DE3111506A1

DE3111506A1 - Flotationsanlage

Info

Publication number: DE3111506A1
Application number: DE19813111506
Authority: DE
Inventors: Albert Dr.-Ing. 3392 Clausthal Bahr; Albert Prof. Dr.-Ing. 3392 Clausthal-Zellerfeld Bahr; Karl Ing.(grad.) 4352 Herten Legner; Hans Dr.-Ing. 4300 Essen Lüdke; Friedrich Wilhelm 4390 Gladbeck Mehrhoff; Wilhelm Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Mehrhoff
Original assignee: Ruhrkohle AG; Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; RAG AG
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-10-07
Also published as: AU8076182A; AU551673B2; GB2095130B; JPS631906B2; GB2095130A; ZA815978B; US4448681A; DE3111506C2; JPS57171457A; SE8104197L; CA1179431A

Description

Flotationsanlage

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Flotation von Feststoffen aus Flüssigkeiten, beispielsweise aus Abwässern, insbesondere zum Abscheiden von Kohle aus konditionierter Trübe, die im wesentlichen aus einer Konditioniereinrichtung einer eine parallel zur Trübeströmung verlaufende Begasungsfläche aufweisenden Begasungs- und einer als konusförmig, die Schaumbildung vollziehenden, Zelle ausgebildeten, mit einer Niveauregulierung ausgerüsteten, Trenneinrichtung besteht.

In der konditionieren Trübe sind Feststoffteilchen mit Hilfe von organischen bzw. anorganischen Reagenzien selektiv hydrophobiert. Die Begasungseinrichtung soll Gasblasen erzeugen, an die sich unter bestimmten Voraussetzungen die auszubringenden Feststoffe anlagern. Es entstehen al so Gasblasen-Feststoff-Komplexe in der Trübe, die in dem nachgeschaltetc Trenngefäß einer Flotationsanlage zum Aufschäumen gebracht werden.

Das Prinzip dieser Art Flotation ist in der DE-PS 24 20 AH2 hinreichend beschrieben.

BAD ORJGJNAi*

Bei der bekannten Flotationsanlage werden im Rahmen der Begasungseinrichtung Bläschenerzeuger verwendet, die aus keramischem Material bzw. aus Metall hergestellt sind. Bei der Durchführung von Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Bläschenerzeuger während des Betriebes und insbesondere bei Unterbrechungen des Betriebes durch Sedimentationen Betriebsstörungen durch Verstopfungen der Bläschenerzeuger hervorrufen, die bei Fortführung des Betriebsablaufes kein gleichmäßiges Gasblasen-Feststoff-Gemisch in dem nachgeschalteten Trenngefäß gewährleisten.

Desweiteren ist die bekannte Flotationsanlage mit dem Nachteil behaftet, daß die Art und die Anordnung der Begasungseinrichtung keinen ausreichenden Durchsatz für das nachgeschaltete Trenngefäß zuläßt.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt,- eine Anlage zur Flotation von Feststoffen aus Flüssigkeiten, beispielsweise aus Abwässern, zu schaffen, welche unter Vermeidung der bestehenden Nachteile und über eine homogene Begasung die vollständige Anlagerung aller zu flottierenden Feststoffteilchen in die Gasblasen in der Trübe gewährleistet und ein mengenmäßig hohes Ausbringen ohne Betriebsstörung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ringförmig um eine oberhalb der konusförmig mit einem zylindrischen Toil ausgebildeten Zelle angeordneten, mit einer Trübe- und Gasringlei hung verbundenen, Begasungseinrichtungen mit Bläschenerzeugern aus elastischem und gleichzeitig porösem Kunststoff, beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, versehen sind.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, daß bei hohen Luft- und Trübemengen die in den Begasungseinrichtungen vorgesehenen Blaschenerzeuger als in mehreren Reihen untereinander, quer zur Strö-

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mungsrichtung angeordnete Schläuche ausgebildet sind. Durch dioye Anordnung bilden sich mehrere Strömungen aus, die an dem Reihen von Schläuchen vorbeifließen, wobei die Schläuche eine parallel zur Strömunqsrichtung der Trübe verlaufende Begasungsfläche darstellen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Bläschenerzeuger an beiden Endbereichen mit Gaszuleitungen verbindbar sind, wodurch eine bessere und gleichmäßigere Gaseinleitung in die Vielzahl von Schläuchen gewährleistet wird.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen nähor beschreiben.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß durch die elastische Ausbildung der Bläschenerzougor ein strömungs- und verwirbelungsbedingtes Mitschwingen oder Bewegen der Bläschenerzeuger, insbesondere in radialer und achsialer Lage ermöglicht wird, die auch die durch Betriebsunterbrechungen bedingten Sedimentationen an der Oberfläche der Schläuche lösen und in den Poren eingedrungene Fremdkörper entfernt werden und somit eine vollständige homogene Begasung ohne Betriebsstörung ermöglicht. Desweiteren gewährleisten die ringförmig um die Trenneinrichtung angeordneten Bläschenerzeuger einen hohen Durchsatz an Gasblasen-Feststof f-Komplexert, die wiederum ein hohes Ausbringen der Trenneinrichtung ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Flotationsanlage, in der die für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten nicht berücksichtigt sind,

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Fig.. 2 eine Draufsicht auf die Trenneinrichtung mit den ringförmig um die Trenneinrichtung angeordneten Begasungseinrichtungen,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Trenneinrichtung und die um die Trenneinrichtung angeordneten Begasungseinrichtunqon in schematisierter Form, und

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Begasungseinrichtung.

Nach der in Fig. 1 in schematisierter Form wiedergegebenen Anlage zur Flotation wird die Trübe in einem Konditionierbehälter 1 mit Rührwerken konditioniert, d. h. es werden der Trübe Chemikalien zugesetzt, welche die auszubringenden Feststoff hydrophobieren.

Für ein Ausführungsbeispiel der Flotation von Kohle kann hierzu Pineöl benutzt werden.

Pie korn! Ltjnniorte Trübe wird über eine Pumpe 2 und einen nicht unbedingt erforderlichen Zwangsmischer 3 sowie über die Leitung 4 in eine Trüberingleitung 5 gegeben, über welche die Trübe den ringförmig um die Trenneinrichtung 10 angeordneten Begasungseinrichtungen 7 zugeführt wird .

Die Begasungseinrichtungen 7 werden über eine Gasringleitung 6 und im Detail nicht dargestellte Einzelleitungen mit Gas, beispielsweise Luft beaufschlagt. In den Begasungseinrichtungen 7 werden in noch zu beschreibender Weise Gasblasen geeigneten Durchmessers in der durchfließenden Trübe gebildet. Gleichzeitig kommt es zur Anlagerung des hydrophobierton Feststoffes an diese Gasblasen. Die mit den Gasblasen bzw. den Gasblasen-Feststoff-Komplexen beladene Trübe wird über die Leitung H f.'iiu'f TromifM nri chturiq 3 0 zugeführt.

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Die Trenneinrichtung 10 besteht aus einer konusförmig zulaufenden Zelle 11 und einem auf dem Teil 11 aufgnfiofczton r.y I ί ridr i ::cln-ii 12. Tn der Trenneinrichtung 10 vollzieht .sich die Mchaimib i.LiJuiuj. IVt sich im oberen zylindrischen T.eil 12 bildende Schaum rjelnnql· mil oder ohne Abstreifereinrichtung in die Üborlauffrinnge IJ bzw. in dem Auslaß 14.

Die durch das Anreichern des Feststoffes verarmte Trübe gelangt; mit etwaigen nicht hydrophobieren Feststoffteilen durch den Auslaß 15 in einen Ablauf der zur Klärung führt. Seitlich der Trenneinrichtung 10 ist ein Behälter 17 zur Niveauregulierung angeordnet, der in.der Höhe verstellbar ausgebildet ist. Der Behälter J7 steht zur Anpassung der Trübe in der Trenneinrichtung 10 über die Leitung 16 mit der Trenneinrichtung 10 in Verbindung, und andererseits über eine weitere Leitung mit der Klnrunq.

tfach der in Fig-. · 2 wiedergegebenen Draufsicht auf die Trenneinrich- :ung 10 ist die ringartige Anordnung der Begasungseinrichtungen 7 in Verbindung mit der Trüberingleitung 5 ersichtlich. Die Zahl der Be-[asungseinfichtungen 7 ist beliebig variierbar und ist von der Gröle der Gesamtflotationsanlage abhängig.

η dem Schnitt nach Fig. 3 ist die Anordnung der Begasungseinrichungen 7 in detaillierter Form um die Trenneinrichtung 10 wiedergegeben. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß die Trübe aus der ingleitung 5, den Begasungseinrichtungen 7 durch Einzelleitungen Dn oben her zugeführt wird, während das Gas aus der Gasringlei- _mg 6 über gesonderte Leitungen 19 den Beg£isungseinrichtungen 7 sitlich von einer oder beiden Seiten zugeführt wird. Die durch ίο Begasungseinrichtungen 7 geströmte Trübe Cl ießt über die l,ciingen 8 in einem großen Bogen über ringförmig im unteren Bereich ;r konusföfmig ausgebildeten Zelle 11 angeordnete Einlasse zu. e Einlasse sind weitgehendst im tiefsten Bereich der Zelle 11 ange-

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ordnet, um beim Aufstieg der Gasblasen-Feststoff-Komplexe eine Beruhigung innerhalb der Strömung zu gewährleisten.

Die in der Fig. 4 in einem Ausführungsbeispiel im Prinzip wiedergegebene· Begasungseinrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einer kastenförmig geschlossenen Konstruktion, in welcher die schlauchartigen, aus Niederdruckpolyäthylen oder einem vergleichbaren Kunststoff hergestellten, elastischem und porösem Bläschenerzeuger 74 quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind. Die Strömungsrichtung der Trübe ist durch die Pfeile im Bereich der Anschlußstutzen 71 und 77 wiedergegeben.

Die Begasungseinrichtung 7 weist einen Anschlußstutzen 71 zum Anschluß an die aus der Trüberingleitung 5 kommenden Anschlußleitung und einen Ansch.l ußstutzen 77 für die in die Trenneinrichtung 10 abgehende . Leirtung Q auf. Die Begasungseinrichtung 7 wird über die Anschlüsse 72 bzw. 73 an die nicht dargestellte Gasringleitung mit Gas bzw. Luft oder einem inerten Gas zur Beaufschlagung der Bläschenerzeuger 74 versorgt.

In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier schlauchartige ßliischenerzeuger 74 quer zur Strömungsrichtung angeordnet, wobei zwischen den Gasanschlüssen für die Gaszufuhr 72, 73 und den schlauchartigen Blcischenerzeugern 74 die seitlich entsprechend eingefaßt sind, Gasverteilerkammern 75, 76 vorgesehen sind. Die GasVerteilerkammern 75, 7' sollen Druckstöße bei der Gaszuführung vermeiden. Die Anordnung der iXihlnucharhiqcn Blnschenerzeuger 74 aus elastischem und porösem Kunst-ί,ΐ-οΓί, wie Niederdruckpolyäthylen, ist nach dem Ausführungsbeispiol in Pi.(). 4 nuch in mehreren Reihen hintereinander und untereinander verstellbar.

Dei allen vorstellbaren Ausführungsbeispielen soll die Begasungsfläche

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parallel zur Trübeströmung ausgebildet sein.

Die Anzahl der untereinander und in Reihen nebcnui nancU-r angeordm— ten Bläschenerzeuger 74 richtet sich nach der durchzusetzenden Triibc- und Luftmenge.

Nach einem weiteren nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist es vorstellbar, die Bläschenerzeuger 74 in Form von Bündeln parallel zur Strömung verlaufender Schläuche anzuordnen, wobei sich ebenfalls eine parallel zur Strömung verlaufende Beqnsunqü ΓΙ .'iche ergibt. Die Bläschenerzeuger 74 müssen nichl. zwangt?! üuJi .i q ei no schlauchartige· Form aufweisen, sondern es ist denkbar, dal.! die Bläschenerzeuger 74 beispielsweise parallel zueinander in Strömungsrichtung angeordnet als plattenartige Kammern ausgebildet sind.

Die in dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehenen, als Schläuche ausgebildeten, Bläschenerzeuger 74 weisen einen Innendurchmesser von mindestens 3 mm und eine Porongrößenverteilung um einen Mittelwert zwischen 2 und 50 Mikromil-Limetern auf. Diese Werte ergeben eine zu begasende Schichtdicke 3er Flüssigkeit oder Trübe zwischen 2 bis 10 mm, so daß eine vollständig homogene Begasung über den gesnmton ontTiscIui i I L· Iwn/irkt. wird. Die zu bugaaoruk· ilchichtdicke dor I¹M ii:s:; j «jkt· i I cxli-i Trübe von 2 bis 1.0 mm ergibt zwanqsl auf .i g-don ΛΙ>:;Ι.ιιηΙ di-i i»i μ;·.(· I-ien Bläschenerzeuger 74 voneinander der mindestens 4 nun und maximal 20 mm beträgt. Die Trübe verursacht beim Durchströmen der Begasungseinrichtungen 7 Schwingungen der flexiblen Bläschenerzeuger 74, wodurch ein Verstopfen der nicht starren und porösen Kunststoffschläuche vermieden wird.

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3 3

-IU-

1	Kondxtxonierbehälter
2	Pumpe
3	Zwangsmischer
4	Leitung
5	Trüberingleitung
6	Gasringleitung
7	Begasungseinrichtung
71	Anschlußstutzen

Anschlüsse an die Gasringleitung

7 -1 Hl ii sehe ner ze ug er

, Gasverteilerkammern

77 Anschlußstutzen

8 Leitung zum Trenngefäß

9 Einlaß zum Trenngefäß

10 Trenneinrichtung 1.1 konusförmige Zelle

12 zylindrischer Teil

13 Überlaufrinne

14 Auslaß an der Rinne

1 ^r> Auiilaß an der Zo 1.Ie.

1 (j iifiitunq zur Niveauregulierung

17 Behälter zur Miveauregulierung

IH Leitung zur Klärung

19 Leitungen von der Gasleitung in die Begasungseinrichtungen

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Leerseite

Claims

O<* © P Φ · » Q α α 9 <a «ι ο * α O ti ft O QO O BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG Patent- und Hilfsgebrauchs- 4300 Essen 13 (Kray) 5. M,Mr2 19H musteranmeldung f™„.K,.h.r.wee «si 3 Tnlefon ((12 01) 105-1 Flotationsanlage Patentansprüche:

1. Anlage zur Flotation von Feststoffen aus Flüssigkeiten, beispielsweise aus Abwässern, insbesondere zum Abscheiden von Kohle aus konditionierter Trübe, die im wesentlichen aus einer Konditioniereinrichtung einer eine parallel zur Trübeströmung verlaufende Begasungsfläche aufweisenden Begasungs- und einer als konusförmig die Schaumbildung vollziehenden Zelle ausgebildeten, mit einer Niveauregulierung ausgerüsteten Trenneinrichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die ring form i<j um oinr oborh.ilb der konusförmig mit einem zylindrischen Teil (12) ausgebildeten Zelle (11) angeordneten, mit einer Trübe- und Gasringleitung (5, 6) verbundenen Begasungseinrichtungen (7) mit mindestens einem Bläschenerzeuger (74) aus elastischem und gleichzeitig porösem Kunststoff, beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, versehen sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß des und/oder die in den Begasungseinrichtungen (7) vorgesehenen Bläschenerzeuger (74)

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als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Schläuche ausgebildet sind.

3. AnIaqc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Bogasurujseinri chtungen (7) vorgesehenen Bläschenerzeuger (74) als nebeneinander und parallel zur Trübeströmung verlaufende Schlauchbündel ausgebildet sind.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Begasungseinrichtungen (7) vorgesehenen Bläschenerzeuger (74) als parallel zueinander in Strömungsrichtung verlaufende plattenartige Kammern ausgebildet sind.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Begasungseinrichtungen (7) vorgesehenen Bläschenerzeuger (74) an beiden Endbereichen mit einer Gasringleitung (6) verbindbar sind.

ι·. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Begasungseinrichtungen (7) bildenden Bläschenerzeuger (74) einen Innendurchmesser von mindestens 3 mm und eine Porenweite von 2 bis 50 Mikromillimeter aufweisen.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Bläschenerzeuger (74) voneinander, bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ^ 0,5 m pro Sekunde, mindestens 4 mm und der maximale Abstand 20 mm beträgt.

ft. An !cig f.¹ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den

<i1:j Begasungseinrichtungen (7) vorgesehenen Bläschenerzeugern (74)

und der Oasring leitung (G) Gasverteilerkammern (75, 76) angeordnet :s i nd .

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