DE1296582B - Vorrichtung zum Abscheiden von Stoffen durch Schaumflotation - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- scheiden von Stoffen durch Schaumflotation mit einem Flotationstank, in welchem wenigstens zwei Wirbelkammern angeordnet sind, die zum Aufnehmen der Aufschlemmung des abzuscheidenden Materials geeignet sind.
• Bei den bekannten Vorrichtungen der oben umrissenen Art wird lediglich ein Strömungssystem angewendet, so daß sich die Gefahr der Vermischung von Stoffen verschiedener Dichte als besonders nachteilig zeigt. Ferner sind die bekannten Vorrichtungen technisch aufwendig und schwierig zu warten, was zur Folge hat, daß bei Betriebsstörungen ein erheblicher Produktionsausfall eintritt.
• Die Erfindung hat. sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Stoffen durch Schaumflotation zu schaffen, bei welcher die obenerwähnten Nachteile nicht mehr auftreten und welche sich auch durch einfache und übersichtliche Bauart auszeichnet.
• Die Vorrichtung zum Abscheiden von Stoffen durch Schaumflotation gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei voneinander unabhängige Strömungssysteme für die Wirbelkammern vorgesehen sind, wobei das Saugrohr der Pumpe des einen Systems mit einem Aufgabebehälter verbunden ist, daß dieses Saugrohr mit Hilfe eines im Bereich der zur Pumpe gehörenden Wirbelkammer mündenden Rohres auch mit dem Inhalt des Flotationstanks in Verbindung steht, wobei das Saugrohr bzw. die Saugrohre des anderen Systems bzw. der anderen Systeme mit dem Tankinhalt im Bereich der zur entsprechenden Pumpe gehörenden Wirbelkammer verbunden ist.
• Durch diese Ausbildung ergibt sich im wesentlichen der Vorteil, daß jede der Pumpen nur von der ihr zugeordneten Stelle des Tanks ansaugt, und die Stoffe, welche verschiedene Dichten aufweisen, nicht miteinander vermischt werden können. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Betrieb der Vorrichtung eine Aufschlämmung des abzuscheidenden Stoffes durch die Wirbelkammer zugeführt wird und ein Wirbel in der Schlämmung erzeugt wird, welche dann aus der Wirbelkammer in den Behälter abgeführt wird.
• Zweckmäßig stehen die Pumpen oder ein Teil derselben mit dem von dem zur Pumpe gehörenden System erzeugten Schaum in Verbindung, so daß die entsprechende Pumpe nach dem zu ihr gehörenden System Schaum ansaugt.
• Die Wirbelkammern weisen vorteilhaft einen äußeren Mantel auf, wobei der Zwischenraum zwischen der Kammer und dem Mantel mit wenigstens einer Lufteinlaßöffnung versehen ist und diese öffnung konzentrisch um die Auslaßöffnung der Kammer angeordnet ist.
• Dies hat insbesondere den Vorteil, daß beim Betrieb der Vorrichtung der Behälter eine Aufschlärnmung von bereits dem Abscheidevorgang unterzogenen Material enthält, wobei eine Aufschlämmung des abzuscheidenden Materials der Wirbelkammer zugeführt und eine Durchwirbelung in der Aufschlämmung erzeugt wird, wobei der Wirbel Luft in die Aufschlämmung bringt, welche dann aus der Wirbelkammer in den Behälter unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in diesem zugeführt wird.
• Auch kann eine Aufschlämmung von abzuweichendem Ausgangsmaterial in die Wirbelkammer des einen Systems eingeführt werden, wobei eine Durchwirbelung der Schlämmung bewirkt wird, welche dann aus dem Auslaß der Wirbelkammer in den Behälter geführt wird, während Aufschlämmung aus dem Behälter in die Wirbelkammer des anderen Systems eingeführt und eine Durchwirbelung dieser Aufschlämmung bewirkt wird, welche dann aus dem Auslaß der Wirbelkammer in den Behälter geführt wird. Dabei bewirkt der Wirbel die Einmischung von Luft in die Aufschlämmung, welche dann vom Auslaß der Wirbelkammer in den Behälter abgeführt wird.
• Weitere Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der beigefügten Zeichnung. Es zeigt F i g. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Ab- scheiden von Stoffen gemäß Erfindung von der Seite 2, F i g. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß F ig. 1, F 1 g. 3 eine Wirbelkammer der Vorrichtung gemäß F 1 g. 1 und 2, von der Seite gesehen, F i g. 4 die Wirbelkammer gemäß F i g. 3 von oben, F i g. 5 schematisch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Die Vorrichtung weist einen Flotationstank 20 auf, in welchem die Abscheidung erfolgt und welcher eine Aufschlämmung des abzuscheidenden Materials enthält. In dem Tank 20 sind Wirbelkammem 5, 18 angeordnet, wobei zwei Pumpen 2, 15 und ein Aufgabebehälter 1 die Strömung durch den Flotationstank 20 kontinuierlich im wesentlichen von links nach rechts gemäß F i g. 1 in Gang halten. Die Vorrichtung enthält zwei getrennte Strömungssysterne, wobei die Wirbelkammer 5 einen Teil des ersten Systems und die Wirbelkammer 18 einen Teil des zweiten Systems bilden.
• Bei Betrieb der Vorrichtung wird eine wäßrige Aufschlämmung des abzuscheidenden Rohmaterials aus dem Aufgabebehälter 1 mittels der Pumpe 2 durch die Leitung 3 gepumpt, welche in die Zuführleitung 4 für die Wirbelkammer 5 führt. Gleichzeitig werden Aufschlämmstoffe und Luft in die Wirbelkammer 5 geführt. In der Wirbelkammer 5 erfolgt eine Emulgierung des Aufschlämmstoffes und die Einmischung von Luft in die Aufschlämmung, wodurch Schaum gebildet wird, der an die Oberfläche der Schlämmung im Flotationstank 20 zusammen mit dem Material aufsteigt, welches reich an hydrophoben Teilchen ist. Das Material wird vom unteren Teil des Flotationstankes 20 über eine Leitung 11 zurückgeleitet, deren Einlaß im wesentlichen unterhalb der Wirbelkammer 5 liegt. Die Leitung 11 ist sowohl vertikal als auch in Längs- und Querrichtung verstellbar. Die Leitung 11 ist über ein Ventil 12 mit der Leitung 3 des Aufgabebehälters 1 verbunden. Die den Wirbelkammern 18 zugeführte Aufschlämmung wird aus dem unteren Teil des Flotationstankes 20 über ein Saugrohr 13 abgezogen, welches in den Flotationstank 20 hineinragt. Das Saugrohr 13 ist vertikal und in Längs- und Querrichtung verstellbar und führt über ein Regelventil 14 zur Pumpe 15, welche die Aufschlämmung über eine Leitung 16 in die Zuführleitungen 17 für die Wirbelkammern 18 pumpt. Ebenfalls wird ein schaumbildendes Mittel und Luft in die Wirbelkammern 18 gegeben, und diese bewirken eine Emulgierung des Schaumbildners und eine Einmischung von Luft. Der gebildete Schaum steigt mit dem an hydrophoben Teilchen reichen Stoff an die Oberfläche der Aufschlämmung im Flotationstank20. Die Anreicherung an hydrophoben Teilchen in dem mit dem Schaum aufsteigenden Material nimmt von links nach rechts entlang dem Flotationstank 20 (F i g. 1) ab.
• Die Vorrichtung weist ferner Rutschen 8, 9 an jeder Seite (F i g. 2) des Tankes 20 und Schlagräder 7 auf, die drehbar so angeordnet sind, daß sie den Schaum zusammen mit dem mit hydrophoben Teilchen angereicherten Material in die Rutschen 8 und 9 fördern, wobei die Rutschen 8 über den Rutschen 9 liegen. Der Schaum wird zusammen mit dem Material in die Rutsche 8 im wesentlichen links von den Wirbelkammern 18 abgegeben und läuft von den Rutschen 8 in eine nicht gezeigte Entwässerungsvorrichtung bekannter Bauart. Das vom Schlamm getrennte Material verläßt die Entwässerungseinrichtung als das Endprodukt des erfindungsgemäßen Gerätes. Außerdem wird Schaum zusammen mit dem an hydrophoben Teilchen reichen Material in die Rutsche 9 an der rechten Seite der Wirbelkammern 5 abgeführt und in die Leitung 3 durch eine Leitung 10 zurückgeführt.
• Eine an hydrophilen Teilchen reiche Aufschlämmung des Abgeschiedenen verläßt den Flotationstank 20 durch eine Leitung 19 a. Ferner tritt die Aufschlämmung aus dem Tank über eine Wehrplatte 22, die den Spiegel im Tank 20 regelt und strömt dann durch eine hinter der Wehrplatte 2 mündende Leitung 19 b.
• Jede Wirbelkammer 5, 18 (F i g. 3 und 4) besteht aus einer vertikalen kreiszylindrischen Innenwand 29, die sich nach unten in eine stumpfkegelige Innenwand 30 verjüngt, welche in eine kreisförmige axiale öffnung 28 endet. Das obere Ende der Wand 29 ist durch eine horizontale Wand 40 verschlossen. Die Wände 29, 30 und 40 bilden die innere Wirbelkammer 43 und die Öffnung 28 bildet einen Auslaß für aus der Kammer 43 austretende Aufschlämmung.
• Um die Wände 29, 30 und 40 sind äußere Mäntel 31, 33 bzw. 42 angeordnet. Auf diese Weise ist eine Ringkammer 44 geschaffen, die um die Kammer 43 liegt und eine axiale ringförmige Auslaßöffnung 46 bildet, welche um die Öffnung 28 liegt. Die Zuführleitung 4 bzw. 17 endet in einem horizontalen Einlaß 23, der durch die Mäntel 31, 29 in die Kammer 43 führt. Am Einlaß 23 ist eine Düse 24 vorgesehen, die bündig mit der Wand 29 endet. Die Mäntel 29, 30, 40, 31, 33, 42 bestehen aus abriebfestem Material, z. B. Schmelzbasalt, synthetischem Kunststoff oder Kautschuk. Eine Leitung 26 führt von der Atmosphäre in den Einlaß 23 und weist ein horizontales Endstück 27 auf, das in dem Mundstück 59 der Düse 24 endet. Zwei Leitungen 32 führen von der Atmosphäre durch die Wand 42 in die Kammer 44. Die Wirbelkammer weist ferner ein Rohr 25 auf, dessen oberes Ende in Verbindung mit der Atmosphäre steht und dessen unteres vertikales Stück 48 koaxial zur Öffnung 28 verläuft. Das Teil 48 ist auf die öffnung 28 zu offen.
• Beim Betrieb der Wirbelkammer wird eine Aufschlämmung kontinuierlich in die Kammer 43 durch den Einlaß 23 geführt, wobei Luft durch die Wirkung der Düse 24 von der Aufschlämmung angesaugt wird. Die Aufschlämmung in der Kammer 43 wird einer Wirbelung unterworfen, wobei Luft in feinen Blasen in die Aufschlämmung eingemischt wird. Diese Mischung wird mit hoher Geschwindigkeit aus der Auslaßöffnung 28 unter den Flüssigkeitsspiegel im Tank 20 zurückgeführt. Ferner wird durch das aus der Öffnung 28 austretende Gemisch Luft durch die Leitung 32 in die Kammer 44 und die Öffnung 46 und durch die Leitung 25 angesaugt. Das schaumbildende Mittel wird durch die Leitung 25 zugeführt. Die aus der Wirbelkammer austretende Aufschlämmung bewirkt eine Durcharbeitung und Durchmischung der Aufschlämmung im Flotationstank 20.
• Bei der schematisch in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Gruppe von drei Wirbelkammern 105 eines ersten Strömungssystems mit einer Zuführleitung 30 parallel verbunden. Eine Gruppe von neun Wirbelkammern 118 eines zweiten Strömungssystems ist mit einer Zuführleitung 116 parallel verbunden und in drei Gruppen 120 angeordnet. Die Wirbelkammem 105 bzw. 118 haben die gleiche Lage in Längsrichtung des Tankes 112 gesehen, jedoch liegen die vier Gruppen in unterschiedlichen Längsstellungen entlang dem Tank 112. In allen anderen Teilen gleicht die Abwandlungsforin der in Verbindung mit F i g. 1 bis 4 beschriebenen Vorrichtung.
• Es ist bezüglich des Aufbaues und der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedene Möglichkeiten gegeben: a) Die Leitung 10 ist geschlossen, wobei das an hydrophoben Teilchen reiche, nach unten durch die Rutsche 9 gehende Material entwässert wird, um ein geringer gereinigtes Endprodukt zu ergeben, oder dem durch die Rutsche 8 nach unten gehenden Material zugesetzt wird, wobei das Material dann als Ganzes zur Erzeugung des Endproduktes entwässert wird; b) der Abfluß des auszuscheidenden Materials aus der Leitung 19 a wird in die Leitung 3 zurückgeleitet; c) ein Schaumbildner wird durch die Luftleitung 26 jeder Wirbelkammer zugeführt und d) das Schaumreagenz wird durch die Luftleitung 32 jeder Wirbelkammer zugeführt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Abscheiden von Stoffen durch Schaumflotation mit einem Flotationstank, in welchem wenigstens zwei Wirbelkammern angeordnet sind, die zum Aufnehmen der Aufschlämmung des abzuscheidenden Materials geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei voneinander unabhängige Strömungssysteme für die Wirbelkammern (5, 18) vorgesehen sind, wobei das Saugrohr der Pumpe (2) des einen Systems mit einem Aufgabebehälter (1) verbunden ist, daß dieses Saugrohr mit Hilfe eines im Bereich der zur Pumpe (2) gehörenden Wirbelkammer mündenden Rohres (12) auch mit dem Inhalt des Flotationstanks in Verbindung steht, wobei das Saugrohr (13) bzw. die Saugrohre des anderen Systems bzw. der anderen Systeme mit dem Tankinhalt im Bereich der zur entsprechenden Pumpe gehörenden Wirbelkammer verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen oder ein Teil derselben mit dem von dem zur Pumpe gehörenden System erzeugten Schaum in Verbindung stehen, so daß die entsprechende Pumpe nach den zu ihr gehörenden System Schaum ansaugt. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammern einen äußeren Mantel (31) aufweisen, wobei der Zwischenraum zwischen der Kammer und dem Mantel mit wenigstens einer Lufteinlaßöffnung (32) versehen ist und diese öffnung konzentrisch um die Auslaßöffnung (28) der Kammer angeordnet ist.