Verfahren zum Steuern eines Flotationsprozesses

Abstract

 Verfahren zum Steuern eines Flotationsprozesses und nach diesem Verfahren betriebene Flotationsanlage
Bei einem Verfahren zum Steuern eines Flotationsprozesses, insbesondere eines Flotationsprozesses bei der Aufbereitung von Erzen, und einer nach diesem Verfahren betriebenen Flotationsanlage wird eine Feststoffe enthaltende und zumindest einer Flotationszelle (6-1,6-2) zugeführte Pulpe (P) während der Durchführung des Flotationsprozesses automatisiert kontinuierlich oder diskontinuierlich quantitativ und/oder qualitativ analysiert und in Abhängigkeit vom Analyseergebnis wird Flotationsmittel (F) zudosiert.

Beschreibung

[0001] Verfahren zum Steuern eines Flotationsprozesses und nach diesem Verfahren betriebene Flotationsanlage

[0002] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines insbesondere bei der Aufbereitung von Erzen durchgeführten Flotationsprozesses. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine mit diesem Verfahren betriebene Flotationsanlage.

[0003] Flotationsprozesse dienen dazu, in einer Flüssigkeit, in der Regel Wasser, aufgeschlämmte feinkörnige Feststoffe voneinander zu trennen. Hierzu werden einer die Feststoffe enthaltenden Pulpe Flotationsmittel zugegeben, deren Bestandteile hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Konzentration an den jeweiligen Flotationsprozess, d. h. an die jeweils voneinander zu trennenden Feststoffe angepasst sind. Das Ergebnis des Flotationsprozesses, d. h. dessen Selektivität und die erzielbare Ausbeute hängen dabei wesentlich von der Konzentration und Zusammensetzung der in der Pulpe enthaltenen Flotationsmittel ab.

[0004] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Steuern eines Flotationsprozesses anzugeben, mit dem es möglich ist, den Einsatz von Flotationsmitteln bei zugleich hoher Ausbeute zu optimieren. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine mit diesem Verfahren betriebene Flotationsanlage anzugeben.

[0005] Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen wird eine Feststoffe enthaltende und zumindest einer Flotationszelle zugeführte Pulpe während der Durchführung des Flotationsprozesses automatisiert kontinuierlich oder diskontinuierlich quantitativ und/oder qualitativ analysiert und es wird in Abhängigkeit vom Analyseergebnis Flotationsmittel zudosiert. Durch diese Maßnahme ist eine optimierte Prozessführung ermöglicht, da das Flotationsmittel in der Flotationszelle stets in optimaler Zusammensetzung und Konzentration vorliegt.

[0006] Wenn die Zudosierung in Fließrichtung der Pulpe gesehen vor der Analyse erfolgt ist eine optimale Steuerung auf eine Sollzusammensetzung der Flotationsmittel gewährleistet.

[0007] Die Analyse kann dabei vor dem Einleiten der Pulpe in die zumindest eine Flotationszelle oder nach dem Abführen der Pulpe aus der zumindest einen Flotationszelle erfolgen. Wenn die Analyse nach dem Abführen der Pulpe aus der zumindest einen Flotationszelle erfolgt, kann der Flotationsprozess zusätzlich optimiert werden, indem die Dosierung bestimmter Flotationsmittel je nach Zusammensetzung der Pulpe nach der Flotationszelle erhöht oder erniedrigt wird. Wird beispielsweise nach der letzten Flotationszelle einer aus mehreren Flotationsstufen aufgebauten Flotationsanlage ein Überschuss an Flotationsmittel festgestellt, obwohl kein zu separierendes Erz mehr in der Pulpe vorhanden ist, kann dementsprechend die vorher zudosierte Menge an Flotationsmitteln verringert werden. Auf diese Weise wird die Belastung des aus der Flotationsanlage ausgeleiteten Abwassers verringert. Umgekehrt kann die zudosierte Menge erhöht werden, wenn am Ende der letzten Stufe festgestellt wird, dass sich in der Pulpe noch separierbares Erz aber kein oder zu wenig Flotationsmittel befindet.

[0008] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Analyse ein sogenanntes Chiplabor (Lab on a Chip) verwendet.

[0009] Hinsichtlich der Flotationsanlage wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 5, die sinngemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 entsprechen.

[0010] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Flotationsanlage sind in den Patentanspruch 5 nachgeordneten Unteransprüchen angegeben.

[0011] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel verwiesen, in der eine Flotationsanlage gemäß der Erfindung in einer schematischen Prinzipdarstellung veranschaulicht ist.

[0012] Gemäß dieser Figur wird eine das zu separierende Erz enthaltende Pulpe P einem Konditionierungsbehälter 2 zugeführt, in dem die Pulpe P mit zur Separation des Erzes geeigneten Flotationsmitteln F versetzt wird. Die Flotationsmittel F werden der Pulpe P, in der das Erz in einer wässrigen Suspension aufgeschlämmt ist, über eine erste Dosierstation 4 zudosiert. Bei den Flotationsmitteln F handelt es sich um für das jeweilige abzutrennende Erz sowie die in der Pulpe vorhandenen Reststoffe ausgewählte Hilfsstoffe, zu denen ionische Tenside, Alkohole und als Schaumbildner dienende organische Oligomere gehören, und die für den jeweiligen Flotationsprozess optimiert sind. Bei der Erzflotation werden beispielsweise als ionische Tenside Kaliumethylxanthogenat (PEX) und/oder Diethyldithiophosphatammoniumsalz, als Alkohole 4-Methyl-2-pentanol und/oder NASFROTH HEP/OktanolF (2-Ethylhexan-1-ol) und als organische Oligomere NASFROTH 245/245B (Di/tri/tetraethylenglycolether) und/oder NASFROTH 350 (Mischung aus Polypropylenglycolether) verwendet.

[0013] Vom Konditionierungsbehälter 2 wird die mit Flotationsmitteln F versetzte Pulpe P mit einer ersten Zuführeinrichtung 5-1 in eine erste Flotationszelle 6-1 in der das Erz durch ein als Flotation bezeichnetes physikalisch-chemisches Trennverfahren von anderen Feststoffen getrennt und als Konzentrat K aus dem Prozess entnommen wird. Die verbleibende Pulpe P wird mit einer zweiten Zuführeinrichtung 5-2 einer zweiten Flotationszelle 6-2 zugeführt, in der ebenfalls eine Trennung von Erz und Restbestandteilen erfolgt. Auf diese Weise gelangt die Pulpe P über N Stufen oder Kaskaden von der ersten Flotationszelle 6-1, der zweiten Flotationszelle 6-2 bis zur N-ten Flotationszelle 6-N.

[0014] In Fließrichtung der Pulpe P gesehen vor und nach jeder Flotationszelle 6-1, 6-2 ..., 6-N befindet sich jeweils eine Analysestation 8-1, 8-2, 8-3, wobei nach der N-ten Flotationszelle 6-N ebenfalls eine Analysestation 8-(N+1) angeordnet ist. In diesen Analysestationen 8-1, 8-2, 8-3, ... wird die Pulpe P automatisch entweder kontinuierlich oder in diskreten Zeitabständen diskontinuierlich qualitativ und/oder quantitativ analysiert, um deren für die Effizienz des Flotationsprozesses relevante Zusammensetzung und physikalisch-chemischen Eigenschaften zu bestimmen, und um beurteilen zu können, ob die Flotationsmittel F in der für die aktuelle Pulpe P geeigneten Konzentration und Zusammensetzung vorliegen, um die der Analysestation 8-1, 8-2, 8-3, ... vorgelagerten oder nachgelagerten Flotationsprozesse zu optimieren. Die von den Analysestationen 8-1, 8-2, 8-3, ... jeweils gewonnenen Analyseergebnisse M-1, M-2, M-3, ... werden einer Steuereinrichtung 10 zugeführt, in der ein Steuersignal S1 für die erste Dosierstation generiert wird, die dem Konditionierungsbehälter 2 Flotationsmittel F in einer von den Analyseergebnissen abhängigen Grundzusammensetzung zudosiert.

[0015] In den Analysestationen 8-1, 8-2, 8-3, ... werden als Analyseeinrichtungen oder Analysesysteme vorzugsweise aber nicht notwendigerweise als Lab-on-a-Chip oder Chiplabor bezeichnete miniaturisierte Systeme eingesetzt, wobei insbesondere für den Nachweis von ionischen Tensiden miniaturisierte Systeme geeignet sind, die auf der Trennung unterschiedlicher Ionen durch Kapillarelektrophorese beruhen. In den Analysestationen 8-1, 8-2, 8-3, ... werden der entsprechend der verwendeten Flotationsmittel F unterschiedliche für deren qualitativen und quantitativen Nachweis geeignete Analyseverfahren, beispielsweise die bereits erwähnte Kapillarelektrophorese (CE), Ionenchromatographie (IC), Gaschromatographie (GC) und Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) eingesetzt. Hierzu werden von der Pulpe P jeweils kontinuierlich oder diskontinuierlich Proben entnommen und den einzelnen mit unterschiedlichen Analyseverfahren arbeitenden Analyseeinrichtungen zugeführt.

[0016] Zur Optimierung des oder der Flotationsprozesse ist außerdem eine zweite Dosierstation 12 vorgesehen, mit der abhängig von einem von der Steuereinrichtung 10 in Abhängigkeit der von den in den Analysestationen 8-1, 8-2, 8-3, ... verwendeten Analyseeinrichtungen ermittelten und von den Analysestationen 8-1, 8-2, 8-3, ... an die Steuereinrichtung 10 übermittelten Analyseergebnisse generierten Steuersignal S2 weitere Flotationsmittel F der Pulpe P zugeführt werden, bevor diese in die Flotationszellen 6-1, 6-2, ... eingeleitet wird. Die zweite Dosierstation 12 ist dabei an jede Zuführeinrichtung in Fließrichtung der Pulpe P gesehen vor der Flotationszelle 6-1, 6-2, ... vorgeschalteten Analysestation 8-1, 8-2, 8-3, ... angeschlossen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines Flotationsprozesses, insbesondere eines Flotationsprozesses bei der Aufbereitung von Erzen, bei dem eine Feststoffe enthaltende und zumindest einer Flotationszelle (6-1,6-2) zugeführte Pulpe (P) während der Durchführung des Flotationsprozesses automatisiert kontinuierlich oder diskontinuierlich quantitativ und/oder qualitativ analysiert wird und in Abhängigkeit vom Analyseergebnis Flotationsmittel (F) zudosiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zudosierung in Fließrichtung der Pulpe (P) gesehen vor der Analyse erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei der die Analyse vor dem Einleiten der Pulpe (P) in die zumindest eine Flotationszelle (6-1, 6-2) und/oder nach dem Abführen der Pulpe (P) aus der zumindest einen Flotationszelle (6-1, 6-2) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der zur Analyse ein Chiplabor verwendet wird.

5. Flotationsanlage mit zumindest einer Zuführeinrichtung (5-1, 5-2) zum Führen einer Feststoffe enthaltenden Pulpe (P) zu zumindest einer Flotationszelle (6-1, 6-2), die an eine Dosierstation (12) zum Zudosieren von Flotationsmitteln (F) angeschlossen ist, sowie mit einer Analysestation (8-1, 8-2, 8-3) zum automatischen Analysieren der Pulpe (P) und zum Übermitteln des Analyseergebnisses (M-1, M-2, M-3) an eine Steuereinrichtung (10), die in Abhängigkeit vom Analyseergebnis Steuersignale (S1, S2) zum Steuern der von der Dosierstation (12) zugeführten Menge bzw. Art der Flotationsmittel (F) erzeugt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Dosierstation (12) an die Zuführeinrichtung (5-1, 5-2) in Fließrichtung der Pulpe (P) gesehen vor der Analysestation (8-1, 8-2, 8-3) angeschlossen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei der die Analysestation (8-1, 8-2, 8-3) in Fließrichtung gesehenen vor und/oder nach der zumindest einen Flotationszelle (6-1, 6-2) angeschlossen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der die Analysestation (8-1, 8-2, 8-3) ein Chiplabor umfasst.

Zeichnung