SE1100941A1 - Förbättrad metod och anordning för skumflotation i ett kärl med omrörning - Google Patents
Förbättrad metod och anordning för skumflotation i ett kärl med omrörning Download PDFInfo
- Publication number
- SE1100941A1 SE1100941A1 SE1100941A SE1100941A SE1100941A1 SE 1100941 A1 SE1100941 A1 SE 1100941A1 SE 1100941 A SE1100941 A SE 1100941A SE 1100941 A SE1100941 A SE 1100941A SE 1100941 A1 SE1100941 A1 SE 1100941A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- zone
- particles
- cell
- bubbles
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000005188 flotation Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 128
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 22
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 110
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 241001233242 Lontra Species 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052592 oxide mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/02—Evaporators with heating coils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/16—Flotation machines with impellers; Subaeration machines
- B03D1/22—Flotation machines with impellers; Subaeration machines with external blowers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/02—Froth-flotation processes
- B03D1/028—Control and monitoring of flotation processes; computer models therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/1412—Flotation machines with baffles, e.g. at the wall for redirecting settling solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/1443—Feed or discharge mechanisms for flotation tanks
- B03D1/1475—Flotation tanks having means for discharging the pulp, e.g. as a bleed stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/16—Flotation machines with impellers; Subaeration machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/24—Pneumatic
- B03D1/245—Injecting gas through perforated or porous area
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
En metod för att separera blandade partiklar i en flotationscell (1) som använder en fluidiseringszon (22) inom cellen där partiklar blir fluidiserade i en stilla zon av vätska som rör sig genom fluidiseringszonen (22). Den fluidiserade vätskan kan tillhandahållas av tillförselet (21) eller av återvunnen vätska från övre delar av cellen såsom från frisläppningszonen (40). Bubblor införs in till nedre delen av cellen genom en mekanisk impeller (2) vilken också bryter upp varje kanal i blandningszonen (5), eller genom separat luftning i botten av cellen eller genom införing genom ett rör för återvinning.
Description
10
15
20
25
30
35
PS54395SEOO
2
Det är välkänt att återvinningen av partiklari mekaniska celler minskar då
partikelstorleken ökar. I mekaniska celler bildas bakvattenströmmar i vätskan av turbulent
omröring och när turbulensens intensitet i cellen ökar skapas bakvattenströmmar med
större rotationshastighet. Gasbubblorna förflyttar sig till centret av bakvattenströmmarna
och roterar med dem. Större rotationshastigheter leder till större centrifugala krafter som
tenderar till att medföra att partiklarna lossnar från bubblorna. Följaktligen, i mekaniska
celler under nuvarande praxis, finns det en inbyggd begräsning i den maximala
partikelstorleken som kan återvinnas effektivt. En inbyggd svårighet med mekaniska celler
är att när som partikelstorleken ökar måste större turbulent energi tillföras för att behålla
partiklarna i suspension i cellen, detta leder därmed till mindre och mindre sannolikhet för
att de grova partiklarna kommer att kunna klara av att förbli fästa vid bubblorna.
Partiklar vars diameter är vid med eller över den maximala storleken som effektivt kan
behandlas i mekaniska flotationsceller betraktas som "grova" partiklar. Innebörden av
begreppet "grova partiklar" beror av partiklarnas densitet. För sulfid- och oxidmineraler,
där densiteten kan vara mellan 2500 till 7000 kg/ma betraktas vanligtvis partiklar större än
100 till 150 mikrometer i diameter som grova partiklar. För lättare ämnen som kol, vars
densitet är i intervallet 1200 till 1800 kg/ma, är grova partiklar de över 250 till 500
mikrometer.
De centrifugala krafter som verkar pà partiklar suspenderade i ett slam kan relateras till
den lokala skjuvningshastigheten eller den lokala turbulenta intensiteten i flotationscellen.
För definitionssyfte antas här generella termer såsom nivàn av turbulens, den turbulenta
intensiteten, energiförlusthastigheten eller medelskjuvningshastigheten vara ekvivalenta
med den specifika hastigheten av tillförsel av mekanisk energi (effekt per volymsenhet) in
till flotationscellens arbetsregioner eller energiförlusthastigheten mekanisk energin per
volymsenhet vätska i den aktiva regionen. Som ett exempel är enligt nuvarande praxis
den specifika effekttillförseln in till flotationsceller vanligtvis i storleksordningen av 3 kW
per kubikmeter arbetsvolym i cellen. Den mest aktiva regionen av en mekanisk
flotationscell är emellertid där kontakt mellan bubblor och partiklar sker, i regionen av
impellern, vars slagvolym vanligtvis är i storleksordningen av en tiondel av
flotationscellens volym. En mer realistisk uppskattning, baserat på impellerns slagvolym,
av förlustshastigheten iden aktiva regionen i cellen är således 30 kW per kubikmeter. Det
är uppenbart att nivån av turbulens i sådana celler är så hög att grova partiklar kopplas av
från spinnande bubblor, vilket leder till làg återvinning i de grova storleksfraktionerna. För
10
15
20
25
30
35
PS54395S E00
3
att förlänga den övre gränsen för effektiv insamling av grova partiklar genom flotation är
det nödvändigt att tillhandahålla en process i vilken den specifika energitillförseln är
mycket lägre än den som finns i mekaniska celler.
Två viktiga begrepp avseende suspension av partiklar i omrörningstankar är den just-
suspenderade impellerhastigheten och molnhöjden (Handbook of Industrial Mixing,
Edward L Paul et al., Red. Wiley lnterscience, New York, 2004). Den just-suspenderade
impellerhastigheten är den rotatlonshastighet av impellern som är nödvändig för att
suspendera partiklar från botten av tanken så att inga partiklar blir kvar på botten i mer än
1 till 2 sekunder. När impellerhastigheten ökar till överjust-suspenderadehastigheten
bildas ett välblandat homogent skikt i botten av tanken. Det har emellertid visat sig att
partiklarna inte nödvändigtvis är distribuerade över hela höjden av vätskan i tanken och i
vissa fall syns ett skarpt gränssnitt som separerar det homogena skiktet i botten av tanken
från ett klart vätskeskikt ovan. Höjden på det homogena skiktet är känt som molnhöjd. När
impellerhastigheten höjs ytterligare lyfts partiklarna högre och högre till dess att
partikelkoncentrationen är enhetlig i hela kärlet. Mekaniska flotationsceller av kända
utforrnningar drivs av principen att partiklarna, som skall bli svävande, är till fullo
suspenderade i vätskan i flotationscellen och att partikelkoncentrationen är så enhetlig
som möjligt och väsentligen oberoende av höjden inom cellen. Kända celler drivs med
impellerhastigheter som är långt över det just-suspenderade värdet och innehållet i cellen
är välblandat och väsentligt jämnt fördelat i kärlet. Således sträcker sig molnhöjden
väsentligen till toppen av vätskeskiktet i cellen.
Föreliggande uppfinning undviker partiklarnas behov att vara fullständigt suspenderade i
cellen genom impellern och även kravet att molnhöjden skall sträckas ut till toppen av
vätskan i flotationscellen. Denna uppfinning har för avsikt att övervinna de inneboende
nackdelarna i mekaniska celler genom att tillhandahålla en låg-energi omgivning för
flotation som gynnar fastsättningen av grova partiklar till bubblor.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN
l en aspekt tillhandahåller föreliggande uppfinning en metod för att separera utvalda
partiklar från en blandning av partiklar i en vätska inom en flotationscell inkluderande
stegen:
inmatning av de blandade partiklama och vätska in till en blandningszon
innehållande bubblor i en nedre del av cellen;
10
15
20
25
30
PS54395SEOO
4
omrörning av vätskan i blandningszonen för att tillhandahålla en väsentligen jämn
fördelning av partiklar, vätska och bubblor i blandningszonen medan tillräckligt fluidflöde
tillhandahålls uppåt genom blandningszonen in till en fluidiseringszon ovan för att förflytta
de blandade partiklarna uppåt in till fluidiseringszonen;
tillåta de utvalda partiklarna att fästa vid bubblor inom fluidiseringszonen och stiga
till toppen av fluidiseringszonen;
tillåta bubblor med vidfästa utvalda partiklar att stiga ovan fluidiseringszonen in till
en frisläppningszon medan andra partiklar avlägsnas från cellen;
bildande av en skumzon av bubblor och vidfästande utvalda partiklar vid toppen av
frisläppningszonen; och
avlägsnande av utvalda partiklar med bubblor från skumzonen.
Företrädesvis är intensiteten av omrörningen i blandningszonen begränsad så att en
suspensionsmolnhöjd bildad av omrörningen inte sträcker sig över blandningszonen och
in till fluidiseringszonen.
Företrädesvis är fluidiseringszonen väsentligen stilla och fri från varje turbulens genererad
i blandningszonen.
Företrädesvis avlägsnas de andra partiklarna från den fluidiserade bädden
Företrädesvis avlägsnas de andra partiklarna som avfall från den nedre delen av cellen.
Företrädesvis inkluderar metoden steget av att styra nivån av ett gränsskikt mellan
frisläppningszonen och skumzonen.
Företrädesvis inkluderar metoden steget av att styra nivån av toppen av
fluidiseringszonen.
Företrädesvis är tillräckligt fluidflöde tillhandahållet genom inmatning av de blandade
partiklarna och vätskan in till blandningszonen.
Företrädesvis är tillräckligt fluidflöde åtminstone delvis tillhandahållet genom införandet av
en fluidiserad vätska in till blandningszonen.
10
15
20
25
30
PS54395SEOO
Företrädesvis är den fluidiserade vätskan tillhandahållen genom återvunnen vätska från
frisläppningszonen in till blandningszonen.
Företrädesvis är den fluidiserade vätskan luftad innan den införs till blandningszonen.
Företrädesvis är tiliförseln av blandade partiklar införd vid eller under toppen av
fluidiseringszonen.
Företrädesvis är vätskan omrörd i blandningszonen genom rotation av en mekanisk
impeller inom blandningszonen.
Företrädesvis är bubblor tillhandahållna i blandningszonen genom att dra luft in till
blandningszonen genom den mekaniska impellern.
Företrädesvis är bubblor in till blandningszonen tillhandahållna genom ett poröst element
eller spridare.
l en annan aspekt av uppfinningen tillhandahålls anordning för att separera utvalda
hydrofoba partiklar från en blandning av partiklari en vätska, varvid nämnda anordning
inkluderar:
en flotationscell anordnad för att motta en tillförsel av en blandning av partiklar och
vätska in till den nedre delen av cellen;
fluidiserande medel anordnade för att tillhandahålla bubblor och fluid in till cellen i
en sådan hastighet att en fluidiserad bädd av partiklar bildas i en fluidiseringszon inom
cellen;
omrörningsmedel manövrerbara i en blandningszon under fluidiseringszon i den
nedre delen av cellen för att tillhandahålla en väsentligen enhetlig fördelning av partiklar,
vätska och bubblori blandningszonen;
en frisläppningszon i cellen belägen direkt ovan och förbunden med
fluidisenngszonen så att utvalda hydrofoba partiklar fästa vid bubblor stigande till toppen
av fluidiseringszonen svävar uppåt inom frisläppningszonen;
avfallsseparationsmedel anordnade för att avlägsna icke-hydrofoba partiklar från
toppen av fluidiseringszonen; och
10
15
20
25
30
35
PS54395SEOO
6
en överflödestappnlngsränna vid toppen av cellen anordnad för att avlägsna de
utvalda hydrofoba partiklarna från ett skumskikt bildat ovan frisläppningszonen.
Företrädesvis är avfallsseparationsmedlen anordnade för att avlägsna icke-hydrofoba
partiklar från toppen av fluidiseringszonen.
Företrädesvis är avfallsseparationsmedlen anordnade för att avlägsna icke-hydrofoba
partiklar fràn under frisläppningszonen.
Företrädesvis inkluderar anordningen styrmedel av första nivå anordnade för att bibehålla
positionen av gränsskiktet mellan skumzonen och frisläppningszonen inom cellen.
Företrädesvis inkluderar anordningen styrmedel av andra nivå som anordnats för att
bibehålla positionen av toppen av fluidiseringszonen inom cellen.
Företrädesvis inkluderar fluidiseringsmedlet ett rör för återvinning anordnad för att
avlägsna vätska ur frisläppningszonen och pumpa tillbaka den in till blandningszonen.
Företrädesvis inkluderar recirkuleringsröret en luftare som anordnats för att dispergera
fina bubblor in till fluid som passerar genom röret för återvinning.
Företrädesvis inkluderar fluidiseringsmedlet ett poröst element eller spridare belägen i
den lägre delen av cellen anordnad för att tillhandahålla nämnda bubblor in till cellen.
Företrädesvis inkluderar omrörningsmedlet en mekanisk impeller anordnad för att bli
roterad i blandningszonen.
Företrädesvis inkluderar fluidiseringsmedlet en ihålig drivaxel för impellern anordnad för
att tillhandahålla luft genom den ihåliga drivaxeln för upplösning och skjuvning till nämnda
bubblor av ímpellern.
Företrädesvis inkluderar anordningen ett rör för borttagande av avfall som har ett
intagsslut placerad i gränsskiktet mellan fluidiseringszonen och frisläppningszonen inom
cellen.
10
15
20
25
30
35
PS54395SEO0
7
Företrädesvis har flotationscellen en region med minskad tvärsnittsarea ovanför
frisläppningszonen så att skiktgashastigheten i skumskiktet som bildats ovanför
frisläppningszonen är större än skiktgashastigheten i frisläppningszonen.
I en form av uppfinningen har flotationscell en region med reducerad tvärsnittsarea ovan
frisläppningszonen så att skumskiktet som bildas i regionen kommer att ha ett ökat djup.
Uppfinningen tillhandahåller en anordning för separering av grova partiklar genom
skumflotation i vilken kontakten mellan bubblor och partiklar äger rum i en fluidiserad
bädd. Det fluidiserade mediet är dispergerat i botten av den fluidiserade bädden genom
en roterande' impeller, som hjälper till att tillhandahålla ett enhetligt stigande flöde av
fluidiserad vätska och bubblor och förhindrar bildandet av kanaler som kan leda till
kringgående och ineffektiv användning av bubblor. Anordningen består av en
upprättstående cell eller kolonn med medel för att tillhandahålla blandning och omrörning.
Ny tillförsel och luft införs in till en blandningszon i botten av kolonnen, luften blir
dispergerad till små bubblor genom inverkan av impetlern. Den välblandade tillförseln och
de dispergerade bubblorna stiger in till en fluidiseringszon där bubblorna fäster vid icke-
vätbara partiklar och transporterar dem uppåt in till en frisläppnings- eller
supernatantvätskezon och därifrån in till en skumvzon vid toppen av kärlet. Avfallet
avlägsnas från ceilen genom ett rör eller port vid toppen av fluidiseringszonen. Medel är
tillhandahållna för att styra positionen av toppen av frisläppningszonen till en önskad
position och därmed djupet av skumskiktet i cellen. l alternativa anordningar är bädden
fluidiserad av ett återcirkulerande flöde som dras ovan den fluidiserade bädden och
injiceras under impellern. Det återcirkulerande flödet kan luftas för att tillhandahålla de
bubblor som behövs för flotation.
Partiklarna är suspenderade av ett vertikal flöde av vatten i cellen. Skikthastigheten av
vattnet är sådan att den är över partiklarnas lägsta fluidiserade hastighet men under den
terminala hastigheten för en betydande del av partiklarna. När den drivs pà detta sätt
bildas en vätskefluidiserad bädd. Partiklarnas vikt stöds av det stigande vattnet och i ett
sådant system är nivån av turbulens mycket låg. Koncentrationen av partiklar i bädden är
mycket högre än vad som förekommer i konventionella flotationsceller och följaktligen
måste bubblor som stigeri bädden trycka sig förbi partiklarna, vilket gör det oundvikligt att
några icke-vätbara partiklar under deras väg kommer i kontakt med dem och en
fastsättning bildas. Den fluidiserade bädden är således en hög-effektiv omgivning för
10
15
20
25
30
35
PS54395SE00
8
separering av icke~vätbara från vätbara partiklar.
Partiklarna iflotationstiliförseln bibehålls i suspension av ett uppåtriktat flöde av vätska
som är väsentligen enhetligt över tvärsnittet av cellen. Skiktvätskehastigheten i den
vertikala riktningen är tillräckligt för att fluidisera partiklarna och hålla dem separerade från
varandra. När bubblor införs i bädden av fluidiserade partiklar är de således fria att stiga i
kärlet och komma i kontakt med hydrofoba partiklar som liggeri deras väg.
Vanligtvis är den volymetriska fraktionen av partiklar i en packad bädd där partiklarna rör
vid och stödjer varandra inom intervallet 0,4 till 0,7. När bädden blirfluidiserad separeras
partiklarna från varandra och volymfraktionen av partiklar minskar. Om bädden är enhetlig
och volymfraktionen är konstant alltigenom är Reynolds tal för flödet mellan partiklarna
vanligtvis väl inom den laminära strömningsordningen. Flödet är således stilla och
turbulens är frånvarande. l praktiken är det dock svårt att bibehålla enhetlighet för
vätskefluidiserade bäddar och vertikala kanaler tenderar att utvecklas som tillåter den
suspenderade vätskan att kringgå bädden. När den en gång har bildas, erbjuder en kanal
ett lågt hydraulisk motstånd till vattenflödet genom bädden än vad själva bädden gör och
det vatten som skall stödja partiklari den fluidiserade bädden avleds istället till att flöda
genom kanalen, vilket hindrar bädden från att vara enhetligt fluidiserad. När luftbubblor
blir införda, ökar kanalbildningen ytterligare.
För att erhålla fördelarna med en fluidiserad bädd för flotation av grova partiklar är det
nödvändigt att bilda bädden på ett sådant sätt att kanalbildning av gas eller vatten
väsentligen elimineras. Det har visat sig att en fluidiserad bädd med enhetliga egenskaper
kan uppnås genom användning av en roterande impeller eller omrörare i botten av
flotationscellen. Tillförsel av slam införs nära botten av cellen och är fördelat enhetligt
genom omrörningspåverkan av impellern. Utformning och drifthastighet av impellern är
sådana så att en välblandad zon skapas i botten av den fluidiserade bädden men denna
zon är begränsad till de nedre regionerna av bädden. Det fluidiserade vattnet kan
inkluderas i tillförseln som kommer in i cellen nära impellern eller så kan det komma från
återvinning av vätska som tagits från ovan den fluidiserade bädden i cellen. Bubblorna
kan härledas från dispersionen av en luftström som iförs nära den roterande impellern.
Blandnings- och pumpningsegenskaperna måste tydligen vara sådana att varje turbulens
som utvecklats av impellern är begränsad till regionen vid botten av den fluidiserade
bädden. För detta ändamål kan impellern vara omgiven av skvalpskott som tillåter en hög
10
15
20
25
30
PS54395SE00
9
grad av blandning men förhindrar virvlande och utveckling av storskaliga
cirkulationsrörelser. Den turbulens som genereras av impellern dämpas av den höga
koncentrationen av partiklari den fluidiserade bädden sà att i de övre regionerna av
bädden stiger bubblorna i en stilla omgivning som är bidragande till bibehällandet av
fasthållningen mellan bubblor och hydrofoba partiklar.
Flotationscellen kan, för tydlighetens skull, beskrivas i termer av fyra zoner: en
blandningszon, en fluidiseringszon, en frisläppningszon och ett skumskikt. I
blandnlngszonen blandas nya tillförseln och bubblor och dispergeras enhetligt över cellen.
Vätskan och bubblorna passerar in till fluidiseringszonen där vätskan fluidiserar bädden
och bibehåller partiklarna i suspension medan bubblorna passerar genom bädden
insamlande icke-vätbara partiklar när de stiger. Ovan fluidiseringszonen är
frisläppningszonen som är väsentligen endast vätska, den kan även innehålla partiklar
som har blivit fångade i vakarna av stigande bubblor, som frisläpps från vakarna och faller
tillbaka i den fluidiserade bädden. Vid toppen av cellen är skumzonen bildad av bubblor
som transporterar sin last av fastsatta partiklar. Skummet uttöms från cellen som
flotationsprodukten.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA
Uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till medföljande ritningar där:
FIG. 1 är en schematisk tvärsektionsvy av en flotationsanordning enligt uppfinningen,
FIG. 2 är en schematisk tvärsektionsvy liknande till FIG. 1 inkluderande en luftad
àtervinningsström.
FIG. 3 är en schematisk tvärsektionsvy liknande FIG. 2, visande en flotationskolonn i
vilken flödesarean av fluidisenngszonen och skumzonen är olika.
FIG. 4 är en schematisk tvärsektionsvy liknande FIG. 3, visande en flotationskolonn där
luften införs genom en porös spridare.
FIG. 5 är en graf visande partikelstorlek mot återvinningsprocent för fluidiserande
bäddsanordning enligt uppfinningen jämfört med en konventionell mekanisk cell.
10
15
20
25
30
35
PS54395SE00
10
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORIV! AV
UPPFINNINGEN, OCH VARlANTER DÄRAV
FIG. 1 visar en första föredragen utföringsform av uppfinningen. En flotationscell 1 är
försedd med en roterande impeller 2, vilken är fästad till en ihålig axel 3 som är fäst vid
axellager 4 som är monterade i en fast position relativt till cellen 1 genom medel som inte
visas. Axeln 3 roterar i ett hölje 6 in till vilket ett kontrollerat flöde av luft släpps in genom
ledningen 7, vilken införs i den ihåliga axeln genom en öppning 8 och flödar nedåt axeln
genom en öppning 9 intilliggande centret av impellern 2. Skvalpskott 10 är monterade på
väggen för att förhindra virvlar. Uppfinningen är inte begränsad till någon viss typ av
impeller eller skvalpskottsutformning, den senare kan inkludera en stator som finns i
konventionella flotationsmaskiner.
Konditionerat tillförsel av slam kommer in genom inloppsröret 21 och levereras in till
blandningszonen 5 i botten av cellen 1, företrädesvis under impellern 2, vilken tjänar till att
dispergera den nya tillförseln in till suspensionen i botten av cellen. En fluidiserad bädd
eller fluidiseringszon 22 är etablerad i cellen.
Ett rör för bortagande av avfall 23 är placerad så att dess inlopp 24 definierar den övre
gränsen 25 av den fluidiserade bädden. Röret för bortagande av avfall monteras
företrädesvis så att placeringen av inloppet 24 relativt cellen 1 kan justeras i vertikala och
horisontella riktningar för att ändra volymen av den fluidiserade bädden och optimera
cellens prestanda för en specifik malm. Fluidiserade partiklar dras bort genom röret 23
genom en hävert eller annan lämplig fluidöverföringsanordning som inte visas och töms ut
som avfallet genom ledningen 26. I botten 27 av cellen är ett utloppsrör 28 och en
reglerventil 29 tillhandahållna för att tillåta tömning av cellen, för att möjliggöra
regelbundna uttömningar av överdimensionerade partiklar som kan ha ackumulerats över
tiden i botten av cellen och också som en alternativ uttömningsöppning för avfallet.
Luftbubblor lastade med fångade partiklar stiger ut ur den fluidiserade bädden 22 till
toppen av cellen där ett skumlager 30 bildas. Skummet flödar från cellen under den
utskjutande kanten 31 in till tappningsrännan 32 för att tömmas ut genom utgångsröret 33
som flotationsprodukten. Skum-vätskegränsskiktet 34 bibehålls genom lämpliga medel.
Som ett exempel skulle nivån kunna avkännas av en flottör 35 vars vertikala position
skulle kunna mätas av en anordning 36 som skickar en signal till ett manövreringsorgan
10
15
20
25
30
35
PS54395SEO0
11
37 som öppnar eller stänger en ventil 38 för att ändra hastigheterna för avfallsuttömning
så att pulpnivån 34 bibehålls på önskad position. Uppfinningen är inte begränsad till
någon särskild form av nivàreglering.
I drift kommer en lämplig konditionerad tillförsel innehållande partiklar i suspension in
genom röret 21 och töms uti blandningszon 5 i närheten av impellern 2 där det blandas
med innehållet vid botten i cellen 1. Ett hastighetsfält induceras i den omedelbara
närheten av den roterande impellern, vilket är tillräckligt för att orsaka blandning lokalt,
därvid distribueras den nya tillförseln så att den uppåtgående hastigheten av partiklar och
vatten i cellen 1 är väsentligen enhetlig över ett horisontellt tvärsnitt ovan impellern.
Omfattningen av det homogena suspensionsmolnet är begränsad till närheten av
impelleren. Den uppåtgàende hastigheten av vattnet i tillförseln är större än minsta
fluidiseringshastigheten för partiklarna men mindre än den terminala hastigheten så att
partiklarna tenderar att sedimentera i cellen bildande en expanderade fluidiserad bädd
ovan impelleren, med en hög koncentration av partiklar. Bädden förflyttar sig långsamt
uppåt under påverkan av det fluidiserade vattnet mot ingången 24 till röret för bortagande
av avfall. På grund av förekomsten av partiklar beter sig den fluidiserade bädden som om
den vore ett fluidum med medeldensitet större än den för vatten och ett väsentligt
horisontellt gränsskikt 25 bildas vid gränsen mellan den fluidiserade bädden 22 och
supernatant vätska i frisättningszonen 40. Viskositeten för den kompakta fluidiserade
bädden är betydligt större än den för vatten så flödesfältet som genereras av impellern
tenderar att upplösas snabbt och impellems påverkan tränger sig inte långt in i den
fluidiserade bädden.
Luft som kommer in via ledningen 7 passerar nedåt den ihåliga axeln 3 och dispergeras i
fina bubblorgenom påverkan av den roterande impelleren 2, som också distribuerar
bubblorna jämnt över det horisontella tvärsnittet av cellen. Bubblorna stiger genom den
fluidiserade partikelbädden. Sannolikheten för kollision mellan en hyclrofob partikel och en
luftbubbla är mycket hög eftersom de stigande bubblorna måste putta bort partiklarna från
deras väg när de stiger. Sannolikheten för partikelinfångning är således också hög.
Omgivningen är särskilt gynnsam för infångning av grova partiklar eftersom flödet i den
fluidiserade bädden är relativt stilla. De turbulenta bakvattenströmmarna som finns i
kända former av mekaniska flotationsceller, vilka tenderar att orsaka centrifugalkrafter
som leder till avsläppning av grova partiklar, är väsentligen frånvarande i den fluidiserade
bädden 22 ovan impelleren. Funktionen för impelleren här att tillhandahålla blandning
10
15
20
25
30
35
PS54395SE00
12
lokalt av tillförseln när den kommer in i cellen, att fördela luftflödet till bubblor och att
förhindra kanalisering av vatten och luft stigande i bädden. Blandningsverkan av
impelleren är begränsad till den region som omger impelleren nedre delen av den
fluidiserade bädden, och sträcker sig inte in till den nedre delen av den fluidiserade
bädden.
En fördel med avfallsuttömningskonfigurationen som visas i FIG. 1 är att positionen av
ingången 24 till röret för borttagande av avfall bestämmer höjden av den fluidiserade
bädden. I en alternativ utföringsform töms avfallet ut genom utgängsröret 28 och en
reglerventil 29 i botten av cellen. Ett kontrollsystem som inte visas tillhandahålls för att
bibehålla gränsskiktet 25 vid toppen av den fluidiserade bädden 22 och vätskenivån 34
vid deras önskade positioner. l en alternativ utföringsform kan nivån av gränsskiktet 25 vid
toppen av den fluidiserade bädden detekteras av en flottör med lämplig densitet eller en
differentiell tryckgivare lämpligt placerad i cellen. I en ytterligare alternativ utföringsform är
avfallet borttaget vid vilken som helst punkt under toppen 25 av den fluidiserade bädden
genom ett stigrör som inte visas, som är anslutet till utgängsröret 28 och reglerventilen 29.
En alternativ utföringsform visas i FIG. 2. Anordningen är väsentligen densamma som den
som avbildas i FlG. 1, med ytterligare särdrag som tillåter återvinning av
supernatantvätskan från frisläppningszonen 40 inom den fluidiserade bädden. Cellen 1 är
således tillhandahållen med en utgångsöppning 50, ett rör för återvinning 51, en pump 52,
och en återingàngsöppning 53. l en ytterligare föredragen utföringsform tillhandahålls en
luftare 54 genom vilken luft som kommer in genom röret 55 dispergeras till fina bubblor
inom återvinningsströmmen. När luftbubblor införs genom användningen av
återvinningsströmmen är det inte nödvändigt att använda impelleren som medel för att
tillverka små flotationsbubblor. Det har visat sig att rotationshastigheten nödvändig för att
tillverka små bubblori regionen av impelleren 2 är högre än den hastighet som är
nödvändig för att distribuera det fluidiserade vattnet och för att förhindra bildandet av
kanaler i den fluidiserade bädden. Det är i allmänhet föredraget att driva impelleren vid
den lägsta möjliga hastigheten för att spara energi och för att minimera turbulensen som
genereras av impelleren i den fluidiserade bädden. Där det är möjligt är det således
föredraget att använda ätervinnlngsströmmen för införsel av bubblor.
Även om den alternativa utföringsformen som visas i FIG. 2 har luftintaget genom
ledningen 7, ned den ihåliga axeln 3 och dispergeras genom inverkan av den roterande
10
15
20
25
30
35
PS54395SE00
13
impelleren 2 som också visas, inses det att denna del av anordningen kan utelämnas där
tillräcklig luftning tillhandahålls via luftaren 54. Den har kvarlämnats i FlG. 2 för att
underlätta eftersom det är möjligt att båda metoderna kan användas pà samma gång för
att införa bubblor, och en liknande situation gäller för de ytterligare utföringsformerna som
beskrivs senare med hänvisning till FIG. 3 och FIG. 4.
l drift, kommer supernatantvätskan från frisläppningszonen 40 in genom öppningen 50
och passerar genom röret 51 för återvinning under påverkan av pumpen 52.
Återvinningsflödet kommer in i botten av cellen 1, i regionen som påverkas av impelleren
2, och blandas med partiklar i blandningszonen 5 av cellen. Det sammanlagda flödet av
nya tillförslar från röret 21 och återvinningsvätskan dispergeras över hela tvärsnittet av
cellen och vattnet i det kombinerade flödet tränger uppåt genom den fluidiserade bädden.
l avsaknad av återvinning kan flödet av ny tillförsel till flotationscellen fluktuera eller sluta
helt och hållet, i dessa fall kommer tillförseln av det vatten som är nödvändigt för att
suspendera partiklari den fluidiserade bädden att upphöra. Fördelen med användningen
av átervinningsflödet är att ett uppflöde av vatten genom bädden kan bibehållas
oberoende av flödeshastigheten av ny tillförsel och bistå vid stabil drift av bädden.
Partiklar i tillförseln tenderar att sedimentera i den fluidiserade bädden, så att
supernatantvätskan i frisläppningszonen 40 har en högre andel av finare partiklar och
vatten än vad som finns i tillförselströmmen. Det återvunna vattnet bistår vid verkan av
impelleren i botten av cellen och också vid bibehållandet av bädden i ett fluidiserat
tillstànd.
En ytterligare fördel är uppnådd om luften i form av fina bubblor dispergeras i
återvinningsströmmen i en luftare 55. Återvinningsflödet kommer in i röret 51 för
återvinning genom öppningen 50 som ligger ovan den fluidiserade bädden.
Återvinningsströmmen kan innehålla partiklar som har blivit slammade från den
fluidiserade bädden genom spolverkan av det ytterligare vattnet inkluderat i nämnda
ström. l luftningsanordningen 54 kommer sådana partiklar att fästa till luftbubblor innan
inträdet i den fluidiserade bädden, bistå dem att stiga genom cellen och passera intill i
skumskiktet 30 för att återvinnas med flotationsprodukten. Användningen av luftning i
återvinningsströmmen kommer därmed att leda till förbättrad återvinning av partiklar i
cellen. Uppfinningen är inte begränsad till någon särskild luftningsanordning, av vilken det
finns ett antal kända exempel tillgängliga på marknaden. För bästa resultat bör
10
15
20
25
30
PS54395S E00
14
återvlnningskretsen med luftning vara utformad för att passa de särskilda egenskaperna
hos den valda luftningsanordning, med hänsyn till storleken på bubblan, uppehållstiden
och interna skjuvningshastigheten.
l utföringsformen som visas i FlG.1 är det nödvändigt att införa tillförsel av vätska i botten
av flotationscellen så att den kan stiga och fluidisera bädden av partiklar. Det inses att i
utföringsformen som visas i FIG 2 kan all återvinningsvätska tillhandahållas av
återvinningsströmmen så att det är inte nödvändigt att införa nya tillförslar in till botten av
flotationscellen. De nya tillförslarna kan därför komma in vid vilken som helt position.
Detta särdrag kan vara fördelaktigt vid drift av system i vilka tillförslarna innehåller några
hydrofoba. partiklar som har mycket lägre densitet än det material som ska avvisas i
flotationsprocessen. Sådana partiklar kan i varje fall stiga till toppen av den fluidiserade
bädden. När tillförselblandningen riktas till toppen av fluidiseringszon kan avfallet
avlägsnas från botten av fluidiseringszonen eller från blandningszonen.
En annan fördel med att använda en återvinningsström som visas i FIG. 2 relaterar till
driftegenskaperna hos de mycket fina partiklarna i den fluidiserade bädden. Även om
skiktvätskans hastighet i bädden bibehålls på ett värde som är tillräcklig för att fluidisera
en väsentlig fraktion av partiklarna, skulle de mycket fina partiklarna som kan finnas i en
tillförsel i praktiken tendera att bli slammade ut från den fluidiserade bädden. l
utföringsformen som visas i FlG. 2 skulle sådana partiklar kunna återvinnas tillbaka till
botten av den fluidiserade bädden och de skulle också ha möjlighet att komma i kontakt
med luftbubblori luftningsanordningen. Återvinningsströmmen med luftning tillhandahåller
således ett effektivt medel för att öka effektiviteten i infàngandet av de finaste partiklarna i
en flotationstillförselström.
En del av vätskan som behövs för att fluidisera innehållet av flotationscellen 1 i FIG. 2 har
tillhandahållits av återvinningsströmmen vilken passerar genom en utgångsöppning 50,
ett rör för återvinning 51, en pump 52, och en återinträdesöppning 53. Det inses att
användningen av en återvlnningsström är bara ett av flera sätt i vilka fluidiseringsvätska
kan tillhandahållas. Vätska kan således dras från en annan del av flotationskretsen av
vilken cellen är en del av eller kan bli skapad från ett färskvattenförråd. Det kan också
tillföras som extra utspädningsvatten i tillförselpulpen till flotationscellen.
10
15
20
25
30
35
PS54395SE00
15
En annan föredragen utföringsform av uppfinningen visas i FIG. 3. Anordningen är
väsentligen densamma som visas i FIG. 2 med det ytterligare särdraget att den
horisontella tvärsnittsarean av skumzon 30 är mindre än den för fluidiseringszonen 22.
Den vertikala väggen 60 i fluidiseringszonen 22 och frisläppningszon 40 är således täckt
med en konisk reduceringssektion 61 som ansluter till botten av ett andra utrymme 62
med lodräta väggar som omsluter skumzon 30. Det inses att om flödeshastigheten för gas
som släpps in till flotationscellen är konstant, så blir skiktgashastigheten, som är
gasflödeshastigheten dividerat med flödesomrädet, är högre i skumzon 30 än i
fluidiseringszon 22. Detta särdrag tillhandahåller flexibilitet i driften av cellen, då
hastighetsbehoven i de två zonerna inte behöver vara samma. Det är särskilt fördelaktigt
för átervinningen av grova partiklar att driva skumzonen med relativt höga
skiktgashastigheter, i intervallet 2 till 4 cm/s, medan det optimala värdet i den fluidiserade
bädden kan vara i intervallet 0,5 till 1 cm/s. Genom att tillhandahålla en mindre
tvärsnittsarea i skumzonen är det möjligt att bibehålla en högre gashastighet där medan
den drivs med ett lägre värde i fluidiseringszonen. Reduceringen i skumarea kan också
erhållas genom användning av veckling av skum vilket är en känd teknik. Även om det
reducerade areasärdraget beskrivs med referens till en utföringsform som innehåller en
återvunnen vätskeström som visas i FIG. 2, inses det att samma särdrag kan med fördel
tillämpas på utföringsformen som visas i FIG. 1 som inte innefattar en återvinningsström.
I utföringsformerna som visas I FIG. 2 och FIG. 3, är luften dispergerad I
återvinningsvätskan i luftaren 54. Den bubbliga vätskan passerar in till cellen 1 in till
blandningsregion 5 i närheten av impellern. Under vissa omständigheter, till exempel när
àtervinningsvätskan kan innehålla stora partiklar som potentiellt skulle kunna blockera
luftaren, kan det vara föredraget att införa bubblorna genom en porös spridare eller
distributör i botten av själva cellen själv. I den alternativa föredragna utföringsformen som
visas i FIG. 4 är cellen försedd med ett poröst element 71. Luft under tryck svävar genom
ingångsröret 72 in till distribueringskammaren 73, och sedan genom det porösa elementet
71, utströmmande till innehållet av flotationscellen I form av fina bubblori regionen 5 i
närheten av impellern 2. Ett flöde av fluidiserande vätska bibehålls av cirkulationspumpen
52. Bubblorna blandas med återvinningsvätskan och stiger uppåt genom den fluidiserade
bädden. I utföringsformen som visas i FIG. 4 visas huvudsärdragen av utföringsformen I
FIG. 3 som har blivit bibehållna, särskilt med hänvisning till reducering i kolonnarea i
skumzonen. Det inses att fördelningen av luft genom den porösa spridaren som visas I
FIG. 4 med fördel kan användas i utföringsformer som visas i FIG. 1 och FIG. 2. Även om
10
15
20
25
30
35
PS54395SE00
16
medel för produktionen av fina bubblor är avbildade i FIG. 4 som en porös platta som
sträcker sig väsentligen över kärlet 1, skulle andra former av spridare kunna användas,
såsom rör eller ledningar med porösa väggar eller med lämpligt placerade öppningar, eller
kända patentskyddade anordningar för införandet av bubblori flotationskolonner,
EXEMPEL
En flotationscell blev konstruerad enligt uppfinningen och drevs i batch-mode. Ett prov av
högkvalitativ galenit användes som det svävande materialet och det var blandat med
klassificerade kiseldioxidpartiklar som en källa av icke-svävande material. Galeniten
krossades och siktades för att tillhandahålla ett prov i storleksintervallet 45 till 1400
mikrometer. Kiseldioxiden vari storleksintervallet 250 till 710 mikrometer.
Galeniten:kiseldioxid massförhållandet var 1:19 och provvolymen var 1,05 liter.
Celldiameter var 100 mm, med en skumzon av diameter 63 mm och höjd 150 mm.
Cellens totala höjd var 920 mm. Cellen var försedd med en impeller med en diameter av
70 mm som drevs vid 150 rpm, med en spetshastighet av 0,55 m/s. En tydlig övergång
kunde ses genom den genomskinliga cellväggen mellan toppen av fluidiseringszon och
frisläppningszonen när fluidiserad med återcirkuleringsvätska. Innehållet i cellen var
fluidiserat med vätska som togs från frisläppningszonen och återvanns genom en
bubblelgenerator för att komma in i cellen i blandningszonen under impellern. Xantat (45
g/ton) användes som insamlare och MlBC (25 ppm) som skumbildare. Malmen
konditioneras under 15 minuter vid ett pH av 8,5 före flotation. Luften tillfördes med en
hastighet av 2 l/min. Vätskenivån i cellen var bibehållen genom tillsats av tillsatsvatten vid
en position 120 mm under den utskjutande kanten av cellen. Flotationsprodukten
insamlades till dess att inga ytterligare partiklar syntes bli uttömda från cellen.
Resultaten av flotationsprovet visas i figur 5, i syfte att göra jämförelser, visas data för
flotation av galenit i en mekanisk cell (från Jowett, A., 1980. Formation and disruption of
particIe-bubble aggregates in flotation. ln Fine Particles Processing (Ed. P.
Somasundaran), sid 720-754 (American Institute of Mining and Metallurgical Engineers:
New York)). Jowetts resultat är typiska data för mekaniska celler. Det kan ses att
återvinningen är ganska låg för ultrafina partiklar, och då partikelstorleken ökar, ökar
återvinningen till att ett maximum av 97 procent uppnås vid en storlek av 60 pm, för större
storlekar minskar återvinningen snabbt. Med den fluidiserade bäddcellen enligt denna
uppfinning förblev återvinningen väsentligen 95-100 procent för partikelstorlekar upp till
850 pm, bortom vilken det var en gradvis nedgång. Resultaten visar att intervallet av
PS54395SEO0
17
partikelstorlekar av galenitpartiklar återvunna genom flotation kan förlängas mer än tio
gånger genom användningen av en fluidiserad bädd flotationscell enligt denna uppfinning.
Claims (1)
10 15 20 25 30 35 PS54395SE00 18 PATENTKRAV 1. En metod för att separera utvalda partiklar från en blandning av partiklar i en vätska inom en flotationscell inkluderande stegen: inmatning av de blandade partiklarna och vätskan in till en blandningszon innehållande bubblor i en nedre del av cellen; omrörning av vätskan i blandningszonen för att tillhandahålla en väsentligen enhetlig fördelning av partiklar, vätska och bubblori blandningszonen medan tillräckligt fluidflöde tillhandahålls uppåt genom blandningszonen in till en fluidiseringszon ovan för att förflytta de blandade partiklarna uppåt in till fluidiseringszonen; tillåta de utvalda partiklarna att fästa vid bubblor inom fluidiseringszonen och stiga till toppen av fluidiseringszon; tillåta bubblor med vidfästande utvalda partiklar att stiga ovan fluidiseringszonen in till en frisläppningszon medan andra partiklar avlägsnas från cellen; bildande av en skumzon av bubblor och vidfästande utvalda partiklar vid toppen av frisläppningszon; och avlägsnande av de utvalda partiklarna med bubblor från skumzonen. En metod enligt krav 1, varvid intensiteten av omrörningen i blandningszonen är begränsad så att en suspensionsmolnhöjd bildad av omrörningen inte sträcker sig över blandningszonen och in till fluidiseringszonen. En metod enligt krav 1 eller 2, varvid fluidiseringszonen är väsentligen stilla och fri från varje turbulens genererad i blandningszonen. En metod enligt något av föregående krav, varvid de andra partiklarna avlägsnas från den fluidiserade bädden. En metod enligt något av kraven 1 till 3 varvid de andra partiklarna avlägsnas som avfall från den nedre delen av cellen. En metod enligt något av föregående krav, inkluderande steget av att styra nivån av ett gränsskikt mellan frisläppningszonen och skumzonen. 10 15 20 25 30 PS54395SE00 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 19 En metod enligt något av föregående krav, inkluderande steget av att styra nivån av toppen av fluidiseringszonen. En metod enligt något av kraven 1 till 7, varvid det tillräckliga fluidflödet är tillhandahållet genom inmatning av de blandade partiklarna och vätskan in till blandningszonen. En metod enligt något av kraven 1 till 7, varvid det tillräckliga fluidflödet är åtminstone delvis tillhandahållet genom införande av en fluidiserad vätska in till blandningszonen. En metod enligt krav 9, varvid den fluidiserade vätskan är tillhandahållen genom återvunnen vätska från frisläppningszonen in till blandningszonen. En metod enligt antingen krav 3 eller krav 4, varvid den fluidiserade vätskan är luftad innan den införs till blandningszonen, En metod enligt något av föregående krav, varvid tillförseln av blandade partiklar är införda vid eller under toppen av fluidiseringszonen. En metod enligt något av föregående krav, varvid vätskan är omrörd i blandningszonen genom rotation av en mekanisk impeller inom blandningszon. En metod enligt krav 13, varvid bubblor är tillhandahållna i blandningszonen genom att dra luft in till blandningszonen genom den mekaniska impellern. En metod enligt något av föregående krav, varvid bubblor är tillhandahållna in till blandningszonen genom ett poröst element eller spridare. Anordning för att separera utvalda hydrofoba partiklar från en blandning av partiklari en vätska, varvid nämnda anordning inkluderar en flotationscell anordnad för att motta en tillförsel av en blandning av partiklar och vätska in till den nedre delen av cellen; 10 15 20 25 30 35 PS54395SEOO 17. 18. 19. 20. 21. 22. 20 fluidiserande medel anordnade för att tillhandahålla bubblor och fluid in till cellen i en sådan hastighet att en fluidiserad bädd av partiklar bildas i en fluidiseringszon inom cellen; omrörningsmedel manövrerbara i en blandnlngszon under fluidiseringszon i den nedre delen av cellen för att tillhandahålla en väsentlig enhetlig fördelning av partiklar, vätska och bubblori blandningszonen; en frisläppningszon i cellen belägen direkt ovan och förbunden med fluidiseringszonen så att utvalda hydrofoba partiklar fästa vid bubblor stigande till toppen av fluidiseringszonen svävar uppåt inom frisläppningszonen, avfallsseparationsmedel anordnade för att avlägsna icke-hydrofoba partiklar från cellen; och en överflödestappningsränna vid toppen av cellen anordnad för att avlägsna de utvalda hydrofoba partiklarna från ett skumskikt bildat ovan frisläppningszonen. Anordning enligt krav 16, varvid avfallssepareringsmedlen är anordnade för att avlägsna icke-hydrofik partiklar från toppen av fluidiseringszonen. Anordning enligt krav 16, varvid avfallssepareringsmedlen är anordnade för att avlägsna icke-hydrofoba partiklar från under frisläppningszonen. Anordning enligt något av kraven 16 till 18, inkluderande styrmedel av första nivå anordnade för att bibehålla positionen av gränsskiktet mellan skumzonen och frisläppningszonen inom cellen. Anordning enligt något av kraven 16 till 19, inkluderande styrmedel av andra nivå anordnade för att bibehålla positionen av toppen av fluidiseringszonen inom cellen. Anordning enligt något av kraven 9 till 20, varvid fluidiseringsmedlen inkluderar ett rör för återvinning anordnad för att avlägsna vätska ur frisläppningszonen och pumpa tillbaka den in till blandningszonen. Anordning enligt krav 21, varvid röret för återvinning inkluderar en luftare anordnad för att dispergera fina bubblor in till fluid som passerar igenom röret för återvinning. 10 15 PS54395SEOO 23. 24. 25. 26. 27. 21 Anordning enligt något av kraven 16 till 21, varvid fluidiseringsmedlet inkluderar ett poröst element eller spridare belägen i den nedre delen av cellen anordnad för att tillhandahålla nämnda bubblor in till cellen. Anordning enligt något av kraven 16 till 23, varvid omrörningsmedlet inkluderar en mekanisk impeller anordnad för att bli roterad i blandningszonen. Anordning enligt krav 24, varvid fluidiseringsmedlet inkluderar en ihålig drivaxel för impellern anordnad för att tillhandahålla luft genom den ihåliga drivaxeln för upplösning och skjuvning till nämnda bubblor av impellern. Anordning enligt något av kraven 16 till 25, inkluderande ett rör för borttagande av avfall som har ett intagsslut placerat i gränsskiktet mellan fluidiseringszonen och frisläppningszonen inom cellen. Anordning enligt något av kraven 16 till 26, varvid flotationscellen har en region av reducerad tvärsnittsarea ovan fršsläppningszonen så att skiktgashastigheten i skumskiktet bildad ovan frisläppningszonen är större än skiktgashastigheten i frisläppningszonen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/AU2009/000653 WO2010135760A1 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Improved method and apparatus for froth flotation in a vessel with agitation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1100941A1 true SE1100941A1 (sv) | 2012-02-27 |
Family
ID=43222042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1100941A SE1100941A1 (sv) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Förbättrad metod och anordning för skumflotation i ett kärl med omrörning |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120061298A1 (sv) |
AU (1) | AU2009346778A1 (sv) |
CA (1) | CA2762841A1 (sv) |
FI (1) | FI20116320A (sv) |
MX (1) | MX2011012508A (sv) |
SE (1) | SE1100941A1 (sv) |
WO (1) | WO2010135760A1 (sv) |
ZA (1) | ZA201109484B (sv) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013082717A1 (en) | 2011-12-06 | 2013-06-13 | Bachellier Carl Roy | Improved impeller apparatus and dispersion method |
US9278360B2 (en) * | 2013-10-17 | 2016-03-08 | Eriez Manufacturing Co. | Air-assisted separation system |
FI125737B (sv) * | 2013-11-29 | 2016-01-29 | Outotec Finland Oy | Gasinmatningssystem för en flotationsmaskin och förfarande för att förhindra tilltäppning av dess gasutlopp |
US20170096628A1 (en) * | 2014-04-14 | 2017-04-06 | Enevor Inc. | Conical Impeller and Applications Thereof |
US9863423B2 (en) * | 2014-04-14 | 2018-01-09 | Enevor Inc. | Conical impeller and applications thereof |
CN104454553A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-03-25 | 肖琼 | 泡沫泵消泡槽 |
CN208098387U (zh) * | 2015-05-13 | 2018-11-16 | 奥图泰(芬兰)公司 | 浮选罐模块 |
WO2016181026A1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Outotec (Finland) Oy | A tank module and its uses, a flotation plant, a method of changing of the tank module and a method of changing the self-supporting tank |
WO2016181024A1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Outotec (Finland) Oy | A flotation tank, a tank module and its uses, a flotation plant, a method of replacing the flotation tank, and methods of maintenance of the flotation plant |
US20180320963A1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Larry Baxter | Process for Gas/Vapor Separation by Cryogenic Froth Flotation |
CN108325757A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-07-27 | 会理县财通铁钛有限责任公司 | 一种浮选铁精矿生产装置 |
CN109513529B (zh) * | 2018-12-29 | 2023-12-15 | 中煤(天津)洗选科技有限公司 | 一种立式矿浆表面改质机 |
AU2019459427B2 (en) * | 2019-07-29 | 2024-03-21 | Metso Outotec Finland Oy | Flotation cell |
AU2019458755B2 (en) * | 2019-07-29 | 2024-03-21 | Metso Outotec Finland Oy | Flotation cell |
US20230271196A1 (en) * | 2020-06-30 | 2023-08-31 | Metso Outotec Finland Oy | Fluidized-Bed Flotation Unit, Mineral Processing Apparatus, and Fluidized-Bed Flotation Method |
CN112239257B (zh) * | 2020-10-13 | 2024-04-26 | 西安建筑科技大学 | 一种单电机循环造粒流化床耦合过滤固液分离设备 |
CN114700181B (zh) * | 2021-07-22 | 2023-07-14 | 中国矿业大学 | 一种适于粗煤泥分选的浮选装置及方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2142207A (en) * | 1935-10-29 | 1939-01-03 | Colorado Fuel & Iron Corp | Flotation process |
US2226170A (en) * | 1938-01-13 | 1940-12-24 | Philadelphia And Reading Coal | Flotation of materials |
US2783884A (en) * | 1950-12-06 | 1957-03-05 | Ruhrchemie Ag | Process and apparatus for the contacting of granular materials with liquids and gases |
US3032194A (en) * | 1960-01-21 | 1962-05-01 | American Agricultural Chem Co | Hydraulic classification of solids |
US3280975A (en) * | 1963-03-29 | 1966-10-25 | Continental Oil Co | Discharge control for hydraulic classification |
US3308951A (en) * | 1964-12-03 | 1967-03-14 | Continental Oil Co | Secondary hindered settling column for hydrosizers |
US3511375A (en) * | 1968-10-02 | 1970-05-12 | Wellman Lord Inc | Process and apparatus for hydraulically separating particulate solids according to particle settling rate |
US4705623A (en) * | 1984-08-24 | 1987-11-10 | Mobil Oil Corporation | Hydrosizing method and apparatus |
US4981582A (en) * | 1988-01-27 | 1991-01-01 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Process and apparatus for separating fine particles by microbubble flotation together with a process and apparatus for generation of microbubbles |
SE508704C2 (sv) * | 1992-02-03 | 1998-10-26 | Johansson Jan Erik | Anordning vid flotationsapparat |
CA2171033C (en) * | 1996-03-05 | 2009-07-14 | Tesfaye Negeri | Frothless flotation apparatus |
US6425485B1 (en) * | 1998-03-26 | 2002-07-30 | Eriez Magnetics | Air-assisted density separator device and method |
FI116042B (sv) * | 2001-10-04 | 2005-09-15 | Outokumpu Oy | Flotationsmekanism och -cell |
AU2006209789B2 (en) * | 2005-02-01 | 2011-12-15 | Newcastle Innovation Limited | Method and apparatus for contacting bubbles and particles in a flotation separation system |
WO2008104022A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Newcastle Innovation Limited | Method and apparatus for flotation in a fluidized bed |
-
2009
- 2009-05-26 CA CA2762841A patent/CA2762841A1/en not_active Abandoned
- 2009-05-26 AU AU2009346778A patent/AU2009346778A1/en not_active Abandoned
- 2009-05-26 SE SE1100941A patent/SE1100941A1/sv not_active Application Discontinuation
- 2009-05-26 US US13/321,667 patent/US20120061298A1/en not_active Abandoned
- 2009-05-26 WO PCT/AU2009/000653 patent/WO2010135760A1/en active Application Filing
- 2009-05-26 MX MX2011012508A patent/MX2011012508A/es not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-12-22 ZA ZA2011/09484A patent/ZA201109484B/en unknown
- 2011-12-23 FI FI20116320A patent/FI20116320A/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120061298A1 (en) | 2012-03-15 |
MX2011012508A (es) | 2012-03-06 |
AU2009346778A1 (en) | 2012-01-12 |
WO2010135760A1 (en) | 2010-12-02 |
FI20116320A (sv) | 2011-12-23 |
ZA201109484B (en) | 2014-05-28 |
CA2762841A1 (en) | 2010-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE1100941A1 (sv) | Förbättrad metod och anordning för skumflotation i ett kärl med omrörning | |
US10040075B2 (en) | Method and apparatus for flotation in a fluidized bed | |
CN108348927B (zh) | 用于泡沫浮选的***、方法和装置 | |
EP3102333B1 (en) | Flotation cell and system for separating hydrophobic particles from a mixture of particles and liquid | |
US7624877B2 (en) | Separate size flotation device | |
CN101511488B (zh) | 用于浮选和分级矿浆的设备和方法 | |
CN111629832B (zh) | 浮选线 | |
CN108636618B (zh) | 试验用多级矿物浮选装置及其应用方法 | |
AU2019100828A4 (en) | Flotation line | |
EA029754B1 (ru) | Способ и установка для обработки сырьевого потока для флотационного устройства | |
AU2019100827A4 (en) | Flotation cell | |
AU2018435114A1 (en) | Flotation cell | |
AU2019100826A4 (en) | Flotation cell | |
AU2019100825A4 (en) | Flotation cell | |
US6832690B2 (en) | Guiding device for a flotation machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAV | Patent application has lapsed |