DE2055951C3 - Ruhrer fur Flotationszellen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Rührer für Flotationszellen lit einem Rührtellcr und einer Luftzuführung durch ic Rührwelle in den Rührtellcr.
Ein derartiger als Rütlelrührer verwendeter Riih- :r ist aus der deutschen Auslegeschrift I 188 012 beiinnt. Der Rührteller weist /ur Erzeugung einer Umiiifstmmung nach unten u< .richtete kegelförmige ertiefuimcn mil Öffnungen'in den Spitzen auf. wie sie auch aus der deutschen Palentschrift 413 643 für Siebboden für pneumatische Flotationsapparate bekannt sind.

Die bekannten Rüttelrührer erfordern einen hohen Energiebedarf, gewährleisten jedoch nicht in ausreichendem Maße das Durchwirbeln der Trübe, insbesondere auch nicht den Aufstieg grobkörniger Teile. Sie bewirken keine gute Lufldispergierung. un Geizenteil. es erfolgt eine Entmineralisierung der Luftbiäbchen. was darauf zurückzuführen ist. daß nur so wenig Öffnungen vorhanden sind, daß sie insgesamt nur Ϊ0 bis 12 ⁰O der Oberfläche des Rührtellers ausmache... Bei dieser geringen Anzahl an kegelförmigen Öffnungen sind die durch sie pulsierenden Umlaufströme so gering, daß im unteren Bereich keine auch zum Austragen von grobkörnigen Teilchen ausreichende Geschwindigkeit der aufsteigenden Strömung erzielt wird.

Um auch die zum Austragen von grobkörnigen Teilchen erforderliche Geschwindigkeit zu erreichen, wurde den Rührern eine höhere Schwingungsgeschwindigkeit verliehen. Dies bewirkte jedoch einen beschleunigten Verschleiß des Rührers, eine Steigerung des spezifischen Energiebedarfes (pro 1 m^:1 Zelle) und die Bildung von niederfrequenten Schwingungen in der Ruhezone der Flotationszelle, wodurch die Mineralteilchen von den Luftbläschen abgeschüttelt werden.

Außerdem wird keine ausreichend hohe Dispergierung der Luftbläschen erreicht, und zwar deshalb, weil die lineare Geschwindigkeit des ausströmenden Luftstroms aus den Öffnungen der Luft zuführenden P.ohre erheblich größer ist als die Geschwindigkeit der zirkulierenden Trübenströme, welche durch die Öffnungen des Rührtellers fließen und die Luft ejizieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rührer für Flotationszellen anzugeben, der verschleißfest ist und eine Leistungserhöhung sowie eine Verringerung des Energieverbrauches gewährleistet.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der kolbenartige Rührtellcr ein horizontales Luftverteilrohr und quer von diesem abzweigende Luftleitungen aufweist, welche zueinander parallel verlaufen und zwischen sich Öffnungen für den Trübedurchlauf beim Aufwärtshub des Rührers bilden sowie mit elastischen Ventilklappen oder -lippen für den Verschluß dei Leitungen beim Abwärtshub des Rührers verseher sind.

Eine derartige Ausführung des Rührers gewährleistet die Erhöhung der Leistung und die Verringerung des Elektroenergieverbrauchs, die Verringerung de; Verschleißes des Rührers durch Teile aus elastischem Werkstoff, die Erhöhung der Durchwirbelungsintensität und der Durchlüftung der Trübe be geringen Schwingungsgeschwindigkeiten des Rührers

Es ist vorteilhaft, daß die parallelen Luftleitunger aus nach unten offenen Halbrohren bestehen, an de ren Wänden nach unten gespaltene elastische Klap pen befestigt sind.

Durch die Klappen werden beim Abwärtsgang de: Rührers die öffnungen zum Durchfließen der Trüb« im kolbenförmigen Rührteller und die zum Luftaus strömen bestimmten Öffnungen in den Halbrohrei gleichzeitig geschlossen.

Derartige Teile des Rührers können durch dii Kombinieiung von Gußstücken mit Gummierungei leicht in Großserienproduktion gefertigt werden.

Vorzugsweise bestehen die parallelen Luftleitungen aus nach unten offenen Hufeisenprofilen, in de ren untere Öffnung elastische Profile mit Ventillippen und Luftausströmöffnungen eingesetzt sind.

Solche mit Profilen aus elastischem Werkstoff vor- ;. sehene Teile des Rührtellers sind auch in Kleinserienproduktion leicht zu fertigen und nach ihren·. Verschleiß leicht auszuwechseln.

Es ist vorteilhaft, daß die elastischen Profile mit Yentillippcn und am inneren Eintritt der Luftaus- i» Mrömöffnung mit zwei weiteren nach unten weisenden Ventillippen ausgestattet sind.

Durch die Ventillippen wellen die Luftausströmörinungen beim ,Abwärtsg.. ig des Rührers verschlossen, wodurch das Selbstansaugen von Luft in i.-, die Flotation··/eile gesichert und das Eindringen von Trübe in die Innenräume des kolbenförmigen Rührtellers verhindert wird.

Eine vorzugsweise Ausführung besteht darin, daß die parallelen Luftleitungen aus zwei einander zügewendete" U-Profilen gebildet sind, in deren oberen Schlitz ein elastisches Profil mit nach unten weisenden Ventillippen, und in deren unteren Schlitz eine als Rückschlagventil wirkende elastische Deckelleiste eingesetzt sind, welch letztere die Luftaustrittsöffnungen an den unteren Schenkeln der U-Prolile abdeckt.

Dadurch kann das Selbstansaugen von Luft in die Kammer einer tiefen Hotationszelle gesichert werden sowie auch die Verringerung des Verschleißes von Metallteilen des kolbenförmigen Rührtellers dank der Abschirmwirkung der außenliegenden Deckelleiste.

Es ist vorteilhaft, daß die parallelen Luftleitungen aus zwei L-Profilen bestehen, deren oben liegende kurze Schenkel einander zugewendet sind, in deren Schlitz ein elastisches Profil mit zwei äußeren, schräg nach unten weisenden Lippen und einer mittleren Klappe eingesetzt ist, welch letztere ihrerseits ebenfalls in zwei nach außen gerichteten Lippen endet 4= und so den Verschluß für den Luftkanal bildet.

Durch diese Ausführung wird die Bauart des kolbenförmigen Rührtellers vereinfacht, da an Stelle von zwei Einsatzprofilen nur ein Profil benutzt wird, wobei die Lippen der mittleren Klappe des Profils als Ventile wirksam sind.

Vorzugsweise sind zwischen den parallelen Luftleitungen vertikale Trennwände angeordnet.

Dadurch ist es möglich, den Flächenanteil der Öffnungen im kolbenförmigen Rührteller dank der Ver- :o größerung des Abstandes zwischen seinen Teilen zu erhöhen und die Anzahl der Teile, die den kolbenförmigen Rührteller bilden, zu verringern.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispiclen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt und teilweisen Anschnitt durch eine Flotationszelle,

Fig.2 einen Rüttelrührer mit teilweisem Anschnitt, F i g. 3 chicn Grundriß des Rüttelrührers,

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Rührtellers des Rüttelrührers gemäß F i g. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt eines Einsatzprofils mit Vcnlillippcn, F i g. 6 einen (Juerschnitl eines Einsatzprofils mit Ventillippen, das am Eintritt der l.uftausströmöl'fzwei weitere Ventillippen aufweist.

Hg. 7 einen überschnitt durch einen Rührtellcr, in dem die parallelen Luftleitungen aus zwei einander /.uuewendeten U-Profilen gebildet sind, in deren oberen Schiit/ ein elastisches Profil mit nach unten weisenden Ventillippen und in deren unteren Schiit/, eine als Rückschlagventil wirkende elastische Oruckleiste eingesetzt ist.

F i g. S einen Querschnitt durch einen Rührteller. w.ihei die parallelen Luftleitungen aus zwei L-Pm !ilen bestehen, dei ί oben liegende kurze Schenkel einander zugewendet sind, in d.-ren Schiit/ ein elastisches Profil mit zwei äußeren schräg nach unten weisenden Lippen und einer minieren Klappe eingesetzt ist. welche ihrerseits ebenfalls in zwei nach außen gerichtete Lippen endet.

Die Flotationszelle! (Fig. 1) weist mehrere. Abteilungen auf. und zwar eine Abteilung! mit einem Stutzen 3 für den Trübenzulauf, eine Abtei-Iung4 mit Rüttelrührern 5 >.um Schwimmaufbereiten der Trübe und eine Abteilung'; mit einem Schieber? und einem Stutzen 8 für die Abgänge und einen Schieber 9 mit einem Stutzen 10 zum Entfernen von Sand. Außerdem ist eine Abteilung 11 mit einem Mutzen 12 zum Entfernen von Schaummasse vorgesehen.

Die Zelle 1 ist mit einem Tragrahmen 13 ausgestattet, auf dem der Schwingantrieb 14 der Rüttelrührer 5 befestigt ist.

Jeder Rüttelrührer 5 hat einen kegelförmigen Schaft 15 (F i g. 2). durch den er mit einem Rohrzwischenstück 16 (Fig. 1) und einem Gewindering 17 des Tragrahmens 13 verbunden ist.

Der RüttelrührerS besteht us einem mit Verstärkungsrippen 19 versehenen vertikalen Rohr 18, das einen horizontal angeordneten kolbenförmigen Rührteller 20 (F i g. 3) trägt, der aus einen. Luftverteilrohr 21 und Halbrohren 22 gebildet ist. Das Luftverteilrohr 21 ist ein horizontal liegendes Rohr, das mit dem Hohlraum des Vertikalrohres 18 und mit dem Hohlraum jedes Halbrohres 22 (Fig. 2) in Verbindung steht. Die Halbrohre 22 (F i g. 4) sind mit ihren offenen Seiten nach unten gerichtet, liegen parallel zueinander und sind in gleichen Abständen voneinander angeordnet, wobei zwischen ihnen Öffnungen 23 zum Trübendurchlauf beim Aufwärtsgang des Rüttelrührers 5 bleiben.

Das Luftverteilrohr 21 und die Ha'brohrc 22 sind von einem Begrenzungsrahmen 24 (F i g. 3) umfaßt.

Die Luftzuführung in die Rüttelrührer 5 (F i g. 1 erfolgt durch eine (nicht dargestellte) Luftversor gungsanlage, die mit einem Ventil 25. einem Rota messer 2d und einem Manometer 27 ausgestattet ist Im Unterteil des Tragrahmens 13 ist ein längsverlau fender Kanal 28 vorhanden, der zur Luftzuführunj in die Vertikalrohre 18 der Rüttelrührer 5 bestimm ist. Dies erfolgt durch die Rohrzwischenstücke 16, ii deren Hohlraum eine Drosselscheibe 29 mit eine Öffnung 30 angeordnet ist, die in Abhängigkeit von Standort der Rührer 5 in der Abteilung 4 der Flota tionszelle 1 die Zuführung der erforderlichen Luft menge sichert.

Jedes Vcrtikalrohr 18 (F ig. 2) des Rüttelrührers: steht durch eine Öffnung 31 mit dem Luftverteilroh 21 des kolbenförmigen Rührtellcrs 20 in Verbin dung. Das Luftverteilrohr 21 ist durch eine Öffnun 32 mit den Halbrohren 22 verbunden.

Die den kolbenförmigen Rührteller 20 des Riittel 1 iihrcrs 5 bildenden Ilaibiohiv 22 sind au den Stirn

seilen durch einen Begrenzungsrahmen 24 gcschlos- (F i g. 5) versehen sein, die paarweise zu profilierten sen, deshalb ist zum Luftausströmen aus den Halb- Einsatzstücken mit Luftausströmöffnungen 36 verrohren 22 eine spaltförmige Öffnung33 (Fig.4) vor- einigt sind. Diese Einsatzstücke sind in Hufeisenprogesehen, welche durch die Längswände der Halb- f'ilcn angeordnet, die den kolbenförmigen Rührteller rohre 22 begrenzt ist. Entlang den Wänden sind 5 20 bilden.

Klappen 34 aus elastischem Werkstoff befestigt. Die Bei dieser Ausführung des Rührers verläuft der

Klappen 34 sind derart nach unten gespalten ausge- Betrieb der Flotationszelle ähnlich wie oben bc-

fiihrt, daß sie beim Abwärtsgang des Rührers 5 aus- schrieben.

einandcrgchcn (sich öffnen) und eine geschlossene Beim Abwärtsgang des Rüttelrührcrs 5 schließen

Oberfläche des kolbenförmigen Rührtellers 20 bil- io die Ventillippen 35 der Einsatzstücke jedoch nicht

den. beim Aufwärtsgang des Rührcrs gehen sie wie- die Luftausströmöffnungen 36, folglich kann ein Teil

der zusammen und öffnen damit gleichzeitig sowohl der Luft in die Hufeisenprofile 37 zurückkehren, und

die spaltförmigcn öffnungen 33 an den Halbrohren die aufgeschlämmten Teilchen können durch den

22 als auch die Öffnungen 23 zwischen den Halbroh- Trübestrom in die Öffnungen 36 gelangen; auch die

rcn 22, wodurch der gelochte kolbenförmige Rühr- 15 Wirksamkeit der Dispergicrung der Luftbläschen

teller 20 des Rührers 5 gebildet wird. kann dabei sinken.

Der Betrieb der Flotationszelle 1 verläuft in fol- Der Vorteil dieser Einsatzstücke liegt darin, daß

gender Weise. sie leicht anzufertigen und leicht zu bedienen sind

Die Trübe wird unter Druck durch den Stutzen 3 (sie verstopfen nicht und sind leicht auszuwechseln). (Fig. 1) der Abteilung2 zugeführt, füllt diese auf 20 Zur Verbesserung des Betriebes des kolbenförmt- und fließt in die Schwimmaufbereitungs-Abteilung 4, gen Rührtellers 20 am Rührer 5 können Ventillippen in der sie der Rüttelwirkung der Rührer5 unterwor- 38 (Fig.6) aus elastischem Werkstoff mit zwei weifen wird. Die Rührer 5 werden durch den Schwingan- teien Ventillippen 40 ausgeführt werden, die beim trieb 14 in Schwingungen versetzt, wobei sie eine Abwärtsging des Rührers 5 die Luftausströmöffnun-Auf- und Abbewegung vollziehen. 25 gen 39 schließen.

Da die Klappen 34 (Fig.4) auf dem kolbenförmi- Bei dieser Anordnung entfallen alle Befürchtungen

gen Rührteller 20 (Fig. 2) des Rührers5 aus clasti- bezüglich einer Verstopfung der Luftausströmöffnun-

schcm Werkstoff beuchen, werden sie beim Ab- gen 39 durch Festteilchen.

wärtsgang auseinandergespreizt und schließen die Diese Bauart der Einsatzslücke iöidert die Erhö-

Öffnungen 23, dabei bildet sich eine geschlossene 30 hung der Luftblüschendispersität. Dabei entsteht un-

Obcrfläche, die den aufsteigenden Trübestrom, der ter den Ventillippen 38 ein Luftpolster, das von un-

den kolbenförmigen Rührteller 20 umfließt, erzeugt. ten durch die Trübe gedrückt wird. Diese Gas-

Beim Aufwärtsgang des Rührers 5 gehen die Klap- Flüssigkeitsgrenze ist eine Quelle zur Bildung eines

pen wieder zusammen und geben die Öffnungen 23 feindispersen Trübe-Luft-Gemisches, das beim

frei, wobei sich die Trübe in absteigende Strömungen 35 Schwingen des Rührers 5 durch die Trübeströmun-

teilt. die durch die Öffnungen 23 zwischen den Halb- gen ejiziert wird,

rohren 22 hindurchfließen. Zur Sicherung des Luftselbstansaugens für tiefe

Dank der mehrfachen Schwingungen der Rührer 5 Flotationszellen kann der kolbenförmige Rührteller

erfolgt das Aufschlämmen auch von grobkörnigen 20 am Rührer aus parallelen Luftleitungen aus zwei

Sandteilchen vom Boden der Zelle 1. Gleichzeitig 40 einander zugewendeten Profilen 41 gebildet sein, in

wird die aus den spaltenförmigen Öffnungen 33 der deren oberen Schlitz ein elastisches Profil mit nach

Halbrohre 22 entweichende Luft von den Klappen unten weisenden Ventillippen 42 und in deren unte-

34 in Kleinbläschen zerschlagen und mit den aufge- ren Schlitz eine als Rückschlagventil wirkende elasti-

schlämmten Festteilchen des aufbereiteten Gutes sehe Deckelleiste 43 eingesetzt sind, die die Luftaus-

durchmischt. 45 trittsöffnungen 44 an den unteren Schenkeln der

Bei einer derartigen Bauart des kolbenförmigen U-Profile 41 abdeckt. Die Ventillippen 42 uri die

Rührtellers 20 des Rührers 5 wird ein hoher Flächen- Deckelleiste 43 sind als Einsatzstücke ausgeführt,

anteil der Öffnungen an der Oberfläche des Rührtel- Im unteren Schlitz der U-Profile 41 sind Luftaus-

lers, und zwar von 60 bis 8O°/o erreicht. Dadurch trittsöffnungen 44 vorgesehen, die beim Abwärtsgang

wird für die Schwingungen des Rührers 5 weniger 50 des Rührers 5 durch die Deckelleisten 43 geschlossen

Energie als bei den bekannten Rührern verbraucht werden.

und so erfolgt gleichzeitig eine solche Ejizierung der Zum gleichen Zweck können die parallelen Luft-Luft in die Trübeströme, daß die Luft unter kleine- leitungen, aus denen der kolbenförmige Rührteller rem Druck der Trübe zugeführt werden kam. zusammengesetzt ist, aus zwei L-Profilen 45 bestehen,

Dank der intensiven Durchwirbelung und Durch- 55 deren oben liegende kurzen Schenkel einander zugelüftung werden am Umfang des kolbenförmigen wendet sind, in deren Schlitz ein elastisches Profil 46 Rührtellers aufsteigende Trübeströme gebildet, die mit zwei äußeren schräg nach unten weisenden Lipmit mineralisierten, fein dispergierten, an die Ober- pen. die die Öffnungen 23 (Fig.2) zum Trübenfläche auftauchenden und Schaum bildenden Blas- durchlaui im kolbenförmigen Rührteller 20 des Rühchen gesättigt sind. 60 rers 5 schließen, und einer mittleren Klappe 47 ein-

Die bei der Schwimmaufbereitung der Trübe an- gesetzt ist, die ihrerseits ebenfalls in zwei nach außen fallenden Produkte werden entfernt, und zwar der gerichteten elastischen Lippen endet, die beim Ab-

Schaum durch die Abteilung 11 in den Stutzen 12, wärtsgang des Rührers 5 den Verschluß für die Luft-

die Abgänge durch den Schieber 7 in den Stutzen 8 ausströmöffnungen 48 bilden,

und Sand durch den Schieber 9 in den Stutzen 10. 65 Am kolbenförmigen Rührteller 20 des Rührers 5

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der können zwischen den Luftleitungen (Halbrohren 22, kolbenförmige Rührteller 20 am RütteLriihrerS mit Hufeisenprofilen 37, U-Profilen 41, L-Profilen 45)

aus elastischem Werkstoff gefertigten Ventillippen 35 und entlang derselben als Streifen oder Stäbe ausge-

führte vertikale Trennwände 49 (F i g. 8) angeordnet werden. Dadurch kann der Flächenanteil der Öffnungen an der Fläche des kolbenförmigen Rührtcllers 20 durch Vergrößerung des Abstandes zwischen den Luftleitungen (22, 37, 41, 45) und durch die Vcrrin- = gerung ihrer Anzahl erhöht werden.

Die Vcntillippen und -klappen können mit einer Verdickung 50 (Fig. 8) an den Enden ausgeführt werden. Dadurch wird ihre Festigkeit in Quer- und Längsrichtung erhöht.

Die mittlere Klappe 47 (F i g. 8) kann zu ihrer Versteifung in Quer- und Längsrichtung eine steife Bewehrung 51 aufweisen.

Versuche mit der Flotationszelle mit den erfindungsgemäßen Rüttclrührern haben gezeigt, daß der Energiebedarf um das zwei- bis dreifache kleiner ist als bei einer Flotationsmaschinc mit Rührwerk oder einer Druckluftschwimmaschinc mit Rührwerk.

Dabei heben die erfindungsgemäßcn Rüttclrührer in der Schwimmaufbercitungsabtcilung der Zelle größere Teilchen als die Saugschrauben der bekannten Rührwerk- bzw. Druckluftschwimmaschinc; der Verschleiß der Rührer erwies sich dabei als unerheblich.

Außerdem ist die dispergierende Fähigkeit der Rüttelrührer in bezug auf Luft wesentlich höher als die bei Rührwerk- bzw. Druckluftschwimmaschincn.

Bei der Aufschlämmung und Sandflotation ist die Flotationsgeschwindigkeit höher als die bei Rührwerk- bzw. Druckluftschwimmaschincn.

Die Flotationszelle mit den crfindungsgcmäßen Rüttclrührern kann dank der aktiven Auswaschung der Festteilchen vom Boden der Zelle auch nach einer langer währenden Betriebsunterbrechung leicht ohne Schwierigkeiten in Betrieb genommen werden, obwohl in der Flotationszelle abgelagertes verdichtetes Gut vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rührer für Flotationszellen mit einem Riihrteller und einer Luftzuführung durch die Rührwelle in den Rührteller, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Rührteller (20) ein horizontales Luftverteilrohr (21) und quer von diesem abzweigende Luftleitungen (22. 37. 41. 45) aufweist, welche zueinander parallel verlaufen und zwischen sich Öffnungen (23) für den Trübedurchlauf beim Aufwärtshub des Rührers bilden sowie mit elastischen Ventilklappen oder -lippen (34. 35. 42. 46) für den Verschluß der Leitungen beim Abwärtshub des Rührers versehen sind.

2. Rührer nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß Jie parallelen Luftleitungen aus nach unten offenen Halbrohren (22) bestehen, an deren Wände nach unten gespaltene elastische Klappen (34) befestigt sind.

3. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Luftleitungen aus nach unten offenen Hufeisenprofilen (37) bestehen, in deien untere Öffnung elastische Profile mit Ventillippen (35) und Luftausströmöffnungen (36) eingesetzt sind.

4. Rührer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Profile mit Ventillippen (38) und am inneren Ein'itt der Luftaus-Strömöffnung (39) mit zwe^; weiteren nach unten weisenden Ventillippen (40) ausge- attet sind.

5. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Luftleitungen aus zwei einander zugewendeten U-Profilen (41) gebildet sind, in deren oberen Schlitz ein elastisches Profil mit nach unten weisenden Ventillippen (42), und in deren unteren Schlitz eine als Rückschlagventil wirkend elastische Deckelleiste (43) eingesetzt sind, welch letztere die Luftaustrittsöffnungen (44) an den unteren Schenkeln der U-Profile abdeckt.

6. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Luftleitungen aus zwei L-Profilen (45) bestehen, deren oben liegende kurze Schenkel einander zugewendet sind.

in deren Schlitz ein elastisches Profil (46) mit zwei äußeren, schräg nach unten weisenden Lippen und einer mittleren Klappe (47) eingesetzt ist. welch letztere ihrerseits ebenfalls in zwei nach außen gerichteten Lippen endet und so den Verschluß für den Luftkanal (48) bildet.

7. Rührer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den parallelen Luftleitungen vertikale Trennwände (49) angeordnet sind.