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Rührwerks-Flotationsapparat Die Erfindung betrifft einen Flotationsa,pparat
mit einer Rühr- und einer Schwimmzelle, bei welcher das Rühren und Belüften durch
eine in die Flotationstrübe teilweise eintauchende waagerechte perforierte Hohltrommel
erfolgt, in die die Luft stirnseitig eintritt und deren austauchender Teil beim
Rotieren der Trommel nach der Schwimmzelle hin bewegt wird.
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Bei einer bekannten Flotationsvorrichtung dieser Art ist die Schwimmzelle
von der daneben befinalichen Rührzelle durch eine lotrechte Querwand getrennt. Der
durch die Hohltrommel erzeugte Schaum wird zwax an dem austauchenden Teil der Trommel
über die in der Rührzelle befindliche Flüssigkeit geschleudert, muß aber wieder
in die Flüssigkeit eintauchen und dann erst durch eine untere Öffnung der zwischen
der Rührzelle und der Schwimrnzelle angeordneten Trennwand in die Schwimmzelle über=
treten; wo er die Flüssigkeit nunmehr ganz von unten nach oben durchsetzen muß,
bis er schließlich an der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmen kann. Bei diesem
übergang von der Rührzelle in die Schwimmzelle werden viele Luftblasen des Schaumes
zerstört, weshalb der Wirkungsgrad einer solchen Flotationsvorrichtung nur verhältnismäßig
gering sein kann: Außerdem besteht die Gefahr, daß die Luftblasen des Schaumes während
des mehr oder weniger heftigen Emporsteigens in der Schwimmzelle auch Grobkörner
bzw. Gangartteilchen, die eigentlich ausgeschieden werden sollen, nach oben mitreißen.
Dadurch wird aber die Reinheit des gewonnenen Schaumkonzentrats beträchtlich herabgesetzt.
Schließlich können sich während des verhältnismäßig langen Emporsteigens der Luftblasen
in der Schwimmzelle leicht mehrere kleine Luftbläschen zu einer verhältnismäßig
großen Luftblase vereinigen, welche dann an der Oberfläche zerplatzt und dadurch
für die Schaumbildung verlorengeht. Auch hieraus resultiert eine entsprechende Herabsetzung
des Wirkungsgrades der ganzen Flotationsvorrichtung.
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Dieselben Schwierigkeiten treten auch bei einer ander=en bekannten
Flotati.onsvflrrichtung.auf, bei der in eine Hohltrommel stirnseitig nicht nur Luft,
sondern zugleich auch die Trübe und die Flotationsmittel eingeführt werden und außerdem
die die Hohltrommel aufnehmende Rührzelle mit einer den gebildeten Schaum aufnehmenden
Schwimmzelle zu einer einzigen, von Trennwänden od. dgl. freien Schaumzelle vereinigt
ist. Bei dieser bekannten Anordnung ist aber die Hohltrommel unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
und mit ihrer Achse lotrecht verlaufend angeordnet, so daß der von der Hohltrommel
ausgeschleuderte Schaum unmittelbar in die Flüssigkeit eintreten und durch diese
eine mehr oder weniger große Strecke aufsteigen muß, bis er an der Oberfläche der
einzigen, zugleich die Hohltrommel aufnehmenden Schaumzelle schwimmen kann.
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Schließlich ist eine Flotationsvorrichtung bekannt; bei der die Schwimmzelle
über der Rührzelle angeordnet ist, so daß der in der Rührzelle erzeugte Schaum wiederum
in die Trübe eindringen und durch diese hindurch nach oben aufsteigen muß. Es resultieren
daraus dieselben Mängel wie bei der anfangs beschriebenen, bekannten Flotationsvorrichtung
mit nebeneinander angeordneten und durch eine Querwand getrennten Rühr- und Schwimmzellen.
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Aufgabe der Erfindung ist ,es, diese Nachteile der bekannten Flotationseinrichtungen
zu beheben. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Schwimmzelle mit
der danebenliegenden. Rührzelle zu einer einzigen, von Trennwänden od. dgl. freien
Schaumzelle und der Trüben- und Flotationsmitteleintritt mit dem stirnseitigen Lufteintritt
vereinigt ist, wobei die Schwimmzelle quer zur Trommelachse eine Länge aufweist,
die etwa dem doppelten Trommeldurchmesser entspricht. Bei dieser :Anordnung gelangt
der von der Hohltrommel oberhalb der Flüssigkeit ausgeschleuderte Schaum ungehindert
unmittelbar auf die Oberfläche der in der Schwimmzelle befindlichen Flüssigkeit
und es wird jegliches nochmaliges Untertauchen und mehr oder weniger heftiges Mitreißen
des Schaumes durch die Flüssigkeit sowie Aufsteigen des erzeugten Schaumes vermieden.
Daraus ergibt sich, daß die bei der ersten Schaumerzeugung
gebildeten
kleinen Luftbläschen ungestört bleiben und der Schaum damit länger erhalten und
entsprechend wirksam bleibt. Es wird außerdem vermieden, daß mit der heftig bewegten
Flüssigkeit und von den darin aufsteigenden bzw. mehr oder weniger heftig bewegten
Luftblasen des Schaumes auch die auszuscheidenden Gangarten mechanisch mitgerissen
werden.
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Nach weiteren Merkmalen der Erfindung hat es sich für die Erhöhung
des Wirkungsgrades der Flotationsvorrichtung als besonders zweckmäßig erwiesen,
die Hohltrommel durch innere, radiale oder schraubenförmige Trennwände in zwei oder
mehrere Abschnitte zu unterteilen und/oder zwischen der Hohltrommel und dem gegenüberliegenden
überlauf einen von einer oberhalb der Trommel gelegenen Stelle ausgehenden Rechen
vorzusehen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Flotationsvorrichtung im Grundriß, F i g. 2 einen
Längsschnitt der Flotationsvorrichtung nach der Linie II der F i g. 1, F i g. 3
und 4 Querschnitte der Flotationsvorrichtung nach den Linien III-III und IV-IV der
F i g. 1. Die Schaumzelle 1 der Flotationsvorrichtung besteht aus zwei senkrechten
Seitenwänden 2 und einer Bodenwand 3, die einen vorderen ansteigenden Teil 103 und
einen hinteren halbkreisförmig nach oben gebogenen Teil 203 aufweist. In
dem hinteren Abschnitt der Schaumzelle 1 ist eine waagerechte umlaufende Hohltrommel
4 angeordnet, die einen verhältnismäßig dünnen, perforierten Mantel aufweist und
deren Lage im wesentlichen koaxial zu der hinteren halbkreisförmigen Abschlußwand
203 der Schaumzelle 1 ist. Die Trommel 4 ist aus Metall ; hergestellt und ist an
einer Welle 6 durch radiale Trennwände 5 befestigt, die das Trommelinnere in mehrere
Abschnitte unterteilen.
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Die eine Stirnseite 104 der Trommel 4 ist geschlossen,
während die entgegengesetzte Stirnseite offen ist und durch eine Ausnehmung 7 in
der entsprechenden Seitenwand 2 der Schaumzelle in einen seitlich an dem Becken
1 befestigten Beschickungskasten 8 ausmündet. Die geschlossene Stirnseite
104
der Trommel 4 läuft in einem auf der entsprechenden q Seitenwand 2 der
Schaumzelle 1 befestigten Führungsring 9, während die offene Stirnseite der Trommel
in eine kreisförmige Nut eingreift, die in einem außen an der entsprechenden Seitenwand
2 der Schaumzelle befestigten Ring 10 vorgesehen ist, und eine Labyrinthdichtung
zwischen Trommel 4 und Schaumzellenwandung 1 bildet.
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Die Trommelwelle 6 läuft in äußeren Kugellagern 11 -und mittels Stopfbüchsen
12. dichtend durch die eine Seitenwand 2 der Schaumzelle 1 bzw. durch die Seitenwand
des Beschickungskastens B. Die mit den Dichtungen der Stopfbüchsen 12 in Berührung
stehenden Teile der Trommelwelle 6 sind mit Schutzhülsen 13 versehen. Die Trommelwelle
6 wird durch einen Elektromotor 14 über einen Keilriementrieb 15, 16, 17 angetrieben.
Der Motor 14 ist oben an der einen Seitenwand 2 der Schaumzelle 1 auf einer um die
Achse 18 verschwenkbaren und durch den Anziehbolzen 19 feststellbaren Stütze
20 gelagert, um die Spannung des Treibriemens 16 regeln zu können.
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Der seitliche Beschickungskasten 8 ist an seinem unteren Teil mit
zwei Einlaufstutzen 21, 22 für die zu behandelnde Trübe versehen, wobei der
eine Ein-Laufstutzen 21 z. B. für noch nicht behandelte, sogenannte rohe Trübe;
und, der andere Stutzen 22 für bereits behandelte, von' einer ähnlichen oder anderen
Flotationsvorrichtung herkommende Trübe bestimmt ist. Außerdem kann der Beschickungskasten
8 durch eine Bodenöffnung über ein Rohr 23 und ein Ventil 24 mit der Schaumzelle
1. verbunden werden. Der Beschickungskasten 8 steht oben mit der Außenluft
in Verbindung. Die Lufteintrittsöffnung kann durch einen einstellbaren Deckel
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geregelt werden. Eine Vorrichtung 37, z. B. ein Behälter mit einstellbarem
Tropfauslauf, läßt die Flotationsmittel ebenfalls in den Beschickungskasten 8 einlaufen.
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Im Betrieb wird die in den Beschickungskasten 8 einlaufende Trübe
zusammen mit den darin zugegebenen Flotationsmitteln und der einströmenden Luft
von der schnell umlaufenden Trommel 4 durch die offene Stirnseite derselben und
durch die entsprechende Ausnehmung 7 in der Seitenwand 2 der Schaumzelle
1 angesaugt. Luft, Trübe und Flotationsmittel werden in der Trommel 4 energisch
untereinander vermischt und dieses Gemisch wird durch den gelöcherten Trommelmantel
in die Schaumzelle 1 geschleudert, wobei sich in der Schaumzelle ein Flüssigkeitsspiegel
A einstellt, der höher liegt als der Flüssigkeitsspiegel B im Beschickungskasten
B.
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Die Ansaugewirkung der umlaufenden Trommel 4 kann durch ein vorzugsweise
propellerartiges Gebläserad 26 verstärkt werden, daß auf der Trommelwelle 6 in der
seitlichen Verbindungsöffnung 7 zwischen Trommel und Beschickungskasten 8 befestigt
ist und mit seinen Flügelenden bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels B im Beschickungskasten
8 reicht. Die Vermischung der Trübe mit Luft und Flotationsmitteln wird sowohl
durch dieses Gebläserad 26 als auch durch die inneren, als Schaufeln wirkenden
Trennwände 5 der Trommel 4 wesentlich gefördert.
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Die Trommel 4 ist nicht ganz in die Trübe in der Schaumzelle
1 eingetaucht. Das in der Trommel 4
gebildete Luft-Trübe-Gemisch wird
also hauptsächlich durch den oberen, sich über den Flüssigkeitsspiegel A in der
Schaumzelle 1 erhebenden und keinem Flüssigkeitsgegendruck ausgesetzten Trommelmantelteil
wasserfallartig nach vorn geworfen, wobei die gekrümmte hintere Wand 203 der Schaumzelle
1 als Leitfläche dient. Diese Sturzbewegung des Luft-Trübe-Gemisches, der Durchgang
desselben durch die feinen Öffnungen der Trommel 4 und die vorausgegangene Beimischung
der Flotationsmittel bewirken eine starke und bereits bei dem Ausschleudern durch
den Trommelmantel einsetzende Schaumbildung. Die Schaumblasen mit den daran haftenden
Mineralteilchen sammeln sich auf der Flüssigkeitsoberfläche im vorderen Teil der
Schaumzelle 1 an und werden über die vordere Kante 29 dieses Beckens durch eine
umlaufende Abstreichschaufel 27 in einen Sammelbehälter 28 geworfen. Die Welle 30
der Abstreichschaufel 27 wird von der Trommelwelle 6 über einen Keilriementrieb
31, 32, 33 und einen geschränkten Riementrieb 35 mit Stufenscheiben 34, 36
angetrieben. Der Raum zwischen der umlaufenden Trommel 4 und der vorderen Überlaufkante
29 der Schaumzelle 1 ist offen und vollkommen frei gehalten, mit Ausnahme eines
abnehmbaren Rechens 38 od. dgl., der die Aufgabe hat, Strömungen und Wellen im vorderen
Teil der Schaumzelle 1 zu vermeiden.
Die Teilchen tauben Gesteins
(Gangaxt oder Berge) sinken langsam zu Boden und laufen zusammen mit der Trübe durch
einen seitlichen Bergeablaß 39 aus der Schaumzelle 1 ab. Die Umlaufbewegung der
Trommel 4 und die darausfolgende dauernde Umrührung und Umwälzung der Trübe in der
Schaumzelle 1 halten die Gangart in Schwebe und vermeiden das Absetzen derselben
auf dem Beckenboden 3. An der dem Bergeablaß 39 entsprechenden Seitenwand 2 der
Schaumzelle 1 ist ein äußerer Ablaufkasten 40 befestigt, der durch ein mittels
Schraubenmutter 41 und Schraubenspindel 42 höhenverstellbares Überlaufwehr 43 in
zwei Kammern 140 und 240 unterteilt ist. Die aus dem Grundablaß 39 ausströmende
Trübe steigt in der einen Kammer 140
des Ablaufkastens 40 hoch und fällt über
das Wehr 43 in die andere Kammer 240, von wo sie durch den Ablaufstutzen 44 ausströmt.
Durch Heben und Senken des überlaufwehres 43 kann der Flüssigkeitsspiegel A in der
Schaumzelle 1 eingestellt werden. Wird das Ventil 45 im Ablaufstutzen 44 geschlossen
und das Ventil 24 im Verbindungsrohr 23 zwischen der Schaumzelle 1 und dem Beschickungskasten
8 geöffnet, so kann die Trübe zur nochmaligen Behandlung in den Beschickungskasten
8 zurückgeführt werden.
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Da sich der Schaum bereits beim Ausschleudern des Luft-Trübe-Gemisches
durch den perforierten Mantel der umlaufenden Trommel 4 bildet, wird die Größe der
Schaumblasen durch den lichten Querschnitt der Löcher bzw. Schlitze des Trommelmantels
bestimmt und kann einfach durch Abändern der Größe dieser Löcher abgeändert und
dem jeweils aufzubereitenden Mineral angepaßt werden. Die aus dem oberen Teil der
umlaufenden Trommel 4 ausgeschleuderten Schaumblasen verbleiben größtenteils sofort
auf der Flüssigkeitsoberfläche A in der Schaumzelle 1 und laufen auf dieser Oberfläche
nach vorn. Der vertikale Durchgang der Luftblasen durch die Trübe in der Schaumzelle,
d. h. der lange Aufstieg der Luftblasen durch die Trübe und die darauffolgende unerwünschte
Mitnahme der Gangartteilchen, wird dadurch weitgehend herabgesetzt. Die auf die
feinen Teilchen des zu gewinnenden Minerals ausgeübte Haftwirkung der Luftblasen
kommt hauptsächlich beim Durchgang des Luft-Trübe-Gemisches durch den perforierten
Trommelmantel und beim kurzen Durchgang der Luftblasen durch die von der Trommel
4 in Umlaufbewegung mitgerissene Trübeschicht bzw. während der Vorwärtsbewegung
der Luftblasen auf dem Flüssigkeitsspiegel A in der Schaumzelle 1 zur Erscheinung.