen Geschwindigkeit in das Steigrohr 18 ein. Auf der so gebildeten Beruhigungsstrecke baut sich die Strömungsenergie so weit ab, daß die konditionierte Trübe am Trübeaustritt 19 ohne nennenswerte Turbulenzen in die Trennzelle 11 eintritt. Hierbei ist es nach der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn dabei die Entfernung zwischen Trübeaustritt 19 und der Untergrenze der Schaumschicht so bemessen ist, daß einerseits die nicht mit Luftbläschen behafteten schwereren Abgangs­teilchen sich vom Schaum trennen und zur Austragsöffnung 14 absinken, daß andererseits die mit Wertstoff be­hafteten Bläschen sich möglichst rasch in die bestehende Schaumschicht einbinden können, ohne daß es zu Zer­störungen der Bläschen oder Beeinträchtigung der Haftung zwischen Bläschen und Wertstoff kommt.
  • In einen Zusammenhang mit der vorteilhaften Wirkung der erfindungsgemäßen Flotationsanlage stehen auch die Abmessungen des Steigrohres 18 im Verhältnis zur Oberfläche der Trennzelle 11, da aufgrund der sich flächenhaft ausbreitenden Trübe nach Verlassen des Trübeaustritts 19 die auch in Abhängigkeit vom Abstand des Trübeaustritts 19 von der Schaumuntergrenze gegebene Größe der Schaumfläche in etwa mit der Ausbreitungsfläche der Trübe übereinstimmen sollte. Die Bemessungsregeln dazu im einzelnen sind in Abhängigkeit von den Kapazitäts­verhältnissen der Trennzelle sowie den Flotationsvorgaben jeweils abzustimmen.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentan­sprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offen­barten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Durchführung einer pneumatischen Flotation bestehend aus einer Trennzelle mit einem Austrag für die Flotationsabgänge und mit einer Schaumfangrinne und zugeordnetem Austrag sowie aus wenigstens einem außerhalb der Trennzelle ange­ordneten und mit der Trennzelle verbundenen Be­gasungsreaktor für die zu flotierende Trübe,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Begasungsreaktor (17) und Trennzelle (11) zum Abbau der Strömungsenergie der belüfteten Trübe eine Beruhigungsstrecke (18) eingeschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beruhigungsstrecke als zwischen dem unter­halb der Trennzelle (11) angeordneten Begasungs­reaktor (17) und der Trennzelle (11) angeordnetes Steigrohr (18) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (18) mit seinem Trübeaustritt (19) in die Trennzelle (11) hineingeführt und bis nahe an die im oberen Bereich der Trennzelle (11) eingestellte Schaumschicht hochgeführt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trübeaustritt (19) des Steigrohres (18) in dessen Längsachse verschiebbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (18) als solches verschiebbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (18) aus mindestens zwei teles­kopisch ineinandergeschobenen Einzelrohren besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis des Steigrohrquerschnitts zum Querschnitt der zugeordneten Trennzelle kleiner als 1,25 ist.
EP19890100628 1988-01-23 1989-01-14 Pneumatische Flotationszelle Withdrawn EP0325976A3 (de)

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