[go: up one dir, main page]

WO2012116848A1 - Flotationsvorrichtung, verfahren zum betreiben der flotationsvorrichtung sowie deren verwendung - Google Patents

Flotationsvorrichtung, verfahren zum betreiben der flotationsvorrichtung sowie deren verwendung Download PDF

Info

Publication number
WO2012116848A1
WO2012116848A1 PCT/EP2012/050048 EP2012050048W WO2012116848A1 WO 2012116848 A1 WO2012116848 A1 WO 2012116848A1 EP 2012050048 W EP2012050048 W EP 2012050048W WO 2012116848 A1 WO2012116848 A1 WO 2012116848A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flotation
suspension
foam product
foam
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/050048
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Blendinger
Robert Fleck
Gerold Franke
Lilla Grossmann
Werner Hartmann
Wolfgang Krieglstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to US14/002,778 priority Critical patent/US20130341251A1/en
Priority to CN201280011604.5A priority patent/CN103402645B/zh
Priority to EP12701457.9A priority patent/EP2680975A1/de
Priority to RU2013144370/03A priority patent/RU2580851C2/ru
Publication of WO2012116848A1 publication Critical patent/WO2012116848A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B03D1/1431—Dissolved air flotation 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
    • B03D1/1443—Feed or discharge mechanisms for flotation tanks
    • B03D1/1462—Discharge mechanisms for the froth
    • 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
    • B03D1/1493—Flotation machines with means for establishing a specified flow pattern
    • 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
    • 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
    • B03D2203/00—Specified materials treated by the flotation agents; Specified applications
    • B03D2203/02—Ores

Definitions

  • the invention relates to a flotation device for separating solid particles, in particular from a valuable mineral, from a suspension, comprising a housing with a flotation chamber, at least one foam collector for discharging a foam product formed in an upper region of the flotation chamber, and at least one Zuindustrialanord ⁇ tion for Supply of gas and / or suspension into the flotation chamber.
  • the invention further relates to a method for operating such a flotation and their use.
  • Flotation is a physical separation process for separating fine-grained mixtures of solids, such as ores and gangue, in an aqueous slurry by means of air bubbles due to a different surface wettability of the particles contained in the suspension. It is used for the treatment of mineral resources and in the processing of preferably mineral ⁇ substances with a low to medium content of a useful component or a valuable material, in ⁇ example in the form of non-ferrous metals, iron, metals of rare earths and / or precious metals and non-metallic mineral resources. In general, an application of the flotation but also in other technical fields, such as wastewater treatment, already well known.
  • WO 2006/069995 A1 describes a flotation device in the form of a pneumatic flotation cell with a housing, which comprises a flotation chamber, with at least one nozzle arrangement, here referred to as ejectors, furthermore with at least one aeration device, called aeration devices or aerators when using air, and a collecting container for a foam product formed in the flotation.
  • the reagents should cause are forms that especially valuable, preferably separated Parti ⁇ angle or value particles hydrophobic excluded in the suspension. Most are set ⁇ as reagents xanthates, particularly hydrophobic and selectively to sulfidic ore particles. Simultaneously with the suspension the at least one nozzle arrangement gas, in particular air, is supplied ⁇ leads, which comes into contact with the hydrophobic particles in the suspension. The hydrophobic particles adhere to forming gas bubbles, so that the gas bubble structures, also called aeroflocs, float and form the foam product on the surface of the suspension. The foam product is discharged into a collecting container and usually thickened.
  • the quality of the foam product and the separation efficiency of the driving Ver ⁇ flotation is dependent inter alia on the collision probability between a hydrophobic particles and a gas bubble.
  • a preferred diameter of the gas bubbles is less than about 5 mm and is in particular in the range between 1 and 5 mm.
  • Such small gas bubbles have a high specific surface area and are therefore able to bind and take up significantly more valuable material particles, in particular ore particles, per amount of gas used than larger gas bubbles are capable of doing.
  • Specific embodiments of the pneumatic flotation are, for example, the relaxation flotation or column flotation.
  • hybrid flotation cells which represent a combination of a pneumatic flotation cell with a columnar flotation cell formed, larger particulate matter with particle diameters in the range of 50 microns and larger are not completely bound to the existing gas bubbles and thus can only be partially separated from the suspension , Fines with particle diameters in the range of 20 ⁇ and less, however, are particularly well deposited.
  • the above flotation processes are usually carried out by means of corresponding flotation devices, in particular flotation cells.
  • corresponding flotation devices in particular flotation cells.
  • the mined ore is ground in aqueous suspension and pretreated so that the ore particles to be recovered have different surface properties than the non-recoverable substances. This can be achieved, for example, by selective hydrophobization of the ore particles.
  • Rising gas bubbles collect the hydrophobic ore particles and transport them to the surface of the suspension or pulp.
  • the resulting ore particles angerei ⁇ -assured, resulting foam is discharged from the flotation device and further processed in a desired manner.
  • a flotation device is, for example, known from
  • the yield depends largely on the flow conditions in the flotation cell, as well as the homogeneity of the three-phase mixture, ie solid, liquid phase and gas phase ⁇ decreases.
  • the yield of the flotation device is usually reduced.
  • Such deviations may be caused by process-related variations in the suspension quality and supplied into the Flotationsvorrich ⁇ processing flow.
  • This swan ⁇ restrictions may, for example, lead to a separation of the three-phase mixture in the suspension, lead to sedimentation of solid and form undesirable currents.
  • This secondary problems are usually connected, such as. clogging gas supplies, and a disadvantageous for the yield flow of the suspension in the Flotationsvorrich device. This leads to a significant reduction of the yield.
  • the US 5,251,764 discloses a flotation machine for waste separation of mineral particles from a suspension, comprising at least one adjustable guide member with which the free surface of the suspension in the Flotati ⁇ onshunt is selectively reduced. Due to the arrangement ei nes such a guide member partly in suspension and partly in the middle of the foam product of Strömungsver ⁇ running of the suspension as well as the ascending therefrom foam product is affected. However, the direct contact between the foam product and guide element (s) here leads to bubbles of the foam product bursting prematurely in the contact area and the particles bound thereto migrate back into the suspension and not, as intended, can be discharged with the foam product. This also results in losses in the yield.
  • the object of the invention is therefore to provide a generic Flo ⁇ tationsvorraum and a generic method, which reduce the effects of the above-mentioned undesirable deviations in the flotation or counteract this.
  • the object is for the flotation device for the separation of solid particles, in particular from a recyclable mine ⁇ ral, from a suspension comprising
  • At least one foam collector for discharging a foam product formed in an upper region of the flotation chamber
  • At least one feed arrangement for feeding gas and / or suspension into the flotation chamber
  • At least one adjustable aperture through which the Flo ⁇ tationshunt is divided horizontally into an upper part and a lower part and a free réelle manmes ⁇ ser the flotation can be changed locally and which is arranged completely in a suspension region of the flotation chamber,
  • At least one measuring arrangement for detecting at least ei ⁇ ner state variable during operation of the flotation device
  • At least one connected to the at least one measuring arrangement control and regulating device for automatically adjusting the aperture in dependence on the at least one state variable.
  • Such an aperture enables the flow of the suspension and automatically in response to the at least one ⁇ stand size to influence such a way that unwanted Strö ⁇ mung conditions is counteracted and an improvement in the mixing of the three-phase mixture is obtained.
  • the flotation chamber there is at least one aperture in the slurries ⁇ ons Surrey the flotation chamber, and thus not in contact with the floating suspension on the foam product.
  • the suspension area is the area of the flotation chamber, which is filled with the suspension, so that there is at least a Blen ⁇ de completely immersed in the suspension or completely below the surface of the suspension Toggle is ordered and is not in contact with the surface of the suspension. This prevents bubbles of the foam product from being destroyed at the interface with the at least one panel and the discharge of foam product is reduced.
  • an actuator is provided with wel ⁇ chem during the operation of the flotation rapid intervention and counteracting in terms of unwanted processes, such as flow processes and sedimentation processes realized can be.
  • Such an iris solution is easily retrofittable for existing flotation devices and can help to operate already installed flotation devices with higher yield at the same or possibly even higher throughput.
  • the aperture is preferably in their position, that is adjustable along ei ⁇ ner central vertical axis of the flotation chamber and / or in the inclination of the aperture area and / or in the dimensions of its aperture.
  • the regulation of the aperture as a function of the at least one state variable can be designed as an open or closed ⁇ ner control loop. Hen by such superiors a higher degree of automation for the flotation ⁇ device or for the flotation process is achieved, whereby the yield increased by faster reaction times who can ⁇ .
  • suitable state variables all variables or process parameters will be considered, which significantly influence the flotation process in the Flo ⁇ tationsvoriques, ie in particular can contribute to a significant increase in yield or yield reduction.
  • the at least one measuring arrangement is preferred to be ⁇ oriented to detect at least one of the following state variables: a density of the suspension has a concentration of from zutParkden solid particles in the suspension, a volume flow of gas supplied, a volume flow of the Sus pension supplied flotation, a Volume flow of foam product formed and a concentration of solid particles in the foam product.
  • the foam height or the foam bubble size distribution can be used as a state variable. This also provides an indirect feedback for the effect of the aperture setting on the yield.
  • the diaphragm is formed in such a way that the inner diameter of the flotation chamber can be locally changed starting from an inner wall of the flotation chamber.
  • the diaphragm is arranged adjacent to the In ⁇ nenwandung the flotation chamber, so that between Aperture and inner wall no gap is formed through which suspension could flow. As a result, undesirable vortex formation or undefined flow conditions in the flotation chamber are avoided.
  • the aperture may also be arranged in such a manner in the flotation chamber, that this is not in direct contact with the In ⁇ nenwandung the flotation chamber.
  • ring-like shape in particular circular ring-like, polygonringar ⁇ tig, hollow truncated cone or hollow truncated pyramid formed from ⁇ .
  • panels of almost any design can be provided for a variety of types of flotation devices.
  • the training as a tapered hollow body stump is therefore advantageous because the aperture additionally generates a collection effect and causes a diversion of valuable material or suspension that does not pass directly through the aperture, but first meets the visor body.
  • the diaphragm is formed from a plurality of diaphragm elements, wherein the diaphragm aperture can be adjusted by movement of the diaphragm elements.
  • the diaphragm elements are formed as ring segments, which are rotatable about a pivot point.
  • the pivot points of the individual ring segments are preferably arranged such that rotation of the ring segments leads about its pivot point to ei ⁇ ner change of the aperture diameter.
  • a plurality of flat diaphragm plates are used, which are arranged, for example displaceable and / or rotatable, such as on the boundary surface, so that by Ver ⁇ push and / or turning the diaphragm plates, the aperture is adjustable.
  • the diaphragm is designed as an iris diaphragm. He ⁇ more surprising way, the operation of such an iris diaphragm even under harsh conditions such as those prevailing in the flotation of ore pulp possible.
  • the diaphragm elements have a Nei ⁇ tion in the direction of the lower part of the flotation chamber. On the one hand, this reduces a disturbance of the flow in the flotation device. Furthermore, particle deposits on the diaphragm elements are counteracted. In addition, by tilted aperture elements einfa ⁇ che deflection of concern document solid particles reached. In particular, it is advantageous if the researcherunde solid is always deflected in the direction of gas bubbles rich areas of the suspension.
  • the flotation device is designed as a columnar flotation cell, a pneumatic flotation cell or a hybrid flotation cell.
  • a columnar flotation cell a pneumatic flotation cell or a hybrid flotation cell.
  • a tubular element is in the upper part of the flotation chamber concentric with an inner wall of the flotation chamber used, which divides the upper part of the Flo ⁇ tationshunt in a central portion and an annular outer part.
  • at least one first feed device for feeding gas and suspension into the outer part of the flotation chamber is preferably present, and at least one second feed device for supplying gas is present in the lower part of the flotation chamber.
  • the at least one second feed device is preferably arranged opposite the orifice such that the suspension passing through the orifice adjoins the formed gas bubble stream.
  • the at least one measuring arrangement is hereby directed to detect as state variable at least one of the following: a volume flow of foam product formed in the middle part, a volume flow of foam product formed in the outer part, a concentration of solid particles in the
  • Foam product in the central part a concentration of solid ⁇ particles in the foam product in the outer part, a foam height of the foam product in the central part, a foam height of Schaumpro ⁇ domestic product in the outer part, a foam bubble size distribution of the foam product in the central part and a Schaumblasenhnenver ⁇ distribution of the foam product in the outer part.
  • the aperture or apertures whose individual elements ⁇ by electrical means, such as min ⁇ least automatically adjustable a servomotor.
  • the flotation chamber in the upper part has a larger inner diameter than in the lower part.
  • transition region Between the upper part and the lower part there is a transition region, wherein the diaphragm is preferably arranged within the transition region.
  • This can actively influence the flow conditions in the transition area and thus contribute to increasing the yield.
  • cells convective currents form in the lower part of the flotation chamber, which lead away solid Parti ⁇ kel by a gas bubble flow or counteract the flotation of the solid.
  • the flotation device according to the invention can be used in a very wide variety of technical fields, preferably in mining, where ore particles are used as valuable material from an ore pulp. to be won.
  • use of the flotation device according to the invention for flotation of valuable particles, in particular ore mineral particles, from a suspension having a solids content in the range of 10 to 60% to form the foam product has been proven.
  • an application in the paper industry is advantageous where color residues are to be discharged from the suspension or a paper pulp in order to increase the degree of whiteness of the pulp.
  • Further advantageous fields of application are in the field of oil sands treatment, where, where appropriate, bitumen residues or organic compounds are removed from a suspension by means of a flotation process or in the field of wastewater engineering, such as e.g. at sewage treatment plants.
  • a control and / or regulating device for the flotation device is preferably provided, which has machine-readable program code which comprises control commands which the control and / or regulating device for
  • FIG. 1 is a side sectional view of a Flotationsvor direction with a panel
  • a possible embodiment of a flotation device according to the invention is explained below with reference to an application in mining. However, he ⁇ -making proper flotation devices are as ready mentioned above, for example, also in other technical fields.
  • FIG. 1 shows a flotation device 100, which is designed as pneu ⁇ matic flotation cell for the recovery of solid particles of ore mineral.
  • the suspension here called ore ⁇ pulp, further comprising in addition to the fixed or recyclable material Parti ⁇ angles to be discarded particles from gangue.
  • the flotation device 100 comprises a housing 1. Furthermore, the housing has a flotation chamber 3 for receiving the suspension.
  • the flotation chamber 3 has an inner wall B on its side facing the suspension or ore pulp. Furthermore, a vertical center axis M of the flota ⁇ tion device 100 is shown.
  • the flotation chamber 3 is supplied by means of a plurality of first feed devices 4, which are designed as ejectors, for carrying out a flotation with gas offset suspension.
  • the value of solid particles contained in the suspension for example, from ore, in particular of copper ore or molybdenum ore have been rendered hydrophobic in a pretreatment step, that have ei ⁇ ne hydrophobic surface and can adhere to the gas bubbles in the suspension and carried with it upwardly become.
  • the gait particles on the other hand, are hydrophilic and sink downwards.
  • the ore-pulp-gas mixture is injected substantially horizontally into the flotation chamber 3 by means of the first feed devices 4.
  • first feeders 4 and ejectors are used, which are each offset by 90 °, evenly distributed over the circumference of the Ge ⁇ housing 1, are arranged.
  • the gas-enriched ore pulp is injected under high pressure into the flotation chamber 3. Due to high shear rates in the nozzle, the supplied gas is divided into small gas bubbles. Due to the pressure drop in the flotation chamber 3, additional gas bubbles form, which are then also used for the flotation. This mechanism is called so ⁇ called flotation.
  • the ore with the pulp introduced into the flotation chamber 3 gas forms gas bubbles, which rise formed on the surface of the ore pulp or to an interface by ore pulp and atmo sphere ⁇ .
  • the gas bubbles themselves are hydrophobic, where ⁇ be deposited by hydrophobic recyclable particles on the surface ⁇ . These rise together with the gas bubbles from the ore pulp, and form in this embodiment, on the pulp surface, an absorbent-containing foam product.
  • This foam product is by means of foam collectors 2 or
  • a second supply ⁇ device 5 for supplying gas arranged, which is formed, for example, as an aerator. This emits gas bubbles which are suitable for binding recyclable material particles in the lower part T2 of the floatation device 100.
  • the gas bubbles emerging from the second feed device 5 rise substantially in the central region of the flotation device 100, in particular substantially vertically, and accumulate in this region the valuable particles not floated by the first flotation step.
  • a tubular element 12 is provided with open end faces, which divides the upper part Tl of the flotation chamber 3 in a central part and an annular outer part.
  • the gas bubbles of the second flotation step rise to the surface or interface of the suspension. If the gas bubbles loaded with recyclable particles reach the surface or interface of the suspension, then the resulting foam product discharged by means of the Schaumsamm ⁇ ler. 2
  • the yield depends largely on the flow conditions in the flotation chamber and on the homogeneity of the three-phase mixture, ie solid, liquid phase and gas phase ⁇ decreases.
  • the yield of the flotation device i. the amount and / or quality of the foam product.
  • Such deviations may be caused by process-related fluctuations in the suspension quality, the supplied gas volume flows and the volume flow of suspension fed into the flotation device. These fluctuations may, for example, lead to segregation of the three-phase mixture in the suspension, lead to sedimentation of solid particles and the formation of undesirable flows. As a rule, secondary problems are associated with this, such as, for example, clogging feeds for gas, and a flow of the suspension which is detrimental to the yield in the flotation device. This leads to a significant reduction in the yield of valuable material particles.
  • the flotation device 100 has an aperture 7 with an automatically adjustable aperture 0.
  • the diaphragm 7 is in this case completely in Suspen ⁇ sion area of the flotation chamber 3, that is, it is located below the surface of the suspension or completely within the suspension.
  • a position is the Aperture 0, possibly the entire aperture 7, adjustable in the vertical direction.
  • an actuator is provided, with which the flow in the flotation device 100 can be acted upon in the event of changing process conditions and / or unfavorable flow conditions.
  • the diaphragm 7 is arranged in a transition region Z between the upper part T1 and the lower part T2 of the flotation chamber 3.
  • the flotation chamber 3 in this case has a larger inner diameter in the upper part T1 than in the lower part T2. In this case, the expansion flotation takes place predominantly in the first part T1 and the column flotation predominantly in the second part T2 of the flotation chamber 3.
  • an adjustable orifice 7 is completely independent of the present embodiment of the flotation device 100, since in each flotation device the process conditions and / or flow conditions within the flotation device significantly affect the yield of the material to be delivered.
  • the aperture 7 comprises a plurality of aperture elements 8. These are trapezoidal in the embodiment and slidably disposed in the direction of inclination of the transition region Z.
  • the displacement of the diaphragm elements 8 takes place automatically by means not shown servomotors.
  • the diaphragm elements 8 are not only displaceable ⁇ bar, but also rotatable about a predetermined pivot point. Due to a superposition of displacement and rotational movement of the diaphragm elements 8, different diaphragm aperture diameter are continuously realized for a fixed aperture opening position in the direction of the center axis M.
  • the pivot point or the axis of rotation of a diaphragm element 8 is arranged close to or on the inner wall B of the flotation chamber 3.
  • the diaphragm 7 thus has an aperture 0, which is automatically adjustable both in its position along the center axis M and in its diameter.
  • the adjustment of the stop 7 is preferably carried out based ei ⁇ ner or more sensed state variables which are present and during operation of the flotation apparatus 100 can be detected.
  • a state variable is detected which characterizes the discharge of valuable material particles from the flotation device 100, like the
  • the measuring arrangement 10 ' here is set up, for example, to detect either the foam height and / or the foam bubble size distribution of the foam product, the concentration of total solid particles in the foam product, the concentration of valuable particles in the foam product or the concentration of deaf rock or gait in the foam product. Particularly preferred is in the position shown in FIG 1 Flota ⁇ tion device 100 in which the tubular element 12, this divided in the upper part Tl of the flotation chamber 3 in a central portion and an annular outer part, detecting a volume flow of formed foam product in the middle part and / or a volume flow im formed foam product in the
  • another / further state variable is detected by means of a further measuring arrangement 10, such as the density of the suspension, a concentration of valuable particles to be separated in the suspension, a supplied total volume flow of suspension or a volume flow of the suspension by means of the feed gas supplied gas.
  • At least one of the detected state variables is used to adjust the aperture 7.
  • the used measuring device (s) 10 or 10 ' is or are operatively connected to a control and / or regulating device 11, which determines actuating variables as a function of the detected state variables and actuating signals to the aids (not shown) for setting the aperture elements 8 outputs.
  • the diaphragm 7 is then adjusted according to this Stellsig ⁇ dimensional automatically, wherein the aperture is 0 altered or optimized to the currently prevailing process parameters through.
  • This procedure allows a dynamic control ⁇ tion of the flotation device 100 with a consistently maxi- will paint yield, so that resources used optimally ge ⁇ uses.
  • FIG. 2 shows the flotation device 100 shown in FIG. 1 in plan view.
  • the visible in plan view aperture 7, formed from the trapezoidal aperture elements 8, has an adjustable aperture 0 on.
  • the diaphragm elements 8 are vertically displaceable in the direction of inclination. In this translational movement, a radial portion is contained, through which the diameter of the aperture 0 is adjustable.
  • Adjacent diaphragm elements 8 are arranged overlapping, so that between the adjacent diaphragm elements 8, as well as between the inner wall B of the flotation chamber 3 and the
  • the aperture 7 is similar to an iris made out ⁇ , which was recognized here as a particularly preferred Ausure ⁇ tion form, as it allows a stepless and particularly accurate adjustment of the aperture diameter.
  • the overlap ensures that even when the aperture is increased, e.g. by radial displacement of the aperture elements 8 to the outside, between the adjacent Blendenele- elements 8 substantially no ore pulp can flow through. As a result, a disturbance of the flow conditions, such as a vortex formation, prevented.
  • diaphragm elements generally arbitrary, geeigne- te body, for example flat or curved gesteu ⁇ ert movable plates or ring segment-shaped body can be used.
  • ⁇ sondere irises above mentioned are used in custom dimensions.
  • An automatically adjustable diaphragm can be used according to the invention at any desired location within the flotation chamber of an arbitrarily designed flotation device.
  • the invention is applicable for all known flotation ⁇ devices, both in the field of mining, as well as in the field of paper industry or waste water ⁇ art, for example for wastewater treatment plants, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flotationsvorrichtung zur Abtrennung eines Wertstoffminerals aus einer Suspension, umfassend ein Gehäuse mit einer Flotationskammer, mindestens einen Schaumsammler zur Abführung eines in einem oberen Bereich der Flotationskammer gebildeten Schaumprodukts, mindestens eine Zuführanordnung zur Zuführung von Gas und/oder Suspension in die Flotationskammer, mindestens eine verstellbare Blende, durch welche die Flotationskammer horizontal in einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilt ist und ein freier Innendurchmesser der Flotationskammer lokal verminderbar ist, und welche vollständig in einem Suspensionsbereich der Flotationskammer (3) angeordnet ist, mindestens eine Messanordnung zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße im Betrieb der Flotationsvorrichtung, und mindestens eine, mit der mindestens einen Messanordnung verbundene Steuer- und Regeleinrichtung zur automatischen Verstellung der Blende in Abhängigkeit von der mindestens einen Zustandsgröße. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Flotationsvorrichtung sowie deren Verwendung.

Description

Beschreibung
Flotationsvorrichtung, Verfahren zum Betreiben der Flotationsvorrichtung sowie deren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine Flotationsvorrichtung zur Abtrennung von Feststoffpartikeln, insbesondere aus einem Wert- stoffmineral, aus einer Suspension, umfassend ein Gehäuse mit einer Flotationskammer, mindestens einen Schaumsammler zur Abführung eines in einem oberen Bereich der Flotationskammer gebildeten Schaumprodukts, und mindestens eine Zuführanord¬ nung zur Zuführung von Gas und/oder Suspension in die Flotationskammer. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Flotationsvorrichtung sowie deren Verwendung .
Die Flotation ist ein physikalisches Trennverfahren zur Trennung feinkörniger Feststoffgemenge, wie beispielsweise von Erzen und Gangart, in einer wässrigen Aufschlämmung bzw. Suspension mit Hilfe von Luftbläschen aufgrund einer unterschiedlichen Oberflächenbenetzbarkeit der in der Suspension enthaltenen Partikel. Sie wird zur Aufbereitung von Bodenschätzen und bei der Verarbeitung von vorzugsweise minerali¬ schen Stoffen mit einem niedrigen bis mittleren Gehalt an einer Nutzkomponente bzw. eines Wertstoffs verwendet, bei¬ spielsweise in Form von Nichteisenmetallen, Eisen, Metallen der seltenen Erden und/oder Edelmetallen sowie nichtmetallischen Bodenschätzen. Generell ist eine Anwendung der Flotation aber auch auf anderen technischen Gebieten, wie beispielsweise der Abwasseraufbereitung, bereits hinreichend bekannt.
Die WO 2006/069995 AI beschreibt eine Flotationsvorrichtung in Form einer pneumatischen Flotationszelle mit einem Gehäuse, das eine Flotationskammer umfasst, mit mindestens einer Düsenanordnung, hier als Ejektoren bezeichnet, weiterhin mit mindestens einer Begasungseinrichtung, bei Verwendung von Luft Belüftungseinrichtungen oder Aeratoren genannt, sowie einem Sammelbehälter für ein bei der Flotation gebildetes Schaumprodukt .
Bei der pneumatischen Flotation wird generell eine mit Rea- genzien versetzte Suspension aus Wasser und feinkörnigem
Feststoff über mindestens eine Düsenanordnung in eine Flota¬ tionskammer eingebracht. Die Reagenzien sollen bewirken, dass insbesondere die wertvollen, bevorzugt abzutrennenden Parti¬ kel bzw. Wertstoffpartikel in der Suspension hydrophob ausge- bildet werden. Meist werden als Reagentien Xanthate einge¬ setzt, insbesondere um sulfidische Erzpartikel selektiv zu hydrophobisieren . Gleichzeitig mit der Suspension wird der mindestens einen Düsenanordnung Gas, insbesondere Luft, zuge¬ führt, das mit den hydrophoben Partikeln in der Suspension in Berührung kommt. Die hydrophoben Partikel haften an sich bildenden Gasbläschen an, so dass die Gasbläschen-Gebilde, auch Aeroflocken genannt, aufschwimmen und an der Oberfläche der Suspension das Schaumprodukt bilden. Das Schaumprodukt wird in einen Sammelbehälter ausgetragen und üblicherweise noch eingedickt.
Die Qualität des Schaumprodukts bzw. der Trennerfolg des Ver¬ fahrens der Flotation ist unter anderem von der Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen einem hydrophoben Partikel und einem Gasbläschen abhängig. Je höher die Kollisionswahrscheinlichkeit, desto größer ist die Anzahl an hydrophoben Partikeln, die an einem Gasbläschen anhaften, an die Oberfläche aufsteigen und zusammen mit den Partikeln das Schaumprodukt bilden.
Ein bevorzugter Durchmesser der Gasbläschen ist dabei kleiner als etwa 5 mm und liegt insbesondere im Bereich zwischen 1 und 5 mm. Derart kleine Gasbläschen weisen eine hohe spezifische Oberfläche auf und sind daher in der Lage, deutlich mehr Wertstoffpartikel, insbesondere Erzpartikel, pro eingesetzte Menge an Gas zu binden und mit sich zu nehmen, als es größere Gasblasen in der Lage sind. Spezifische Ausbildungen der pneumatischen Flotation sind bspw. die Entspannungsflotation oder Säulenflotation.
Bei säulenartig ausgebildeten Flotationszellen, bei welchen ein Durchmesser der Flotationskammer um ein Vielfaches geringer ist als deren Höhe, ist der Weg, welchen ein Gasbläschen in der Suspension bzw. der Flotationskammer zurücklegen muss, um an die Oberfläche der Suspension zu gelangen, besonders groß. Aufgrund des besonders langen Weges entstehen in der Suspension besonders große Gasblasen. Dadurch sinkt der spezifische Austrag an Wertstoffpartikeln aus der Suspension und somit auch der Wirkungsgrad der Flotationsvorrichtung.
Bei sogenannten Hybridflotationszellen, die eine Kombination einer pneumatische Flotationszelle mit einer säulenartig aus¬ gebildeten Flotationszelle darstellen, werden insbesondere größere Wertstoffpartikel mit Partikeldurchmessern im Bereich von 50 μπι und größer nicht vollständig an die vorhandenen Gasbläschen gebunden und können somit nur zum Teil von der Suspension abgetrennt werden. Feinanteile mit Partikeldurchmessern im Bereich von 20 μπι und weniger werden hingegen besonders gut abgeschieden.
Die Rührwerksflotation basiert zwar ebenfalls auf der Ein- bringung von Gasblasen in den Flotationsprozess , wird jedoch in der Regel nicht als pneumatisches Flotationsverfahren be¬ zeichnet. Bei letzterer Aus führungs form der Flotation erfolgt die Erzeugung gewünschter Gasblasen, insbesondere gewünschter Größenverteilungen der Gasblasen, durch ein Rührwerk. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Flotations¬ vorrichtungen werden daher auch u.a. als Rührwerkszellen bezeichnet .
Die obigen Flotationsverfahren werden in der Regel mittels entsprechender Flotationsvorrichtungen, insbesondere Flotati onszellen, ausgeführt. Bspw. wird bei der Gewinnung von Erz, z.B. Kupfer-Erz oder Molybdän-Erz das abgebaute Erz in wässriger Suspension gemahlen und vorbehandelt, so dass die zu gewinnenden Erz-Partikel andere Oberflächeneigenschaften aufweisen, als die nicht zu gewinnenden Stoffe. Dies kann bspw. durch selektives Hydro- phobisieren der Erz-Partikel erreicht werden.
Durch aufsteigende Gasblasen werden die hydrophoben Erz-Partikel gesammelt und an die Oberfläche der Suspension oder Pulpe transportiert. Der dadurch mit Erz-Partikeln angerei¬ cherte, entstehende Schaum wird aus der Flotationsvorrichtung abgeführt und in gewünschter Weise weiterprozessiert. Eine solche Flotationsvorrichtung ist bspw. bekannt aus
EP 0 560 561 A2.
Wesentlich für die Wirtschaftlichkeit einer Flotationsvorrichtung im Bergbau ist ein hoher Durchsatz bei hoher Ausbeute an Wertstoffen. Grundsätzlich ist bei einer Flotation gewünscht, diese bei hohem Durchsatz durchzuführen, und dabei die Ausbeute eines auszubringenden Wertstoffs möglichst zu maximieren .
Bei Flotationsverfahren hängt die Ausbeute wesentlich von den Strömungsverhältnissen in der Flotationszelle sowie von der Homogenität des Dreiphasengemisches, d.h. Feststoff, Flüssig¬ phase und Gasphase, ab.
Kommt es bei den Strömungsverhältnissen oder Mischverhältnissen zu Abweichungen von einem gewünschten Zustand, reduziert sich meist die Ausbeute der Flotationsvorrichtung.
Derartige Abweichungen können von prozessbedingten Schwankungen der Suspensionsqualität und des in die Flotationsvorrich¬ tung zugeführten Volumenstroms verursacht sein. Diese Schwan¬ kungen können bspw. zu einer Entmischung des Dreiphasengemisches in der Suspension führen, zu einer Sedimentation von Feststoff und zur Ausbildung unerwünschter Strömungen führen. Damit sind in der Regel Sekundärprobleme verbunden, wie bspw. verstopfende Gaszuführungen, und eine für die Ausbeute nachteilige Strömung der Suspension in der Flotationsvorrich tung. Dies führt zu einer signifikanten Reduzierung der Ausbeute .
So wurde in der US 2,609,097 und der US 2,815,859 bereits vorgeschlagen, Drehklappen in die Flotationskammer einzubauen, mittels welcher der Strömungsverlauf der Suspension innerhalb der Flotationskammer beeinflusst werden kann. Die Möglichkeit der Beeinflussung ist hier allerdings sehr unge¬ nau und nur mit großer Zeitverzögerung möglich, so dass nach wie vor Einbußen in der Ausbeute vorlagen.
Die US 5,251,764 offenbart eine Flotationsmaschine zur Ab- scheidung mineralischer Partikel von einer Suspension, die mindestens ein verstellbares Führungselement aufweist, mit welchem die freie Oberfläche der Suspension in der Flotati¬ onskammer gezielt verringert wird. Aufgrund der Anordnung ei nes solchen Führungselements teilweise in der Suspension und teilweise inmitten des Schaumprodukts wird der Strömungsver¬ lauf der Suspension wie auch des daraus aufsteigenden Schaum Produkts beeinflusst. Der unmittelbare Kontakt zwischen Schaumprodukt und Führungselement ( en) führt hier allerdings dazu, dass im Kontaktbereich Bläschen des Schaumprodukts vor zeitig zerplatzen und die daran gebundenen Partikel wieder zurück in die Suspension wandern und nicht, wie vorgesehen, mit dem Schaumprodukt ausgetragen werden können. Auch dies hat Einbußen in der Ausbeute zu Folge.
Bisher konnte daher auf unerwünschte Abweichungen im Flotati onsprozess, die zu einer Reduktion der Ausbeute führen, nur unzureichend reagiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Flo¬ tationsvorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, welche die Auswirkungen der oben erwähnten unerwünschten Abweichungen im Flotationsprozess reduzieren bzw. diesen entgegenzuwirken. Die Aufgabe wird für die Flotationsvorrichtung zur Abtrennung von Feststoffpartikeln, insbesondere aus einem Wertstoffmine¬ ral, aus einer Suspension, umfassend
ein Gehäuse mit einer Flotationskammer,
mindestens einen Schaumsammler zur Abführung eines in einem oberen Bereich der Flotationskammer gebildeten Schaumprodukts,
mindestens eine Zuführanordnung zur Zuführung von Gas und/oder Suspension in die Flotationskammer,
gelöst, indem weiterhin vorhanden sind:
mindestens eine verstellbare Blende, durch welche die Flo¬ tationskammer horizontal in einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilt ist und ein freier Innendurchmes¬ ser der Flotationskammer lokal veränderbar ist, und welche vollständig in einem Suspensionsbereich der Flotationskammer angeordnet ist,
mindestens eine Messanordnung zur Erfassung mindestens ei¬ ner Zustandsgröße im Betrieb der Flotationsvorrichtung, und
mindestens eine, mit der mindestens einen Messanordnung verbundene Steuer- und Regeleinrichtung zur automatischen Verstellung der Blende in Abhängigkeit von der mindestens einen Zustandsgröße.
Eine derartige Blende erlaubt es, die Strömung der Suspension automatisch und in Abhängigkeit der mindestens einen Zu¬ standsgröße derart zu beeinflussen, dass unerwünschten Strö¬ mungsbedingungen entgegengewirkt wird und eine Verbesserung der Durchmischung des Dreiphasengemisches erreicht wird.
Dabei befindet sich die mindestens eine Blende im Suspensi¬ onsbereich der Flotationskammer und damit nicht in Kontakt zum auf der Suspension aufschwimmenden Schaumprodukt. Der Suspensionsbereich ist der Bereich der Flotationskammer, der mit Suspension gefüllt ist, so dass die mindestens eine Blen¬ de vollständig in die Suspension eingetaucht angeordnet ist bzw. vollständig unterhalb der Oberfläche der Suspension an- geordnet ist und mit der Oberfläche der Suspension auch nicht in Kontakt steht. Dadurch wird verhindert, dass Bläschen des Schaumprodukts an der Grenzfläche zur mindestens einen Blende zerstört und der Austrag an Schaumprodukt verringert wird.
Durch die Blende wird ein Stellglied bereitgestellt, mit wel¬ chem während des Betriebs der Flotationsvorrichtung ein schnelles Eingreifen und Entgegenwirken im Hinblick auf unerwünschte Prozesse, wie Strömungsprozesse und Sedimentations- prozesse realisiert, werden kann.
Wesentlich für die Erfindung ist es, dass eine die Blende verändernde Einstellung automatisch während des Betriebs der Flotationsvorrichtung erfolgt.
Eine solche Blendenlösung ist für bestehende Flotationsvorrichtungen einfach nachrüstbar und kann dazu beitragen, bereits installierte Flotationsvorrichtungen mit höherer Ausbeute bei gleichem oder ggf. sogar höherem Durchsatz zu betreiben.
Die Blende ist vorzugsweise in ihrer Position, d.h. längs ei¬ ner senkrechten Mittelachse der Flotationskammer und/oder in der Neigung der Blendenfläche und/oder in den Abmessungen ih- rer Blendenöffnung einstellbar.
Die Regelung der Blendenstellung in Abhängigkeit von der mindestens einen Zustandsgröße kann als offener oder geschlosse¬ ner Regelkreis ausgebildet sein. Durch ein derartiges Vorge- hen wird ein höherer Automatisierungsgrad für die Flotations¬ vorrichtung bzw. für den Flotationsprozess erreicht, wodurch die Ausbeute durch schnellere Reaktionszeiten gesteigert wer¬ den kann. Als geeignete Zustandsgrößen werden alle Größen bzw. Prozessparameter angesehen, welche den Flotationsprozess in der Flo¬ tationsvorrichtung maßgeblich beeinflussen, d.h. insbesondere zu einer signifikanten Ausbeute-Steigerung oder Ausbeute- Senkung beitragen können.
Es hat sich bewährt, mindestens eine Messanordnung im oberen Teil und/oder mindestens eine Messanordnung im unteren Teil der Flotationskammer anzuordnen, um Zustandsgrößen im oberen Teil und/oder im unteren Teil der Flotationskammer zu erfassen. Besonders bewährt hat es sich hierbei, sowohl Zustands¬ größen im oberen Teil und gleichzeitig im unteren Teil der Flotationskammer zu erfassen und die Blende von diesen abhän gig einzustellen.
Die mindestens eine Messanordnung ist bevorzugt dazu einge¬ richtet, mindestens eine der folgenden Zustandsgrößen zu erfassen: eine Dichte der Suspension, eine Konzentration an ab zutrennenden Feststoffpartikeln in der Suspension, einen Volumenstrom an zugeführtem Gas, einen Volumenstrom an der Sus pension zugeführten Flotationshilfsmitteln, einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt und eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt.
Da jeder dieser Parameter „online" während des Flotationspro zesses erfassbar ist, sind diese erfindungsgemäß als Zustand¬ große optimal geeignet, in deren Abhängigkeit die zugehörige optimale Blendenstellung sehne11 und einfach ermittelt und eingestellt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann bspw. auch die Schaumhöhe oder die Schaumblasengrößenverteilung als Zustandsgröße genutzt werden. Hierdurch wird auch ein mittelbares Feedback für die Auswirkung der Blendeneinstellung auf die Ausbeute erhalten .
Es hat sich insbesondere bewährt, wenn die Blende derart aus gebildet ist, dass der Innendurchmesser der Flotationskammer ausgehend von einer Innenwandung der Flotationskammer lokal veränderbar ist. Dabei ist die Blende angrenzend an die In¬ nenwandung der Flotationskammer angeordnet, so dass zwischen Blende und Innenwandung kein Spalt entsteht, durch welchen Suspension hindurchströmen könnte. Hierdurch wird eine unerwünschte Wirbelbildung bzw. werden Undefinierte Strömungsverhältnisse in der Flotationskammer vermieden.
Insbesondere hat sich hier eine stufenlose lokale Veränderung des Innendurchmessers der Flotationskammer mittels der min¬ destens einen Blende bewährt.
Die Blende kann aber auch derart in der Flotationskammer angeordnet sein, dass diese nicht in direktem Kontakt zur In¬ nenwandung der Flotationskammer steht.
In einer vorteilhaften alternativen Aus führungs form ist die Blende ringartig, insbesondere kreisringartig, polygonringar¬ tig, hohlkegelstumpfartig oder hohlpyramidenstumpfartig aus¬ gebildet. Hierdurch lassen sich Blenden in nahezu beliebiger Ausführung für eine Vielzahl an Typen von Flotationsvorrichtungen bereitstellen. Die Ausbildung als sich verjüngender Hohlkörperstumpf ist deswegen von Vorteil, da die Blende zusätzlich noch einen Sammeleffekt erzeugt und eine Umleitung von Wertstoff bzw. Suspension bewirkt, die nicht unmittelbar durch die Blendenöffnung hindurchgelangt, sondern zunächst auf den Blendenkörper trifft.
In einer vorteilhaften Aus führungs form ist die Blende aus einer Mehrzahl an Blendenelementen gebildet, wobei die Blendenöffnung durch Bewegung der Blendenelemente einstellbar ist. Bspw. sind die Blendenelemente als Ringsegmente ausgebildet, welche um einen Drehpunkt drehbar sind. Die Drehpunkte der einzelnen Ringsegmente sind vorzugsweise derart angeordnet, dass eine Drehung der Ringsegmente um ihren Drehpunkt zu ei¬ ner Änderung des Blendenöffnungsdurchmessers führt. Alterna¬ tiv kann bspw. eine Mehrzahl an ebenen Blendenblechen eingesetzt werden, welche z.B. verschiebbar und/oder drehbar, etwa an der Begrenzungsfläche, angeordnet sind, so dass durch Ver¬ schieben und/oder Drehen der Blendenbleche die Blendenöffnung einstellbar ist. Bevorzugt ist die Blende als eine Irisblende ausgebildet. Er¬ staunlicher Weise ist der Betrieb einer solchen Irisblende auch unter rauen Bedingungen, wie sie bei der Flotation von Erz-Pulpe herrschen, möglich.
Ferner ist es von Vorteil, dass die Blendenelemente eine Nei¬ gung in Richtung des unteren Teils der Flotationskammer aufweisen. Einerseits wird hierdurch eine Störung der Strömung in der Flotationsvorrichtung verringert. Ferner wird Partikelablagerungen auf den Blendenelementen entgegengewirkt. Darüber hinaus ist durch geneigte Blendenelemente eine einfa¬ che Umlenkung von auszubringenden Feststoffpartikeln erreichbar. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der auszubringende Feststoff stets in Richtung gasblasenreicher Bereiche der Suspension umgelenkt wird.
Insbesondere ist die Flotationsvorrichtung als eine säulenartige Flotationszelle, eine pneumatische Flotationszelle oder eine Hybridflotationszelle ausgebildet. Hinsichtlich der De¬ finition dieser Begriffe wird auf den einleitenden Beschreibungstext verwiesen.
Es hat sich bewährt, wenn im oberen Teil der Flotationskammer konzentrisch zu einer Innenwandung der Flotationskammer ein Rohrelement eingesetzt ist, welches den oberen Teil der Flo¬ tationskammer in einen Mittelteil und einen ringförmigen Außenteil unterteilt. Dabei ist weiterhin bevorzugt mindestens eine erste Zuführeinrichtung zur Zuführung von Gas und Sus- pension in den Außenteil der Flotationskammer vorhanden und mindestens eine zweite Zuführeinrichtung zur Zuführung von Gas in den unteren Teil der Flotationskammer vorhanden. Die mindestens eine zweite Zuführeinrichtung ist gegenüber der Blende bevorzugt derart angeordnet, dass durch die Blenden- Öffnung hindurchtretende Suspension mit dem gebildeten Gasblasenstrom zusammentrifft. Hierdurch wird aktiv mittels der Blende eine Durchmischung von Festphase, Flüssigphase und Gasphase begünstigt, die zu einer hohen Ausbeute verhilft. Eine derartige Aus führungs form ermöglicht somit eine optimal Begasung der Suspension im oberen und unteren Teil der Flota tionskammer unter Optimierung der Ausbeute.
Insbesondere ist hier die mindestens eine Messanordnung ein¬ gerichtet, als Zustandsgröße mindestens eine der folgenden zu erfassen: einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt im Mittelteil, einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt im Außenteil, eine Konzentration an Feststoffpartikeln im
Schaumprodukt im Mittelteil, eine Konzentration an Feststoff¬ partikeln im Schaumprodukts im Außenteil, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts im Mittelteil, eine Schaumhöhe des Schaumpro¬ dukts im Außenteil, eine Schaumblasengrößenverteilung des Schaumprodukts im Mittelteil und eine Schaumblasengrößenver¬ teilung des Schaumprodukts im Außenteil.
Erfindungsgemäß ist die Blende oder deren einzelne Blenden¬ elemente mittels elektrischer Mittel, wie beispielsweise min¬ destens einem Stellmotor, automatisch verstellbar.
Weiterhin hat es sich zur Erhöhung der Ausbeute bewährt, die Flotationskammer im oberen Teil einen größeren Innen durchmesser aufweist als im unteren Teil.
Zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil ist ein Übergangsbereich vorhanden, wobei die Blende bevorzugt innerhalb des Übergangsbereichs angeordnet ist. So kann diese aktiv die Strömungsbedingungen im Übergangsbereich beeinflussen und damit zur Steigerung der Ausbeute beitragen. Insbesondere wird verhindert, dass sich im unteren Teil der Flotationskammer konvektive Zellenströmungen ausbilden, welche Feststoffparti¬ kel von einem Gasblasenstrom wegführen bzw. der Flotation des Feststoffes entgegenwirken.
Die erfindungsgemäße Flotationsvorrichtung ist auf den verschiedensten technischen Gebieten anwendbar, bevorzugt im Bergbau, wo Erzpartikel als Wertstoff aus einer Erz-Pulpe ge- wonnen werden sollen. Insbesondere hat sich eine Verwendung der erfindungsgemäßen Flotationsvorrichtung zur Flotation von Wertstoffpartikeln, insbesondere Erzmineralpartikeln, aus einer Suspension mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis 60 % unter Ausbildung des Schaumprodukts bewährt.
Ferner ist eine Anwendung in der Papierindustrie vorteilhaft, wo Farbrückstände aus der Suspension bzw. einer Papierpulpe ausgetragen werden sollen, um den Weißheitsgrad der Pulpe zu erhöhen. Weitere vorteilhafte Anwendungsgebiete bestehen im Bereich der Ölsandaufbereitung, wo ggf. Bitumenrückstände oder organische Verbindungen mit Hilfe eines Flotationsverfahrens aus einer Suspension entfernt werden oder im Bereich der Abwasser-Technik, wie z.B. bei Kläranlagen.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Flotationsvorrichtung mit folgenden Schritten:
Zuführen von Suspension und Gas in die Flotationskammer; Erfassung mindestens einer Zustandsgröße der Flotations¬ vorrichtung mittels der mindestens einen Messanordnung; und
Übermitteln der mindestens einen Zustandsgröße an die min¬ destens eine Steuer- und Regeleinrichtung, mittels welcher die Blende in Abhängigkeit von der mindestens einen Zu¬ standsgröße verstellt wird.
Eine derartige Vorgehensweise erlaubt es, unerwünschten Ab¬ weichungen vom gewünschten Prozessverhalten schnell und effizient entgegenzuwirken. Hierdurch wird eine Reduzierung der Ausbeute aus der Flotationsvorrichtung durch derartige Abweichungen vermieden, wodurch die oben gestellte Aufgabe gelöst wird .
Die zur Flotationsvorrichtung gemachten Ausführungen gelten analog für das Verfahren. Hierzu ist vorzugsweise eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für die Flotationsvorrichtung vorgesehen, welche maschinenlesbaren Programmcode aufweist, welcher Steuerbefehle um- fasst, welche die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches anhand der schematischen Zeichnungen genauer erläutert wird. Es zeigen: eine seitliche Schnittansicht einer Flotationsvor richtung mit einer Blende,
FIG 2 eine Draufsicht auf eine Flotationsvorrichtung mit
Blende .
Eine mögliche Aus führungs form einer erfindungsgemäßen Flotationsvorrichtung wird nachfolgend anhand einer Anwendung im Bergbau erläutert. Jedoch sind, wie bereit oben erwähnt, er¬ findungsgemäße Flotationsvorrichtungen auch auf anderen technischen Feldern, bspw. der Papierindustrie, der Ölsandindust- rie, der Abwasser-Industrie und in anderen Industrien anwend¬ bar .
FIG 1 zeigt eine Flotationsvorrichtung 100, welche als pneu¬ matische Flotationszelle zur Gewinnung von Feststoffpartikeln aus Erzmineral ausgebildet ist. Die Suspension, hier Erz¬ Pulpe genannt, umfasst neben den Fest- oder Wertstoffparti¬ keln weiterhin zu verwerfende Partikel aus Gangart.
Die Flotationsvorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 1. Ferner weist das Gehäuse eine Flotationskammer 3 zur Aufnahme der Suspension auf. Die Flotationskammer 3 weist auf ihrer, der Suspension bzw. Erz-Pulpe zugewandten Seite eine Innenwandung B auf. Weiterhin ist eine senkrechte Mittenachse M der Flota¬ tionsvorrichtung 100 dargestellt. Im vorliegenden Beispiel wird der Flotationskammer 3 mittels einer Mehrzahl an ersten Zuführeinrichtungen 4, welche als Ejektoren ausgebildet sind, zur Durchführung einer Entspannungsflotation mit Gas versetzte Suspension zugeführt.
Die in der Suspension enthaltenen Wertstoffpartikel, z.B. aus Erz, insbesondere Kupfer-Erz oder Molybdän-Erz, sind in einem Vorbehandlungsschritt hydrophobisiert worden, d.h. weisen ei¬ ne hydrophobe Oberfläche auf und können so an Gasbläschen in der Suspension anhaften und mit diesen nach oben getragen werden. Die Partikel aus Gangart hingegen sind hydrophil und sinken nach unten ab.
Das Erz-Pulpe-Gas-Gemisch wird im Ausführungsbeispiel mittels der ersten Zuführeinrichtungen 4 im Wesentlichen horizontal in die Flotationskammer 3 eingedüst. Vorzugsweise werden vier erste Zuführeinrichtungen 4 bzw. Ejektoren verwendet, welche jeweils um 90 ° versetzt, gleichmäßig über den Umfang des Ge¬ häuses 1 verteilt, angeordnet sind.
Die mit Gas angereicherte Erz-Pulpe wird unter hohem Druck in die Flotationskammer 3 eingedüst. Aufgrund hoher Scherraten in der Düse wird das zugeführte Gas in kleine Gasbläschen zerteilt. Durch den Druckabfall in der Flotationskammer 3 bilden sich zusätzliche Gasblasen, welche dann ebenfalls für die Flotation genutzt werden. Dieser Mechanismus wird als so¬ genannte Entspannungsflotation bezeichnet.
Das mit der Erz-Pulpe in die Flotationskammer 3 eingebrachte Gas bildet Gasblasen, welche an die Oberfläche der Erz-Pulpe bzw. an eine Grenzfläche gebildet durch Erz-Pulpe und Atmo¬ sphäre aufsteigen. Die Gasblasen selbst sind hydrophob, wo¬ durch hydrophobe Wertstoffpartikel an deren Oberfläche ange¬ lagert werden. Diese steigen zusammen mit den Gasblasen aus der Erz-Pulpe auf, und bilden in diesem Ausführungsbeispiel an der Pulpenoberfläche ein wertstoffhaltiges Schaumprodukt. Dieses Schaumprodukt wird mittels Schaumsammlern 2 bzw.
Schaumablaufrinnen aus der Flotationsvorrichtung 100 abgeführt und weiterverarbeitet. Dieser Vorgang stellt eine erste Flotationsstufe der in FIG 1 gezeigten Flotationsvorrichtung 100 dar.
Jedoch werden mittels dieser ersten Flotationsstufe nicht al¬ le Wertstoffpartikel aus der Erz-Pulpe entfernt, insbesondere nicht ene Wertstoffpartikel, die in einen Bereich unterhalb der ersten Zuführeinrichtungen 4 bzw. Ejektoren absinken. Dieser Bereich ist in der Regel vollständig mit Suspension bzw. Erz-Pulpe gefüllt und wird hier als Suspensionsbereich bezeichnet. Um auch derartige Wertstoffpartikel noch gewinnen zu können, ist in der vorliegenden Flotationsvorrichtung 100 hierzu eine zweite Flotationsstufe vorgesehen. Im Ausfüh¬ rungsbeispiel arbeitet die zweite Flotationsstufe als soge¬ nannte Säulenflotation.
Hierzu ist im unteren Teil T2 der Flotationskammer 3, wo auch eine Bodenauslassöffnung 6 für absinkende hydrophile Fest- stoffpartikel aus Gangart vorgesehen ist, eine zweite Zuführ¬ einrichtung 5 zum Zuführen von Gas angeordnet, die bspw. als Aerator ausgebildet ist. Diese gibt Gasblasen ab, welche dazu geeignet sind, Wertstoffpartikel im unteren Teil T2 der Flo- tationsvorrichtung 100 an sich zu binden.
Die aus der zweiten Zuführeinrichtung 5 austretenden Gasblasen steigen im Wesentlichen im zentralen Bereich der Flotationsvorrichtung 100, insbesondere im Wesentlichen vertikal, auf und sammeln in diesem Bereich die mittels der ersten Flotationsstufe nicht flotierten Wertstoffpartikel auf. In FIG 1 ist ein Rohrelement 12 mit offenen Stirnflächen vorhanden, das den oberen Teil Tl der Flotationskammer 3 in einen Mittelteil und einen ringförmigen Außenteil unterteilt. Durch den Mittelteil steigen die Gasblasen der zweiten Flotationsstufe an die Oberfläche bzw. Grenzfläche der Suspension auf. Gelangen die mit Wertstoffpartikeln beladenen Gasblasen an die Oberfläche bzw. Grenzfläche der Suspension, so wird das dadurch entstehende Schaumprodukt mittels der Schaumsamm¬ ler 2 abgeführt.
Durch die Kombination dieser zwei Flotationsstufen wird eine höhere Ausbeute von Wertstoffpartikeln aus der Erz-Pulpe erzielt, als bei vielen anderen Flotationszellentypen, welche nur mit einer Flotationsstufe innerhalb einer Flotationsvor¬ richtung arbeiten.
Bei der Flotation hängt die Ausbeute wesentlich von den Strömungsverhältnissen in der Flotationskammer sowie von der Homogenität des Dreiphasengemisches, d.h. Feststoff, Flüssig¬ phase und Gasphase, ab.
Kommt es bei den Strömungsverhältnissen oder Mischverhältnissen zu Abweichungen von einem gewünschten Zustand, reduziert sich die Ausbeute der Flotationsvorrichtung, d.h. die Menge und/oder Güte des Schaumprodukts.
Derartige Abweichungen können von prozessbedingten Schwankungen der Suspensionsqualität, der zugeführten Gasvolumenströme und des in die Flotationsvorrichtung zugeführten Volumenstroms an Suspension verursacht sein. Diese Schwankungen können bspw. zu einer Entmischung des Dreiphasengemisches in der Suspension führen, zu einer Sedimentation von Feststoffpartikeln und zur Ausbildung unerwünschter Strömungen führen. Damit sind in der Regel Sekundärprobleme verbunden, wie bspw. verstopfende Zuführungen für Gas, und eine für die Ausbeute nachteilige Strömung der Suspension in der Flotationsvorrichtung. Dies führt zu einer signifikanten Reduzierung der Ausbeute an Wertstoffpartikeln.
Aus diesem Grund weist die Flotationsvorrichtung 100 eine Blende 7 mit einer automatisch verstellbaren Blendenöffnung 0 auf. Die Blende 7 befindet sich dabei vollständig im Suspen¬ sionsbereich der Flotationskammer 3, d.h. sie ist unterhalb der Oberfläche der Suspension bzw. vollständig innerhalb der Suspension angeordnet. Insbesondere ist eine Position der Blendenöffnung 0, ggf. der gesamten Blende 7, in senkrechter Richtung verstellbar.
Hierdurch wird ein Stellglied bereitgestellt, mit welchem bei sich ändernden Prozessbedingungen und/oder unvorteilhaften Strömungsbedingungen korrigierend auf die Strömung in der Flotationsvorrichtung 100 eingewirkt werden kann.
In FIG 1 ist die Blende 7 in einem Übergangsbereich Z zwischen oberem Teil Tl und unterem Teil T2 der Flotationskammer 3 angeordnet. Die Flotationskammer 3 weist dabei im oberen Teil Tl einen größeren Innendurchmesser auf als im unteren Teil T2. Dabei findet die Entspannungsflotation überwiegend im ersten Teil Tl statt und die Säulenflotation überwiegend im zweiten Teil T2 der Flotationskammer 3.
Gerade im Übergangsbereich Z kann es, insbesondere aufgrund äußerer Einflüsse, bei einer solchen kombinierten Flotationsvorrichtung 100 zu Strömungsinstabilitäten kommen, welche sich auf die Ausbeute niederschlagen.
Jedoch ist die Verwendung einer einstellbaren Blende 7 voll unabhängig von der vorliegenden Aus führungs form der Flotati onsvorrichtung 100, da in jeder Flotationsvorrichtung die Prozessbedingungen und/oder Strömungsbedingungen innerhalb der Flotationsvorrichtung die Ausbeute des auszubringenden Stoffs maßgeblich beeinflussen.
Die Blende 7 umfasst eine Mehrzahl an Blendenelementen 8. Diese sind im Ausführungsbeispiel trapezförmig ausgebildet und in Neigungsrichtung des Übergangsbereichs Z verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung der Blendenelemente 8 erfolgt automatisch mittels nicht dargestellter Stellmotoren.
Vorzugsweise sind die Blendenelemente 8 nicht nur verschieb¬ bar, sondern auch um einen vorgegebenen Drehpunkt drehbar. Durch eine Überlagerung von Verschiebung und Drehbewegung der Blendenelemente 8 können so verschiedene Blendenöffnungs- durchmesser stufenlos für eine feste Blendenöffnungsposition in Richtung der Mittenachse M realisiert werden. Vorzugsweise ist der Drehpunkt bzw. die Drehachse eines Blendenelements 8 nahe oder an der Innenwandung B der Flotationskammer 3 ange- ordnet.
Die Blende 7 weist somit eine Blendenöffnung 0 auf, welche sowohl in ihrer Position längs der Mittenachse M als auch in ihrem Durchmesser automatisch verstellbar ist.
Die Einstellung der Blende 7 erfolgt vorzugsweise anhand ei¬ ner oder mehrer erfasster Zustandsgrößen, die während des Betriebs der Flotationsvorrichtung 100 vorliegen und erfasst werden können. Dafür sind in FIG 1 zwei Messanordnungen 10 bzw. 10' vorgesehen.
Dabei wird hier mittels der Messanordnung 10' eine Zustands- größe erfasst, welche den Austrag an Wertstoffpartikeln aus der Flotationsvorrichtung 100 charakterisiert, wie die
Schaumqualität des Schaumprodukts, das sich aus den auf¬ schwimmenden Aeroflocken an der Grenzfläche zwischen ErzPulpe und Atmosphäre bildet. Die Messanordnung 10' ist hier beispielsweise dazu eingerichtet, entweder die Schaumhöhe und/oder die Schaumblasengrößenverteilung des Schaumprodukts, die Konzentration an Feststoffpartikeln insgesamt im Schaumprodukt, die Konzentration an Wertstoffpartikeln im Schaumprodukt oder die Konzentration an taubem Gestein bzw. Gangart im Schaumprodukt zu erfassen. Besonders bevorzugt ist bei der in FIG 1 dargestellten Flota¬ tionsvorrichtung 100, bei der das Rohrelement 12 im oberen Teil Tl der Flotationskammer 3 diese in einen Mittelteil und einen ringförmigen Außenteil unterteilt, eine Erfassung eines Volumenstroms an gebildetem Schaumprodukt im Mittelteil und/oder eines Volumenstroms an gebildetem Schaumprodukt im
Außenteil. Alternativ oder in Kombination dazu wird eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt im Mittelteil und/oder eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt im Außenteil getrennt erfasst. Auch eine ge¬ trennte Erfassung der Schaumhöhe und/oder Schaumblasengrößen- verteilung im Mittelteil und Außenteil hat sich bewährt. Da¬ mit lassen sich besonders gute Ergebnisse erzielen, da eine getrennte Charakterisierung der Prozesse im Bereich der
Entspannungsflotation sowie der Säulenflotation möglich ist.
Zusätzlich, wie in FIG 1 dargestellt, oder alternativ zur Messanordnung 10', wird mittels einer weiteren Messanordnung 10 eine andere/weitere Zustandsgröße erfasst, wie die Dichte der Suspension, eine Konzentration an abzuscheidenden Wert- stoffpartikeln in der Suspension, ein zugeführter Gesamtvolumenstrom an Suspension oder ein Volumenstrom an der Suspension mittels der Zuführeinrichtungen zugeführtem Gas.
Es wird mindestens eine der erfassten Zustandsgrößen, insbesondere aber mehrere in Kombination, wobei diese im oberen Teil Tl und/oder im unteren Teil T2 der Flotationskammer 3 erfasst sein können, zur Einstellung der Blende 7 verwendet.
Die verwendete (n) Messanordnung ( en) 10 bzw. 10' ist bzw. sind dazu mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 11 wirkverbunden, welche Stellgrößen in Abhängigkeit von den erfassten Zustandsgrößen ermittelt und Stellsignale an die nicht ge- zeigten Hilfsmittel zur Einstellung der Blendenelemente 8 ausgibt. Die Blende 7 wird dann entsprechend dieser Stellsig¬ nale automatisch eingestellt, wobei die Blendenöffnung 0 verändert bzw. auf die aktuell vorliegenden Prozessparameter hin optimiert wird.
Zur Ermittlung der Stellgrößen können ggf. physikalische oder empirische Modelle genutzt werden, welche den Flotationspro- zess beschreiben. Insbesondere sind aufgrund der Prozessdyna¬ mik neuronale Netze vorteilhaft anwendbar.
Diese dargelegte Vorgehensweise erlaubt eine dynamische Steu¬ erung der Flotationsvorrichtung 100 mit einer durchwegs maxi- malen Ausbeute, so dass eingesetzte Ressourcen optimal ge¬ nutzt werden.
FIG 2 zeigt die in FIG 1 dargestellte Flotationsvorrichtung 100 in der Draufsicht. Die in der Draufsicht sichtbare Blende 7, gebildet aus den trapezförmigen Blendenelementen 8, weist eine einstellbare Blendenöffnung 0 auf. Die Blendenelemente 8 sind in Neigungsrichtung vertikal verschiebbar. In dieser translatorischen Bewegung ist ein radialer Anteil enthalten, durch welchen der Durchmesser der Blendenöffnung 0 einstellbar ist.
Benachbarte Blendenelemente 8 sind überlappend angeordnet, so dass zwischen den benachbarten Blendenelementen 8, wie auch zwischen der Innenwandung B der Flotationskammer 3 und den
Blendenelementen 8, im Wesentlichen keine Erz-Pulpe hindurchfließen kann. Die Blende 7 ist ähnlich einer Irisblende aus¬ geführt, welche hier als eine besonders bevorzugte Ausfüh¬ rungsform erkannt wurde, da sie eine stufenlose und besonders genaue Verstellung des Blendendurchmessers ermöglicht.
Die Überlappung stellt sicher, dass auch bei Vergrößerung der Blendenöffnung, z.B. durch radiale Verschiebung der Blendenelemente 8 nach außen, zwischen den benachbarten Blendenele- menten 8 im Wesentlichen keine Erz-Pulpe hindurch strömen kann. Dadurch wird eine Störung der Strömungsverhältnisse, wie beispielsweise eine Wirbelbildung, verhindert.
Als Blendenelemente können im Allgemeinen beliebige, geeigne- te Körper eingesetzt werden, z.B. ebene oder gebogene gesteu¬ ert bewegbare Bleche oder ringsegmentförmige Körper. Insbe¬ sondere werden die oben genannten Irisblenden in angepassten Dimensionen eingesetzt. Eine automatisch verstellbare Blende kann erfindungsgemäß an einer beliebigen Stelle innerhalb der Flotationskammer einer beliebig ausgebildeten Flotationsvorrichtung eingesetzt werden . Insbesondere ist die Erfindung für alle bekannten Flotations¬ vorrichtungen anwendbar, sowohl auf dem Gebiet des Bergbaus, wie auch auf dem Gebiet der Papierindustrie oder Abwasser¬ technik, z.B. für Kläranlagen, usw.

Claims

Patentansprüche
1. Flotationsvorrichtung (100) zur Abtrennung von Feststoffpartikeln, insbesondere aus einem Wertstoffmineral, aus einer Suspension, umfassend
- ein Gehäuse (1) mit einer Flotationskammer (3),
- mindestens einen Schaumsammler (2) zur Abführung eines in einem oberen Bereich der Flotationskammer (3) gebildeten Schaumprodukts ,
- mindestens eine Zuführanordnung (4,5) zur Zuführung von Gas und/oder Suspension in die Flotationskammer (3),
- mindestens eine verstellbare Blende (7), durch welche die Flotationskammer (3) horizontal in einen oberen Teil (Tl) und einen unteren Teil (T2) unterteilt ist und ein freier Innendurchmesser der Flotationskammer (3) lokal verminderbar ist, und welche vollständig in einem Suspensionsbereich der Flotationskammer (3) angeordnet ist,
- mindestens eine Messanordnung (10,10') zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße im Betrieb der Flotationsvor- richtung (100), und
- mindestens eine, mit der mindestens einen Messanordnung
(10, 10') verbundene Steuer- und Regeleinrichtung (11) zur automatischen Verstellung der Blende (7) in Abhängigkeit von der mindestens einen Zustandsgröße.
2. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Messanordnung (10, 10') im oberen Teil (Tl) und/oder mindestens eine Messanordnung im unteren Teil der Flotati¬ onskammer (3) angeordnet ist.
3. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mindestens eine Messanordnung (10, 10') eingerichtet ist, mindestens eine Zustandsgröße zu erfassen aus einer Gruppe an Zustandsgrößen umfassend eine Dichte der Suspensi- on, eine Konzentration an abzutrennenden Feststoffpartikeln in der Suspension, einen Volumenstrom an zugeführtem Gas, einen Volumenstrom an der Suspension zugeführten Flotationshilfsmitteln, einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt, eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts und eine Schaumblasengrö- ßeverteilung des Schaumprodukts.
4. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Blende derart ausgebildet ist, dass der Innendurch¬ messer der Flotationskammer (3) ausgehend von einer Innenwandung (B) der Flotationskammer (3) verminderbar ist.
5. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Blende (7) als Irisblende ausgebildet ist.
6. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Flotationsvorrichtung (100) eine säulenartige Flo- tationszelle, eine pneumatische Flotationszelle oder eine Hybridflotationszelle ist.
7. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei im oberen Teil (Tl) der Flotationskammer (3) konzentrisch zu einer In- nenwandung (B) der Flotationskammer (3) ein Rohrelement (12) eingesetzt ist, welches den oberen Teil (Tl) der Flotati¬ onskammer (3) in einen Mittelteil und einen ringförmigen Außenteil unterteilt.
8. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei mindestens eine erste Zuführeinrichtung (4) zur Zuführung von Gas und Suspension in den Außenteil der Flotationskammer (3) vorhanden ist und mindestens eine zweite Zuführeinrichtung (5) zur Zuführung von Gas in den unteren Teil (T2) der Flotationskam- mer (3) vorhanden ist.
9. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die mindestens eine Messanordnung (10, 10') eingerichtet ist, als Zustandsgröße mindestens eine aus einer Gruppe an Zustandsgrößen umfassend einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt im Mittelteil, einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt im Außenteil, eine Konzentration an Feststoff¬ partikeln im Schaumprodukt im Mittelteil, eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt im Außenteil, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts im Mittelteil, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts im Außenteil, eine Schaumblasengrößenver- teilung des Schaumprodukts im Mittelteil und eine Schaumbla- sengrößenverteilung des Schaumprodukts im Außenteil zu erfas¬ sen .
10. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Flotationskammer (3) im oberen Teil (Tl) einen grö- ßeren Innendurchmesser aufweist als im unteren Teil (T2) .
11. Verfahren zum Betreiben einer Flotationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit folgenden Schritten:
- Zuführen von Suspension und Gas in die Flotationskammer
(3),
- Erfassung mindestens einer Zustandsgröße der Flotationsvorrichtung (100) mittels der mindestens einen Messanordnung (10, 10' ) ;
- Übermitteln der mindestens einen Zustandsgröße an die min- destens eine Steuer- und Regeleinrichtung (11), mittels welcher die Blende (7) in Abhängigkeit von der mindestens einen Zustandsgröße verstellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei mittels der mindestens einen Messanordnung (10,10') mindestens eine Zustandsgröße aus einer Gruppe an Zustandsgrößen umfassend eine Dichte der Suspension, eine Konzentration an abzutrennenden Feststoffpartikeln in der Suspension, einen Volumenstrom an zugeführtem Gas, einen Volumenstrom an der Suspension zugeführten Flotationshilfsmitteln, einen Volumenstrom an gebildetem
Schaumprodukt, eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts und eine Schaumblasengrößenverteilung des Schaumprodukts erfasst wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Flotationsvorrichtung (100) als eine säulenartige Flotations¬ zelle, eine pneumatische Flotationszelle oder eine Hybridflo- tationszelle ausgebildet wird, wobei im oberen Teil (Tl) der Flotationskammer (3) konzentrisch zu einer Innenwandung (B) der Flotationskammer (3) ein Rohrelement (12) eingesetzt wird, welches den oberen Teil (Tl) der Flotationskammer (3) in einen Mittelteil und einen ringförmigen Außenteil unterteilt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei mittels der mindestens einen Messanordnung (10,10') mindestens eine Zustandsgröße aus einer Gruppe an Zustandsgrößen umfassend einen Volumenstrom an gebildetem Schaumprodukt im Mittelteil, einen Volu¬ menstrom an gebildetem Schaumprodukt im Außenteil, eine Kon¬ zentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt im Mittelteil, eine Konzentration an Feststoffpartikeln im Schaumprodukt im Außenteil, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts im Mit telteil, eine Schaumhöhe des Schaumprodukts im Außenteil, ei ne Schaumblasengrößenverteilung des Schaumprodukts im Mittel teil und eine Schaumblasengrößenverteilung des Schaumprodukt im Außenteil erfasst wird.
15. Verwendung einer Flotationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Flotation von Wertstoffpartikeln, insbesondere Erzmineralpartikeln, aus einer Suspension mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis 60 % unter Ausbildung eines Schaumprodukts.
PCT/EP2012/050048 2011-03-03 2012-01-03 Flotationsvorrichtung, verfahren zum betreiben der flotationsvorrichtung sowie deren verwendung Ceased WO2012116848A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/002,778 US20130341251A1 (en) 2011-03-03 2012-01-03 Flotation device, method for operating the flotation device and use thereof
CN201280011604.5A CN103402645B (zh) 2011-03-03 2012-01-03 浮选装置，用于运行浮选装置的方法及其应用
EP12701457.9A EP2680975A1 (de) 2011-03-03 2012-01-03 Flotationsvorrichtung, verfahren zum betreiben der flotationsvorrichtung sowie deren verwendung
RU2013144370/03A RU2580851C2 (ru) 2011-03-03 2012-01-03 Флотационное устройство, способ эксплуатации флотационного устройства, а также применение

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011005031.0 2011-03-03
DE102011005031A DE102011005031A1 (de) 2011-03-03 2011-03-03 Flotationsvorrichtung, Verfahren zum Betreiben der Flotationsvorrichtung sowie deren Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012116848A1 true WO2012116848A1 (de) 2012-09-07

Family

ID=45554628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/050048 Ceased WO2012116848A1 (de) 2011-03-03 2012-01-03 Flotationsvorrichtung, verfahren zum betreiben der flotationsvorrichtung sowie deren verwendung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130341251A1 (de)
EP (1) EP2680975A1 (de)
CN (1) CN103402645B (de)
DE (1) DE102011005031A1 (de)
RU (1) RU2580851C2 (de)
WO (1) WO2012116848A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103977914B (zh) * 2014-05-15 2016-08-24 衢州市易凡设计有限公司 一种可调式充气浮选方法
US9849462B2 (en) * 2014-09-16 2017-12-26 Snoby Separation Systems, Llc Sifting apparatuses
DE102014115192A1 (de) * 2014-10-17 2016-04-21 Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Des Saarlandes Verfahren und System zur Bestimmung und Kontrolle von Prozessparametern in einem Flotationsbehälter
EP3045228B8 (de) 2015-01-13 2018-01-24 Roland Damann Mikroflotationsanlage mit einer Entspannungsventilanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Mikroflotationsanlage
CN106761761A (zh) * 2017-01-13 2017-05-31 上海交通大学 一种智能化协同作业海底集矿装备
CA3025148C (en) * 2016-09-21 2019-11-12 Glenn A. Kosick Method and apparatus for direct recovery of mineral values as a bubble-solids aggregate
CN108168978A (zh) * 2018-01-12 2018-06-15 西安科技大学 煤样人工加湿定量化控制方法及装置
CN110369158B (zh) * 2019-07-24 2022-02-18 中南大学 一种浮选柱装置
US11944984B2 (en) * 2019-09-23 2024-04-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. Adaptive control of industrial automation for mining flotation cells
CN110548603B (zh) * 2019-09-27 2024-05-28 中国恩菲工程技术有限公司 泡沫分选系统
CN112616830B (zh) * 2020-12-29 2022-01-25 亳州市人民医院 一种用于病理切片的灌注固定系统
CN120838586A (zh) * 2025-09-25 2025-10-28 太原市唐睿科技有限公司 双气流浮选柱及矿物分选方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2609097A (en) 1949-05-12 1952-09-02 Combined Metals Reduction Comp Flotation machine
US2815859A (en) 1954-10-15 1957-12-10 Smith Douglass Company Inc Concentration of phosphatic material
US3246749A (en) * 1960-10-18 1966-04-19 Capital Coal Company Inc Method and apparatus for sink and float separation for minerals of small particle size
GB1500935A (en) * 1974-02-19 1978-02-15 Vish Minno Geoloshki Inst Fluid operated agitator
US4146471A (en) * 1975-07-21 1979-03-27 Wyness David K Liquid clarification apparatus and method
EP0560561A2 (de) 1992-03-09 1993-09-15 Dorr-Oliver Incorporated Vorrichtung zur Schaumflotation
US5251764A (en) 1991-03-27 1993-10-12 Outomec Oy Flotation machine
WO2006069995A1 (de) 2004-12-28 2006-07-06 Siemens Aktiengesellschaft Pneumatische flotationssäule mit schaumsammelbehälter

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1895504A (en) * 1932-08-15 1933-01-31 Mineral S Beneficiation Inc Apparatus for classifying materials
DE2217572A1 (de) * 1972-04-12 1973-10-18 Ruehl Gerhard Prof Dr Ing Habi Verfahren zur physikalisch-chemischen veredlung von steinkohle
BR7700239A (pt) * 1977-01-13 1978-08-08 D Wyness Aparelho e processo para purificar um liquido que contem solidos
SU751435A1 (ru) * 1977-09-21 1980-07-30 Украинский Научно-Исследовательский Углехимический Институт "Ухин" Флотационна машина
US4744890A (en) * 1979-11-15 1988-05-17 University Of Utah Flotation apparatus and method
US4838434A (en) * 1979-11-15 1989-06-13 University Of Utah Air sparged hydrocyclone flotation apparatus and methods for separating particles from a particulate suspension
DE4302358A1 (en) * 1993-01-28 1993-06-09 Ingolf 8012 Riemerling De Kurtze Method and equipment for two-stages pressure discharge flotation in container - involves already cleaned water in two stages being sucked from second handling stage by dispersal pump with air or gas feed
US5560818A (en) * 1994-09-13 1996-10-01 Ahlstrom Machinery Inc. Adjustable orifice for gas-sparged hydrocyclone
FR2726203B1 (fr) * 1994-10-27 1997-01-10 Gec Alsthom Acb Separateur a flottation centripete, notamment pour le traitement d'effluents aqueux charges
CN2522173Y (zh) * 2002-01-25 2002-11-27 古继海 干涉式高效浮选塔
RU2235603C1 (ru) * 2003-07-17 2004-09-10 Бензель Александр Федорович Флотационная пневматическая колонная машина
GB0323613D0 (en) * 2003-10-09 2003-11-12 Jones & Attwood Ltd Grit trap
RU2281169C1 (ru) * 2004-12-06 2006-08-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный внедренческий центр "Уральский научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых - Техника" (ЗАО НПВЦ "Уралмеханобр - Техника") Флотационная колонная пневматическая машина
EP2266704A1 (de) * 2009-06-24 2010-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Pneumatische Flotationsmaschine und Flotationsverfahren

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2609097A (en) 1949-05-12 1952-09-02 Combined Metals Reduction Comp Flotation machine
US2815859A (en) 1954-10-15 1957-12-10 Smith Douglass Company Inc Concentration of phosphatic material
US3246749A (en) * 1960-10-18 1966-04-19 Capital Coal Company Inc Method and apparatus for sink and float separation for minerals of small particle size
GB1500935A (en) * 1974-02-19 1978-02-15 Vish Minno Geoloshki Inst Fluid operated agitator
US4146471A (en) * 1975-07-21 1979-03-27 Wyness David K Liquid clarification apparatus and method
US5251764A (en) 1991-03-27 1993-10-12 Outomec Oy Flotation machine
EP0560561A2 (de) 1992-03-09 1993-09-15 Dorr-Oliver Incorporated Vorrichtung zur Schaumflotation
WO2006069995A1 (de) 2004-12-28 2006-07-06 Siemens Aktiengesellschaft Pneumatische flotationssäule mit schaumsammelbehälter

Also Published As

Publication number Publication date
CN103402645B (zh) 2015-11-25
CN103402645A (zh) 2013-11-20
EP2680975A1 (de) 2014-01-08
DE102011005031A1 (de) 2012-09-06
RU2013144370A (ru) 2015-04-10
RU2580851C2 (ru) 2016-04-10
US20130341251A1 (en) 2013-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012116848A1 (de) Flotationsvorrichtung, verfahren zum betreiben der flotationsvorrichtung sowie deren verwendung
EP2500102B1 (de) Flotationsvorrichtung mit einem Fluidverteilerelement zum Erzeugen einer auf die Schaumsammeleinrichtung gerichteten Strömung
EP0035243B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Flotation
EP2393601B1 (de) Hydrozyklonanordnung und verfahren zu dessen betrieb, sowie unterlaufdüse dafür
DE10164735C2 (de) Verfahren zur Aerosolerzeugung
EP2574405A1 (de) Magnetseparator, Verfahren zu dessen Betrieb und dessen Verwendung
WO2011039190A1 (de) Vorrichtung, damit ausgestattete flotationsmaschine, sowie verfahren zu deren betrieb
EP2090367A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen
EP2266704A1 (de) Pneumatische Flotationsmaschine und Flotationsverfahren
EP1943005A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum eindicken von in abwasser mitgeführtem schlamm
EP2572778B1 (de) Flotationsmaschine mit einer Dispergierdüse, sowie Verfahren zu deren Betrieb
DE2812105A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum trennen von stoffen durch flotation
EP2033713B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Schwimm-Sink Trennen von Feststoffteilchen unterschiedlicher Dichte
EP2450106A1 (de) Flotationsapparat und Flotationsverfahren
WO2012016721A1 (de) Begasungseinrichtung für eine flotationszelle
DE2747322A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von feststoffen von einer fluessigkeit
DE19844006A1 (de) Sandwäsche
WO2011128154A1 (de) Begasungseinrichtung für eine flotationszelle
DE2359656B2 (de) Vorrichtung zum Klaren von feste Stoffe enthaltendem Abwasser o.dgl. Flüssigkeiten
DE3918025C2 (de)
DE102010042167A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Staubgemisches in seine Staubanteile
EP1161302B1 (de) Anlage und verfahren zur trennung von stoffgemischen unterschiedlicher dichte
DE69525334T2 (de) Reibmühle
DE202004011327U1 (de) Vorrichtung zum Schwimm-Sink Trennen von Feststoffteilchen unterschiedlicher Dichte
DE19902148A1 (de) Tangentiale Feststoffabtrenn-Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12701457

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14002778

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013144370

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A