NO812923L - Fremgangsmaate og apparat for oppnaaelse av flotasjon i et sentrifugalfelt. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et nytt apparat og

en ny fremgangsmåte for oppnåelse av flotasjon i et sentri-fugalf elt .

Flotasjon er en prosess hvor den tilsynelatende tetthet av en partikkelformet bestanddel i en suspensjon av findelte partikler blir redusert ved adhesjon av gassbobler til den partikkelformede bestanddel. Oppdriften av boble/partikkel-enheten er slik at enheten stiger til overflaten og dermed ved hjelp av tyngdekraften adskilles fra de gjenstående partikkelformede bestanddeler, som ikke tiltrekker seg luft og derfor suspendert i væskefasen. Den foretrukne fremgangsmåte for å fjerne det flytendegjorte materiale er dannelse av skum som samler boble/partikkelenhetene. Skummet med de samlede boble/partikkelenheter fjernes fra suspensjonens overflate. Denne prosess kalles skumfIotasjon og gjennomføres som en kontinuerlig prosess i anordninger som kalles fIotasjonsceller. I denne forbindelse er det viktig at skumfIotasjon fremmes

av store mengder små bobler med en diameter på 1-2 mm.

Konvensjonelt avhenger resultatet av flotasjonen av styringen av forholdene i suspensjonen slik at luften selek-tivt holdes tilbake av en bestanddele og avvises av de øvrige. For at dette skal oppnås må massen behandles ved tilsetning

av små mengder av kjente kjemikalier som gjør en bestanddel egnet til å flyte opp i forhold til de øvrige. En komplett fIotasjonsprosess gjennomføres således i flere trinn: (1) materialer males, vanligvis til en størrelse mindre enn ca.

28 mesh, (2) det dannes en suspensjon som inneholder ca.

5-40% faststoffer i vann, (3) de nødvendige kjemikalier til-settes og man bruker tilstrekkelig tid og omrøring for å få fordelt kjemikaliene på overflaten av de partikler som skal floteres, (4) den behandlede suspensjon luftes i en flota-sjonscelle ved omrøring i nærvær av en luftstrøm eller ved blåsing av luft i fine strømmer gjennom massen, og (5) de luftede partikler i skummet fjernes fra toppen av cellen som et skumprodukt (ofte som konsentratet), mens de gjenstående faststoffer og vann tømmes fra bunnen av cellen (ofte som avgangsprodukt).

Kjemikalier som er nyttige for dannelse av en skumfase for fIotasjonsprosessen kalles vanligvis skumdannere. De vanligste skumdannere er alkoholer med kort kjede, som metyl-isobutyl, carbinol, terpentinolje, kresylsyre og liknende. Kriteriene for en god skumdanner er oppløselighet, seighet, konsistens, skumbrekking og ikke-samlingsteknikker. I praktiske fIotasjonstester kan størrelsen, antallet og stabili-teten av boblene under flotasjon optimaliseres ved gitte skum-konsentrasjoner.

Det er brukt mye vitenskapelig arbeid på å analysere

de forskjellige faktorer som vedrører bedring av forholdene under flotasjonen for at man skal oppnå bedret gjenvinning av partikler. Et spesielt fenomen som har vært kjent en tid er den dårlige fIotasjonsrespons av fine partikler. Teknikkens stilling er f.eks. illustrert i fig. 1, hvor det er gjort en sammenlikning mellom andelen av gjenvinning fra spesifiserte størrelsesfraksjoner i forhold til middels partikkelstørrelse ved konvensjonell flotasjon av visse sulfidmineraler. Det vil fremgå at det under ca. 10 mikron skjer et brått fall i gjen-vinningsprosenten av disse fine partikler. Særlig illustrerer fig. 1 kurver for gjenvinning etter størrelse for forskjellige sulfidmineraler. Hver kurve er resultatet av en en-minutts flotasjon i full fIotasjonsskala i en tidsbestemt satstest

(60 sek), hvor hver test så langt mulig er gjennomført under de samme fIotasjonsbetingelser (dvs. kondisjonering og flotasjon som ville føre til god gjenvinning av partikler av middels størrelse etter flere minutters fIotasjonstid. Forskjellen i gjenvinning av grove partikler mellom blyglans og pyritt kan muligens forklares ved tetthetsforskjellene mellom mineralene (7500 hhv. 5000 kg/m), men samme forklaring kan ikke brukes i tilfellet pentlanditt, som har tilnærmet samme tetthet som pyritt. Det understrekes at fig. 1 viser en merk-bar reduksjon i gjenvinningsprosent for disse sulfidmineraler ved partikkelstørrelser under ca. 15 mikron og videre at denne virkning sees som et generelt fenomen for alle partikkel-typer.

Overflatekjemiske faktorer bestemmer i prinsippet potensialet for dannelsen av et boble/partikkelaggregat• De kvalitative gjensidige relasjoner mellom hydrofbbisitet, kontaktvinkel og fIotasjonsrespons er forholdsvis godt forstått, men det foreligger lite kvantitativ informasjon om for-holdet mellom hydrofobisitet og induksjonstid. Induksjonstiden kan defineres som den tid det tar for en boble å danne en trefasekontakt med en fast flate etter en boble/partikkel-kollisjon. Alternativt kan det forstås som den tid det tar etter kollisjonen før væskéfilmen mellom en partikkel og en boble fortynnes til bristetykkelse. Induksjonstider som er karakteristiske for gode fIotasjonsforhold er kjent i en stør-relsesorden på 10 millisekunder. Men skjønt kontaktvinkelen synes å være en iboende karakteristikk av overflatekjemiske krefter, vil induksjonstiden i et faktisk fIotasjonssystem, foruten å være avhengig av overflatekjemiske krefter også avhenge av fysiske krefter, som partikkelstørrelse, tempera-tur i enkelte tilfelle, og på grunn av sin egenart sannsynlig-vis også av inerteffekter. Når det gjelder boble/partikkel-kontakt og adhesjon, må derfor alle beregninger som omfatter en induksjonstidsfaktor til en viss grad være spekulative, skjønt de kan gi nyttig veiledning om denne faktors betydning for fIotasjonshastigheter og den generelle fIotasjonsrespons fra enkeltpartikler.

<y>tterligere omtale av flotasjon og behandling av fine partikler er tilgjengelig i følgende publikasjoner: "Flotasjon", bd 1 og 2, M.C. Furstenau, redaktør, American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers Inc., New York. N.Y. 1976 og "Fine Particles Processing", Proseedings of the International Symposium on Fine Particles Processing, Las Vegas, Nevada, 24-28 februar 19 80 (bd 1 og 2; P. Somasundaran, redaktør, American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, Inc. New York, N.Y. 1980.

I tillegg til konvensjonell skumfIotasjon omfatter modifiserte fIotasjonsteknikker tilsetning av en oljeemul-sjon. Separasjon av kull fremmes f.eks. sterkt ved tilsetning av ca. 3-5% eller mer olje for økt dannelse av oljedråpe/ kullpartikkelaggregater. En oppslemming av malt kull flokku-leres med oljen og fnuggene som flyter opp separeres fra avfallsmaterialet ved skumming fra overflaten. Skjønt denne teknikk ikke benytter seg av luftbobler for flotasjonen, er systemets tilpasning til skumfIotasjon benyttet bade for kull og en mangfold av ertser, som mangandioksyd og olmenitt (et oksydmineral av jern og titan). I sistnevnte fremgangsmåte til-settes et samlestoff (collector) og fyringsolje til ertssus-pensjonen, ofte sammen med en emulgator. Prosessbetingelsene justeres slik at når massen luftes, blir den dispergerte olje/ partikkelsuspensjon omdannet fra en suspensjon av olje-i-vann i massen til en suspensjon av vann-i-olje i skummet. Denne prosess utgjør således en mellomting mellom skumfIotasjon og ovennevnte oljefIotasjonsprosess. Med fordel er den benyttede oljemengde vanligvis mye lavere enn den som benyttes ved olje-eller den sfæriske agglomerasjonsprosess, vanligvis bare ca.

h til noen kg olje pr. tonn behandlet erts. Modifikasjonene av den konvensjonelle skumfIotasjon kalles gjerne emulsjons-eller oljefIotasjon.

Ettersom partiklene bør være små og den opprinnelige tetthet av det floterte materiale ikke er for kritisk ved effektiv lufting, kan flotasjon benyttes der konvensjonell gravitasjonsseparasjon ikke slår heldig ut. Flotasjon er faktisk så nyttig og mangfoldig brukt at den har erstattet de eldre gravitasjonsseparasjonsmetoder i en rekke tilfelle hvor det har vært separasjonsproblemer. Opprinnelig ble flotasjon brukt for separasjon av sulfidkobbermalm, bly og sink fra assosierte gangartmineralpartikler, men brukes også til konsen-trasjon av ikke-sulfidholdige malmer, rensing av kull, separasjon av salter fra deres moderlut og for gjenvinning av stoffer som svovel og grafitt.

Syklonseparatoren eller hydrosyklonen er en anordning soiri utnytter fluidumtrykkenergi for opprettelse av en roterende fluidumbevegelse. Denne rotasjonsbevegelse forårsaker relativ bevegelse av partikler som er suspendert i fluidumet og tillater dermed separasjon av partikler fra andre partikler eller fra fluidumet. Den roterende fluidumbevegelsen fremkalles ved tangensial innsprøytning av fluidum under trykk i et kar. Karet er vanligvis sylindrisk på det punkt hvor fluidet trer inn og kan forbli sylindrisk over hele kar-lengden, skjønt det er vanlig at karet avsluttes med konus-form. I mange tilfelle benyttes hydrosykloner med hell for avvanning av en suspensjon eller for separasjon etter par-tikkelstørrelse (klassifiserings-hydrosyklon). Men like viktig er hydrosyklonens bruk som gravitasjonsseparator. Hydrosykloner er i stor utstrekning brukt som gravitasjonsseparatorer i kullbehandlingsanlegg og det er utviklet kon-struksjonstrekk for slike anvendelser som legger mer vekt på forskjellen i partikkeltyngdekraft enn i partikkelstørrelse. To generelle kategorier av hydrosykloner som benyttes til gravitasjonsseparasjon kan karakteriseres ved deres konstruk-sjonstrekk, især når det gjelder innløps- og utløpsporter og, i noe mindre grad, ved nærvær eller fravær av et konisk parti.

Den første hydrosyklontypen har vanligvis tre inntaks-og utløpsporter og består av et sylindrisk kar som i indu-striell målestokk varierer mellom 5,08 og 60,96 cm i diameter med en konisk eller bolleformet bunn. Det forekommer varia-sjoner i form, dimensjoner, bunnutformning, hvirvelfinner med videre. Valget av de forskjellige parametre for syklonen avhenger av størrelsen av de partikler som skal behandles og den ønskede effektivitet. Således er de hovedsakelige drifts-variabler for hydrosyklonen den vertikale klaring mellom nedre munningskant av hvirvelfinneren og syklonens bunn, hvirvel-finnerens diameter, spissdiameteren, konsentrasjonen av innmatede faststoffer og inntakstrykket.

Under drift innføres partikkel/vannsuspensjonen tangensialt og under trykk i det sylindriske parti av syklonen, hvor sentrifugalkrefter påvirker partiklene i forhold til deres masse. Når suspensjonen beveges ned i det koniske syklonparti, vil sentrifugalkraften som påvirker partiklene øke med avtagende radier. Under slike forhold vil de tette partiklene med en gitt størrelse beveges utad mot den ned-løpende vannspiral med langt større hastighet enn de lettere partiklene. Når disse lettere eller mindre tette partikler nærmer seg konusens spiss, vil de følgelig trekkes inn i en oppadstrømmende, indre vannspiral, som omslutter en sentral luftkjerne og disse lettere partikler havner hos hvirvelfinneren i form av overløpsprodukt. De tyngre partiklene i ytre spiral langs syklonveggen kommer til spissåpningen for hydrosyklonen som nedløpsprodukt. Dette er selvsagt en over-forenklet beskrivelse av separasjonen slik den finner sted i en hydrosyklon. Det foregår i realiteten en svært komplisert interaksjon mellom mange fysiske fenomener, inklusive sentri-fugalakselerasjon, sentripetalkraft på fluidet og gjensidig partikkelprelling.

Den andre hydrosyklontype som benyttes til gravitasjonsseparasjon har fire inntaks/utløpsporter og består av et rettvegget, sylindrisk kar med spesifisert lengde og diameter og drives vanligvis i forskjellige skråstillinger mellom hori-sontal og vertikal stilling. En partikkelsuspensjon trer inn i karet gjennom et koaksialt føderør, vanligvis i øvre karende, mens et annet fluidum, vann eller en tung suspensjon, trer inn tangensialt i karet, under trykk, gjennom et inntak nær karets nedre ende. Det pumpede medium som således innføres skaper en helt åpen hvirvel i karet, når det passerer gjennom karet mot et tangensialt avløp nær øvre eller inntaksenden. Syklonvirkningen som skapes i karet fører til transport av

de tyngre partiklene mot avløpet, mens de mindre tette partiklene fjernes fra karet gjennom et koaksialt utløp (hvirvelfinner) i nedre ende av karet.

Begge omtalte anordninger kan brukes med eller uten tette medier. Hydrosykloner som brukes uten tette medier for gravitasjonsseparasjon betegnes som vann-hydrosykloner og de som benyttes med tette medier betegnes som tungmedia-hydrosykloner. De tette medier består vanligvis av en vandig suspensjon av finmalt magnetitt eller ferrosilikon for styring av mediets spesifikke vekt mellom den spesifikke vekt av det tilførte materialets to komponenter. Det finmalte materiale gjenvinnes fra både øvre og nedre strøm ved siling og re-sirkulasjon. Dette krav øker omkostningene og kompliserer separasjonen og begrenser dermed prosessen med henblikk på de partikkelstørrelser som kan separeres.

Ytterligere informasjon om hydrosyklonseparatorer og driften av dem foreligger i følgende publikasjoner:

"The Hydrocyclone", D. Bradley, Pergamon Press,

Oxford 1965,

"Performance of the Hydrocyclone as a Fine-Coal Cleaner", P. Sands, M. Solaski og M.R. Geer, Bureau of Mines Report of Investigations, 7067, United States Department of the Interior, jan. 1968.

"Performance Characteristics of Coal-Washing Equipment, Dense-Medium Cyclones", A.W. Deurbrouck og J. Hudy, jr., Bureau of Mines Report of Investigations 7673, US Department of the Interior 1972.

"Performance Characteristics of Coal-Washing Equipment. Hydrocyclones", A.W. Deurbrouck, Bureau of Mines Report of Investigations, 7891, US Department of the interior, 1974, og

"Water-Only Cyclones, their Functions and Performance", E.J. 0'Brien og K.J. Sharpeta, Coal Age, sider 110-114,

j an. 1876.

Det har overraskende vist seg at flotasjon kan oppnås

i et sentrifugalfelt for oppnåelse av bedret effektivitet av partikkelgjenvinningen særlig når det gjelder de partikler som konvensjonelt betraktes som for små å gjenvinnes med gravitasjonsseparatorer og som ikke reagerer godt i konvensjonelle skumfIotasjonssystemer i et gravitasjonsfelt. Et slikt apparat og en slik fremgangsmåte er beskrevet og patent-søkt her.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et nytt flotasjonsapparat og en ny fremgangsmåte, hvor flotasjon oppnås i en hydrosykloanordnings sentrifugalfelt. Apparatet er utformet som en av forskjellige, hensiktsmessige syklonseparatorer, som er hensiktsmessig modifisert med henblikk på den nye frem-gangsmåten ifølge oppfinnelsen. Luft til fIotasjonssepara-sjonsteknikken kan enten tilføres gjennom en porøs vegg i syklonanordningen eller ved hjelp av luft som er dispergert i

et medium som innføres i syklonanordningen.

Det er således en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe bedringer av gravitasjons- og flota-sjonsseparasjonsteknikkene.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en bedret hydrosyklon som er hensiktsmessig som flotasjons-anordning og bedrede fIotasjonsteknikker.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en bedret hydrosyklon med en porøs vegg som omgir et parti av hydrosyklonlegemet, hvor den porøse vegg danner en del av veggen for et luftfylt rom og muliggjør tilførsel av luft til hydrosyklonen.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe

et bedret apparat for innføring av findelte luftbobler i et flytende medium for en syklonseparator for derved å tilveiebringe den nødvendige skumfase for flotasjon i et sentrifugalfelt.

Disse og andre formål og trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydeligere av nedenstående beskrivelse og de vedlagte krav sett i sammenheng med tegningen, der

fig. 1 viser et diagram hvor gjenvinningsandelen fra angitte størrelsesintervaller sammenliknes med gjennomsnitlig partikkelstørrelse i de nevnte intervaller for forskjellige mineraler ved bruk av standard fIotasjonsteknikker,

fig. 2 er en gjengivelse i perspektiv av et første, foretrukket utførelseseksempel av det nye apparatet ifølge oppfinnelsen, for oppnåelse av flotasjon i et sentrifugalfelt, hvor deler er bortbrutt for å gi innsyn i den innvendige konstruksjon og drift,

fig. 3 er en skjematisk gjengivelse i større målestokk av en del av fig. 1, og illustrerer den nye fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for flotasjon i et sentrifugalfelt,

fig. 4 viser et andre foretrukket utførelseseksempel av det nye apparat ifølge oppfinnelsen, for oppnåelse av flotasjon i et sentrifugalfelt, hvor deler er bortbrutt for å gi innsyn i den innvendige konstruksjon og driften, og

fig. 5 viser et tredje, foretrukket utførelseseksempel av det nye apparatet ifølge oppfinnelsen for oppnåelse av flotasjon i et sentrifugalfelt, hvor deler er bortbrutt for å gi innsyn i den innvendige konstruksjon og driften.

Oppfinnelsen vil lettest bli forstått under henvisning til tegningen, hvor like deler er betegnet med like hen-visningstegn i figurene.

Fra litteraturen på området og som et resultat av de forskjellige observasjoner som er av betydning i forbindelse med flotasjon av fine partikler (mindre enn ca. 15 mikrometer), er følgende likning gitt for fine partikler som forklaring på deres fIotasjonsrespons. Likningen gir på en fordelaktig måte en pekepinn om bedring av flotas.jonsforholdet for fine partikler. Forholdskonstanten k er uttrykt som

hvor (B) er partikkelandelen som holdes igjen i skummet etter vellykket kollisjon, (a) er bobleradien, krumningsradien;

(r) er partikkelradien; (u) er den relative partikkelboble-hastigheten; (N) er antallet bobler pr. volumenhet av masse; (X) er induksjonstiden. Innebygget i (X) er de mange kjem-iske faktorer som gir mineraloverflaten en passende hydrofob karakter. Alle andre betegnelser har relasjon til de fysiske omgivelser i en fIotasjonscelle, især når det gjelder gassfasen; (a) bobleradien eller boblestørrelsen; (N) boblekonsen-trasjonen og (u) den relative boble/partikkelhastigheten. Økningen i fIotasjonsverdien som følge av en økning av luft-ingsverdien (N) er velkjent.

Ved første blikk kan det synes som om likningens form forutsier at verdikonstanten k vil øke med økende boblestør-relse. Forskere har imidlertid påpekt at slike forutsigelser tenderer til å motsi de praktiske observasjoner. Det er en felles faktor som ikke er blitt understreket i noen av de tid-ligere argumenter, den samtidige endring av både bobleantallet (N) og den gjennomsnitlige boblehastighet (u), som vil finne sted i et faktisk fIotasjonssystem, dersom det tas skritt for justering av boblestørrelsen. Ovenstående likning 1 tyder på hvordan alle disse faktorer er involvert samtidig og en "boblefaktor" B kan isoleres fra verdikonstantlikningen på følgende måte:

Tabell I angir boblestørrelse, hastighet, antall m.v. for et spesielt fIotasjonssystem (dvs. 10,5 volum-% luft i massen; 200 bobler med en mm diameter pr. cm 3 masse). Det skal spesielt gjøres oppmerksom på den store økning av "boblefaktoren" og dermed fIotasjonsverdien, når boblestør-relsen avtar. Denne økning viser seg hovedsakelig å skyldes den store økning av bobleantallet som fullstendig overskygger de motsattrettede størrelses- og hastighetsvirkninger.

Skjønt teorien bekrefter de alminnelige oppfatninger hos metallurger at enhver forholdsregel som kan tas for å redu-sere bobiéstørrelsen vil fremme flotasjonen, er det obser-vert at gjenvinningen er svært dårlig i en fIotasjonskolonne hvor det brukes meget små bobler. Vanligvis synes konstruk-tører av industrielle fIotasjonsceller ikke å ha funnet en tilfredsstillende løsning på problemet som ligger i produk-sjon av fine bobler økonomisk for bruk av dem på en effektiv måte.

Med den radiale strømning av fine gassbobler i et sentrifugalfelt på ca. 80G resulterer i boblehastigheter i størrelsesorden 1600 cm/sek. Slike betingelser er særlig velegnet for flotasjon av fine partikler og bør utvide grensen for fine størrelser for flotasjon i mange systemer. Dessuten antas bruk av en luftspylt hydrosyklon til kullrensing å

være en udmerket anvendelse, og resultater av forsøk demon-strerer anordningens, effektivitet ved askeutskilling sammen-liknet med tradisjonell fIotasjonsseparasjon i et gravitasjonsfelt. Forsøksresultater for andre mineralsysterner tyder på at liknende gode resultater kan oppnås også ved systemer hvor gravitasjonsforskjellen generelt ikke ville være gunstig for separasjon.

Fig. 2 viser et første, foretrukket utførelseseksempel av det nye apparat ifølge oppfinnelsen for oppnåelse av flotasjon i et fIotasjonsfelt. Apparatet er generelt betegnet med 10 og har formen av en luftspylt hydrosyklon. Hydrosyklonens 10 legeme er generelt utformet som en konvensjonell hydrosyklon med et øvre, sylindrisk parti 12,og legemet ender nederst i en nedadrettet konus 18 med en avløpsspiss 20 for et nedre avløp 44. En hvirvelfinner 28 er innsatt i det sylindriske parti 12 og danner et utløp for et overløpspro-dukt 32 gjennom utløpet 30. Gjennom et innmatningsinntak 24 innføres en suspensjon 38 tangensialt i det sylindriske parti 12 for oppnåelse av en syklonvirkning i dette parti. Et parti 22 forandrer innløpet 23 fra sirkulært tverrsnitt til rek-tangulært tverrsnitt for innløpet 24.

En porøs vegg 42 er utformet som en vegg for en del av hydrosyklonen 10. Den porøse vegg 42 er utvendig omgitt av et ruftfylt rom 40, som dannes av en sylindrisk vegg 17, som strekker seg mellom en øvre flens 15 og en nedre flens 16.

Et luftinntak 34 sørger for tilførsel av trykkluft 36 til

det luftfylte rom 40.

I fig. 3 er luften 36 i det luftfylte rom 40 skjematisk vist ved piler 36a-36c som trenger gjennom den porøse vegg 42 og danner et flertall adskilte luftbobler 48. Suspensjonen 38 som tilføres inneholder et flertall hydrofobe partikler 46 og hydrofile partikler 47 som vandrer i en syklon-bane mot urviserens retning som skjematisk antydet ved pilen 39. Luftboblene.: 48 fester seg som kjent ved konvensjonelle fIotasjonsteknikker og føres inn mot hydrosyklonens 10 indre hvirvel, hvor de føres oppad gjennom overløpsutløpet 30 som overløp 32. Det skal bemerkes at hydrofobe partikler 4 6 er skjematisk illustrert for at de lett skal kunne illustreres og fremtre. Under spesiell henvisning til likning 1 i forbindelse med tabell I, skal det bemerkes at både bobleantallet (N) og den gjennomsnitlige boblehastighet (u) i et sentrifugalfelt på ca. 80G bør være tilstrekkelig til å gi en overraskende bedret flotasjon av partikler 46. Kurvene i fig. 1 vil da forlenges betydelig mot venstre, slik at det oppnås gjenvinning av en merkbart mindre partikkelstørrelse.

Prinsippene som er nevnt i forbindelse med fig. 3 er angitt under henvisning til det første, foretrukne utførelses-eksemplet som er illustrert i fig. 1, men kan brukes i forbindelse med hele beskrivelsen, særlig også i forbindelse med andre og tredje foretrukne utførelseseksempel av oppfinnelsen som er vist i fig. 4, henholdsvis -5.

I fig. 4 er det andre foretrukne utførelseseksempel

av apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse for flotasjon i et sentrifugalfelt generelt betegnet med 50. Apparatet omfatter et sylindrisk kar 52 med et koaksialt inntak 54 for materiale 55 i øvre ende av et koaksialt utløp for et pro-dukt 57 i nedre ende. Et parti av karets 52 yttervegg ut-gjøres av en porøs vegg 60 som er omgitt av et luftfylt rom 58 som dannes av en sylindrisk vegg 59 som samvirker med en øvre flens 64 og en nedre flens 65. Et luftinntak 62 sørger for tilførsel av trykkluft 63 til det luftfylte rom 58.

Sykloneffekten i karet 52 oppnås ved hjelp av et tangensialt anbrakt inntak 6 6 for vaskevann 6 7 under trykk. Vaskevannet 67 som trer inn i karet 52 vil rotere mot urviserens retning, som antydet ved en stiplet pil 67a, og vandrer oppad gjennom karets 52 indre til et andre tangensialt utløp 68, hvor det blir utløpsvann 69. Vaskevannets 67 sykloneffekt, som antydet ved pilen 67a, danner en tilsvarende hvirvel for det innmatede materiale 55. Dette resulterer i at tettere partikler i materialet 55 føres med vaskevannet 67 til nedre avløp 69. Lettere partikler fortsetter med materialet 55 i en indre hvirvel, som er skjematisk antydet ved den stiplede strek 55a, og tømmes gjennom utløp 56 som utløpsprodukt 57. Den generelle overgangslinje mellom de to hvirvler er skjematisk angitt ved den stiplede strek 51.

Med henblikk på ovenstående diskusjon i forbindelse med den skjematisk illustrerte fremgangsmåte ifølge fig. 3, blir luft 63 som passerer inn i luftrommet 58 rettet gjennom den porøse vegg 60 for derved å danne et flertall adskilte bobler (skjematisk i likhet med boblene 48 i fig. 3) for oppnåelse av den nye fIotasjonsprosess i et sentrifugalfelt ifølge foreliggende oppfinnelse.

I fig. 5' er en tredje, foretrukket utførelsesform av det nye apparat for flotasjon i et sentrifugalfelt vist som en syklonformet fIotasjonsseparator 80. Den syklonformede fIotasjonsseparator 80 er utformet som et sylindrisk kar 82 med et koaksialt innmatningsinnløp 84 i øvre ende for en materialstrøm 85 og et tilsvarende, koaksialt utløp 86 i nedre ende for produktutløp 87. Sykloneffekten i karet 82 dannes av vaskevann 95 som innføres tangensialt i karet 82 gjennom et tangensialt innløp 92. Det strømningsmønster som derved opprettes er skjematisk illustrert ved stiplede streker 95a som en syklonhvirvel. Syklonhvirvelen i karet 82 rettet vaskevannet 95 opp gjennom karet 82 til utløpet 88 som utløpsmateriale 89. Tilsvarende sykloneffekt av materialet 85 som dannes av vaskevannet 95 er vist som hvirvelen 85a (vist med stiplede streker) og området mellom hvirvlene er generelt antydet med stiplede streker som kolonne 81. Luft som er skjematisk antydet ved pilen 97, innføres gjennom et innløp 96 til en blander 90, hvor den blandes godt til en fin dispersjon av bobler (se boblene 48 i fig. 3) i vaske vannet 95. Blanderen 90 kan ha valgfri hensiktsmessig form og kan f.eks. omfatte et blandeapparat drevet utenfra for oppnåelse av den fine dispersjon av bobler 48 (fig. 3) i prosessen. Alternativt kan gassbobler 48 (fig. 3) fremkalles elektrolytisk eller på en annen hensiktsmessig måte.

Oppfinnelsen kan realiseres i andre spesielle ut-førelsesformer uten at man avviker fra oppfinnelsens ramme. De omtalte utførelseseksempler er i alle henseende å be-trakte som illustrerende og ikke begrensende, og oppfinnelsens ramme er angitt i de etterfølgende krav. Alle end-ringer som dekkes av de etterfølgende krav hva angår mening og omfang betraktes som innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (19)

1. Flotasjonsapparat for partikkelseparasjon i et sentri-fugalf elt,karakterisert vedet kammer med generelt sirkulært tverrsnitt hvor en partikkelsuspensjon mottas, innløp for innføring av et trykkfluidum tangensialt

i kammeret slik at det dannes en hvirvel i kammeret, hvor hvirvelen danner et sentrifugalfelt og en gasspreder for innføring av en gass i hvirvelen i kammeret, hvor gassen danner findelte bobler og bidrar til å separere partiklene i partikkelsuspensjonen ved flotasjon i sentrifugalfeltet.

2. Flotasjonsapparat som angitt i krav.1,karakterisert vedat kammeret omfatter et vertikalt orientert, sylindrisk-konisk kar med et sylindrisk parti nær innløpet og et nedad avsmalnende parti som danner en av-skåret konus.

3. Flotasjonsapparat som angitt i krav 2,karakterisert vedat gassprederen omfatter et gassfylt rom som omgir i det minste en del av kammerets yttervegg hvor nevnte parti av kammerets yttervegg har en porøs vegg for å slippe inn gass fra det gassfylte rom til karet.

4. Flotasjonsapparat som angitt i krav 1,karakterisert vedat kammeret omfatter et sylindrisk kar.

5. Flotasjonsapparat som angitt i krav 1,karakterisert vedat det "sylindriske kar" omfatter et" koaksialt innløp i en første ende for innføring av en par-tikkelsuspens jon i kammeret og et koaksialt utløp i en andre ende for fjernelse av et utgangsprodukt fra kammeret og at innløpet omfatter et tangensialt innløp nær nevnte andre ende, hvor innløpet tømmer gjennom et tangensialt utløp nær nevnte første ende.

6. Flotasjonsapparat som angitt i krav 5,karakterisert vedat i det minste en del av det sylindriske karet mellom det tangensiale innløp og det tangensiale utløp omfatter et gassfylt rom som omgir det sylindriske kar og en porøs vegg som danner i det minste en del av veggen mellom det gassfylte rom og det sylindriske kar, hvor den porøse vegg slipper inn en gass fra det gassfylte rom til kammeret.

7. Flotasjonsapparat som angitt i krav 5,karakterisert vedat det tangensiale innløp videre omfatter blandeorganer for blanding av en gass med et fluidum som innføres gjennom det tangensiale innløp til kammeret.

8. Gasspylt hydrosyklon for separasjon av partikler i et sentrifugalfelt,karakterisert vedet vertikalt orientert kammer med sirkulært tverrsnitt, et innløp for innføring av en partikkelsuspensjon i kammeret, hvor innløpet omfatter en tangensial innløpsåpning, som gir par-tikkelsuspens jonen hvirvelstrømning og derved danner et sentrifugalfelt i kammeret, et overløp for fjernelse av over-løpsprodukt fra kammeret, hvor overløpet omfatter en hvirvelfinner anordnet i øvre ende av kammeret og koaksialt orientert med kammeret, et utløp for fjernelse av et nedløps-produkt fra kammeret, hvor utløpet omfatter en avløpsåpning i nedre ende av kammeret, koaksialt orientert med kammeret og en gasspredér;-f or innføring av gass i kammeret, hvilken omfatter et gassfylt rom som omgir kammeret og en porøs vegg mellom det gassfylte rom og kammeret for innføring av gass fra det gassfylte rom i kammeret.

9. Gasspylt hydrosyklon som angitt i krav 8,karakterisert vedat kammeret omfatter et øvre, sylindrisk parti og et nedre, konisk, nedad avsmalnende parti.

10. Luftspylt hydrosyklon,karakterisertv e d at den omfatter et generelt sylindrisk kar med et koaksialt innløp i en første ende og et koaksialt utløp i en andre ende, et inntak for innføring av. evt vaskemedium i karet, hvilket innløp er anordnet nær den andre enden og skjærer karet, tangensialt, et utløp for fjernelse av partikler og vaskemedium fra karet, hvor utløpet er anordnet nær første ende og skjærer karet tangensialt, en porøs vegg som danner i det minste en del av karveggen mellom innløpet og utløpet og et luftfylt rom som omgir det porøse vegg-parti av karet.

11. Luftspylt hydrosyklon,karakterisertv e d at den omfatter et generelt sylindrisk kar med et koaksialt innløp i en første ende og et koaksialt utløp i en andre ende, et inntak anordnet nær andre ende og slik at det skjærer karet tangensialt, et utløp anordnet nær første ende som skjærer karet tangensialt og spredningsorganer for blanding av en gass med en væske innført gjennom inntaket.

12. Fremgangsmåte for separasjon av partikler i en flui-dumsuspénsjon og partikler,karakterisert vedat det tilveiebringes et kar med sirkulært tverrsnitt, et materiale innføres i karet.hvor materialet omfatter partikler i fluidumsuspensjon, det dannes et utløp for fjernelse av et materiale fra karet, det opprettes et sentrifugalfelt i karet ved at en hvirvel dannes i karet og det innføres en gassfase i hvirvelen, hvor gassfasen separerer partikler fra fluidumsuspensjonen ved flotasjon i sentrifugalfeltet.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12,karakterisert vedat karet forsynes med et sylindrisk parti og et konisk parti og at karet orienteres vertikalt med det koniske parti som et nedad avsmalnende karparti.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13,karakterisert vedat hvirvelen og sentrifugalfeltet i karet dannes ved innsprøytning av materialet tangensialt i karets sylindriske parti.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 12,karakterisert vedat tilveiebringelsestrinnet omfatter frem-stilling av karet som et sylindrisk kammer.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15,karakterisert vedat tilveiebringelsestrinnet videre omfatter innføring av materialet i karet gjennom et koaksialt innløp og hvor nevnte sentrifugalfelt opprettes ved innsprøytning av et andre fluidum tangensialt i karet.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16,karakterisert vedat tilveiebringelsestrinnet omfatter ut-formning av en porøs vegg som en del av det sylindriske kar og innelukking av den porøse vegg i et gassfylt rom og inn-sprøyting av en gassfase i karet gjennom den porøse vegg fra det gassfylte rom.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 16,karakterisert vedat tilveiebringelsestrinnet videre omfatter blanding av en gassfase med en andre væskefase og innføring av nevnte andre væskefase tangensialt i karet for dannelse av hvirvelen mens gassfasen innføres i hvirvelen.

19. Fremgangsmåte for separasjon av partikler ved flotasjon i et sentrifugalfelt,karakterisert vedat en fluidumsuspensjon av partikler innføres koaksialt i et sylindrisk kar i en første ende, at det dannes en hvirvel i karet ved innføring av et andre fluidum tangensialt i karet når en andre ende og fjernelse av fluidum tangensialt fra karet nær første ende, hvor hvirvelen danner et sentrifugalfelt i karet, og dannelse av en dispersjon av bobler i det andre fluidum for opprettelse av en skumfase, hvor skumfasen fører med seg partikler ved flotasjon til sentrifugalfeltet.