EP2572778B1 - Flotationsmaschine mit einer Dispergierdüse, sowie Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

Flotationsmaschine mit einer Dispergierdüse, sowie Verfahren zu deren Betrieb Download PDF

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EP2572778B1
EP2572778B1 EP11182473.6A EP11182473A EP2572778B1 EP 2572778 B1 EP2572778 B1 EP 2572778B1 EP 11182473 A EP11182473 A EP 11182473A EP 2572778 B1 EP2572778 B1 EP 2572778B1
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EP
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gas
liquid
flotation machine
flotation
nozzle
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Stefan Blendinger
Robert Fleck
Gerold Franke
Lilla Grossmann
Werner Hartmann
Wolfgang Krieglstein
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Primetals Technologies Germany GmbH
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F23/20Mixing gases with liquids
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    • B01F23/2323Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
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    • B03SEPARATION 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
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    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/24Pneumatic
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    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3124Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
    • B01F25/31243Eductor or eductor-type venturi, i.e. the main flow being injected through the venturi with high speed in the form of a jet
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    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/24Pneumatic
    • B03D1/242Nozzles for injecting gas into the flotation tank

Definitions

  • the invention relates to a flotation machine equipped with at least one dispersing nozzle, to a method for operating the flotation machine and to the use thereof.
  • the flotation machine comprises a dispersing nozzle for dispersing a liquid further comprising at least one gas, comprising a gas feed nozzle and a tubular mixing arrangement, which has an inlet region for the at least one gas and the liquid and an outlet region for a gas formed from the at least one gas and the liquid. Has liquid mixture.
  • Dispergierdüsen of the type mentioned are already used in flotation machines, see DE 32 11 906 C2 or CA 2 462 740 A1 and EP 2 308 601 A1 ,
  • the GB 355,211 discloses a flotation process employing a dispersing nozzle into which air is introduced, whereby suspension is drawn into the dispersing nozzle.
  • the US 5,816,446 describes a device for mixing two liquids to prepare a working solution, such as a cleaning solution, from a liquid concentrate and water.
  • Flotation is a physical separation process for separating fine-grained mixtures of solids, such as ores and gangue, in an aqueous slurry by means of air bubbles due to a different surface wettability of the particles contained in the suspension. It is used for the treatment of mineral resources and in the processing of preferably mineral substances with a low to moderate content of a useful component or a valuable material, for example in the form of non-ferrous metals, iron, metals of rare earths and / or precious metals and non-metallic minerals.
  • Flotation machines are already well known.
  • the WO 2006/069995 A1 describes a flotation machine with a housing which comprises a flotation chamber, with at least one dispersing nozzle, here referred to as ejector, further with at least one gassing device, when using air aeration devices or aerators called, and a collecting container for a foam product formed in the flotation.
  • a suspension of mostly water and fine-grained solid, mixed with reagents is generally introduced into a flotation chamber.
  • the purpose of the reagents is to ensure that, in particular, the valuable particles, which are preferably to be separated off, are rendered hydrophobic in the suspension.
  • the at least one dispersing nozzle is supplied with gas, in particular air or nitrogen, which comes into contact with the hydrophobic particles in the suspension.
  • gassing additional gas is introduced into the suspension.
  • the hydrophobic particles adhere to forming gas bubbles, so that the gas bubble structures, also called aeroflocs, float and form the foam product on the surface of the suspension.
  • the foam product is discharged into a collecting container and usually thickened.
  • the quality of the foam product or the separation success of the process of flotation or pneumatic flotation depends inter alia on the probability of collision between a hydrophobic particle and a gas bubble.
  • the collision probability is among other things influenced by the dispersion of suspension and gas in a dispersing nozzle.
  • dispersing nozzles are not only used to supply gas and suspension as a mixture to a flotation chamber. They are also used to disperse liquids with or without a very small proportion of solids with gas and to inject the mixture into the liquid or suspension contained in the flotation machine.
  • a flotation machine comprising a housing with a flotation chamber and at least one dispersing nozzle for dispersing a liquid with at least one further gas, comprising a gas feed nozzle and a tubular mixing arrangement having a common inlet region for the at least one gas and the liquid Exit region for a gas-liquid mixture formed from the at least one gas and the liquid, wherein the mixing arrangement adjoins the Gaszu Fooddüse, the Gaszuzhoudüse tapers in the direction of the mixing assembly and opens into the inlet region, wherein the mixing assembly in the inlet region at least a number N ⁇ 3 at suction openings for the liquid, wherein the suction openings are arranged perpendicular or at an angle to a longitudinal central axis of the dispersing, wherein a ratio of a diameter D G of a gas outlet opening of the gas supply and an inner diameter D M of the mixing arrangement in the inlet region in Range of 1: 3 to 1: 5, and wherein the gas supply nozzle is associated
  • the dispersing nozzle allows an intensive introduction of gas into a suspension, wherein particularly small gas bubbles with diameters of ⁇ 1 mm can be produced with little wear.
  • a gassing of a suspension already in a container or the like is possible.
  • the suspension is sucked into the interior of the mixing arrangement via the suction opening (s).
  • On pumps which promote the suspension under pressure in the mixing arrangement, can be advantageously omitted here.
  • the intensive mixing of gas and liquid within the mixing arrangement of the dispersing nozzle is comparable to mixing in a conventional dispersing nozzle, via which, however, both gas and liquid are supplied.
  • the dispersing nozzle makes it possible to increase the proportion of gas without at the same time increasing the proportion of liquid to be fumigated.
  • the dispersing nozzle is particularly suitable for achieving an increase in the probability of collision between gas bubbles and hydrophobic particles in flotation machines.
  • a ratio of a diameter D G of a gas outlet opening of the gas feed nozzle and an inner diameter D M of the mixing arrangement in the inlet region of the mixing arrangement is in the range from 1: 3 to 1: 5, in particular in the range from 1: 3 to 1: 3.5.
  • the Gaszuzhoudüse is associated with at least one gas control valve for metering a gas quantity of the at least one gas to be supplied to the liquid in order to influence the ratio of gas and liquid in the mixing arrangement and the speed of the gas in the gas outlet opening.
  • the mixing arrangement starting from the gas feed nozzle, is subdivided successively into a mixing chamber which comprises the inlet region, a mixing tube and furthermore a diffuser whose diffuser diameter widens starting from the mixing tube and which comprises the outlet region.
  • the mixing chamber has here the at least one suction opening for liquid.
  • the mixing arrangement can be subdivided, starting from the gas feed nozzle, successively into a mixing tube which comprises the inlet area and furthermore a diffuser whose diffuser diameter widens starting from the mixing tube and which comprises the outlet area.
  • the mixing tube has here the at least one suction opening for liquid.
  • a mechanical connection between the Gaszuzhoudüse and the mixing chamber or the mixing tube by means of at least one connecting element, which is arranged outside or at the periphery of the gas supply and the mixing arrangement.
  • An inner diameter of the mixing tube is either the same size for both embodiments or tapers in the direction of the diffuser.
  • the diffuser is formed curved in a preferred embodiment of the invention. This is advantageous in terms of the space requirement of the dispersing nozzle and leads to the formation of a swirling flow of the gas-liquid mixture formed, which brings about a further improvement in the dispersion of gas and liquid.
  • a ratio of a diameter D MR of a mixing tube inlet opening of the mixing tube and a length L MR of the mixing tube is preferably in the range from 1: 3 to 1: 8, in particular in the range from 1: 4 to 1: 6.
  • the inlet area of the mixing arrangement has at least a number N ⁇ 8 of suction openings through which liquid can be sucked into the interior of the mixing arrangement. This allows a more uniform and faster mixing of the liquid with the gas flowing from the gas supply nozzle.
  • Suction openings are preferably formed with a circular, rectangular or slit-shaped outline.
  • a hole diameter of circular suction openings is formed as a function of the wall thickness of the mixing arrangement in the inlet region.
  • the hole diameter is chosen to be greater than or equal to the wall thickness.
  • the suction opening (s) is / are preferably arranged perpendicular to a longitudinal central axis of the dispersing nozzle, but alternatively An arrangement at an angle to the longitudinal central axis is also possible.
  • a plurality of suction openings are arranged at a uniform distance from one another centered on at least one circular path about the longitudinal center axis of the dispersing nozzle in order to achieve the most uniform all-round supply of liquid to the gas.
  • the gas supply nozzle tapering in the direction of the mixing arrangement preferably has an inner wall which is oriented at an angle ⁇ in the range from 3 ° to 15 °, in particular at an angle ⁇ in the range from 4 ° to 6 °, to the longitudinal central axis of the dispersing nozzle. The speed of the gas and the gas pressure in the region of the gas outlet opening are thereby increased.
  • the dispersing nozzle is preferably used for gassing liquids such as water, waste water, process water, etc.
  • a dispersing nozzle is used for gassing liquids in the form of suspensions in flotation processes.
  • the object is further achieved by a method for operating a flotation machine according to the invention by introducing at least one gas into the mixing arrangement in its inlet region via the gas feed nozzle by sucking liquid into the interior of the mixing arrangement into its inlet region via the suction openings by introducing into the mixing arrangement Gas-liquid mixture is formed and a gas supply via the Gaszuzhoudüse such that the at least one gas at a gas outlet opening of the Gaszuzhoudüse with a pulse current density in the range of 5 * 10 3 to 5 * 10 4 kg / (m * s 2 ) is present , wherein the liquid is a suspension.
  • the pulse current density is in the range of 1 * 10 4 to 5 * 10 4 kg / (m * s 2 ), but especially in the range of 3 * 10 4 to 5 * 10 4 kg / (m * s 2 ).
  • the mixing arrangement comprises a mixing tube, for the gas-liquid mixture at a mixing pipe outlet opening to have a shear rate in the range from 500 to 5000 l / s, in particular from 1000 to 1500 l / s.
  • the higher the shear rate the smaller the gas bubbles generated in the gas-liquid mixture. This further improves the dispersion of gas and liquid.
  • the use of one or more dispersing nozzles on a flotation machine allows intensive mixing of gas into a liquid already present in the flotation machine without introducing further liquid into the flotation machine via the dispersing nozzle (s). As a result, the proportion of gas in the liquid can be increased considerably. The probability of collision between a gas bubble and a particle to be separated from a suspension increases and the yield is increased, the liquid being a suspension.
  • the flotation machine comprises a housing with a flotation chamber into which the at least one dispersing nozzle opens.
  • the mixing arrangement including the suction openings is arranged in particular in the flotation chamber, so that the mixing arrangement is surrounded by suspension and liquid can pass through the suction openings easily and without any auxiliary structures into the interior of the mixing arrangement.
  • the mixing arrangement can also be arranged outside the flotation chamber, although liquid must be conducted to the suction opening (s), for example via an additional pipeline or the like.
  • liquid in the form of water, process water, suspension, etc., in particular of suspension from the flotation chamber can be conducted to the suction openings.
  • the suspension In the case of a dispersion of water or process water with the gas and an injection into the flotation of a flotation machine containing a suspension, the suspension is of course diluted by the additional water or process water.
  • the suspension is of course increased by the further suspension. The achievable number of gas bubbles per unit volume of liquid is thus lower for these cases.
  • the object is achieved for a method for operating a flotation machine according to the invention by filling the flotation chamber with liquid such that the suction openings of the at least one dispersing nozzle are located below a surface formed by the liquid, wherein the liquid is a suspension.
  • the at least one existing dispersing nozzle is preferably operated according to the above-described method of operating the dispersing nozzle according to the invention.
  • the flotation chamber is filled in particular with a suspension having a solids content in the range from 30 to 60%.
  • a suspension having a solids content in the range from 30 to 60%.
  • Such solids contents of suspensions are common, especially in the flotation of ore-containing minerals.
  • a use of a flotation machine according to the invention for segregating an ore of gait has thus proved successful.
  • the flotation machine can also be used in other ways, for example in the flotation of waste water, of suspensions containing other minerals containing ore, for example carbonaceous rock, etc.
  • FIG. 1 shows in longitudinal section a first dispersing 1 for dispersing a liquid 6, in particular suspension 6 ', further comprising at least one gas 7.
  • the first dispersing 1 comprises a Gaszu Fooddüse 2 with a gas outlet opening 2a and a tubular mixing assembly 3, which has an entry area for the at least one Gas 7 and the liquid 6 or suspension 6 'and an outlet region 1a for a from the at least one gas 7 and the liquid 6 or suspension 6' formed gas-liquid mixture 8 has.
  • the gas feed nozzle 2 is preceded by at least one gas control valve, not shown here for the sake of clarity, for metering a gas quantity of the gas 7 to be supplied to the liquid 6.
  • the mixing arrangement 3 follows the Gaszu Magazinedüse 2 on.
  • the gas feed nozzle 2 tapers in the direction of the mixing arrangement 3 and opens into its inlet region.
  • the mixing arrangement 3 further has in the inlet area a plurality of suction openings 4 for the liquid 6 or suspension 6 '.
  • the suction openings 4 are arranged here perpendicular to a longitudinal central axis 9 of the first dispersing nozzle 1.
  • the mixing arrangement 3 in this embodiment, starting from the gas feed nozzle 2, successively into a mixing chamber 3a, which comprises the inlet region, a mixing tube 3b with a Mischrohraustrittsö réelle 5 and further a diffuser 3c, the diffuser diameter expands starting from the mixing tube 3b and which comprises the outlet region 1a , divided.
  • the mixing chamber 3a and the mixing tube 3b can also be formed in one piece.
  • the mixing tube 3b and the diffuser 3c or else the mixing chamber 3a, the mixing tube 3b and the diffuser 3c may be integrally formed.
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the first dispersing 1 according to FIG. 1 in the area of the gas feed nozzle 2.
  • the gas supply nozzle 2 here has an inner wall which is oriented at an angle ⁇ of 4 ° to the longitudinal central axis 9 of the first dispersing nozzle 1.
  • a ratio of a diameter D G of the gas outlet opening 2a of the gas feed nozzle 2 and an inner diameter D M of the mixing arrangement 3 in the inlet region, here simultaneously the inner diameter of the mixing chamber 3a, is approximately 1: 3 to 1: 5.
  • a ratio of a diameter D MR of a mixing tube inlet opening of the mixing tube 3b and a length L MR of the mixing tube 3b is approximately 1: 5.
  • FIG. 3 shows the principle of operation of a dispersing nozzle with a mixing arrangement 3 with curved diffuser 3c. Same reference numerals as in FIG. 1 identify similar elements.
  • a curved diffuser 3c reduces the dimensions of the dispersing nozzle and allows its use even in confined spaces spatial conditions.
  • the formed gas-liquid mixture 8 a swirling motion is impressed, which leads to a further improvement of the dispersion of gas 7 and liquid 6 or suspension 6 '.
  • FIG. 4 shows a second dispersing nozzle 1 'with curved diffuser 3c in a side view.
  • the same reference numerals as in FIGS. 1 and 3 designate the same elements.
  • FIG. 5 shows a flotation machine 100 with a known per se construction in partial longitudinal section, the right half is shown cut.
  • the flotation machine 100 comprises a housing 101 with a flotation chamber 102 into which at least one conventional dispersing nozzle 10 for supplying gas 7 and suspension 6 'opens into the flotation chamber 102.
  • the installation of conventional dispersing nozzles 10 is usually carried out in such a way that the longitudinal axis of the dispersing nozzle (s) 10 is aligned horizontally.
  • the housing 101 has a cylindrical housing section 101a, at the lower end of which a gassing arrangement 103 is optionally arranged.
  • the upper edge of the outer wall of the housing 101 is located above the upper edge of the foam channel 104, whereby an overflow of the foam product on the upper edge of the housing 101 is excluded.
  • the housing 101 further has a bottom discharge opening 106. Particles of the suspension 6 ', which are provided, for example, with an insufficiently hydrophobized surface or have not collided with a gas bubble, and hydrophilic particles sink in the direction of the bottom discharge opening 106 and are discharged.
  • the foam product passes from the flotation chamber 102 in the foam channel 104 and is discharged via the nozzle 105 and optionally thickened.
  • dispersing nozzles 1,1 ' via which only gas 7 is introduced into the flotation chamber 102, which is dispersed with suspension 6' already present in the flotation chamber 102, preferably takes place here in such a way that the longitudinal central axis 9 of the dispersing nozzle 1, 1 'is aligned horizontally. But also an arrangement of dispersing nozzles 1,1 'on the flotation machine 100 at an angle of the longitudinal central axis 9 to the horizontal is possible.
  • additional gas 7 is optionally blown into the cylindrical housing section 101a, so that further hydrophobic particles are bound thereto and rise. Ideally, especially the hydrophilic particles continue to sink and are discharged via the bottom discharge opening 106.
  • the dispersion of suspension 6' and gas 7 is further improved, thus increasing the probability of collision between a gas bubble and a particle to be separated from the suspension 6 '.
  • increased deposition rates and an optimal foam product can be achieved.
  • a curved construction of the mixing arrangement 3 as a whole is space-saving and therefore also optimally usable in the interior of a flotation chamber with a small diameter.
  • a dispersing nozzle is not general to a flotation machine according to the invention or a flotation machine having a structure according to FIG. 5 limited.
  • a dispersing nozzle can be used in flotation systems of any structure or equipment in which at least one gas is to be finely and evenly distributed in a liquid.
  • the dispersing nozzle can thus be used regardless of a preferred application in flotation machines for fumigation of water, sewage, process water, etc.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine mit mindestens einer Dispergierdüse ausgestattete Flotationsmaschine, ein Verfahren zum Betreiben der Flotationsmaschine sowie deren Verwendung.
  • Die Flotationsmaschine umfasst eine Dispergierdüse zum Dispergieren einer Flüssigkeit mit weiterhin mindestens einem Gas, umfassend eine Gaszuführdüse und eine rohrförmige Mischanordnung, die einen Eintrittbereich für das mindestens eine Gas und die Flüssigkeit und einen Austrittsbereich für ein aus dem mindestens einen Gas und der Flüssigkeit gebildetes Gas-Flüssigkeits-Gemisch aufweist.
  • Dispergierdüsen der eingangs genannten Art werden bereits in Flotationsmaschinen eingesetzt, siehe DE 32 11 906 C2 oder auch CA 2 462 740 A1 und EP 2 308 601 A1 .
  • Die GB 355,211 offenbart ein Flotationsverfahren, bei dem eine Dispergierdüse zum Einsatz kommt, in die Luft eingebracht wird, wobei Suspension in die Dispergierdüse eingesaugt wird. Die US 5,816,446 beschreibt eine Vorrichtung zum Mischen von zwei Flüssigkeiten zur Herstellung einer Gebrauchslösung, wie einer Reinigungslösung, aus einem flüssigen Konzentrat und Wasser.
  • Die Flotation ist ein physikalisches Trennverfahren zur Trennung feinkörniger Feststoffgemenge, wie beispielsweise von Erzen und Gangart, in einer wässrigen Aufschlämmung bzw. Suspension mit Hilfe von Luftbläschen aufgrund einer unterschiedlichen Oberflächenbenetzbarkeit der in der Suspension enthaltenen Partikel. Sie wird zur Aufbereitung von Bodenschätzen und bei der Verarbeitung von vorzugsweise mineralischen Stoffen mit einem niedrigen bis mittleren Gehalt an einer Nutzkomponente bzw. eines Wertstoffs verwendet, beispielsweise in Form von Nichteisenmetallen, Eisen, Metallen der seltenen Erden und/oder Edelmetallen sowie nichtmetallischen Bodenschätzen.
  • Flotationsmaschinen sind bereits hinreichend bekannt. Die WO 2006/069995 A1 beschreibt eine Flotationsmaschine mit einem Gehäuse, das eine Flotationskammer umfasst, mit mindestens einer Dispergierdüse, hier als Ejektor bezeichnet, weiterhin mit mindestens einer Begasungseinrichtung, bei Verwendung von Luft Belüftungseinrichtungen oder Aeratoren genannt, sowie einem Sammelbehälter für ein bei der Flotation gebildetes Schaumprodukt.
  • Bei der Flotation bzw. der pneumatischen Flotation wird generell eine mit Reagenzien versetzte Suspension aus meist Wasser und feinkörnigem Feststoff in eine Flotationskammer eingebracht. Die Reagenzien sollen bewirken, dass insbesondere die wertvollen, bevorzugt abzutrennenden Partikel in der Suspension hydrophob ausgebildet werden. Gleichzeitig mit einer Suspension wird der mindestens einen Dispergierdüse Gas, insbesondere Luft oder Stickstoff, zugeführt, das mit den hydrophoben Partikeln in der Suspension in Berührung kommt. Mittels einer Begasungseinrichtung wird weiteres Gas in die Suspension eingebracht. Die hydrophoben Partikel haften an sich bildenden Gasbläschen an, so dass die Gasbläschen-Gebilde, auch Aeroflocken genannt, aufschwimmen und an der Oberfläche der Suspension das Schaumprodukt bilden. Das Schaumprodukt wird in einen Sammelbehälter ausgetragen und üblicherweise noch eingedickt.
  • Es hat sich gezeigt, dass die Qualität des Schaumprodukts bzw. der Trennerfolg des Verfahrens der Flotation oder pneumatischen Flotation unter anderem von der Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen einem hydrophoben Partikel und einem Gasbläschen abhängt. Je höher die Kollisionswahrscheinlichkeit, desto größer ist die Anzahl an hydrophoben Partikeln, die an einem Gasbläschen anhaften, an die Oberfläche aufsteigen und zusammen mit den Partikeln das Schaumprodukt bilden. Die Kollisionswahrscheinlichkeit wird dabei unter anderem durch die Dispergierung von Suspension und Gas in einer Dispergierdüse beeinflusst.
  • Dispergierdüsen werden im Bereich der Flotationsanlagen nicht nur dazu eingesetzt, einer Flotationskammer Gas und Suspension als Gemisch, zuzuführen. Sie werden ebenfalls eingesetzt, um Flüssigkeiten ohne oder mit sehr geringem Feststoffanteil mit Gas zu dispergieren und das Gemisch in die, in der Flotationsmaschine enthaltene Flüssigkeit oder Suspension einzudüsen.
  • Es ist ein anhaltender Bedarf an möglichst verschleißarmen Einrichtungen zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere Suspensionen, vorhanden, mit denen besonders kleine Gasbläschen erzeugt werden können.
  • Es ist erstens Aufgabe der Erfindung, eine Flotationsmaschine umfassend eine Dispergierdüse bereitzustellen, um einen Anteil von Gasbläschen in einer Flüssigkeit zu erhöhen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Flotationsmaschine mit einer Dispergierdüse bereitzustellen.
  • Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Flotationsmaschine mit einer höheren Ausbeute bereitzustellen und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erstens durch eine Flotationsmaschine umfassend ein Gehäuse mit einer Flotationskammer und zumindest eine Dispergierdüse zum Dispergieren einer Flüssigkeit mit weiterhin mindestens einem Gas gelöst, umfassend eine Gaszuführdüse und eine rohrförmige Mischanordnung, die einen gemeinsamen Eintrittsbereich für das mindestens eine Gas und die Flüssigkeit und einen Austrittsbereich für ein aus dem mindestens einen Gas und der Flüssigkeit gebildetes Gas-Flüssigkeits-Gemisch aufweist, wobei die Mischanordnung sich an die Gaszuführdüse anschließt, wobei die Gaszuführdüse sich in Richtung der Mischanordnung verjüngt und in deren Eintrittsbereich mündet, wobei die Mischanordnung im Eintrittsbereich mindestens eine Anzahl N ≥ 3 an Ansaugöffnungen für die Flüssigkeit aufweist, wobei die Ansaugöffnungen senkrecht oder in einem Winkel zu einer Längsmittelachse der Dispergierdüse angeordnet sind, wobei ein Verhältnis eines Durchmessers DG einer Gasaustrittsöffnung der Gaszuführdüse und eines Innendurchmessers DM der Mischanordnung im Eintrittsbereich im Bereich von 1:3 bis 1:5 liegt, und wobei der Gaszuführdüse mindestens ein Gasregelventil zur Dosierung einer Gasmenge des der Flüssigkeit zuzuführenden mindestens einen Gases zugeordnet ist, wobei die Flüssigkeit eine Suspension ist, wobei die mindestens eine Dispergierdüse in die Flotationskammer mündet.
  • Die Dispergierdüse ermöglicht ein intensives Einbringen von Gas in eine Suspension, wobei besonders kleine Gasbläschen mit Durchmessern von < 1 mm bei geringem Verschleiß erzeugbar sind. Insbesondere ist eine Begasung einer sich bereits in einem Behälter oder dergleichen befindenden Suspension möglich. Dabei wird die Suspension über die Ansaugöffnung(en) ins Innere der Mischanordnung gesaugt. Auf Pumpen, die die Suspension unter Druck in die Mischanordnung fördern, kann hier vorteilhafter Weise verzichtet werden.
  • Die intensive Vermengung von Gas und Flüssigkeit innerhalb der Mischanordnung der Dispergierdüse ist vergleichbar mit einer Vermischung in einer herkömmlichen Dispergierdüse, über welche jedoch sowohl Gas als auch Flüssigkeit zugeführt werden. Die Dispergierdüse ermöglicht eine Erhöhung des Gasanteils, ohne gleichzeitig den Anteil an zu begasender Flüssigkeit zu erhöhen. Somit ist die Dispergierdüse insbesondere geeignet, eine Erhöhung der Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen Gasbläschen und hydrophoben Partikeln in Flotationsmaschinen zu erreichen.
  • Im Falle einer Dispergierung des Gases mit einer Suspension ist aufgrund der Bauweise der Dispergierdüse der Verschleiß im Vergleich mit herkömmlichen Dispergierdüsen, über welche einer Flotationsmaschine gleichzeitig Suspension und Gas unter hohem Druck zugeführt werden, deutlich vermindert, insbesondere im Bereich der Suspensionseinspeisestelle. Auf die bisher erforderlichen, verschleißanfälligen Pumpen, über welche einer Flotationsmaschine gleichzeitig Suspension und Gas unter hohem Druck zugeführt wurden, kann bei der Dispergierdüse vollständig verzichtet werden.
  • Erfindungsgemäß liegt ein Verhältnis eines Durchmessers DG einer Gasaustrittsöffnung der Gaszuführdüse und eines Innendurchmessers DM der Mischanordnung im Eintrittsbereich der Mischanordnung im Bereich von 1:3 bis 1:5, insbesondere im Bereich von 1:3 bis 1:3,5.
  • Aufgrund der dadurch erfolgenden starken Expansion des Gases in der Mischanordnung wird eine besonders intensive Vermischung des Gases mit der Suspension erreicht.
  • Der Gaszuführdüse ist mindestens ein Gasregelventil zur Dosierung einer Gasmenge des der Flüssigkeit zuzuführenden mindestens einen Gases zugeordnet, um das Verhältnis von Gas und Flüssigkeit in der Mischanordnung und die Geschwindigkeit des Gases im Bereich der Gasaustrittsöffnung beeinflussen zu können.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Mischanordnung ausgehend von der Gaszuführdüse nacheinander in eine Mischkammer, welche den Eintrittsbereich umfasst, ein Mischrohr und weiterhin einen Diffusor, dessen Diffusordurchmesser sich ausgehend vom Mischrohr erweitert und welcher den Austrittsbereich umfasst, unterteilt ist. Die Mischkammer weist hier die mindestens eine Ansaugöffnung für Flüssigkeit auf.
    Alternativ kann die Mischanordnung ausgehend von der Gaszuführdüse nacheinander in ein Mischrohr, welches den Eintrittsbereich umfasst, und weiterhin einen Diffusor, dessen Diffusordurchmesser sich ausgehend vom Mischrohr erweitert und welcher den Austrittsbereich umfasst, unterteilt sein. Das Mischrohr weist hier die mindestens eine Ansaugöffnung für Flüssigkeit auf.
  • Bevorzugt erfolgt eine mechanische Verbindung zwischen der Gaszuführdüse und der Mischkammer bzw. dem Mischrohr mittels mindestens eines Verbindungselements, das außerhalb bzw. am Umfang der Gaszuführdüse und der Mischanordnung angeordnet ist.
  • Ein Innendurchmesser des Mischrohrs ist für beide Ausführungsformen entweder durchgehend gleich groß ausgebildet oder verjüngt sich in Richtung des Diffusors.
  • Der Diffusor ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gekrümmt ausgebildet. Dies ist hinsichtlich des Platzbedarfs der Dispergierdüse von Vorteil und führt zur Ausbildung einer Drallströmung des gebildeten Gas-Flüssigkeits-Gemischs, was eine weitere Verbesserung der Dispergierung von Gas und Flüssigkeit mit sich bringt.
    Ein Verhältnis eines Durchmessers DMR einer Mischrohreintrittsöffnung des Mischrohrs und einer Länge LMR des Mischrohrs liegt vorzugsweise im Bereich von 1:3 bis 1:8, insbesondere im Bereich von 1:4 bis 1:6.
  • Der Eintrittsbereich der Mischanordnung weist in einer alternativen Ausführungsform mindestens eine Anzahl N ≥ 8 an Ansaugöffnungen auf, über die Flüssigkeit in das Innere der Mischanordnung gesaugt werden kann. Dies ermöglicht eine gleichmäßigere und schnellere Durchmischung der Flüssigkeit mit dem aus der Gaszuführdüse strömenden Gas.
  • Ansaugöffnungen werden dabei bevorzugt mit einem kreisförmigen, rechteckigen oder schlitzförmigen Umriss ausgebildet. Bevorzugt wird ein Lochdurchmesser von kreisförmigen Ansaugöffnungen in Abhängigkeit der Wandstärke der Mischanordnung im Eintrittsbereich ausgebildet. Insbesondere wird der Lochdurchmesser größer oder gleich der Wandstärke gewählt.
  • Die Ansaugöffnung(en) ist/sind bevorzugt senkrecht zu einer Längsmittelachse der Dispergierdüse angeordnet, aber alternativ ist auch eine Anordnung in einem Winkel zur Längsmittelachse möglich.
  • Bevorzugt sind mehrere Ansaugöffnungen in einem gleichmäßigen Abstand voneinander auf mindestens einer Kreisbahn um die Längsmittelachse der Dispergierdüse zentriert angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige allseitige Zufuhr von Flüssigkeit zum Gas zu erreichen.
  • Die sich in Richtung der Mischanordnung verjüngende Gaszuführdüse weist vorzugsweise eine Innenwandung auf, die in einem Winkel α im Bereich von 3° bis 15°, insbesondere in einem Winkel α im Bereich von 4° bis 6°, zur Längsmittelachse der Dispergierdüse ausgerichtet ist. Die Geschwindigkeit des Gases und der Gasdruck im Bereich der Gasaustrittsöffnung werden dadurch erhöht.
  • Die Dispergierdüse wird bevorzugt zur Begasung von Flüssigkeiten wie Wasser, Abwässern, Prozesswässern usw. eingesetzt. Insbesondere wird eine Dispergierdüse zur Begasung von Flüssigkeiten in Form von Suspensionen bei Flotationsprozessen eingesetzt.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Flotationsmaschine gelöst, indem über die Gaszuführdüse mindestens ein Gas in die Mischanordnung in deren Eintrittsbereich eingeleitet wird, indem über die Ansaugöffnungen Flüssigkeit ins Innere der Mischanordnung in deren Eintrittsbereich angesaugt wird, indem in der Mischanordnung ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch gebildet wird und eine Gaszufuhr über die Gaszuführdüse derart erfolgt, dass das mindestens eine Gas an einer Gasaustrittsöffnung der Gaszuführdüse mit einer Impulsstromdichte im Bereich von 5*103 bis 5*104 kg/(m*s2) vorliegt, wobei die Flüssigkeit eine Suspension ist.
  • Dadurch wird eine besonders intensive und gleichmäßige Dispergierung von Gas und Flüssigkeit erreicht, wobei überwiegend ein bevorzugter Bläschendurchmesser von < 1 mm des dispergierten Gases erzielt wird.
  • Besonders bevorzugt liegt die Impulsstromdichte im Bereich von 1*104 bis 5*104 kg/(m*s2), insbesondere aber im Bereich von 3*104 bis 5*104 kg/(m*s2).
  • Für das Verfahren hat es sich bewährt, sofern die Mischanordnung ein Mischrohr umfasst, dass für das Gas-Flüssigkeits-Gemisch an einer Mischrohraustrittsöffnung eine Scherrate im Bereich von 500 bis 5000 1/s, insbesondere von 1000 bis 1500 1/s, vorliegt. Je höher die Scherrate, desto kleiner sind die im Gas-Flüssigkeits-Gemisch erzeugten Gasbläschen. Dadurch wird die Dispergierung von Gas und Flüssigkeit noch weiter verbessert.
  • Der Einsatz von einer oder mehreren Dispergierdüsen an einer Flotationsmaschine ermöglicht ein intensives Einmischen von Gas in eine bereits in der Flota-tionsmaschine vorhandene Flüssigkeit ohne über die Dispergierdüse(n) weitere Flüssigkeit in die Flotationsmaschine einzubringen. Dadurch lässt sich der Anteil an Gas in der Flüssigkeit erheblich erhöhen. Die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen einem Gasbläschen und einem abzuscheidenden Partikel aus einer Suspension steigt an und die Ausbeute wird erhöht, wobei die Flüssigkeit eine Suspension ist.
  • Die Flotationsmaschine umfasst ein Gehäuse mit einer Flotationskammer, in welche die mindestens eine Dispergierdüse mündet.
  • Dabei wird die Mischanordnung inklusive der Ansaugöffnungen insbesondere in der Flotationskammer angeordnet, so dass die Mischanordnung von Suspension umspült wird und durch die Ansaugöffnungen Flüssigkeit problemlos und ohne irgendwelche Hilfskonstruktionen in das Innere der Mischanordnung gelangen kann. Es erfolgt eine Gasanreicherung der in der Flotationskammer enthaltenen Flüssigkeit, ohne diese zu vermehren bzw. zu verdünnen.
  • Alternativ kann die Mischanordnung auch außerhalb der Flotationskammer angeordnet sein, wobei allerdings Flüssigkeit zu der/den Ansaugöffnung(en) geführt werden muss, beispielsweise über eine zusätzliche Rohrleitung oder ähnliches. Dabei kann Flüssigkeit in Form von Wasser, Prozesswasser, Suspension usw., insbesondere von Suspension aus der Flotationskammer, zu den Ansaugöffnungen geleitet werden. Im Falle einer Dispergierung von Wasser oder Prozesswasser mit dem Gas und einem Eindüsen in die Flotationskammer einer Flotationsmaschine enthaltend eine Suspension, wird die Suspension selbstverständlich durch das zusätzliche Wasser oder Prozesswasser verdünnt. Im Falle einer Dispergierung von weiterer Suspension mit dem Gas und einem Eindüsen in die Flotations-kammer einer Flotationsmaschine enthaltend eine Suspension, wird die Suspension selbstverständlich durch die weitere Suspension vermehrt. Die erzielbare Anzahl an Gasbläschen pro Volumeneinheit Flüssigkeit ist somit für diese Fälle geringer.
  • Die Aufgabe wird für ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Flotationsmaschine gelöst, indem die Flotationskammer mit Flüssigkeit gefüllt wird derart, dass sich die Ansaugöffnungen der mindestens einen Dispergierdüse unter einer von der Flüssigkeit gebildeten Oberfläche befindet, wobei die Flüssigkeit eine Suspension ist.
  • Die mindestens eine vorhandene, Dispergierdüse wird bevorzugt gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb der Dispergierdüse betrieben.
  • Die Flotationskammer wird insbesondere mit einer Suspension mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 30 bis 60% befüllt. Derartige Feststoffgehalte von Suspensionen sind insbesondere bei der Flotation von Erz enthaltenden Mineralien üblich. Eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Flotationsmaschine zum Absondern eines Erzes von Gangart hat sich demnach bewährt. Die Flotationsmaschine kann aber auch anderweitig eingesetzt werden, z.B. in der Flotation von Abwässern, von Suspensionen enthaltend andere als Erz enthaltende Mineralien, z.B. kohlehaltiges Gestein, usw.
  • Die Figuren 1 bis 5 sollen erfindungsgemäße Dispergierdüsen und deren Verwendung sowie deren Einsatz in erfindungsgemäßen Flotationsmaschinen beispielhaft erläutern. So zeigt:
  • FIG 1
    eine erste Dispergierdüse im Längsschnitt;
    FIG 2
    einen vergrößerten Ausschnitt aus der ersten Dispergierdüse im Bereich der Gaszuführdüse;
    FIG 3
    das Funktionsprinzip einer Dispergierdüse mit gekrümmtem Diffusor;
    FIG 4
    eine zweite Dispergierdüse mit gekrümmtem Diffusor in einer Seitenansicht; und
    FIG 5
    eine Flotationsmaschine im Teillängsschnitt mit einer Dispersionsdüse.
  • FIG 1 zeigt im Längsschnitt eine erste Dispergierdüse 1 zum Dispergieren einer Flüssigkeit 6, insbesondere Suspension 6', mit weiterhin mindestens einem Gas 7. Die erste Dispergierdüse 1 umfasst eine Gaszuführdüse 2 mit einer Gasaustrittsöffnung 2a und eine rohrförmige Mischanordnung 3, die einen Eintrittbereich für das mindestens eine Gas 7 und die Flüssigkeit 6 bzw. Suspension 6' und einen Austrittsbereich 1a für ein aus dem mindestens einen Gas 7 und der Flüssigkeit 6 bzw. Suspension 6' gebildetes Gas-Flüssigkeits-Gemisch 8 aufweist. Der Gaszuführdüse 2 ist mindestens ein, hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestelltes Gasregelventil zur Dosierung einer Gasmenge des der Flüssigkeit 6 zuzuführenden Gases 7 vorgeschaltet. Die Mischanordnung 3 schließt sich an die Gaszuführdüse 2 an. Die Gaszuführdüse 2 verjüngt sich in Richtung der Mischanordnung 3 und mündet in deren Eintrittsbereich. Die Mischanordnung 3 weist weiterhin im Eintrittsbereich mehrere Ansaugöffnungen 4 für die Flüssigkeit 6 bzw. Suspension 6' auf. Die Ansaugöffnungen 4 sind hier senkrecht zu einer Längsmittelachse 9 der ersten Dispergierdüse 1 angeordnet. Die Mischanordnung 3 ist in dieser Ausführungsform ausgehend von der Gaszuführdüse 2 nacheinander in eine Mischkammer 3a, welche den Eintrittsbereich umfasst, ein Mischrohr 3b mit einer Mischrohraustrittsöffnung 5 und weiterhin einen Diffusor 3c, dessen Diffusordurchmesser sich ausgehend vom Mischrohr 3b erweitert und welcher den Austrittsbereich 1a umfasst, unterteilt. Die Mischkammer 3a und das Mischrohr 3b können aber genauso einstückig ausgebildet sein. Alternativ können auch das Mischrohr 3b und der Diffusor 3c oder aber die Mischkammer 3a, das Mischrohr 3b und der Diffusor 3c einstückig ausgebildet sein.
  • FIG 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der ersten Dispergierdüse 1 gemäß FIG 1 im Bereich der Gaszuführdüse 2. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente. Die Gaszuführdüse 2 weist hier eine Innenwandung auf, die in einem Winkel α von 4°zur Längsmittelachse 9 der ersten Dispergierdüse 1 ausgerichtet ist. Ein Verhältnis eines Durchmessers DG der Gasaustrittsöffnung 2a der Gaszuführdüse 2 und eines Innendurchmessers DM der Mischanordnung 3 im Eintrittsbereich, hier gleichzeitig der Innendurchmesser der Mischkammer 3a, liegt hier bei etwa 1:3 bis 1:5.
  • Ein Verhältnis eines Durchmessers DMR einer Mischrohreintrittsöffnung des Mischrohrs 3b und einer Länge LMR des Mischrohrs 3b liegt hier bei etwa 1:5.
  • FIG 3 zeigt das Funktionsprinzip einer Dispergierdüse mit einer Mischanordnung 3 mit gekrümmtem Diffusor 3c. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente. Ein gekrümmter Diffusor 3c verringert die Dimensionen der Dispergierdüse und ermöglicht deren Verwendung auch unter beengten räumlichen Bedingungen. Dem gebildeten Gas-Flüssigkeits-Gemisch 8 wird eine Drallbewegung aufgeprägt, die zu einer weiteren Verbesserung der Dispergierung von Gas 7 und Flüssigkeit 6 bzw. Suspension 6' führt.
  • FIG 4 zeigt eine zweite Dispergierdüse 1' mit gekrümmtem Diffusor 3c in einer Seitenansicht. Gleiche Bezugszeichen wie in den FIGen 1 und 3 kennzeichnen gleiche Elemente.
  • FIG 5 zeigt eine Flotationsmaschine 100 mit einem an sich bekannten Aufbau im Teillängsschnitt, wobei die rechte Hälfte aufgeschnitten gezeigt ist. Die Flotationsmaschine 100 umfasst ein Gehäuse 101 mit einer Flotationskammer 102, in welche mindestens eine herkömmliche Dispergierdüse 10 zur Zuführung von Gas 7 und Suspension 6' in die Flotationskammer 102 mündet. Der Einbau von herkömmlichen Dispergierdüsen 10 erfolgt üblicherweise derart, dass die Längsachse der Dispergierdüse(n) 10 horizontal ausgerichtet wird. Das Gehäuse 101 weist einen zylindrischen Gehäuseabschnitt 101a auf, an dessen unterem Ende optional eine Begasungsanordnung 103 angeordnet ist.
  • Innerhalb der Flotationskammer 102 befindet sich eine Schaumrinne 104 mit Stutzen 105 zum Austragen des gebildeten Schaumproduktes. Die Oberkante der Außenwandung des Gehäuses 101 befindet sich oberhalb der Oberkante der Schaumrinne 104, wodurch ein Überlauf des Schaumproduktes über die Oberkante des Gehäuses 101 ausgeschlossen ist. Das Gehäuse 101 weist weiterhin eine Bodenaustragsöffnung 106 auf. Partikel der Suspension 6', die beispielsweise mit einer nicht ausreichend hydrophobierten Oberfläche versehen sind oder nicht mit einem Gasbläschen kollidiert sind, sowie hydrophile Partikel sinken in Richtung der Bodenaustragsöffnung 106 ab und werden ausgetragen. Das Schaumprodukt gelangt aus der Flotationskammer 102 in die Schaumrinne 104 und wird über die Stutzen 105 abgeführt und gegebenenfalls eingedickt.
  • Der Einbau von Dispergierdüsen 1,1', über welche hier lediglich Gas 7 in die Flotationskammer 102 eingetragen wird, das mit bereits in der Flotationskammer 102 vorhandener Suspension 6' dispergiert wird, erfolgt hier vorzugsweise derart, dass die Längsmittelachse 9 der Dispergierdüse 1, 1' horizontal ausgerichtet wird. Aber auch eine Anordnung Dispergierdüsen 1,1' an der Flotationsmaschine 100 in einem Winkel der Längsmittelache 9 zur Horizontalen ist möglich.
  • Mittels der optionalen Begasungseinrichtung 103, welche an eine Gaszuführung 103a angeschlossen ist, wird in den zylindrischen Gehäuseabschnitt 101a optional zusätzliches Gas 7 eingeblasen, so dass weitere hydrophobe Partikel daran gebunden werden und aufsteigen. Im Idealfall sinken vor allem die hydrophilen Partikel weiter ab und werden über die Bodenaustragsöffnung 106 ausgeschleust.
  • Durch Einsatz mindestens einer Dispergierdüse 1, 1', mit beispielsweise gekrümmtem Diffusor, in der Flotationsmaschine 100 wird die Dispergierung von Suspension 6' und Gas 7 noch verbessert und damit die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen einem Gasbläschen und einem aus der Suspension 6' abzutrennenden Partikel erhöht. In Folge sind erhöhte Abscheideraten und ein optimales Schaumprodukt erzielbar. Eine gekrümmte Bauform der Mischanordnung 3 insgesamt ist platzsparend und daher optimal auch im Inneren einer Flotationskammer mit geringem Durchmesser einsetzbar.
  • Der Einsatz einer Dispergierdüse ist jedoch nicht auf eine erfindungsgemäße Flotationsmaschine allgemein oder eine Flotationsmaschine mit einem Aufbau gemäß FIG 5 begrenzt. Eine Dispergierdüse kann in Flotationsanlagen jeglichen Aufbaus oder Anlagen eingesetzt werden, bei denen mindestens ein Gas in einer Flüssigkeit fein und gleichmäßig verteilt werden soll. Selbstverständlich kann die Dispergierdüse somit unabhängig von einer bevorzugten Anwendung bei Flotationsmaschinen auch zur Begasung von Wasser, Abwasser, Prozesswasser usw. eingesetzt werden.

Claims (20)

  1. Flotationsmaschine (100) umfassend ein Gehäuse (101) mit einer Flotationskammer (102) und mindestens eine Dispergierdüse (1,1') zum Dispergieren einer Flüssigkeit (6) mit weiterhin mindestens einem Gas (7), umfassend eine Gaszuführdüse (2) und eine rohrförmige Mischanordnung (3), die einen Eintrittbereich für das mindestens eine Gas (7) und die Flüssigkeit (6) und einen Austrittsbereich (1a) für ein aus dem mindestens einen Gas (7) und der Flüssigkeit (6) gebildetes Gas-Flüssigkeits-Gemisch (8) aufweist, wobei die Mischanordnung (3) sich an die Gaszuführdüse (2) anschließt, wobei die Gaszuführdüse (2) sich in Richtung der Mischanordnung (3) verjüngt und in deren Eintrittsbereich mündet, wobei die Mischanordnung (3) im Eintrittsbereich mindestens eine Anzahl an N ≥ 3 Ansaugöffnungen (4) für die Flüssigkeit (6) aufweist, wobei die Ansaugöffnungen (4) senkrecht oder in einem Winkel zu einer Längsmittelachse (9) der Dispergierdüse (1,1') angeordnet sind, wobei ein Verhältnis eines Durchmessers DG einer Gasaustrittsöffnung (2a) der Gaszuführdüse (2) und eines Innendurchmessers DM der Mischanordnung (3) im Eintrittsbereich im Bereich von 1:3 bis 1:5 liegt, und wobei der Gaszuführdüse (2) mindestens ein Gasregelventil zur Dosierung einer Gasmenge des der Flüssigkeit (6) zuzuführenden mindestens einen Gases (7) zugeordnet ist, wobei die Flüssigkeit eine Suspension (6') ist, wobei die mindestens eine Dispergierdüse (1,1') in die Flotationskammer (102) mündet.
  2. Flotationsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Mischanordnung (3) ausgehend von der Gaszuführdüse (2) nacheinander in eine Mischkammer (3a), welche den Eintrittsbereich umfasst, ein Mischrohr (3b) und weiterhin einen Diffusor (3c), dessen Diffusordurchmesser sich ausgehend vom Mischrohr (3b) erweitert und welcher den Austrittsbereich (1a) umfasst, unterteilt ist.
  3. Flotationsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Mischanordnung (3) ausgehend von der Gaszuführdüse (2) nacheinander in ein Mischrohr (3b), welches den Eintrittsbereich umfasst, und weiterhin einen Diffusor (3c), dessen Diffusordurchmesser sich ausgehend vom Mischrohr (3b) erweitert und welcher den Austrittsbereich (1a) umfasst, unterteilt ist.
  4. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei ein Verhältnis eines Durchmessers DMR einer Mischrohreintrittsöffnung des Mischrohrs und einer Länge LMR des Mischrohrs im Bereich von 1:3 bis 1:8 liegt.
  5. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Diffusor (3c) gekrümmt ausgebildet ist.
  6. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Eintrittsbereich mindestens eine Anzahl N ≥ 8 an Ansaugöffnungen (4) aufweist.
  7. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ansaugöffnungen (4) in einem gleichmäßigen Abstand voneinander auf mindestens einer Kreisbahn um die Längsmittelachse (9) der Dispergierdüse (1,1') zentriert angeordnet sind.
  8. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die sich in Richtung der Mischanordnung (3) verjüngende Gaszuführdüse (2) eine Innenwandung aufweist, die in einem Winkel α im Bereich von 3 bis 15°, insbesondere in einem Winkel α im Bereich von 4 bis 6°, zur Längsmittelachse (9) der Dispergierdüse (1,1') ausgerichtet ist.
  9. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ansaugöffnungen (4) einen kreisförmigen Lochdurchmesser aufweisen.
  10. Flotationsmaschine nach Anspruch 9, wobei der Lochdurchmesser größer oder gleich einer Wandstärke der Mischanordnug (3) im Eintrittsbereich gewählt ist.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Flotationsmaschine (1,1') nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei
    über die Gaszuführdüse (2) mindestens ein Gas (7) in die Mischanordnung (3) in deren Eintrittsbereich eingeleitet wird, wobei über die mindestens eine Ansaugöffnung (4) Flüssigkeit (6) ins Innere der Mischanordnung (3) angesaugt wird, wobei in der Mischanordnung (3) ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch (8) gebildet wird und wobei eine Gaszufuhr über die Gaszuführdüse (2) derart erfolgt, dass das mindestens eine Gas (7) an einer Gasaustrittsöffnung (2a) der Gaszuführdüse (2) mit einer Impulsstromdichte im Bereich von 5*103 bis 5*104 kg/(m*s2) vorliegt, wobei die Flüssigkeit eine Suspension (6') ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsstromdichte im Bereich von 1*104 bis 5*104 kg/(m*s2) liegt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsstromdichte im Bereich von 3*104 bis 5*104 kg/(m*s2) liegt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei
    die Mischanordnung (3) ein Mischrohr (3b) umfasst, wobei für das Gas-Flüssigkeits-Gemisch (8) an einer Mischrohraustrittsöffnung (5) eine Scherrate im Bereich von 500 bis 5000 1/s, insbesondere von 1000 bis 1500 1/s vorliegt.
  15. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei
    die Mischanordnung (3) inklusive der Ansaugöffnungen (4) in der Flotationskammer (102) angeordnet ist.
  16. Flotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 15, wobei die Längsmittelachse (9) der mindestens einen Dispergierdüse (1,1') horizontal ausgerichtet ist.
  17. Verfahren zum Betreiben einer Flotationsmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 15 oder 16, wobei die Flotationskammer (102) mit Flüssigkeit (6) gefüllt wird derart, dass sich die Ansaugöffnungen (4) der mindestens einen Dispergierdüse (1) unter einer von der Flüssigkeit (6) gebildeten Oberfläche befinden, wobei die Flüssigkeit eine Suspension (6') ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die mindestens eine Dispergierdüse (1,1') gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 betrieben wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18,
    wobei die Flotationskammer (102) mit einer Suspension (6') mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 30 bis 60% befüllt wird.
  20. Verwendung einer Flotationsmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 15 oder 16 zum Absondern eines Erzes von Gangart.
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