EP0801989A1 - Flotation method and mixing device for carrying it out - Google Patents

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EP0801989A1
EP0801989A1 EP97102625A EP97102625A EP0801989A1 EP 0801989 A1 EP0801989 A1 EP 0801989A1 EP 97102625 A EP97102625 A EP 97102625A EP 97102625 A EP97102625 A EP 97102625A EP 0801989 A1 EP0801989 A1 EP 0801989A1
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EP
European Patent Office
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flotation
suspension
inlet opening
mixing element
mixing
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EP97102625A
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German (de)
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Jens Dr. Müller
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Voith Paper Fiber and Environmental Solutions GmbH and Co KG
Original Assignee
Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH
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Publication date
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/66—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water
    • D21F1/70—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water by flotation
    • 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
    • B03D1/02—Froth-flotation processes
    • B03D1/028—Control and monitoring of flotation processes; computer models therefor
    • 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
    • B03D1/1493—Flotation machines with means for establishing a specified flow pattern
    • 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 flotation process for separating solids from a paper-containing suspension according to the preamble of claim 1 and a mixing device according to the preamble of claim 17.
  • Methods of this type are e.g. known from DE-OS 34 01 161. They are used in the paper industry for the removal of printing inks, adhesives or other disruptive contaminants, most of which come from waste paper. Due to its hydrophobicity, the fiber is removed as a good substance in the suspension, while the contaminating solids are discarded with the foam. Because of this division of the solid streams into fibers and impurities, one speaks of selective flotation. Other uses of such processes are also known in which as much of the solids as possible is removed by flotation, e.g. in the treatment of waste water generated by pressing in the paper industry. In such cases, one speaks of clarification flotation or, because of the gassing mechanism, relaxation flotation.
  • the object of the invention is therefore to create a flotation process with a better separation effect and / or a lower specific energy requirement.
  • Better separation means that the amount of the undesired constituents of the paper pulp suspension removed is further increased, that is to say a better cleanliness of the pulp or less fiber loss or both.
  • the pulse exchange in the area of the mixing element is such that the specifically required energy dissipation takes place in order to promote the attachment of hydrophobic solid particles to the bubbles. Neither the air bubbles are adversely changed, nor are particles already attached to air bubbles torn off again. Rather, if desired, the bubble size can be better influenced by the process. It has been shown that a bubble size spectrum in accordance with the requirements, especially in fiber suspensions, is difficult to produce or unstable by conventional injectors alone. In the new process, the entire energy conversion takes place under particularly favorable conditions, in particular in comparison to the known injectors, since the speeds can be lower because of the larger volumes involved.
  • the suspension in the flotation container is given a rotational movement because the mixing element generates a suction that is effective within the flotation container.
  • This recirculation movement therefore increases the likelihood that solid particles to be separated can come into contact with the air bubbles entered. This also improves the separating effect of the flotation process.
  • the suction effect described is also suitable for subtracting the vortices which, in the prior art, can arise directly at the mouth of the inlet pipe into the flotation container. These vortices disrupt flotation and waste energy unnecessarily. If they are suctioned off according to the invention, their energy can be used for fumigation and mixing.
  • the rotational movement is controlled so that it cannot damage the flotation. That means: The movement of the gas bubbles to the surface still takes place in the necessary way, since the circulating flow is locally limited to a small part of the suspension in the flotation tank.
  • the suspension preferably leaves the mixing element in an approximately horizontal direction, which also applies to a vertically arranged inlet line.
  • the flotation apparatus contains a flotation container 1 which is not completely drawn. When the method is carried out, this is largely filled with suspension, on the surface of which, as is known per se, a foam 8 is formed which contains as large a part as possible of the components to be flotated. It can flow off via a foam weir as reject R.
  • the suspension S 1 containing paper pulp enters the flotation container 1 through an inlet element 6 having an inlet opening 2. As shown here, it can be mixed with gas G, for example air, before entering the flotation container.
  • the inflowing suspension is passed through a mixing element 3, the inflow opening 4 of which is located at a distance a from the inlet opening 2.
  • part of the suspension S 2 located in the flotation container 1 is sucked into the space between the inlet opening 2 and the inflow opening 4.
  • This space has the Function of a collecting room 7 (Fig. 2).
  • the suspension cleaned by flotation exits the flotation container 1 as accept substance A through the outlet opening 5.
  • this is a fiber suspension freed from foreign matter or in special cases clarified water, in which the largest possible proportion of all the solids contained has been removed by the flotation.
  • FIG. 2 mixing element 3 and the associated inlet element 6 are drawn somewhat more detailed, but still schematically.
  • the collecting space 7 between the inlet opening 2 and the inflow opening 4 is indicated by dashed lines.
  • the mixing element 3 has the extension c.
  • a special feature is the offset b between the center lines of both openings. This offset can be changeable to regulate the mixing effect, especially when it is difficult to change the distance a for constructional reasons. This would be the case with radial flow guidance, such as in FIGS. 6 and 7.
  • the offset b influences the recirculation of the suspension within the flotation container.
  • the arrangement shown in FIG. 2 favors the suction of the suspension above the mixing element 3 due to the offset.
  • the inlet opening 2 is not flush with the wall of the flotation container 1, which can have advantages in flotation.
  • the inlet opening 2 can also be located in the container wall.
  • the bubble-forming gas G is pumped directly through the wall into the flotation tank 1. This variant is also possible with other arrangements.
  • the size of the distance a determines the mixing and thus also the flotation effect. Therefore, changing them can be used as a way to control the flotation process.
  • FIG. 4 A simple example of this is shown in FIG. 4, in which the mixing element 3 is slidably connected to the inlet element 6. This shift can also be done with a motor and the motor as an actuator function of a control loop.
  • the adjustability can be implemented in various ways and is familiar to the person skilled in the art.
  • the mixing element 3 forms a unit with the inlet element 6.
  • the suspension that is already in the flotation tank is sucked in through elongated holes that are arranged upstream of the mixing element 3. In this way, even with this simple device, there is a distance a between the inlet opening 2 and the inflow opening 4, these openings being indicated here as ovals.
  • FIG. 6 shows the section through a flotation container 1 'which, in contrast to that in FIG. 1, has an oval cross section.
  • the suspension S 1 is fed into this container and aerated through an inlet element 6 ', which has a cylindrical inlet opening.
  • the inlet element 6 ' can advantageously, as shown here, be attached eccentrically in the flotation tank 1'.
  • the method according to the invention can also be used in such a flotation device, the mixing element 3 'being positioned essentially in a ring around the inlet opening 2' because of the radial inflow of the suspension.
  • the conditions in the described area of the inlet element 6 ' are shown in somewhat more detail in FIG. 7.
  • the mixing element has a height offset relative to the inlet opening 2 '. This is not necessary, but can be used to regulate the mixing in the flotation tank, as already stated.
  • the mechanical implementation of this adjustment option is not shown here, it is familiar to the person skilled in the art.
  • the mixing element 3 ′′ can also be of the type as it is 8 is shown.
  • the suspension S 1 is entered vertically into the flotation container 1 through the inlet element 6 ', both the inlet opening 2''and the inflow opening 4''being horizontal.
  • the mixing element 3 ′′ which has a correspondingly designed channel.
  • the mixing element 3 ′′ can again be arranged displaceably relative to the inlet part 6 ′ in order to thereby control the flotation process.

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Abstract

Das vorgeschlagene Flotationsverfahren kann mit Vorteil bei faserstoffhaltigen Suspensionen angewendet werden, aus denen partikelförmige Verunreinigungen zu entfernen sind. Die Suspension (S 1) wird beim oder nach dem Eintritt in den Flotationsbehälter (1) so geführt, daß sie sich mit bereits in der im Flotationsbehälter befindlichen Suspension S 2 vermischt und diese Mischung anschließend in ein Mischelement (3) eintritt. Dabei wird die Strömungsgeschwindigkeit nach oben begrenzt, so daß eine optimale Vermischung mit den zur Flotation benötigten Gasblasen bei guter Energiewirtschaftlichkeit erfolgt. <IMAGE>The proposed flotation process can advantageously be used in the case of suspensions containing fibrous material, from which particulate contaminants are to be removed. The suspension (S 1) is guided at or after entry into the flotation container (1) so that it mixes with the suspension S 2 already in the flotation container and this mixture then enters a mixing element (3). The flow rate is limited upwards, so that optimal mixing with the gas bubbles required for flotation takes place with good energy efficiency. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Flotationsverfahren zum Abtrennen von Feststoffen aus einer papierstoffhaltigen Suspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Mischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17.The invention relates to a flotation process for separating solids from a paper-containing suspension according to the preamble of claim 1 and a mixing device according to the preamble of claim 17.

Verfahren dieser Art sind z.B. aus der DE-OS 34 01 161 bekannt. Ihre Anwendung liegt in der Papierindustrie bei der Entfernung von Druckfarben, Klebern oder sonstigen störenden Verunreinigungen, die überwiegend aus dem Altpapier stammen. Dabei wird die Faser aufgrund ihrer Hydrophobie in der Suspension als Gutstoff abgeführt, während die verunreinigenden Feststoffe mit dem Schaum verworfen werden. Wegen dieser Aufteilung der Feststoffströme in Fasern und Verunreinigungen spricht man von selektiver Flotation. Es sind auch andere Anwendungen von Verfahren dieser Art bekannt, bei denen ein möglichst großer Anteil der Feststoffe durch Flotation entfernt wird, z.B. bei der Behandlung von durch Abpressen erzeugten Abwässern in der Papierindustrie. In solchen Fällen spricht man auch von Klärflotation oder wegen des Begasungsmechanismus von Entspannungsflotation.Methods of this type are e.g. known from DE-OS 34 01 161. They are used in the paper industry for the removal of printing inks, adhesives or other disruptive contaminants, most of which come from waste paper. Due to its hydrophobicity, the fiber is removed as a good substance in the suspension, while the contaminating solids are discarded with the foam. Because of this division of the solid streams into fibers and impurities, one speaks of selective flotation. Other uses of such processes are also known in which as much of the solids as possible is removed by flotation, e.g. in the treatment of waste water generated by pressing in the paper industry. In such cases, one speaks of clarification flotation or, because of the gassing mechanism, relaxation flotation.

Wie bereits erwähnt, sind solche Verfahren seit langem in Gebrauch und haben einen relativ hohen Effektivitätsstandard erreicht. Dennoch ergibt sich die Anforderung einer weiteren Verbesserung des Effektes.As already mentioned, such methods have been in use for a long time and have reached a relatively high standard of effectiveness. Nevertheless, there is a requirement to further improve the effect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Flotationsverfahren mit einem besseren Trenneffekt und/oder einem geringeren spezifischen Energiebedarf zu schaffen. Bessere Trennung heißt, daß die Menge der entfernten, unerwünschten Bestandteile der Papierfaserstoffsuspension weiter erhöht wird, also eine bessere Sauberkeit des Papierfaserstoffes erzielt wird oder ein geringerer Faserverlust oder beides.The object of the invention is therefore to create a flotation process with a better separation effect and / or a lower specific energy requirement. Better separation means that the amount of the undesired constituents of the paper pulp suspension removed is further increased, that is to say a better cleanliness of the pulp or less fiber loss or both.

Diese Aufgabe wird durch die Kennzeichen im Anspruch 1 oder Anspruch 17 vollständig gelöst.This object is completely achieved by the features in claim 1 or claim 17.

Die wesentlichen Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich wie folgt beschreiben:
Der Impulsaustausch im Bereich des Mischelementes ist so geartet, daß gerade die spezifisch notwendige Energiedissipation stattfindet, um die Anlagerung von hydrophoben Feststoffteilchen an die Blasen zu fördern. Dabei werden weder die Luftblasen nachteilig verändert, noch bereits an Luftblasen angelagerte Teilchen wieder abgerissen. Vielmehr kann, wenn gewünscht, die Blasengröße durch das Verfahren besser beeinflußt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein anforderungsgemäßes Blasengrößenspektrum speziell in Faserstoffsuspensionen allein durch konventionelle Injektoren schwer herzustellen oder instabil ist. Die ganze Energieumsetzung findet beim neuen Verfahren unter besonders günstigen Bedingungen statt, insbesondere im Vergleich zu den bekannten Injektoren, da wegen der größeren beteiligten Volumina die Geschwindigkeiten geringer sein können.The main effects of the method according to the invention can be described as follows:
The pulse exchange in the area of the mixing element is such that the specifically required energy dissipation takes place in order to promote the attachment of hydrophobic solid particles to the bubbles. Neither the air bubbles are adversely changed, nor are particles already attached to air bubbles torn off again. Rather, if desired, the bubble size can be better influenced by the process. It has been shown that a bubble size spectrum in accordance with the requirements, especially in fiber suspensions, is difficult to produce or unstable by conventional injectors alone. In the new process, the entire energy conversion takes place under particularly favorable conditions, in particular in comparison to the known injectors, since the speeds can be lower because of the larger volumes involved.

Die sich im Flotationsbehälter befindende Suspension erhält eine Umtriebsbewegung, da mit Hilfe des Mischelementes ein innerhalb des Flotationsbehälters wirksamer Sog erzeugt wird. Durch diesen Sog können bestimmte Anteile der im Flotationsbehälter befindlichen Suspension mehrmals mit dem frisch eingeströmten und hoch begasten Suspensionsstrom vermischt werden. Diese Rezirkulationsbewegung erhöht daher die Wahrscheinlichkeit, daß abzuscheidende Festztoffpartikel mit den eingetragenen Luftblasen in Kontakt treten können. Auch dadurch wird die Trennwirkung des Flotationsverfahrens verbessert. Die beschriebene Sogwirkung ist ferner geeignet, die Wirbel abzuziehen, die im Stand der Technik unmittelbar an der Mündung des Einlaufrohres in den Flotationsbehälter entstehen können. Diese Wirbel stören die Flotation und kosten unnötig Energie. Werden sie erfindungsgemäß abgesaugt, kann ihre Energie nutzbringend zur Begasung und Vermischung eingesetzt werden.The suspension in the flotation container is given a rotational movement because the mixing element generates a suction that is effective within the flotation container. As a result of this suction, certain portions of the suspension in the flotation container can be mixed several times with the freshly inflated and highly fumigated suspension stream. This recirculation movement therefore increases the likelihood that solid particles to be separated can come into contact with the air bubbles entered. This also improves the separating effect of the flotation process. The suction effect described is also suitable for subtracting the vortices which, in the prior art, can arise directly at the mouth of the inlet pipe into the flotation container. These vortices disrupt flotation and waste energy unnecessarily. If they are suctioned off according to the invention, their energy can be used for fumigation and mixing.

Andererseits wird die Umtriebsbewegung so gesteuert, daß sie der Flotation nicht schaden kann. Das heißt: Die Bewegung der Gasblasen zur Oberfläche findet nach wie vor in der notwendigen Weise statt, da die Umtriebsströmung lokal auf einen kleinen Teil der im Flotationsbehälter befindlichen Suspension begrenzt wird. Vorzugsweise verläßt die Suspension das Mischelement in etwa waagerechter Richtung, was auch bei senkrecht angeordneter Einlaufleitung gilt.On the other hand, the rotational movement is controlled so that it cannot damage the flotation. That means: The movement of the gas bubbles to the surface still takes place in the necessary way, since the circulating flow is locally limited to a small part of the suspension in the flotation tank. The suspension preferably leaves the mixing element in an approximately horizontal direction, which also applies to a vertically arranged inlet line.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1
die Durchführung des Verfahrens anhand eines schematisch dargestellten Flotationsapparates;
Fig. 2
eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung, schematisch;
Fig. 3 und 4
je eine Variante mit geänderter Strömungsführung;
Fig. 5
eine weitere erfindungsgemäße Mischvorrichtung, schematisch;
Fig. 6, 7 und 8
schematisch: Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung.
The invention and its advantages are explained with reference to drawings. Show:
Fig. 1
the implementation of the method using a schematically illustrated flotation apparatus;
Fig. 2
a mixing device according to the invention, schematically;
3 and 4
one variant each with a modified flow guide;
Fig. 5
another mixing device according to the invention, schematically;
6, 7 and 8
schematic: further embodiments of the mixing device according to the invention.

In Fig. 1 erkennt man einen schematisch dargestellten Flotationsapparat, an dem das erfindungsgemäße Verfahren erklärt werden kann. Der Flotationsapparat enthält einen nicht vollständig gezeichneten Flotationsbehälter 1. Dieser ist bei Durchführung des Verfahrens zum überwiegenden Teil mit Suspension gefüllt, auf dessen Oberfläche sich, wie an sich bekannt, ein Schaum 8 bildet, der einen möglichst großen Teil der auszuflotierenden Bestandteile enthält. Er kann über ein Schaumwehr als Rejekt R abfließen. Die papierfaserstoffhaltige Suspension S 1 gelangt durch ein eine Einlauföffnung 2 aufweisendes Einlaufelement 6 in den Flotationsbehälter 1. Dabei kann sie, wie hier dargestellt, bereits vor Eintritt in den Flotationsbehälter mit Gas G, z.B. Luft, vermischt werden. Erfindungsgemäß wird die eingeströmte Suspension durch ein Mischelement 3 geführt, dessen Zuströmöffnung 4 sich in einem Abstand a von der Einlauföffnung 2 befindet. Wie durch Pfeile angedeutet, wird ein Teil der sich im Flotationsbehälter 1 befindenden Suspension S 2 in den Raum zwischen der Einlauföffnung 2 und der Zuströmöffnung 4 angesaugt. Dieser Zwischenraum hat die Funktion eines Sammelraumes 7 (Fig. 2). Die durch Flotation gereinigte Suspension tritt als Gutstoff A durch die Auslauföffnung 5 aus dem Flotationsbehälter 1 wieder aus. In vielen Fällen handelt es sich dabei um eine von Fremdstoffen befreite Faserstoffsuspension oder in besonderen Fällen um geklärtes Wasser, bei dem also ein möglichst großer Anteil aller enthaltenen Feststoffe durch die Flotation entfernt worden ist.1 shows a schematically illustrated flotation apparatus, by means of which the method according to the invention can be explained. The flotation apparatus contains a flotation container 1 which is not completely drawn. When the method is carried out, this is largely filled with suspension, on the surface of which, as is known per se, a foam 8 is formed which contains as large a part as possible of the components to be flotated. It can flow off via a foam weir as reject R. The suspension S 1 containing paper pulp enters the flotation container 1 through an inlet element 6 having an inlet opening 2. As shown here, it can be mixed with gas G, for example air, before entering the flotation container. According to the invention, the inflowing suspension is passed through a mixing element 3, the inflow opening 4 of which is located at a distance a from the inlet opening 2. As indicated by arrows, part of the suspension S 2 located in the flotation container 1 is sucked into the space between the inlet opening 2 and the inflow opening 4. This space has the Function of a collecting room 7 (Fig. 2). The suspension cleaned by flotation exits the flotation container 1 as accept substance A through the outlet opening 5. In many cases this is a fiber suspension freed from foreign matter or in special cases clarified water, in which the largest possible proportion of all the solids contained has been removed by the flotation.

In Fig. 2 sind Mischelement 3 und das zugehörige Einlaufelement 6 etwas detaillierter, aber dennoch schematisch gezeichnet. Gestrichelt angedeutet ist der Sammelraum 7 zwischen der Einlauföffnung 2 und der Zuströmöffnung 4. In Strömungsrichtung gesehen, hat das Mischelement 3 die Erstreckung c. Eine Besonderheit ist der Versatz b zwischen den Mittellinien beider Öffnungen. Dieser Versatz kann zum Regeln des Mischeffektes veränderbar sein, besonders dann, wenn aus konstruktiven Gründen die Änderung des Abstandes a schwierig ist. Das wäre bei radialer Strömungsführung der Fall, wie etwa in Fig. 6 und 7. Der Versatz b beeinflußt die Rezirkulation der Suspension innerhalb des Flotationsbehälters. Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung begünstigt durch den Versatz die Ansaugung der Suspension oberhalb des Mischelementes 3.In Fig. 2 mixing element 3 and the associated inlet element 6 are drawn somewhat more detailed, but still schematically. The collecting space 7 between the inlet opening 2 and the inflow opening 4 is indicated by dashed lines. Seen in the direction of flow, the mixing element 3 has the extension c. A special feature is the offset b between the center lines of both openings. This offset can be changeable to regulate the mixing effect, especially when it is difficult to change the distance a for constructional reasons. This would be the case with radial flow guidance, such as in FIGS. 6 and 7. The offset b influences the recirculation of the suspension within the flotation container. The arrangement shown in FIG. 2 favors the suction of the suspension above the mixing element 3 due to the offset.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Einlauföffnung 2 nicht bündig mit der Wandung des Flotationsbehälters 1, was bei der Flotation Vorteile haben kann. In Abänderung hiervon kann aber auch, wie in Fig. 3 gezeigt, die Einlauföffnung 2 in der Behälterwandung liegen. Bei diesem Beispiel wird das blasenbildende Gas G direkt durch die Wandung in den Flotationsbehälter 1 eingepumpt. Diese Variante ist auch bei anderen Anordnungen möglich.In the embodiment shown in FIG. 1, the inlet opening 2 is not flush with the wall of the flotation container 1, which can have advantages in flotation. As a modification of this, as shown in FIG. 3, the inlet opening 2 can also be located in the container wall. In this example, the bubble-forming gas G is pumped directly through the wall into the flotation tank 1. This variant is also possible with other arrangements.

Unter anderem bestimmt die Größe des Abstandes a den Misch- und damit auch den Flotationseffekt. Deshalb kann ihre Veränderung durchaus als Möglichkeit zur Steuerung des Flotationsverfahrens verwendet werden. Hierzu ist in Fig. 4 ein einfaches Beispiel gezeigt, bei dem das Mischelement 3 verschiebbar mit dem Einlaufelement 6 verbunden ist. Diese Verschiebung kann auch mit einem Motor erfolgen und der Motor als Stellglied eines Regelkreises fungieren. Die Realisierung der Einstellbarkeit ist auf verschiedene Weise möglich und dem Fachmann geläufig.Among other things, the size of the distance a determines the mixing and thus also the flotation effect. Therefore, changing them can be used as a way to control the flotation process. A simple example of this is shown in FIG. 4, in which the mixing element 3 is slidably connected to the inlet element 6. This shift can also be done with a motor and the motor as an actuator function of a control loop. The adjustability can be implemented in various ways and is familiar to the person skilled in the art.

Die Fig. 5 zeigt eine sehr spezielle Vorrichtung, um das Verfahren mit besonders einfachen Mitteln durchzuführen. Hier bildet nämlich das Mischelement 3 mit dem Einlaufelement 6 eine Einheit. Die Ansaugung der bereits im Flotationsbehälter befindlichen Suspension erfolgt dabei durch Langlöcher, die stromaufwärts vom Mischelement 3 angebracht sind. Auf diese Weise entsteht auch bei dieser einfachen Vorrichtung ein Abstand a zwischen der Einlauföffnung 2 und der Zuströmöffnung 4, wobei diese Öffnungen hier als Ovale angedeutet sind.5 shows a very special device for carrying out the method with particularly simple means. Here, namely, the mixing element 3 forms a unit with the inlet element 6. The suspension that is already in the flotation tank is sucked in through elongated holes that are arranged upstream of the mixing element 3. In this way, even with this simple device, there is a distance a between the inlet opening 2 and the inflow opening 4, these openings being indicated here as ovals.

In Fig. 6 ist der Schnitt durch einen Flotationsbehälter 1' gezeigt, welcher abweichend von dem in Fig. 1 einen ovalen Querschnitt hat. Außerdem wird die Suspension S 1 in diesen Behälter durch ein Einlaufelement 6' zugeführt und belüftet, welches eine zylindrische Einlauföffnung aufweist. Dadurch strömt die zu flotierende Suspension radial von innen nach außen in den Flotationsbehälter 1'. Diese an sich bekannte Strömungsführung hat beträchtliche Vorteile bei der Flotation. Das Einlaufelement 6' kann mit Vorteil, wie hier gezeichnet, exmittig im Flotationsbehälter 1' angebracht sein. Auch bei einer solchen Flotationseinrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar, wobei wegen der radialen Zuströmung der Suspension das Mischelement 3' im wesentlichen ringförmig um die Einlauföffnung 2' positioniert ist.FIG. 6 shows the section through a flotation container 1 'which, in contrast to that in FIG. 1, has an oval cross section. In addition, the suspension S 1 is fed into this container and aerated through an inlet element 6 ', which has a cylindrical inlet opening. As a result, the suspension to be flotated flows radially from the inside out into the flotation container 1 '. This known flow control has considerable advantages in flotation. The inlet element 6 'can advantageously, as shown here, be attached eccentrically in the flotation tank 1'. The method according to the invention can also be used in such a flotation device, the mixing element 3 'being positioned essentially in a ring around the inlet opening 2' because of the radial inflow of the suspension.

Die Verhältnisse in dem beschriebenen Bereich des Einlaufelementes 6' sind etwas detaillierter in Fig. 7 dargestellt. Dabei hat das Mischelement relativ zur Einlauföffnung 2' einen Höhenversatz. Dieser ist nicht notwendig, kann aber zur Regelung der Vermischung im Flotationsbehälter, wie bereits ausgeführt, verwendet werden. Die mechanische Realisierung dieser Verstellmöglichkeit ist hier nicht dargestellt, sie ist dem Fachmann geläufig.The conditions in the described area of the inlet element 6 'are shown in somewhat more detail in FIG. 7. The mixing element has a height offset relative to the inlet opening 2 '. This is not necessary, but can be used to regulate the mixing in the flotation tank, as already stated. The mechanical implementation of this adjustment option is not shown here, it is familiar to the person skilled in the art.

In den Fällen, in denen die Suspension aus dem Mischelement in einer radial nach außen gerichteten Strömung austritt, kann das Mischelement 3'' auch von der Art sein, wie es in der Fig. 8 gezeigt ist. Hier wird die Suspension S 1 durch das Einlaufelement 6' senkrecht in den Flotationsbehälter 1 eingegeben, wobei sowohl die Einlauföffnung 2'' als auch die Zuströmöffnung 4'' waagerecht sind. Dazwischen entsteht eine im wesentlichen senkrechte Strömung, in der eine Vermischung der bereits im Flotationsbehälter sich befindenden Suspension S 2 mit der neu eingeführten Suspension S 1 stattfindet. Die Umlenkung aus der Senkrechten in die Waagerechte erfolgt innerhalb des Mischelementes 3'', das einen entsprechend ausgebildeten Kanal aufweist. Auch hier kann wiederum, falls gewünscht, das Mischelement 3'' relativ zum Einlaufteil 6' verschiebbar angeordnet sein, um dadurch das Flotationsverfahren zu steuern.In the cases in which the suspension emerges from the mixing element in a radially outward flow, the mixing element 3 ″ can also be of the type as it is 8 is shown. Here, the suspension S 1 is entered vertically into the flotation container 1 through the inlet element 6 ', both the inlet opening 2''and the inflow opening 4''being horizontal. In between there is an essentially vertical flow in which the suspension S 2 already in the flotation container is mixed with the newly introduced suspension S 1. The deflection from the vertical to the horizontal takes place within the mixing element 3 ″, which has a correspondingly designed channel. Here too, if desired, the mixing element 3 ″ can again be arranged displaceably relative to the inlet part 6 ′ in order to thereby control the flotation process.

Claims (27)

Flotationsverfahren zum Abtrennen von Feststoffen aus einer papierfaserstoffhaltigen Suspension, bei dem die Suspension (S 1) durch eine Einlauföffnung (2, 2', 2'') in einen Flotationsbehälter (1,1') eingeleitet und gereinigter Gutstoff (A) durch eine Auslauföffnung (5) ausgeleitet wird, wobei zumindest ein Teil der in der Suspension (S 1) vorhandenen Feststoffe durch Flotation in einem sich an der Oberfläche sammelnden Schaum konzentriert und dann aus dem Flotationsbehälter (1, 1') abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest der überwiegende Teil der in den Flotationsbehälter (1, 1') eingeströmten Suspension so durch ein Mischelement (3, 3', 3'') geführt wird, daß sie vor Eintritt in das Mischelement (3, 3', 3'') einen Teil der bereits im Flotationsbehälter (1, 1') vorhandenen Suspension (S 2) ansaugt und zusammen mit dieser durch das Mischelement (3, 3', 3'') strömt mit einer Geschwindigkeit von höchstens 2 m/sec, wobei eine Vermischung dieser Ströme erfolgt.Flotation process for separating solids from a suspension containing paper pulp, in which the suspension (S 1) is introduced through an inlet opening (2, 2 ', 2'') into a flotation container (1,1') and cleaned accept material (A) through an outlet opening (5) is discharged, at least some of the solids present in the suspension (S 1) being concentrated by flotation in a foam collecting on the surface and then being removed from the flotation container (1, 1 '),
characterized by
that at least the major part of the suspension flowing into the flotation container (1, 1 ') is passed through a mixing element (3, 3', 3 '') in such a way that it enters the mixing element (3, 3 ', 3''before entering ) sucks in part of the suspension (S 2) already present in the flotation container (1, 1 ') and flows together with it through the mixing element (3, 3', 3 '') at a speed of at most 2 m / sec, one Mixing of these flows takes place. Flotationsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchströmung des Mischelementes (3, 3', 3'') mit einer Geschwindigkeit von höchstens 1 m/sec erfolgt.Flotation process according to claim 1,
characterized by
that the flow through the mixing element (3, 3 ', 3'') takes place at a speed of at most 1 m / sec. Flotationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischelement (3, 3', 3'') innerhalb des Flotationsbehälters (1, 1') ist, wobei seine Zuströmöffnung (4, 4', 4'') einen Abstand (a) von höchstens 1 m zur Einlauföffnung (2, 2', 2'') hat.Flotation process according to claim 1 or 2,
characterized by
that the mixing element (3, 3 ', 3'') is inside the flotation container (1, 1'), its inflow opening (4, 4 ', 4'') being at a distance (a) of at most 1 m from the inlet opening (2 , 2 ', 2''). Flotationsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischvolumen innerhalb des Mischelementes (3, 3', 3'') höchstens 5 % des Suspensionsvolumens im Flotationsbehälter (1, 1') ist.Flotation process according to claim 1, 2 or 3,
characterized by
that the mixing volume within the mixing element (3, 3 ', 3'') is at most 5% of the suspension volume in the flotation tank (1, 1 '). Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (a) zwischen der Einlauföffnung (2, 2', 2'') und Zuströmöffnung (4, 4', 4'') des Mischelementes (3, 3', 3'') einstellbar ist.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the distance (a) between the inlet opening (2, 2 ', 2'') and inflow opening (4, 4', 4 '') of the mixing element (3, 3 ', 3'') is adjustable. Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Position des Mischelementes (3, 3', 3'') relativ zur Einlauföffnung (2, 2', 2'') quer zur Einlaufströmungsrichtung einstellbar ist, so daß auf Wunsch ein Versatz (b) erzeugt werden kann.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the position of the mixing element (3, 3 ', 3'') relative to the inlet opening (2, 2', 2 '') can be adjusted transversely to the inlet flow direction, so that an offset (b) can be generated on request. Flotationsverfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung während des Betriebes in Abhängigkeit von den Flotationseffekt charakterisierenden Meßwerten verändert wird.Flotation process according to claim 5 or 6,
characterized by
that the setting is changed during operation depending on the measured values characterizing the flotation effect. Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension (S 1) in einer horizontalen Strömung durch die Einlauföffnung (2, 2', 2'') in den Flotationsbehälter (1, 1') eintritt.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the suspension (S 1) enters the flotation tank (1, 1 ') in a horizontal flow through the inlet opening (2, 2', 2 ''). Flotationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension (S 1) in einer senkrechten Strömung durch die Einlauföffnung (2, 2', 2'') in den Flotationsbehälter (1, 1') eintritt.Flotation process according to one of claims 1 to 7,
characterized by
that the suspension (S 1) enters the flotation container (1, 1 ') in a vertical flow through the inlet opening (2, 2', 2 ''). Flotationsverfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspensionsströmung im Mischelement (3'') so umgelenkt wird, daß sie radial nach außen daraus austritt.Flotation process according to claim 9,
characterized by
that the suspension flow in the mixing element (3 '') is deflected so that it exits radially outward. Flotationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension (S 1) in einer horizontalen Radialströmung durch die Einlauföffnung (2') in den Flotationsbehälter (1') eintritt und daß das Mischelement (3') radial von innen nach außen durchströmt wird.Flotation process according to one of claims 1 to 7,
characterized by
that the suspension (S 1) enters the flotation container (1 ') in a horizontal radial flow through the inlet opening (2') and that the mixing element (3 ') is flowed through radially from the inside to the outside. Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Flotation bestimmten Gasblasen in die Suspension (S 1) vor Austritt aus der Einlauföffnung (2, 2', 2'') zugegeben werden.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the gas bubbles intended for flotation are added to the suspension (S 1) before they exit the inlet opening (2, 2 ', 2''). Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Flotation bestimmten Gasblasen der Suspension zumindest teilweise im Mischelement (3, 3', 3'') zugegeben werden.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the gas bubbles intended for flotation are added to the suspension at least partially in the mixing element (3, 3 ', 3''). Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Flotation bestimmten Gasblasen der Suspension zumindest teilweise direkt im Flotationsbehälter (1, 1') zugegeben werden.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the gas bubbles intended for flotation of the suspension are at least partially added directly to the flotation container (1, 1 '). Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Suspension (S 1) vor dem Einleiten in den Flotationsbehälter (1, 1') zusammen mit sich in ihr lösendem Gas unter Überdruck gesetzt wird und daß die zur Flotation bestimmten Gasblasen durch nachfolgende Entspannung der Suspension entstehen.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the suspension (S 1), before being introduced into the flotation container (1, 1 '), is pressurized together with the gas dissolving in it, and that the gas bubbles intended for flotation are formed by subsequent relaxation of the suspension. Flotationsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen der zur Flotation bestimmten Gasblasen im Mischelement (3, 3', 3'') höchstens das Dreifache des Suspensionsvolumens ist.Flotation process according to one of the preceding claims,
characterized by
that the volume of the gas bubbles intended for flotation in the mixing element (3, 3 ', 3'') is at most three times the suspension volume. Mischvorrichtung zur Durchführung des Flotationsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit einem mindestens eine Einlauföffnung (2, 2') aufweisenden Einlaufelement (6, 6') zur Einleitung der papierfaserhaltigen Suspension (S 1) in den Flotationsbehälter (1, 1'),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischvorrichtung mindestens ein Mischelement (3, 3', 3'') mit mindestens einer Zuströmöffnung (4, 4', 4'') enthält, welches sich stromab der Einlauföffnung (2, 2', 2'') in einem Abstand (a) befindet, wodurch sich zwischen Einlauföffnung (2, 2', 2'') und Zuströmöffnung (4, 4', 4'') ein Sammelraum (7) bildet.Mixing device for carrying out the flotation process according to one of claims 1 to 16, with an inlet element (6, 6 ') having at least one inlet opening (2, 2') for introducing the paper fiber-containing suspension (S 1) into the flotation container (1, 1 ') ,
characterized by
that the mixing device contains at least one mixing element (3, 3 ', 3'') with at least one inflow opening (4, 4', 4 ''), which is located at a distance downstream of the inlet opening (2, 2 ', 2'') (a) is located, whereby a collecting space (7) is formed between the inlet opening (2, 2 ', 2'') and the inflow opening (4, 4', 4 ''). Mischvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischelement (3, 3'') einen Strömungskanal aufweist.Mixing device according to claim 17,
characterized by
that the mixing element (3, 3 '') has a flow channel. Mischvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitte des Strömungsquerschnitts der Zuströmöffnung (4, 4'') im Mischelement (3, 3'') mit der Mitte der Einlauföffnung (2, 2'') fluchtet.Mixing device according to claim 18,
characterized by
that the center of the flow cross section of the inflow opening (4, 4 '') in the mixing element (3, 3 '') is aligned with the center of the inlet opening (2, 2 ''). Mischvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die Einlauföffnung (2, 2'') als auch die Zuströmöffnung (4, 4'') kreisförmig oder oval sind.Mixing device according to claim 18 or 19,
characterized by
that both the inlet opening (2, 2 '') and the inflow opening (4, 4 '') are circular or oval. Mischvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die Einlauföffnung (2, 2'') als auch die Zuströmöffnung (4, 4'') im wesentlichen rechteckig sind.Mixing device according to claim 18 or 19,
characterized by
that both the inlet opening (2, 2 '') and the inflow opening (4, 4 '') are essentially rectangular. Mischvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischelement (3) einen konstanten Strömungsquerschnitt zwischen 0,001 bis 0,05 m2 hat.Mixing device according to claim 18,
characterized by
that the mixing element (3) has a constant flow cross section between 0.001 to 0.05 m 2 . Mischvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die Einlauföffnung (2') als auch die Zuströmöffnung (4') eine zylindrische Form haben oder die Form eines zylindrischen Sektors, wobei der Radius des Zylinders in Strömungsrichtung liegt und daß sie radial durchströmbar sind.Mixing device according to claim 17,
characterized by
that both the inlet opening (2 ') and the inflow opening (4') have a cylindrical shape or the shape of a cylindrical sector, the radius of the cylinder being in the direction of flow and that they can be flowed through radially. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischelement (3, 3', 3'') in Strömungsrichtung eine Erstreckung (c) von 0,1 bis 1 m hat.Mixing device according to one of claims 17 to 23,
characterized by
that the mixing element (3, 3 ', 3'') has an extent (c) of 0.1 to 1 m in the direction of flow. Mischvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einlaufelement (6') an der Einlauföffnung (2'') mit einem im wesentlichen senkrechten Kanal endet, daß der Strömungsquerschnitt in der Zuströmöffnung (4'') waagerecht liegt und daß das Mischelement (3'') einen Kanal enthält mit einer Umlenkung aus der Senkrechten in die Waagerechte.Mixing device according to claim 17,
characterized by
that the inlet element (6 ') ends at the inlet opening (2'') with an essentially vertical channel, that the flow cross section in the inlet opening (4'') is horizontal and that the mixing element (3'') contains a channel with a Redirection from the vertical to the horizontal. Mischvorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorgesehene Ausströmung aus dem Mischelement (3'') eine Radialströmung ist.Mixing device according to claim 25,
characterized by
that the intended outflow from the mixing element (3 '') is a radial flow. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fläche der Zuströmöffnung (4, 4', 4'') im Mischelement (3, 3', 3'') etwa 1,5 bis 5 Mal so groß ist wie die Fläche der dazugehörigen Einlauföffnung (2, 2', 2'') im Einlaufelement (6, 6').Mixing device according to one of claims 17 to 26,
characterized by
that the area of the inflow opening (4, 4 ', 4'') in the mixing element (3, 3', 3 '') is approximately 1.5 to 5 times as large as the area of the associated inlet opening (2, 2 ', 2 '') in the inlet element (6, 6 ').
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