DE689083C

DE689083C - Verfahren zur Schaumschwimmaufbereitung von Mineralien

Info

Publication number: DE689083C
Application number: DE1937H0151219
Authority: DE
Inventors: Julius Hanak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-04-03
Filing date: 1937-04-03
Publication date: 1940-03-11

Description

fr.-

Das zur Schaumschwimmaufbereitung erforderliche Gas wird dem Scheidebade bisher hauptsächlich unter Preßdruck zugeführt, und es seien hier kurz die bekanntesten Verfahren angeführt.

Die einfachste Form ist die unmittelbare / Zuführung des Preßgases in das Scheidebad durch gelochte Rohre, deren Einfachheit jedoch durch den Nachteil aufgewogen wird, ίο daß das Gas in verhältnismäßig großen Blasen aufsteigt und der Aufbereitungsflüssigkeit eine unerwünscht lebhafte Bewegung erteilt, durch welche, die Reinheit des Ausbringens beeinträchtigt wird. Außerdem hat die grob verteilte Luft zufolge des raschen Aufstieges und ihrer verhältnismäßig kleinen Oberfläche nur wenig Zeit und Möglichkeit zum Sammeln der auszuscheidenden Teilchen, so daß ihr Wirkungsgrad gering ist und der Kraftaufwand ao für die Förderung der mehrfachen Gasmenge wesentlich: höher wird.

Ein viel reineres und ausgiebigeres Ausbringen wird durch jene Verfahren erreicht, bei welchen die Luft durch poröse Stoffe, wie Sondergewebe, luftdurchlässige Platten u. dgl., »5 in das Scheidebad eingeführt wird. Allerdings bedingen auch diese Verfahren zufolge des Widerstandes der porigen Stoffe einen höheren Kraftbedarf für die Luftförderung, außerdem verlegen sich die Poren leicht, was eine häufige Reinigung und durch hohen Verschleiß der porigen Stoffe einen oftmaligen Ersatz derselben notwendig macht.

Eine Anzahl weiterer Verfahren beruht darauf, daß die Trübe bzw. die Aufbereitungsflüssigkeit im Kreislauf über Pumpen oder Sonderbauarten von Schaumschlägern umgewälzt und das Aufbereitungsgas unter Druck in die Umlauf leitung eingeführt wird. In diesen Fällen wird zumeist das Gas in die Saugleitung eingeführt, damit es innerhalb der Pumpe oder des Schaumschlägers gut mit der Flüssigkeit vermischt werden kann. Das ist jedoch mit der naheliegenden Gefahr eines häufigen Abreißens der Flüssigkeitssäule verbundeni, welches bekanntlich dadurch bedingt

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ist, daß jede Pumpe vorerst das weniger Widerstand leistende Gas ansaugt. Es sind jedoch auch Verfahren bekanntgeworden, bei welchen die Preßluft in die Druckleitung eingeführt wird und deshalb das Abreißen der Flüssigkeitssäule nicht zu fürchten ist. Dafür wird aber die Luft nicht so gut in der Flüssigkeit verteilt, als wenn sie mit letzterer gemeinsam durch die Pumpe geht. xo Ein Teil dieser Einrichtungen bedient sich verschiedener Strahlapparate zum Ansaugen der Preßluft, zumeist in der Druckleitung, wobei gewöhnlich die Trübe, seltener die trübefreie Aufbereitungsflüssigkeit das treibende Mittel bildet; in anderen Fällen wird die Preßlüftleitung innerhalb der Saug- oder Druckleitung in der Strömungsrichtung abgebogen, in welchem Falle die ausströmende Preßluft die Leistung der Pumpe teilweise unterstützt.

Eine beachtenswerte Anwendung von Strahlapparaten stellt die Einrichtung gemäß der französischen Patentschrift 658457 dar, bei welcher von der umlaufenden Trübe betätigte Düsen atmosphärische Luft zur Bereitung der Aufschwemmung ansaugen.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, daß die Trübe mittels einer Pumpe aus einem offenen Druckrohre mit großer Kraft gegen eine Prallplatte geschleudert wird, wobei sie zerspritzt wird und Luftblasen verschiedenster Größe in sich aufnimmt.

Da bei den meisten dieser Verfahren die Trübe umgewälzt wird, leiden durch die ununterbrochene Reibung der mitströmenden Mineralteilchen die Rohrleitungen, Pumpen, Düsen, Prallplatten u. dgl·, an unnatürlich hohem Verschleiße.

Ein weiterer Nachteil liegt bei der Anwendung von Strahlapparaten darin, daß zur Überwindung des Flüssigkeitswiderstandes in dem auf einen kleinen Bruchteil des Rohrquerschnittes verengten Düsenquerschnitt ein wesentlicher, natürlicherweise mit Kosten verbundener Kraftaufwand notwendig ist.

Der Erfinder hat seinem Erfindungsgegenstand folgende durch Versuche festgestellte Beobachtungen zugrunde gelegt: Wird in der Druckleitung einer strömenden Flüssigkeit an der erweiterten oder in die Flüssigkeitsleitung eingeführten Gasanschlußstelle die Wandung des Rohres mit kleinen öffnungen versehen, wie in Abb. 2 und 3 dargestellt, so reißt die strömende Flüssigkeit das Gas durch Oberflächenreibung bei annähernd unverändertem Rohrquerschnitt in feiner, gleichmäßiger Verteilung mit, deren Feinheit und Dichte durch die. Größe und Anzahl der Öffnungen und die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit den gegebenen Anforderungen angepaßt werden kann. Die angesaugte Luft wird auf diese Weise bis zu mikroskopisch kleinen Bläschen von Vio bis ¹^₀ mm Durchmesser verteilt, was deshalb von Bedeutung ist, weil das Ausbringen um so reiner und vollkommener ist, zu je feineren Blasen die Luft verteilt ist.

Da der Rohrquerschnitt an der Ansaugstelle nicht oder nur unwesentlich verengt wird, erfährt der Kraftbedarf der Umwälzpumpe durch das Ansaugen der Luft keine Erhöhung, im Gegensatz zu Strahlapparaten, in welchen ein zumeist recht hoher, von der engen Düse hervorgerufener Widerstand überwunden werden muß.

Vor Kenntnis der angeführten französischen Patentschrift hat der Erfinder seine ersten Versuche gleichfalls mit Strahlapparaten ausgeführt, fand jedoch, daß erstens der Kraftbedarf der Pumpe dabei unwirtschaftlich anstieg und,die angesaugte Luft nur zum Teil in feinen Bläschen, zum überwiegenden Teile jedoch in größeren und großen Blasen mitgerissen wurde. Diese stiegen in der Aufbereitungeflüssigkeit rasch auf und riefen in ihr eine unerwünscht lebhafte Bewegung hervor, wenn durch eine ausreichend große Menge feiner Luftblasen ein gutes Ausbringen auch der feineren MmeralteilCjhen erreicht werden sollte. Der Erfinder erklärt sich die· nicht befriedigende Luftverteilung damit, daß durch die sehr stark erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit bei Austritt aus der engen Düsenspitze wohl eine verhältnismäßig große Luftmenge mitgerissen wird, daß jedoch die Oberfläche des durch die Düse verengten Flüssigkeitsstrahles zu klein ist, um eine feine Verteilung der Luft zu ermöglichen. Vielleicht trägt zu der überwiegenden Zahl größerer Luftblasen auch der Umstand bei, daß unmittelbar hinter der Düse die Rohrleitung auf den ursprünglichen, gegenüber dem Düsenquerschnitt mehrfach größeren Rohrquerschnitt erweitert wird, so daß eine plötzliche starke Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt, welche den Luftblasen Gelegenheit bietet, sich zu größeren zu verbinden.

Im Gegensatz dazu haben die vom Erfinder ausgeführten Versuche gezeigt, daß die feine Luftverteilung bei Erhaltung des annähernd gleichen Rohrquerschnittes hinter der Ansaugestelle auf einer längeren Strecke sichtlich unverändert erhalten bleibt.

Der Erfindungsgegenstand ist auf diesen Erkenntnissen aufgebaut und betrifft ein Verfahren zur Schaumschwimmaufbereitung von Mineralien, bei dem die Aufbereitungsflüssigkeit der Schwimmaschine durch eine Pumpe wieder zugeführt und das Gas durch die strömende Flüssigkeit in die Druckleitung angesaugt wird, wobei die Erfindung darin besteht, daß das Gas in die Druckleitung der

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geklärten Flüssigkeit lediglich vermöge einer über den Querschnitt der Gaszuführungsleitung hinaus vergrößerten, in einzelne Öffnungen fein unterteilten Berührungsoberfläche zwischen der strömenden Flüssigkeit und dem Gas nur durch Oberflächenreibung aus der Gasleitung in Form feinster Bläschen und ohne Anwendung von Druckluft und ohne Verwendung von Düsen angesaugt wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Zuführungsleitung für das Gas keine wesentliche Änderung erfährt; hierbei wird zur Vermeidung eines hohen Rohr- und Pumpenverschleißes lediglich die klare, mineralfreie Aufbereitungsflüssigkeit gefördert. Nachstehend sei die Anwendung des Verfahrens beispielsweise beschrieben:

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt der Schaumschwimmaschine, während Abb. 2 und 3 zwei

AusführungsbeispielederGasanschlüssezeigen.

ι ist das Scheidebad, 2 die Trübezuleitung,

4 eine Kreisel- oder andere Druckpumpe für

das Aufbereitungswasser, 5 die Saugleitung, 6 die in die Schwimmaschine führende Druckleitung, 7 der Gasanschluß an die Druckleitung, y_a eine Regelvorrichtung für die Gasmenge, 8 die Einmündung der Druckleitung, in das Scheidebad, 9 und 10 Scheidewände zum Zurückhalten des Schaumes und der Berge aus dem überlaufenden Aufbereitungswasser, 11 ein Klär- und Sammelbehälter für die abfließende Aufbereitungsflüssigkeit, 12 ein schwimmerbetätigtes Schwenkrohr zum Zurückgewinnen der klaren Flüssigkeit durch die Rohrleitung 5 und Pumpe 4. 14 ist eine Schwimmereinrichtung für Frischwasserzusatz. 2, 16, 17, 18 und 19 sind die 'Zuführungs- und Verteilungseinrichtungen für die Trübe. 2 ist die Zuführungs rinne, 16 eine Schüttgosse mit angeschlossenem Zuführungsrohr 17. 18 ist ein flacher, von einer Kegelradübersetzung angetriebener Verteilungskegel für die Trübe, 19 eine Gewindebuchse, mittels welcher die Weite des Ringspaltes zwischen 17 und 18 nach Bedarf eingestellt werden kann.

Die vorbeschriebenen Teile gehören, mit Ausnahme der Gasanschlußstellen, nicht zum Erfindungsgegenstand und dienen nur zur Erläuterung der Erfindung.

In Abb. 2 und 3 sind beispielsweise zwei Attsführungsformen der Gasanschlüsse dargestellt. Gemäß Abb. 2 erfolgt, der Gasanschluß am Umfange der Druckleitung der AufbereitungsMssigkeit. Die gestrichelte Linie stellt ein gelochtes Blech dar, an dessen öffnungen die vorbeiströmende Flüssigkeit das Gas durch Oberflächenreibung mitreißt. Je kleiner die Öffnungen sind, um so kleiner und feiner sind auch die mitgerissenen Gasblasen. Je nach der erwünschten Menge und Dichte der Gasblasen wird die Größe und gegebenenfalls die Anzahl der Gasanschlußstellen bemessen.

Abb. 3 stellt eine andere Ausführungsform des Gasanschlusses dar. Die Gaszuleitung wird hier nicht am Umfange der Flüssigkeitsleitung angeschlossen, sondern in letztere unmittelbar eingeführt. Die Ansaugung des Gases erfolgt hier am dem in der Richtung der Achse abgebogenen Teile des Gaszuführungs-■rohres, das hier ähnlich wie- das gelochte Blech gemäß Abb. 2 mit kleinen öffnungen versehen ist, an welchem das Gas von der strömenden Flüssigkeit angesaugt wird. Hinsichtlich der Größe und Anzahl der Gasanschkißstellen gilt hier das gleiche wie bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2.

Die Gasanschlußstellen können natürlich auch in anderer Form ausgeführt werden, bei welcher die Berührungsoberfläche zwischen Flüssigkeit und Gas gemäß den Merkmalen des Patentanspruches unterteilt ist, damit die Verteilung des Gases in der Flüssigkeit mit der entsprechenden Feinheit und Dichte erfolgen kann.

Die Arbeitsweise ist folgende. In das von der Pumpe 4 mit erforderlicher Strömungsgeschwindigkeit gedrückte Aufbereitungswasser wird durch das Rohr 7 in die Druckleitung 6 das zu verteilende Gas eingeführt, dessen Menge mittels- der Regelvorrichtung y_a eingestellt wird. Die Trübe wird über die Zu- .--leitungsrinne 2, die Schüttgosse 16 und Zuführungsrohr 17 dem sich langsam drehenden Verteilungskegel 18 zugeführt, welcher sie durch den einstellbaren Ringspalt zwischen 17 und 18 mit mäßiger Beschleunigung in das Scheidebad fördert, wodurch sie über dessen ganzen Querschnitt verteilt wird. Die bei 8 in den Spitzkasten eintretende Gasflussigkeits- 1°° aufschwemmung steigt mit ständig verlangsamter Geschwindigkeit in dem sich erweiternden Schwimmkasten auf. In diesen Strom der Gasflüssigkeitsaufscliwernmung sinkt die zugeführte Trübe, an deren von Wasser nicht benetzbaren Teilchen sich die Luftbläschen heften und sie an die Oberfläche des Aufbereitungsbades tragen, wo sie einen dichten Schaum bilden, welcher durch die Schaumabführungsrinne 15 der weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Die wasserbenetzbaren Gangarten sinken zu Boden und werden gegebenenfalls zu einer weiteren Schwimmstufe abgeführt.

Der Anschluß bzw. die Einführung des Gasflüssigkeitsmessers kann ein mehrfacher sein, in welchem Falle auch die Trübezuführung eine mehrfache ist.

In den meisten Fällen wird es lohnend sein, die Aufbereitungsflüssigkeit nach vorheriger Klärung neuerlich für ihren ursprünglichen Zweck zu verwenden. Für diesen Zweck sind

in üblicher Weise zum Zurückhalten des Schaumes und der gesunkenen Mineralteilchen Scheidewände 9 und io vorgesehen, zwischen welchen die Flüssigkeit in den Klär- und Absatzbehälter 11 überläuft, aus welchem es durch ein Schwenkrohr 12 und Saugleitung 5 zur Pumpe 4 zurückgeführt wird.

Der Erfindungsgegenstand bietet in allen Fällen folgende Vorteile:

a) Entfall der Reinigung und des Ersatzes poriger Platten oder Tücher und Vermeidung des übermäßigen Verschleißes von Rohren, Pumpen u. dgl. durch die umlaufenden Minerale,

b) Entfall des Kraftaufwandes für die Pressung und Förderung des Gases,

c) ein wesentlich reineres und vollkommeneres Ausbringen des Minerals aus der Trübe, das eine höhere Ausbeute ergibt, dadurch in vielen Fällen Abkürzung der Aufbereitungsdauer und Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Anlage.

Claims

Patentanspruch:
Verfahren zur Schaumschwimmaufbereitung von Mineralien, bei dem die Aufbereitungsflüssigkeit der Schwimmaschine durch eine Pumpe wieder zugeführt und das Gas durch die strömende Flüssigkeit in die Druckleitung angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in die Druckleitung (6) der geklärten Flüssigkeit lediglich vermöge einer über den Querschnitt der Gaszuführungsleitung (7) hinaus vergrößerten, in einzelne Öffnungen fein unterteilten Berührungsoberfläche zwischen der strömenden Flüssigkeit und dem Gas nur durch Oberflächenreibung aus der Gasleitung (7) in Form feinster Bläschen ohne Anwendung von Druckluft und ohne Verwendung von Düsen angesaugt wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Zuführungsleitung für das Gas keine wesentliche Änderung erfährt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen