Flotationsvorrichtung mit einem Gasdiffuser aus Schaumwerkstoff

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Flotationsvorrichtung und ihre Verwendung zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Flotationskammer zur Aufnahme der Suspension und mindestens eine Zuführanordnung (3,3') zur Zuführung von Gas in die Flotationskammer, wobei die mindestens eine Zuführanordnungen mindestens ein Gasverteilerelement (4a) umfasst, das aus mindestens einem offenporigen Material gebildet ist, wobei zumindest ein Oberflächenbereich des Gasverteilerelements derart im Bereich der Flotationskammer angeordnet ist, dass dieser durch die Suspension benetzbar ist. Das offenporige Material ist erfindungsgemäß durch einen Schaumwerkstoff aus überwiegend Metall oder Kunststoff gebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Flotationsvorrichtung zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension, umfassend ein Gehäuse mit einer Flotationskammer zur Aufnahme der Suspension und mindestens eine Zuführanordnung zur Zuführung von Gas in die Flotationskammer, wobei die mindestens eine Zuführanordnungen mindestens ein Gasverteilerelement umfasst, das aus mindestens einem offenporigen Material gebildet ist, wobei zumindest ein Oberflächenbereich des Gasverteilerelements derart im Bereich der Flotationskammer angeordnet ist, dass dieser durch die Suspension benetzbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer solchen Flotationsvorrichtung.

[0002] 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 mineralischen Stoffen mit einem niedrigen bis mittleren Gehalt an einer Nutzkomponente bzw. eines Wertstoffs verwendet, beispielsweise in Form von Nichteisenmetallen, Eisen, Metallen der seltenen Erden und/oder Edelmetallen sowie nichtmetallischen Bodenschätzen.

[0003] Die WO 2006/069995 A1 beschreibt eine pneumatische Flotationszelle mit einem Gehäuse, das eine Flotationskammer umfasst, mit mindestens einer Düsenanordnung zur Zuführung von Suspension in die Flotationskammer, hier als Ejektoren bezeichnet, weiterhin mit mindestens Zuführanordnung zur Zuführung von Gas in die Flotationskammer, bei Verwendung von Luft Belüftungseinrichtungen oder Aeratoren genannt, sowie einem Sammelbehälter für ein bei der Flotation gebildetes Schaumprodukt.

[0004] Bei der pneumatischen Flotation wird generell eine mit Reagenzien versetzte Suspension aus Wasser und feinkörnigem Feststoff über mindestens eine Düsenanordnung in eine Flotationskammer eingebracht. Die Reagenzien sollen bewirken, dass insbesondere die wertvollen, bevorzugt abzutrennenden Partikel bzw. Wertstoffpartikel in der Suspension hydrophob ausgebildet werden. Meist werden als Reagentien Xanthate eingesetzt, insbesondere um sulfidische Erzpartikel selektiv zu hydrophobisieren. Gleichzeitig mit der Suspension wird der mindestens einen Düsenanordnung Gas, insbesondere Luft, zugeführt, 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.

[0005] Die Qualität des Schaumprodukts bzw. der Trennerfolg des Verfahrens 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.

[0006] 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.

[0007] Generell steigen Gasbläschen mit größerem Durchmesser schneller auf als Gasbläschen kleineren Durchmessers. Dabei werden die kleineren Gasbläschen von größeren Gasbläschen aufgesammelt und vereinigen sich mit diesen zu noch größeren Gasblasen. Dadurch reduziert sich die zur Verfügung stehende spezifische Oberfläche der Gasbläschen in der Suspension, an der Wertstoffpartikel gebunden werden können.

[0008] 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 Flotationszelle.

[0009] Bei sogenannten Hybridflotationszellen, die eine Kombination einer pneumatische Flotationszelle mit einer säulenartig ausgebildeten Flotationszelle darstellen, werden insbesondere größere Wertstoffpartikel mit Partikeldurchmessern im Bereich von 50 µm 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 µm und weniger werden hingegen besonders gut abgeschieden.

[0010] Um die Versorgung der Flotationskammer mit Gas zu vergleichmäßigen, wird in der US 4,997,549 oder auch der US 4,744,890 vorgeschlagen, die Suspension wendelförmig von oben nach unten durch die Flotationskammer strömen zu lassen und weiterhin die Flotationskammer durch ein doppelwandiges Gefäß mit poröser Innenwandung zu begrenzen, durch die der Suspension Gas zugeführt wird.

[0011] Die JP 58189054 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Kohleflotation. Dabei kommt eine Flotationsvorrichtung zum Einsatz, welche im Bereich der Flotationskammer eine poröse Bodenplatte aus Keramik aufweist, durch welche der Suspension Gas zugeführt wird.

[0012] Es hat sich allerdings gezeigt, dass die Poren offen-poröser keramischer Materialien in der Flotationskammer schnell mit Feststoffpartikeln aus der Suspension verstopfen und der Gasdruck hinter dem keramischen Material stark ansteigt. Dadurch und aufgrund der weiteren mechanischen Belastungen in der Flotationskammer kommt es im Bereich der eingesetzten keramischen Materialien zu unerwünschten Sprödbrüchen. Ein notwendiger Austausch des gebrochenen keramischen Materials ist mit einer unerwünschten Stillstandszeit für die Flotationsvorrichtung verbunden.

[0013] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Flotationseinrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Zuführeinrichtung für Gas zur Flotationskammer umfassend offen-poröses Material aufweist.

[0014] Die Aufgabe wird für die Flotationsvorrichtung zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension, umfassend ein Gehäuse mit einer Flotationskammer zur Aufnahme der Suspension und mindestens eine Zuführanordnung zur Zuführung von Gas in die Flotationskammer, wobei die mindestens eine Zuführanordnung mindestens ein Gasverteilerelement umfasst, das aus mindestens einem offenporigen Material gebildet ist, wobei zumindest ein Oberflächenbereich des Gasverteilerelements derart im Bereich der Flotationskammer angeordnet ist, dass dieser durch die Suspension benetzbar ist, dadurch gelöst, dass das offenporige Material durch einen Schaumwerkstoff aus überwiegend Metall oder Kunststoff gebildet ist.

[0015] Der Temperaturbereich, in welchem eine Flotation einer Suspension auf Wasserbasis üblicherweise durchgeführt wird, liegt zwischen ca. 4°C und ca. 60°C. Im Vergleich zu Keramik sind metallische Werkstoffe oder Werkstoffe auf KunststoffBasis in diesem Temperaturband weniger anfällig für Sprödbruch. Aufgrund der Duktilität metallischer Werkstoffe und einer - wenn auch für manche Kunststoffe nur in geringem Maß - vorliegenden Elastizität von Kunststoffen eigenen sich diese besser zum Einsatz in Flotationsvorrichtungen als spröde Materialien wie Keramik.

[0016] Der Einsatz eines offenporigen Schaumwerkstoffs vermindert die Gefahr eines Bruchs des Gasverteilerelements noch zusätzlich, da solche Werkstoffe bei geringem Gewicht eine hohe mechanische Festigkeit und lediglich einen geringen Strömungswiderstand aufweisen. Das dreidimensional vernetzte Gefüge eines Schaumwerkstoffs verhält sich dabei als einheitliches Ganzes, durch welches mechanische Belastungen gleichmäßig über eine große Fläche verteilt werden. Die offene Porosität des Schaumwerkstoffs führt zu einer Vergleichmäßigung des Gaseintrags in die Suspension hinsichtlich Gasverteilung, Gasströmung und Gasbläschengröße, so dass eine besonders effektive Begasung und damit ein besonders effektiver Austrag von an die Bläschen oberflächlich anhaftenden, abzusondernden Feststoffpartikeln erfolgt.

[0017] Aufgrund der einfachen mechanischen Bearbeitbarkeit eines Schaumwerkstoffs sind die Formen, in denen ein Gasverteilerelement kostengünstig ausgebildet werden kann, nahezu unbegrenzt. So können auch komplizierte Geometrien realisiert werden, die bislang nicht oder nur unter hohen finanziellen Aufwand bereitgestellt werden konnten. Dies ermöglicht ein an die Geometrie der jeweiligen Flotationskammer optimal anpassbares Gasverteilerelement und damit einen über die Grundfläche der Flotationskammer gesehen gleichmäßig hohen Austrag an abzutrennenden Feststoffpartikeln.

[0018] Die Kombination aus duktilem Metall und Schaumwerkstoff bzw. Kunststoff und Schaumwerkstoff führt zu einem besonders stabilen und dennoch im Hinblick auf Größe und Gewicht zu vernachlässigenden Gasverteilerelement, das sich ausgezeichnet zum Einsatz in Flotationsvorrichtungen eignet, um Gas gleichmäßig in der Suspension zu verteilen.

[0019] Einsetzbare offenporige Metallschäume weisen dabei eine Dichte auf, die üblicherweise bei ca. 10% des Ausgangsmaterials liegt. Die Anzahl an Poren pro Inch (ppi) liegt in solchen Metallschäumen meist im Bereich von 10 bis 45 ppi. Ein Schaumwerkstoff kann dabei aus einem einzelnen Metall, einer Metall-Legierung oder einem Komposit mit metallischer Matrix gebildet sein. Geeignete Metall-Legierungen basieren beispielsweise auf Aluminium. Geeignete Komposite mit metallischer Matrix umfassen beispielsweise Hartstoffpartikel.

[0020] Ein Schaumwerkstoff aus Kunststoff ist bevorzugt aus einem Polyurethan-Weichschaum gebildet. Es ist aber auch eine Vielzahl anderer Kunststoffe verwendbar, die im Temperaturbereich zwischen 4°C und 60°C elastisch verformbare Schäume ergeben.

[0021] Um möglichst kleine Gasbläschen zu bilden, weist der Schaumwerkstoff vorzugsweise Poren mit einem mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,5 mm bis 4 mm auf. Allerdings können auch unterschiedliche Schaumwerkstoffe mit unterschiedlichen mittleren Porendurchmessern an einer Flotationsvorrichtung engesetzt werden. So kann auf die örtliche Gasblasen-Größenverteilung in der Flotationskammer gezielt Einfluss genommen und die Ausbeute erhöht werden.

[0022] Es hat sich bewährt, wenn mindestens ein Gasverteilerelement der Flotationsvorrichtung die Flotationskammer an ihrer Unterseite zumindest teilweise begrenzt. Dabei kann das Gasverteilerelement den kompletten Boden der Flotationskammer bilden oder nur bereichsweise den Boden der Flotationskammer bilden. Bevorzugt werden eine Vielzahl an Gasverteilerelementen im Bereich des Bodens der Flotationskammer beabstandet voneinander angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Begasung der Suspension zu erreichen.

[0023] Weiterhin hat es sich bewährt, wenn mindestens ein Gasverteilerelement in der Flotationskammer angeordnet ist, ohne in einem direkten Kontakt zum Gehäuse zu stehen. So werden beispielsweise Gasverteilerelemente, die ohne Kontakt zum Gehäuse angeordnet sind, an einer, Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Versorgungsleitung angeordnet, wobei der Schaumwerkstoff den Bereich der Versorgungsleitung umfassend die Gasaustrittsöffnungen ummantelt oder zumindest die Gasaustrittsöffnungen bedeckt. Diese Zuführeinrichtung, umfassend die Versorgungsleitung und das/die Gasverteilerelement(e), wird im Bereich des oberen Endes des Gehäuses beispielsweise direkt in die Suspension eingetaucht. Aber auch eine Montage der Versorgungsleitung am Gehäuse oder in einer Öffnung des Gehäuses ist möglich.

[0024] Es ist von Vorteil, wenn in vertikaler Richtung oberhalb des mindestens einen Gasverteilerelements mindestens eine Prallplatte für aus dem mindestens einen Gasverteilerelement ausströmendes Gas angeordnet ist. Diese fördert die Zerteilung der ausströmenden Gasbläschen in kleinere Gasbläschen und vermindert die Gefahr einer Verstopfung der Poren des Schaumwerkstoffs durch Feststoffpartikel aus der Suspension.

[0025] Insbesondere ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Gasverteilerelement wendelförmig ausgestaltet ist, wobei das wendelförmige Gasverteilerelement konzentrisch zur vertikalen Mittelachse der Flotationskammer angeordnet ist. Bevorzugt weist die Wendel des wendelförmigen Gasverteilerelements dabei einen Steigungswinkel im Bereich von 5° bis 20° auf, um eine optimale Begasung zu realisieren.

[0026] Dabei kann das wendelförmige Gasverteilerelement ohne Kontakt zum Gehäuse angeordnet werden oder das wendelförmige Gasverteilerelement im Bereich einer zum Gehäuse zeigenden Seite am Gehäuse befestigt sein. In beiden Fällen wird das wendelförmige Gasverteilerelement über eine Versorgungsleitung mit Gas versorgt. So werden beispielsweise wendelförmige Gasverteilerelemente, die ohne Kontakt zum Gehäuse angeordnet sind, mit einer Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Versorgungsleitung ausgestattet, welche mit dem Schaumwerkstoff ummantelt ist. Wendelförmige Gasverteilerelemente, die in Kontakt zum Gehäuse angeordnet sind, werden beispielsweise mit einer schienenförmigen Versorgungsleitung ausgestattet, wobei der Schaumwerkstoff die Schiene bedeckt ist.

[0027] Es ist zu erwähnen, dass selbstverständlich unterschiedliche Arten von Gasverteilerelementen gleichzeitig an einer Flotationsvorrichtung eingesetzt werden können. So kann neben einem oder mehreren Gasverteilerelementen im Bodenbereich der Flotationskammer mindestens ein weiteres Gasverteilerelement mitten in der Flotationskammer angeordnet sein und/oder mindestens ein wendelförmiges oder andersartig geformtes Gasverteilerelement im Bereich der Seitenwandungen des Gefäßes angeordnet sein.

[0028] Der Schaumwerkstoff eines Gasverteilerelements wird insbesondere in einzelne Segmente aufgeteilt, um im Wartungsfall einen partiellen und insbesondere schnellen und kostengünstigen Austausch lediglich des betroffenen Segments zu ermöglichen.

[0029] Bevorzugt ist mindestens eine Düsenanordnung zur Zuführung von Suspension oder von Suspension und Gas in die Flotationskammer vorhanden. Derartige Düsenanordnungen werden vorzugsweise im mittleren Bereich der Flotationskammer angeordnet, so dass sich oberhalb der Eindüsezone eine Art Ruhezone bildet, auf der das Schaumprodukt aufschwimmt, und die Suspension sich nach unten hin in der Flotationskammer und somit entgegen der Bewegungsrichtung der in der Suspension aufsteigenden Gasbläschen bewegt. Dies erhöht die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen Feststoffpartikeln und Gasbläschen und damit die Ausbeute des Flotationsverfahrens.

[0030] Es hat sich bewährt, wenn die Flotationskammer in vertikaler Richtung gesehen einen kreisförmigen Umfang aufweist und die mindestens eine Düsenanordnung zur, zum kreisförmigen Umfang tangentialen Zuführung von Suspension oder von Suspension und Gas in die Flotationskammer eingerichtet ist. Dadurch wird die Suspension in der Flotationskammer in eine wendelförmige Strömung versetzt, d.h. die Suspension bewegt sich nicht nur von oben nach unten in der Flotationskammer, sondern rotiert dabei gleichzeitig um die vertikale Mittelachse der Flotationskammer.

[0031] Bevorzugt handelt es sich bei der Flotationsvorrichtung um eine pneumatische Flotationszelle oder eine säulenartige Flotationszelle, insbesondere aber um eine Hybridflotationszelle, welche beide Arten kombiniert. Details zu diesen Flotationsvorrichtungen wurden einleitend bereits erörtert.

[0032] Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Flotationsvorrichtung zur Flotation von Festpartikeln aus einem Wertstoff, insbesondere Erzmineral, aus einer Suspension mit einem Feststoffgehalt im Bereich von ca. 20 bis 50 % unter Ausbildung eines Schaumprodukts ist ideal. Es lassen sich eine hohe Ausbeute an Schaumprodukt und geringe Stillstandzeiten der Anlage realisieren.

[0033] Die Figuren 1 bis 4 sollen eine erfindungsgemäße Flotationsvorrichtung beispielhaft erläutern. So zeigt

FIG 1

eine erste Flotationsvorrichtung im Längsschnitt;

FIG 2

eine zweite Flotationsvorrichtung im Längsschnitt;

FIG 3

eine dritte Flotationsvorrichtung im Längsschnitt;

FIG 4

einen Querschnitt durch die dritte Flotationsvorrichtung in Höhe der Düsenanordnung.

[0034] FIG 1 zeigt eine erste Flotationsvorrichtung 1 zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension S im Längsschnitt. Die Flotationsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Flotationskammer 2a zur Aufnahme der Suspension S und eine Zuführanordnung 3 zur Zuführung von Gas G, hier in Form von Luft, in die Flotationskammer 2a. Die Zuführanordnung 3 umfasst mehrere Gasverteilerelemente 4, die jeweils aus mindestens einem offenporigen Material gebildet sind. Zumindest ein Oberflächenbereich eines jeden Gasverteilerelements 4 ist derart im Bereich der Flotationskammer 2a angeordnet, dass dieser durch die Suspension S benetzbar ist. Das offenporige Material ist hier durch einen Schaumwerkstoff aus Metall, also einen offenporigen Metallschaum, gebildet. Die Gasverteilerelemente 4 sind in Kontakt zum Boden des Gefäßes 2 angeordnet und begrenzen somit die Flotationskammer 2a teilweise an ihrer Unterseite.

[0035] Die Flotationsvorrichtung 1 weist weiterhin eine Düsenanordnung 6 zur Zuführung von Suspension S oder optional von Suspension S und Gas G in die Flotationskammer 2a auf. Die Flotationskammer 2a besitzt in vertikaler Richtung gesehen einen kreisförmigen Umfang, wobei die Düsenanordnung 6 zur, zum kreisförmigen Umfang tangentialen Zuführung von Suspension S oder optional von Suspension S und Gas G in die Flotationskammer 2a eingerichtet ist. Die Suspension S bewegt sich in der Flotationskammer von oben nach unten entlang einer wendelförmig ausgebildeten Strömung. Auf ihrem Weg nach unten kollidieren die Feststoffpartikel in der Suspension S mit den Gasbläschen, die durch die Gasverteilerelemente 4 gebildet werden und an die Oberfläche der Suspension aufsteigen. Dabei haften hydrophobe abzuscheidende Feststoffpartikel, insbesondere aus Erzmineral, an den Gasbläschen an und werden mit diesen nach oben getragen. Es bildet sich auf der Oberfläche der Suspension S das Schaumprodukt SP, das über eine hier nicht dargestellte Schaumsammeleinrichtung, wie beispielsweise eine Schaumrinne, abgezogen und anschließend weiterverarbeitet wird.

[0036] In vertikaler Richtung oberhalb eines jeden Gasverteilerelements 4 ist je eine Prallplatte 5 für aus den Gasverteilerelementen 4 ausströmendes Gas G angeordnet. Die Gasbläschen steigen vom jeweiligen Gasverteilerelement 4 nach oben und treffen auf die jeweilige Prallplatte 5, wodurch die Gasbläschen zerteilt und somit die Blasenanzahl erhöht und die Blasengröße reduziert wird.

[0037] Verbleibende Resttrübe R, welcher die hydrophoben, abzutrennenden Feststoffpartikel entzogen wurden, wird über eine Ablauf 8 aus der Flotationskammer 2a abgeführt.

[0038] FIG 2 zeigt eine zweite Flotationsvorrichtung 1' in Säulenform zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension S im Längsschnitt. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente. Es sind hier zwei Zuführanordnungen 3, 3' zur Zuführung von Gas G zur Flotationskammer 2a vorhanden.

[0039] Eine erste der beiden Zuführanordnungen 3 umfasst eine Versorgungsleitung 3a, welche hier nicht sichtbare Gasaustrittsöffnungen aufweist und im Bereich der Gasdurchtrittsöffnungen mit dem Schaumwerkstoff des Gasverteilerelements 4a, hier aus offenporigem Polyurethan-Weichschaum, ummantelt ist. Die Versorgungsleitung 3a ist von oben in die Suspension S getaucht, wobei sich das Gasverteilerelement 4a mittig in der Flotationskammer 2a befindet. Selbstverständlich können hier auch mehrere derartige Zuführeinrichtungen 3 parallel und beliebig verteilt eingesetzt werden. Dabei kann eine Versorgungsleitung 3a mehrere Gasverteilerelemente 4a mit Gas versorgen oder pro Gasverteilerelement 4a eine separate Versorgungsleitung 3a vorgesehen sein.

[0040] Die zweite der beiden Zuführeinrichtungen 3'umfasst ein Gasverteilerelement 4b aus offenporigem Metallschaum, welches die Flotationskammer 2a an ihrer Unterseite vollständig begrenzt.

[0041] Die zweite Flotationsvorrichtung 1' weist ebenfalls eine Düsenanordnung 6 zur Zuführung von Suspension S oder optional von Suspension S und Gas G in die Flotationskammer 2a auf. Die Flotationskammer 2a besitzt in vertikaler Richtung gesehen einen kreisförmigen Umfang, wobei die Düsenanordnung 6 zur, zum kreisförmigen Umfang tangentialen Zuführung von Suspension S oder optional von Suspension S und Gas G in die Flotationskammer 2a eingerichtet ist.

[0042] FIG 3 zeigt eine dritte Flotationsvorrichtung 1'' in Säulenform zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension S im Längsschnitt. Gleiche Bezugszeichen wie in den FIG 1 und 2 kennzeichnen gleiche Elemente. Es sind hier, wie bereits in FIG 2, zwei Zuführanordnungen 3, 3' zur Zuführung von Gas G zur Flotationskammer 2a vorhanden.

[0043] Eine erste der beiden Zuführanordnungen 3 umfasst eine Versorgungsleitung 3a, welche sich trichterförmig erweitert und an ihrem Ende mit Schaumwerkstoff eines Gasverteilerelements 4a verschlossen ist. Der Schaumwerkstoff ist in Segmente unterteilt, die im Wartungsfall einen segmentweisen Austausch ermöglichen. Dabei können die einzelnen Segmente aus unterschiedlichen Schaumwerkstoffen gebildet sein, d.h. sich in Material und/oder mittlerem Porendurchmesser unterscheiden. Die Versorgungsleitung 3a ist seitlich durch das Gehäuse 2 in die Suspension S geführt, wobei sich das Gasverteilerelement 4a mittig in der Flotationskammer 2a befindet. Selbstverständlich können hier auch mehrere kleinere solche Zuführanordnungen parallel und beliebig verteilt eingesetzt werden. Dabei kann eine Versorgungsleitung 3a mehrere Gasverteilerelemente 4a mit Gas versorgen oder pro Gasverteilerelement 4a eine separate Versorgungsleitung 3a vorgesehen sein.

[0044] Die zweite der beiden Zuführeinrichtungen 3'umfasst ein wendelförmiges Gasverteilerelement 4c aus offenporigem Metallschaum, welches am Gehäuse 2 entlang verläuft und deren Wendellängsachse zu einer Mittelachse M der Flotationskammer 2a konzentrisch angeordnet ist. Der Metallschaum ist hier auf einer schienenförmigen Versorgungsleitung angeordnet, über die das Gas dem Metallschaum zugeführt wird. Anstelle des wendelförmigen Gasverteilerelements 4c können hier auch mehrere horizontal oder schräg angeordnete, ringförmige Gasverteilerelemente vorhanden sein.

[0045] Die dritte Flotationsvorrichtung 1'' weist ebenfalls eine Düsenanordnung 6 zur Zuführung von Suspension S oder optional von Suspension S und Gas G in die Flotationskammer 2a auf. Die Flotationskammer 2a besitzt in vertikaler Richtung gesehen einen kreisförmigen Umfang, wobei die Düsenanordnung 6 zur, zum kreisförmigen Umfang tangentialen Zuführung von Suspension S oder optional von Suspension S und Gas G in die Flotationskammer 2a eingerichtet ist.

[0046] Hier ist schematisch auch eine Schaumrinne 7 zur Abführung des gebildeten Schaumprodukts SP 'dargestellt.

[0047] FIG 4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die dritte Flotationsvorrichtung 1'' in Höhe der Düsenanordnung 6. Es ist erkennbar, dass die Suspension S tangential eingedüst wird und somit in eine Rotationsbewegung um die Mittelachse M der Flotationskammer 2a versetzt wird. Hierbei können alternativ und je dach Durchmesser der Flotationskammer 2a auch zwei oder mehr Düsenanordnungen 6 vorgesehen sein, die analog angeordnet sind.

[0048] Die Figuren 1 bis 4 zeigen lediglich Beispiele für eine erfindungsgemäße Flotationsvorrichtung. So sind erfindungsgemäß eine Vielzahl weiterer Gefäßformen, Gefäßhöhen, Anordnungen von Gasverteilerelementen, Kombinationen von verschiedenen Schaumwerkstoffen usw. möglich, die hier nicht im Detail gezeigt sind.

Ansprüche

1. Flotationsvorrichtung (1, 1', 1'') zur Abtrennung von Feststoffpartikeln von einer Suspension (S), umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Flotationskammer (2a) zur Aufnahme der Suspension (S) und mindestens eine Zuführanordnung (3, 3') zur Zuführung von Gas (G) in die Flotationskammer (2a), wobei die mindestens eine Zuführanordnung (3, 3') mindestens ein Gasverteilerelement (4, 4a, 4b, 4c) umfasst, das aus mindestens einem offenporigen Material gebildet ist, wobei zumindest ein Oberflächenbereich des Gasverteilerelements (4, 4a, 4b, 4c) derart im Bereich der Flotationskammer (2a) angeordnet ist, dass dieser durch die Suspension (S) benetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das offenporige Material durch einen Schaumwerkstoff aus überwiegend Metall oder Kunststoff gebildet ist.

2. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gasverteilerelement (4, 4b) die Flotationskammer (2a) an ihrer Unterseite zumindest teilweise begrenzt.

3. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gasverteilerelement (4a) in der Flotationskammer angeordnet ist, ohne in einem direkten Kontakt zum Gehäuse zu stehen.

4. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gasverteilerelement (4c) wendelförmig ausgestaltet, wobei das wendelförmige Gasverteilerelement (4c) konzentrisch zur vertikalen Mittelachse (M) der Flotationskammer (2a) angeordnet ist.

5. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das wendelförmige Gasverteilerelement (4c) im Bereich einer zum Gehäuse (2) zeigenden Seite am Gehäuse (2) befestigt ist.

6. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in vertikaler Richtung oberhalb des mindestens einen Gasverteilerelements (4, 4a, 4b, 4c) mindestens eine Prallplatte (5) für aus dem mindestens einen Gasverteilerelement (4, 4a, 4b, 4c) ausströmendes Gas (G) angeordnet ist.

7. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Düsenanordnung (6) zur Zuführung von Suspension (S) oder von Suspension (S) und Gas (G) in die Flotationskammer (2a) vorhanden ist.

8. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flotationskammer (2a) in vertikaler Richtung gesehen einen kreisförmigen Umfang aufweist und dass die mindestens eine Düsenanordnung (6) zur, zum kreisförmigen Umfang tangentialen Zuführung von Suspension (S) oder von Suspension (S) und Gas (G) in die Flotationskammer (2a) eingerichtet ist.

9. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumwerkstoff Poren mit einem mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,5 mm bis 4 mm aufweist.

10. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumwerkstoff aus einem einzelnen Metall, einer Metall-Legierung oder einem Komposit mit metallischer Matrix gebildet ist.

11. Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumwerkstoff aus einem Polyurethan-Weichschaum gebildet ist.

12. Verwendung einer Flotationsvorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Flotation von Feststoffpartikeln aus einem Wertstoff, insbesondere Erzmineral, aus einer Suspension (S) mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 20 bis 50 % unter Ausbildung eines Schaumprodukts (SP).

Zeichnung