Einrichtung zur Begasung für eine Flotationsvorrichtung, Flotationsvorrichtung und Verfahren zum Austausch wenigstens einer Gasaustritteinheit einer Begasungseinrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austausch wenigstens einer Gasaustritteinheit (3) einer Begasungseinrichtung (2), eine Flotationsvorrichtung (1) und eine Begasungseinrichtung (2) für eine Flotationsvorrichtung (1), umfassend wenigsten eine Gasaustritteinheit (3) zur Abgabe von Gasblasen und eine Gaszuführleitung (5), mittels welcher der wenigstens einen Gasaustritteinheit (3) Gas zuführbar ist. Indem die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) mit der Gaszuführleitung (5) lösbar verbunden ist, können die Stillstandzeiten einer Flotationsvorrichtung (1) reduziert werden und eine Gaseinbringung für eine Flotationsvorrichtung in gewünschter Weise bereitgestellt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Begasung für eine Flotationsvorrichtung, umfassend wenigstens eine, insbesondere kerzenformartige, Gasaustritteinheit zur Abgabe von Gasblasen und eine Gaszuführleitung, mittels welcher der wenigstens einen Gasaustritteinheit Gas zuführbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Flotationsvorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme eines fließfähigen Stoffgemisches, insbesondere einer wässrigen Suspension. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswechseln wenigstens einer Gasaustritteinheit einer Begasungseinrichtung.

[0002] Eine Begasung von Suspensionen, insbesondere zur Trennung von Stoffen, wird in diversen Industriezweigen durchgeführt und ist hinreichend bekannt. So werden beispielsweise Suspensionen im Bereich der Abwasseraufbereitung, der Rohstoffaufbereitung, der Nahrungsmittelindustrie, der Papierindustrie usw. mit Gas versetzt. Häufig wird Luft oder Sauerstoff als Gas verwendet, es können aber auch andere Gase zum Einsatz kommen.

[0003] Beispielsweise wird zur Aufbereitung von Rohstoffen unter anderem ein sogenanntes Flotationsverfahren eingesetzt. 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 Gasbläschen aufgrund einer unterschiedlichen Oberflächenbenetzbarkeit der in der Suspension enthaltenen Partikel. Die Flotation wird beispielsweise zur Aufbereitung, insbesondere Anreicherung, von Wertstoffen, verwendet, beispielsweise für Nichteisenmetalle, Eisen, Metallen der seltenen Erden und/oder Edelmetallen sowie nichtmetallischen Bodenschätzen.

[0004] 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 einer Begasungseinrichtung 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.

[0005] 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 oder ausgerüstet, d.h. hydrophobisiert werden. Meist werden als Reagenzien 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. Zusätzlich wird Gas über die Begasungseinrichtung in einen unteren Teil der Flotationskammer eingebracht. Eine solche Begasungseinrichtung umfasst in der Regel mindestens einen als Gaszuführleitung ausgebildeten Gasverteiler, der Gasaustritteinheiten aufweist. Die hydrophoben Partikel haften an gebildete 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.

[0006] 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.

[0007] Ein bevorzugter Durchmesser der Gasbläschen ist dabei kleiner als etwa 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.

[0008] 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.

[0009] 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. Feinanteile mit Partikeldurchmessern im Bereich von 20 µm und weniger werden besonders gut abgeschieden.

[0010] Hybridflotationszellen stellen eine Kombination einer pneumatischen Flotationszelle mit einer säulenartig ausgebildeten Flotationszelle dar.

[0011] Um also die Austragsleistung einer Flotationszelle oder Hybridflotationszelle zu maximieren, sollen in der Regel Gasbläschen mit einem möglichst kleinen Durchmesser erzeugt werden. Es wird daher ein Öffnungsdurchmesser der Gasaustrittsöffnungen im Bereich des/der Gasverteiler der Begasungseinrichtung möglichst klein dimensioniert.

[0012] Es hat sich allerdings gezeigt, dass die derart klein dimensionierten Gasaustrittsöffnungen, die üblicherweise einen Öffnungsdurchmesser von maximal 15 mm, insbesondere von maximal 5 mm, aufweisen, in der Flotationskammer schnell mit Feststoffpartikeln aus der Suspension verstopfen und der Gasdruck im Gasverteiler stark ansteigt. Die Menge an Gas, die in die Suspension gelangt, sinkt ab und die Austragsleistung der Flotationszelle sinkt. In einem solchen Fall wird die Flotationszelle bisher außer Betrieb genommen und eine manuelle Reinigung der einzelnen Gasaustritteinheiten in der Flotationsvorrichtung durchgeführt bzw. es wird die gesamte Begasungseinrichtung ausgebaut, um die Gasaustritteinheiten zu reinigen. Dieser Vorgang ist zeitaufwendig und mit einer unerwünschten Stillstandszeit und damit einem Produktionsausfall für die betroffene Flotationszelle verbunden.

[0013] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Begasungseinrichtung zur Begasung für eine Flotationsvorrichtung, eine Flotationsvorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche es erlauben, die Stillstandzeiten einer Flotationsvorrichtung zu reduzieren und eine Gaseinbringung für eine Flotationsvorrichtung in gewünschter Weise bereitzustellen.

[0014] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gattungsgemäße Einrichtung zur Begasung für eine Flotationsvorrichtung, wobei wenigstens eine Gasaustritteinheit mit der Gaszuführleitung lösbar verbunden ist.

[0015] Es hat sich gezeigt, dass die manuelle Reinigung von Gasaustritteinheiten in der Flotationsvorrichtung unzureichend ist, da die festgesetzten Partikel, je nach Ausgestaltung der Gasaustritteinheiten, nur schwer aus in der Regel feinporigen Gasaustrittsbereichen der Gasaustritteinheiten entfernbar sind. Somit war es bisher in der Regel erforderlich, die gesamte Begasungseinrichtung auszubauen, um einen entsprechenden Reinigungserfolg zu erreichen. Diese Ein- und Ausbauarbeiten sind zeitlich sehr aufwändig und auch mit einem erheblichen logistischen Aufwand verbunden, da für den Ausbau der Begasungseinrichtung weitere maschinelle Hilfsmittel erforderlich sind, wie etwa ein Kran.

[0016] Indem die wenigstens eine Gasaustritteinheit erfindungsgemäß lösbar mit der Gaszuführleitung verbunden ist, kann ein vergleichsweise schneller Austausch an vorhandenen Gasaustritteinheiten erfolgen. Die entfernten Gasaustritteinheiten können dann einer Reinigung außerhalb der Flotationszelle unterzogen werden. Die als Ersatz installierten neuen oder gereinigten Gasaustritteinheiten können sofort wieder in Betrieb genommen werden. Dadurch wird die Stillstandszeit der Flotationszelle signifikant reduziert.

[0017] Insbesondere weist eine Gasaustritteinheit eine Mittenachse in Längsrichtung, je nach Ausgestaltung der Gasaustrittseinheit identisch mit einer Symmetrieachse auf, welche ein von der Gasaustritteinheit umfasstes Gasaustrittendstück durchstößt. Die Gasaustritteinheit ist dazu ausgebildet, Gas in das fließfähige Stoffgemisch, insbesondere eine Suspension, einzubringen. In der Regel fällt die Mittenachse der Gasaustrittsöffnung nicht mit der Mittenachse der Begasungseinrichtung zusammen.

[0018] Als Gaszuführleitungen werden im Zusammenhang mit der Begasungseinrichtung diejenigen Gasleitungen verstanden, welche von der Begasungseinrichtung umfasst sind und der Gasversorgung der Gasaustritteinheiten dienen. Gasleitungen, welcher der Versorgung der Begasungseinrichtung mit Gas dienen werden nachfolgend als Gasversorgungseinrichtung bezeichnet. Eine derartige Gasversorgungseinrichtung ist mit wenigstens einer Gaszuführleitung der Begasungseinrichtung verbunden, jedoch ist die Gasversorgungseinrichtung nicht von der Begasungseinrichtung umfasst.

[0019] Besonders vorteilhaft ist es, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit und die Gaszuführleitung mittels einer lösbaren Verbindung verbunden sind, die durch eine Schraubverbindung, eine Bajonettverbindung oder dergleichen, ausgebildet ist.

[0020] Durch eine Schraubverbindung kann eine einfache Deinstallation als auch eine einfache Installation von Gasaustritteinheiten erreicht werden. Die Schraubverbindung ist vorzugsweise gasdicht ausgebildet, d.h. beim Übertritt des Gases von Gaszuführleitung zur Gasaustritteinheit erfolgt kein Austritt des Gases aus der Begasungseinrichtung. Das Gas wird daher vorzugsweise ausschließlich über die von der Begasungseinrichtung umfassten Gasaustritteinheiten bzw. deren Gasaustrittendstücke abgegeben.

[0021] Vorzugsweise weist die wenigstens eine Gasaustritteinheit ein zylinderförmiges, mit Außengewinde versehenes Hohlteil und die Gaszuführleitung eine Aussparung mit Innengewinde zur Aufnahme des Hohlteils auf. Durch einen derartigen Aufbau, weist das für die lösbare Verbindung vorhandene Teil der Gaszuführleitung, d.h. die Aussparung mit Innengewinde im Betrieb im Wesentlichen keinen direkten Kontakt mit der stark abrasiv wirkenden Suspension auf, wodurch eine erhöhte Lebensdauer gegeben ist. Andererseits sind die in der Regel einem stärkeren Verschleiß unterliegenden Teile der lösbaren Verbindung, d.h. das Hohlteil mit Außengewinde, Teil der Gasaustritteinheit und damit relativ leicht auswechselbar oder reparierbar. Durch die Verwendung eines Hohlteils mit Außengewinde kann insbesondere die Gaszuführung in die Gasaustritteinheit in vorteilhafter Weise bewerkstelligt werden.

[0022] Bei einem Bajonettverschluss umfasst dessen Gasaustrittseinheitsseitiges Teil ein die Gaszuführungsleitung außen umfassendes Hohlteil. Durch die Verwendung eines solchen Hohlteils kann insbesondere die Gaszuführung in die Gasaustritteinheit in vorteilhafter Weise bewerkstelligt werden. Ein solcher Bajonettverschluss hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen Gasaustritteinheit und Gaszuführleitung besonders schnell ausgebildet werden kann.

[0023] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Begasungseinrichtung weist die Gasaustritteinheit ein gasporöses Gasaustrittendstück auf. Das der Gasaustritteinheit zugeführte Gas durchdringt in diesem Fall ein porös ausgebildeten Gasaustrittendstück und gelangt hierdurch in die Suspension. Durch die gasporöse Ausgestaltung des Gasaustrittsbereichs, abhängig von Größe der Poren, sind besonderes kleine Blasengrößen erzielbar, was für die Ausbeute der Flotationszelle von erheblicher Bedeutung ist. Vorteilhafterweise ist das Gasaustrittendstück mikro- und/oder mesoporös ausgebildet. Dadurch können Gasblasengrößen erzeugt werden, mit welchen auch Partikel im Bereich von 20 µm und kleiner aus der Suspension gewonnen werden. Insbesondere kann ein derartiger gasporöser Austrittsbereich aus einem Material gebildet werden, dessen Gasdurchlässigkeit druckabhängig ist. Vorzugsweise ist das Gasaustrittendstück aus einem Material gebildet, das bei Erreichen eines Grenzdrucks gasdurchlässig und das unterhalb des Grenzdrucks gasundurchlässig ist. Hierfür kommen insbesondere Werkstoffe aus Metall oder Kunststoff in Frage, welche geeignete elastische Eigenschaften aufweisen. Vorzugsweise ist der Grenzdruck kleiner dem an der Gasaustritteinheit anliegendem Druck im Betrieb der Begasungseinrichtung. Dadurch wird erreicht, dass die Poren des Gasaustrittsbereichs während des Betriebs geöffnet sind und Gas in die Suspension eingeleitet werden kann. Wird die Begasung der Suspension beendet, so fällt der Druck unter den Grenzdruck ab und die Poren verschließen sich, wodurch keine oder nur wenige Partikel aus der Suspension in das Gasaustrittendstück eintreten können und damit die Gasaustritteinheit verschmutzen. Gleiches gilt auch, wenn während des Betriebs ein unvorhergesehener Druckabfall in der Gaszuführleitung erfolgt, etwa durch ein Gasleck.

[0024] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Begasungseinrichtung weist die wenigstens eine Gasaustritteinheit auf der der Gaszuführleitung abgewandten Seite ein kegelförmiges, pyramidenförmiges, zylinderförmiges oder tetraederförmiges Gasaustrittendstück auf. Es handelt sich hierbei um eine besonders vorteilhafte Anordnung und Ausgestaltung der Gasaustritteinheit, da diese Formen für die Sedimentation von Partikeln ungünstig sind. Die schrägen Flanken bzw. Mantelflächen derartiger Gestalt erlauben keine dauerhafte Ablagerung von Partikeln auf der Gasaustritteinheit, was der Gefahr von Verstopfungen des Gasaustrittendstücks entgegenwirkt. Darüber hinaus wird eine vergleichsweise große Oberfläche erzeugt, über welche Gasblasen in die Suspension gelangen können. In einer bevorzugten Variante ist eine Mittenachse des Gasaustrittendstücks der Gasaustritteinheit im Wesentlichen vertikal orientiert und das Gasaustrittendstück ist näher an einem Kopfbereich eines Flotationsbehälters angeordnet als die Gaszuführleitung.

[0025] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Begasungseinrichtung sind eine Mehrzahl an Gasaustritteinheiten, d.h. mindestens zwei, insbesondere vier oder mehr, mit der Gaszuführleitung lösbar verbunden. Vorzugsweise sind alle Gasaustritteinheiten der Begasungseinrichtung mit der Gaszuführleitung lösbar verbunden. Dadurch wird die Wartung der Begasungseinrichtung besonders erleichtert.

[0026] In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Begaseinrichtung ist die Gaszuführleitung ringförmig ausgebildet und während des Betriebs im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Die Mehrzahl an Gasaustritteinheiten ist symmetrisch zu einer Mittenachse der Begasungseinrichtung oder zu einem auf der Mittenachse liegenden Punkt oder zu einer die Mittenachse umfassenden Ebene angeordnet. Vorzugsweise sind alle Gasaustritteinheiten lösbar mit dem jeweiligen Gaszuführleitungsendbereich verbunden.

[0027] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Gaszuführleitung als Mehrzahl konzentrisch angeordneter Ringe ausgebildet, wobei die Ringe während des Betriebs im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind und eine Mehrzahl an Gasaustritteinheiten auf wenigstens zwei Gaszuführleitungsringen angeordnet sind. Hierdurch kann effektiv eine kreisflächenförmige Fläche bzw. ein entsprechendes Zylindervolumen begast werden, wodurch die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit von Gasblasen und Partikeln erhöht wird. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Begasungseinrichtung im Hinblick auf eine Wertstoffgewinnung weiter verbessert. Vorzugsweise sind alle Gasaustritteinheiten lösbar mit dem jeweiligen Gaszuführleitungsring verbunden.

[0028] In einer alternativen Ausgestaltung der Begasungseinrichtung ist die Gaszuführleitung kreuzförmig ausgebildet, wobei die kreuzförmige Gaszuführleitung während des Betriebs im Wesentlichen horizontal angeordnet ist und die Gaszuführleitung mindestens zwei, insbesondere vier Endbereiche aufweist, wobei jeder Endbereich wenigstens eine Gasaustritteinheit aufweist. Unter Endbereich wird ca. das äußere Drittel des jeweiligen Kreuzastes verstanden. Vorzugsweise sind alle Gasaustritteinheiten lösbar mit dem jeweiligen Gaszuführleitungsendbereich verbunden.

[0029] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder der Endbereiche der kreuzförmigen Gaszuführleitung jeweils zwei Gasaustritteinheiten auf, welche während des Betriebs im Wesentlichen horizontal angeordnet sind, wobei die Gasaustritteinheiten auf gegenüberliegenden Seiten der Gaszuführleitung im jeweiligen Endbereich angeordnet sind.

[0030] Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Flotationsvorrichtung mit einem Behälter bzw. einer Flotationskammer zur Aufnahme eines fließfähigen Stoffgemisches, insbesondere einer Suspension, wobei der Behälter einen Kopfbereich und einen Fußbereich aufweist, und eine Begasungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Fußbereich angeordnet ist, wobei die Begasungseinrichtung mit einer Gasversorgungseinrichtung verbunden ist, und wobei die Begasungseinrichtung und die Gasversorgungseinrichtung derart miteinander verbunden sind, dass die Begasungseinrichtung relativ zur Gasversorgungseinrichtung um eine horizontale Achse drehbar ist. Hierdurch ist eine einfachere Wartung der Begasungseinrichtung möglich, da die Begasungseinrichtung in Richtung des Servicepersonals bzw. Bedienpersonals drehbar ist. Dadurch wird ein Austausch der Gasaustritteinheiten erleichtert.

[0031] In einer vorteilhaften Variante weist der Fußbereich des Behälters eine verschließbare Öffnung auf, welche derart dimensioniert ist, dass die Begasungseinrichtung durch Bedienpersonal bei geöffneter Öffnung, insbesondere durch das Bedienpersonal mittelbar, beispielsweise mittels entsprechenden Werkzeugs, oder unmittelbar, insbesondere mit den eigenen Händen, erreichbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Flotationsvorrichtung einfach zugänglich ist und ein Austausch der Gasaustritteinheiten der Begasungseinrichtung mit geringem Zeitaufwand und Ressourcenaufwand erfolgen kann.

[0032] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Drehachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und relativ zur Öffnung derart orientiert, dass die Begasungseinrichtung mittels einer Drehung um die Drehachse von einem im Wesentlichen horizontalen Betriebszustand in einen Wartungszustand drehbar ist, bei welchem die Gasaustritteinheiten der Öffnung zugewandt sind. Hierdurch kann die Begasungseinrichtung in Richtung der Öffnung geklappt werden, wodurch die Gasaustritteinheiten in noch einfacherer Weise durch das Bedienpersonal gewartet bzw. ausgetauscht werden können. Insbesondere ist es hier nicht mehr zwingend erforderlich, dass sich das Bedienpersonal in persona in die Zelle begibt, vielmehr kann das Bedienpersonal lediglich durch hineingreifen in die Flotationsvorrichtung, beispielsweise mit den Händen oder mittels geeigneten Werkzeugs, eine Wartung der Begasungseinrichtung vornehmen.

[0033] Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Auswechseln wenigstens einer Gasaustritteinheit einer Begasungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche von einer Flotationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 umfasst ist, wobei die Flotationsvorrichtung außer Betrieb gesetzt wird, wobei einem vom Behälter aufgenommene Suspension aus dem Behälter derart abgeführt wird, dass die Begasungseinrichtung frei liegt, wobei die verschließbare Öffnung des Behälters geöffnet wird, wobei die Begasungseinrichtung um die Drehachse derart gedreht wird, dass die Gasaustritteinheiten der Öffnung zugewandt sind, wobei wenigstens eine erste, von der Begasungseinrichtung umfasste Gasaustritteinheit von der Gaszuführleitung gelöst wird und wenigstens eine zweite, als Ersatz der ersten Gasaustritteinheit dienende Gasaustritteinheit lösbar mit der Gaszuführleitung verbunden wird. Durch dieses Verfahren wird eine besonders einfache Art und Weise der Wartung der Begasungseinrichtung bereitgestellt, welche die Stillstandzeiten der Flotationsvorrichtung gering hält, einen geringen Bedarf an Ressourcenaufwand mit sich bringt und die Wiederherstellung einer gewünschten Begasung der in einer Flotationsvorrichtung behandelten Suspension ermöglicht.

[0034] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich den im Zusammenhang mit den schematisch dargestellten Zeichnungen nachfolgenden Erläuterungen. Es zeigen:

FIG 1 eine schematisch dargestellte Flotationsvorrichtung mit Begasungseinrichtung im Betriebszustand und im Wartungszustand,

FIG 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine ringförmige Gaszuführleitung mit Gasaustritteinheiten,

FIG 3 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine kreuzförmige Gaszuführleitung mit Gasaustritteinheiten,

FIG 4 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Gaszuführleitung in Doppelringanordnung mit Gasaustritteinheiten,

FIG 5 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine kreuzförmige Gaszuführleitung mit jeweils zwei Gasaustritteinheiten im jeweiligen Endbereich,

FIG 6 eine schematische Darstellung einer Gasaustritteinheit umfassend ein Hohlteil mit Außengewinde und ein kegelförmiges Gasaustrittendstück,

FIG 7 bis FIG 11 schematische räumliche Darstellungen für verschieden geformte Gasaustrittendstücke.

[0035] FIG 1 zeigte eine Flotationsvorrichtung 1 umfassend einen Behälter 8, häufig auch als Flotationskammer bezeichnet, zur Aufnahme einer Suspension, beispielsweise einer erzhaltigen Pulpe. Mittels der Flotationsvorrichtung 1 soll der Wertstoff, hier das Erz, von in der Pulpe enthaltenem taubem Gestein getrennt werden.

[0036] Zu diesem Zweck weist die Flotationsvorrichtung 1 eine oder mehrere Begasungseinrichtungen auf, um das in der Regel hydrophobisierte Erz an Gasblasen anzubinden und dieses hierdurch aus der Flotationsvorrichtung 1 auszutragen.

[0037] Die Flotationsvorrichtung 1 weist hierzu gem. FIG 1 eine Begasungseinrichtung 2, welche in einem Fußbereich F des Behälters angeordnet ist, d.h. eher bodennah, so dass die von der Begasungseinrichtung 2 erzeugten Gasblasen innerhalb der Pulpe eine vergleichsweise große Strecke zurücklegen können, um dabei Erzpartikel aufzusammeln. Die Gasblasen steigen in Richtung des Kopfbereichs K des Behälters 9 auf und es bildet sich im Kopfbereich K des Behälters ein wertstoffhaltiger Schaum, welcher in der Regel aus der Flotationsvorrichtung 1 mit nicht dargestellten Schaumablaufrinnen abgeführt wird.

[0038] Neben der Begasungseinrichtung 2 können noch weitere Einrichtungen zur Erzeugung von Luftblasen im Behälter vorgesehen werden, beispielsweise sogenannte Injektoren.

[0039] Die Begasungseinrichtung 2 ist mit einer Gasversorgungseinrichtung 7 verbunden, welche die Begasungseinrichtung 2 mit Gas versorgt. Dieses bereitgestellte Gas wird mittels der Gaszuführleitung(en) 5 an die Gasaustritteinheiten 3 verteilt und von diesen in die Pulpe eingebracht.

[0040] Jede Gasaustritteinheit 3 umfasst im Ausführungsbeispiel gem. FIG 1 ein Hohlteil 6 mit Außengewinde. Ferner weist die die Gasaustritteinheit 3 versorgende Gaszuführleitung(en) 5 Aussparungen mit Innengewinde auf. Das Hohlteil 6 kann mit der Aussparung derart verschraubt werden, dass die Verbindung einerseits lösbar ist, andererseits aber im verbundenen Zustand gasdicht ausgebildet ist.

[0041] Am Hohlteil 6 der Gasaustritteinheit 3 ist ferner ein Gasaustrittendstück 4 angeordnet. Das mittels der Gaszuführleitung 5 an die Gasaustritteinheit 3 herangeführte Gas tritt durch das Hohlteil 6 der Gasaustritteinheit 3 in diese ein, durchdringt das Gasaustrittendstück 4. Das Gasaustrittendstück 4 bewirkt eine Gasblasenbildung bei Eintritt des Gases in die Pulpe.

[0042] Das Gasaustrittendstück 4 ist verzugsweise aus einem elastischen Material gefertigt, so dass dessen Gasdurchlässigkeit bzw. Porosität vom anliegenden Druck an dem Gasaustrittendstück 4 abhängt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei einer Fehlfunktion der Begasungseinrichtung 2, z.B. ein Gasleck der Gaszuführleitung 5 oder der Gasversorgungseinrichtung 7, was einen Druckabfall an der Gasaustritteinheit bedingt, die Poren des Gasaustrittendstücks 4 schnell geschlossen werden, um das Eindringen von Partikeln in das poröse Gasaustrittendstück 4 zu verhindern.

[0043] Die Begasungseinrichtung 2 weist gemäß FIG 1 eine Mehrzahl an Gasaustritteinheiten 3 auf. Diese weisen im Ausführungsbeispiel jeweils ein zylinderförmiges Gasaustrittendstück 4 auf.

[0044] FIG 1 zeigt die Begasungseinrichtung 2 in durchgezogener Darstellungsweise in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung, wie sie während des Betriebs der Begasungseinrichtung bzw. der Flotationszelle in der Regel vorliegt.

[0045] Zum Zwecke eines Austauschs ist die Begasungseinrichtung 2 drehbar mit der Gasversorgungseinrichtung 7 verbunden, so dass die Begasungseinrichtung vom horizontalen Betriebszustand Z1 in den Wartungszustand Z2 gedreht werden kann. Der Wartungszustand Z2 zeichnet sich dadurch aus, dass die Begasungseinrichtung 2 nicht mehr im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, sondern aus der horizontalen Ausrichtung in Richtung einer vertikalen Ausrichtung verdreht wurde. Dies ist insbesondere vorteilhaft durchführbar, wenn die Begasungseinrichtung 2 um eine horizontale Achse drehbar ist. Als Drehgelenk eignet sich insbesondere ein Verbindungsstück zwischen Gasversorgungseinrichtung 7 und der Begasungseinrichtung 2. Insbesondere kann die Begasungseinrichtung 2 gem. FIG 1 derart gedreht werden, dass die Gasaustritteinheiten sich durch die Drehung der Begasungseinrichtung 2 einer Öffnung 8 im Fußbereich der Flotationsvorrichtung 1 zuwenden.

[0046] Es handelt sich hierbei um eine verschließbare Öffnung 8 im Behälter 9 der Flotationsvorrichtung 1. Während des Betriebs der Flotationsvorrichtung 1 ist die Öffnung 8 dicht verschlossen, so dass keine im Behälter 9 vorliegende Suspension durch die Öffnung entweichen kann. Ist die Flotationsvorrichtung 1 außer Betrieb und deren Behälter 9 entleert, so kann die Öffnung 8 geöffnet werden, um die Begasungseinrichtung 2 zu warten. Eine die Öffnung 8 während des Betriebs verschließende Tür ist in FIG 1 schematisch im geschlossen und im geöffneten Zustand (gestrichelt) dargestellt.

[0047] Die Begasungseinrichtung 2 kann für die Wartung dann derart gedreht werden, dass die Gasaustritteinheiten 3 der Begasungseinrichtung 2 der Öffnung 8 zugewandt sind. Hierdurch sind die Gasaustritteinheiten 3 besonders einfach durch ein die Öffnung 8 nutzendes Bedienpersonal erreichbar und können bei Bedarf einfach durch dieses ausgetauscht werden. Hierdurch kann ohne größere Ausbauarbeiten und ohne größere Stillstandzeiten eine Prüfung und ggf. Instandsetzung der Gasaustritteinheiten 3 der Begasungseinrichtung 2 erfolgen.

[0048] FIG 2 bis FIG 5 zeigen verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen für Begasungseinrichtungen.

[0049] FIG 2 zeigt eine ringförmige Gaszuführleitung 5, auf welcher vier Gasaustritteinheiten 3 angeordnet sind. Die Mittenachse dieser Anordnung ist mit M bezeichnet. Die Gasaustritteinheiten werden vorzugsweise derart auf der Gaszuführleitung angeordnet, dass sich ein möglichst homogener und gleichmäßiger Gasfluss in der oberhalb der Begasungseinrichtung 2 angeordneten Pulpe einstellt. Die wird in der Regel dadurch erreicht, dass die Gasaustritteinheiten gleichmäßig über die Länge des Gaszuführrings, in vertikaler Ausrichtung verteilt angeordnet sind. Dies hat zur Folge, dass derartige Anordnungen in der Regel eine bestimmte Symmetrie aufweisen. So ist die in FIG 2 dargestellte Anordnung sowohl spiegelsymmetrisch als auch (in der Zeichenebene) punktsymmetrisch zum Mittelpunkt der in FIG 2 dargestellten Anordnung.

[0050] FIG 3 zeigt eine kreuzförmige Gaszuführleitung 5. Jeder Endbereich der Gaszuführleitung weist jeweils eine Gasaustritteinheit 3 auf. Die Mittenachse ist ebenfalls mit M bezeichnet.

[0051] Eine Kombination einer ringförmigen Gaszuführleitung 5 und eine kreuzförmige Gaszuführleitung 5 ist ebenfalls vorteilhaft. Insbesondere ist dies vorteilhaft, wenn die Enden der kreuzförmigen Gaszuführleitung 5 in die ringförmige Gaszuführleitung 5 enden, so dass die kreuzförmige und die ringförmige Gaszuführleitung gasfluidisch in Verbindung stehen. In diesem Fall können sowohl Gasaustritteinheiten 3 auf der kreuzförmigen als auch auf der ringförmigen Gaszuführleitung 5 angeordnet werden, um einen entsprechende Blasendichte und Blasenverteilung in der Flotationsvorrichtung bereitzustellen.

[0052] FIG 4 zeigt eine Gaszuführleitung 5 in einer konzentrischen Doppelringanordnung, wobei Gasaustritteinheiten 3 sowohl auf dem inneren als auch auf dem äußeren Gaszuführring angeordnet sind. Auch hier ist die Mittenachse der Anordnung mit M bezeichnet. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Blasenverteilung und Blasendichte in der Flotationsvorrichtung erreicht werden.

[0053] FIG 5 zeigt eine kreuzförmige Gaszuführleitung 5, wobei an im Endbereich E der kreuzförmigen Gaszuführleitung 5 jeweils zwei Gasaustritteinheiten 3 vorhanden sind, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Gaszuführleitung 5 angeordnet sind. Die Mittenachse der Anordnung ist mit M bezeichnet.

[0054] FIG 6 zeigte eine einzelne Gasaustritteinheit 3 umfassend ein Hohlteil 6 mit Außengewinde und ein Gasaustrittendstück 4. Das Gasaustrittendstück ist gem. FIG 6 kegelförmig ausgebildet.

[0055] FIG 7 bis FIG 11 zeigen weitere vorteilhafte Formen für verwendbare Gasaustrittendstücke. Diese können beispielsweise auch in vorteilhafter Weise tetraedisch (FIG 7) oder pyramidal (FIG 8) geformt sein, um eine Sedimentation von Partikeln aus der Suspension auf dem Gasaustrittendstück zu vermeiden. Darüber hinaus sind auch andere, beispielsweise polyedrische Formen denkbar. Auch sind Kombinationen von entsprechenden Formen denkbar, beispielsweise eine Zylinderform mit kegelförmigem Abschluss gem. FIG 10 oder kugelförmigem Abschluss gem. FIG 11. All diesen geeigneten Formen ist gemein, dass diese in der Regel keine ebenen Sedimentationsflächen aufweisen, an welchen sich Partikel aus der Suspension ablagern können.

Ansprüche

1. Einrichtung (2) zur Begasung für eine Flotationsvorrichtung (1), umfassend wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) zur Abgabe von Gasblasen und eine Gaszuführleitung (5), mittels welcher der wenigstens einen Gasaustritteinheit (3) Gas zuführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) mit der Gaszuführleitung (5) lösbar verbunden ist.

2. Begasungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) und die Gaszuführleitung (5) mittels einer lösbaren Schraubverbindung verbunden sind.

3. Begasungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) und die Gaszuführleitung (5) mittels einer lösbaren Bajonettverbindung verbunden sind.

4. Begasungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) ein zylinderförmiges, mit Außengewinde versehenes Hohlteil (6) und die Gaszuführleitung (5) eine Aussparung mit Innengewinde zur Aufnahme des Hohlteils (6) aufweist.

5. Begasungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) ein gasporös ausgebildetes Gasaustrittendstück (4) aufweist.

6. Begasungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) auf der der Gaszuführleitung abgewandten Seite ein kegelförmiges, zylinderförmiges, pyramidenförmiges, oder tetraederförmiges Gasaustrittendstück aufweist.

7. Begasungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Gasaustritteinheiten (3), mindestens zwei, insbesondere vier oder mehr, mit der Gaszuführleitung (5) lösbar verbunden sind.

8. Begasungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführleitung (5) ringförmig ausgebildet ist und während des Betriebs im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und die Mehrzahl an Gasaustritteinheiten (3) symmetrisch zu einer Mittenachse (M) der Begasungseinrichtung (2) oder zu einem auf der Mittenachse (M) liegenden Punkt oder zu einer die Mittenachse (M) umfassenden Ebene angeordnet ist.

9. Begasungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführleitung (5) als Mehrzahl konzentrisch angeordneter Ringe ausgebildet ist, wobei die Ringe während des Betriebs im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind und eine Mehrzahl an Gasaustritteinheiten (3) auf wenigstens zwei Gaszuführleitungsringen angeordnet sind.

10. Begasungseinrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführleitung (5) kreuzförmig ausgebildet ist und während des Betriebs im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und dass die Gaszuführleitung mindestens zwei, insbesondere vier Endbereiche (E) aufweist, wobei jeder Endbereich (E) wenigstens eine Gasaustritteinheit (3) aufweist.

11. Begasungseinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Endbereiche (E) der Gaszuführleitung (5) jeweils zwei Gasaustritteinheiten (3) aufweist, welche jeweils während des Betriebs im Wesentlichen horizontal angeordnet sind, wobei die Gasaustritteinheiten (3) auf gegenüberliegenden Seiten der Gaszuführleitung (5) angeordnet sind.

12. Flotationsvorrichtung (1) mit einem Behälter zur Aufnahme eines fließfähigen Stoffgemisches, insbesondere einer Suspension, wobei der Behälter (9) einen Kopfbereich (K) und einen Fußbereich (F) aufweist, und eine Begasungseinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Fußbereich (F) angeordnet ist, wobei die Begasungseinrichtung (2) mit einer Gasversorgungseinrichtung (7) verbunden ist, und wobei die Begasungseinrichtung (2) und die Gasversorgungseinrichtung (7) derart miteinander verbunden sind, dass die Begasungseinrichtung (2) relativ zur Gasversorgungseinrichtung (7) um eine horizontale Achse drehbar ist.

13. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Fußbereich (F) des Behälters (9) eine verschließbare Öffnung (8) aufweist, welche derart dimensioniert ist, dass die Begasungseinrichtung (2) durch Bedienpersonal bei geöffneter Öffnung (8) erreichbar ist, insbesondere durch Bedienpersonal bei geöffneter Öffnung (8) wenigstens eine defekte Gasaustritteinheit (3) gegen wenigstens eine funktionsfähige Gasaustritteinheit (3) austauschbar ist.

14. Flotationsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und relativ zur Öffnung derart orientiert ist, dass die Begasungseinrichtung (2) mittels einer Drehung um die Drehachse von einem im Wesentlichen horizontalen Betriebszustand (Z1) in einen Wartungszustand (Z2) drehbar ist, bei welchem die Gasaustritteinheiten (3) der Öffnung (8) zugewandt sind.

15. Verfahren zum Auswechseln wenigstens einer Gasaustritteinheit (3) einer Begasungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche von einer Flotationsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14 umfasst ist, wobei die Flotationsvorrichtung (1) außer Betrieb gesetzt wird, wobei einem vom Behälter aufgenommene Suspension aus dem Behälter (9) derart abgeführt wird, dass die Begasungseinrichtung (2) frei liegt, wobei die verschließbare Öffnung (8) des Behälters geöffnet wird, wobei die Begasungseinrichtung (2) um die Drehachse derart gedreht wird, dass die Gasaustritteinheiten (3) der Öffnung (8) zugewandt sind, wobei wenigstens eine erste, von der Begasungseinrichtung (2) umfasste Gasaustritteinheit (3) von der Gaszuführleitung (5) gelöst wird und wenigstens eine zweite, als Ersatz der ersten Gasaustritteinheit dienende Gasaustritteinheit (3) lösbar mit der Gaszuführleitung (5) verbunden wird.

Zeichnung