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Verfahren und Einrichtungen zum Trennen von Feststoffgemengen nach
ihrer Wichte unter Anwendung von Schwerflüssigkeit Verfahren und Einrichtungen zum
Trennen von Materialien nach ihrer Wichte unter Anwendung von Schwerflüssigkeit
sind schon in verschiedenen Ausführungen bekanntgeworden. Meist bedient man sich
hoher kegelförmiger Behälter oder Absetztaschen, die indessen unverhältnismäßig
viel Raum, vor allem in der Höhe, in Anspruch nehmen und bei denen das Austragen
des Sinkgutes verhältnismäßig schwierig ist und viel Energie erfordert. Man hat
auch verschiedentlich tromnielförmige Einrichtungen gebaut, bei denen das Sinkgut
unter Verwendung von Schaufeln, die beträchtlichem Verschleiß ausgesetzt sind, herausgehoben
wird, doch beanspruchen diese in hohem Umfange maschinelle Teile, die kostspielig
in der Anschaffung und im Betrieb sind. Es sind auch schon Einrichtungen bekanntgeworden,
welche den ganzen Scheidungsprozeß in verhältnismäßig flachen muldenförrnigen Behältern
durchführen, doch läßt man hier das Schwirnm'gut in Län-srichtung der Bewegung abtreiben,
während das Sinkgut durch einen schaberartigen hin und her pendelnden Mechanismus
seitlich herausgefördert wird und dadurch einen ganz erheblichen Verschleiß des
Behälters verursacht und außerdem gleichfalls kostspielige mechanische Einrichtungen
erforderlich macht. Schließlich sind auch noch Einrichtungen bekannt 'geworden,
bei denen das zu trennende Gut in Rinnen weiterbewegt wird, die aber zumeist nicht
auf tiefe absetzkastenartige Unterbrechungen verzichten und zumeist auch mit ausgesprochenen
Setzmaschinen arbeiten, also den b#ekannten auf und ab gehenden großflächi 'gen
Kolben, deren erheblicher Energieverbrauch, verbunden mit Verschleiß- und Wartungskosten,
ebenfalls bekannt ist. Allenthalben aber ist erkennbar, daß man das Sinkgut schon
früh auf dem Wege durch die Aufbereittingsanlage durchAbsinken ausscheiden läßt
und damit einen Teil des Schwimmgutes mitniederschlägt, welches in der weiteren
Verarbeitung nicht mehr herausgesondert werden kann, weil es in irgendeinem von
den verschiedenen vorgesehenen Absetzkasten festliegt.
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Diese kurz angedeuteten Mängel beabsichtigt die neue Erfindung grundsätzlich
zu vermeiden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß Schwimm- und Sinkgut in einer
ununterbrochenen, muldenförmigen flachen Rinne unter dem Einfluß von unten an einer
Stelle oder an mehreren Stellen gleichzeitig, aufeinanderfolgend oder nach einem
bestimmten anderen Takt eintretender Flüssigkeitsstöße stetig vorwärts bewegt werden,
wobei das Sinkgut, über dem Rinnenboden schwebend, bis zum Austragsende hin fortgetragen
wird, während das Schwimm 'gut an beliebigen Stellen durch über den Rinnenrand tretende
Flüssigkeitswellen in seitlich angeordnete Nebenrinnen übergespült wird. Derartige
Einrichtungen benötigen außer den ohnehin erforderlichen Pumpen keine besonderen
mechanischen Einrichtungen zum Austragen der Güter, und da die Weiterbeförderung
des Sinkgutes auch nahezu schwimmend durchgeführt wird, entsteht auch kein nennenswerter
Verschleiß. Hierdurch wird erreicht, daß aus der aufzubereitenden Masse während
des ganzen Weges durch die Auf-
bereitungsanlage Schwimmgut mit beliebiger
einstellbarer Intensität aus dem Sinkgut herausgetragen und baldmöglichst in getrennten
Rinnen abgeführt wird, wobei natürlich vermieden werden muß und auch kann, daß durch
übertriebenen Energieaufwand Sinkgutteile mitgerissen werden.
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Einrichtungen der geschilderten Art sind in den Abb. 1 bis
6 dargestellt, und zwar zeigen Abb. 1 bis 3 verschiedene Möglichkeiten
für die Ausbildung des Muldenquerschnittes; Abb. 4 zeigt ein Beispiel für die Längsansicht
einer derartigen Anlage; in Abb. 5 und 6 ist eine zusätzliche Möglichkeit
für die Erzeugung der Flüssigkeitsstöße dargestellt und in Abb. 7 wieder
eine Detailansicht für die Ausbildung des Muldenbodens.
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übereinstimmend bedeutet in allen Abbildungen 1 die eigentliche
muldenförmige Rinne, die an geeigneten Stellen 2 einen gelochten Boden aufweist.
3 ist ein die gelochte Stelle umgebender und abschließender Mantel mit Zuführungsrohren4
für die eingepumpte Schwerflüssigkeit. 5 ist der seitliche Überlauf der Rinne
1 und 6 eine zusätzlich angebrachte längslaufende Ablauf rinne, wobei
die Teile 5 und 6 in Abb. 1 einseitig vorgesehen sind, während
die Abb. 2 und 3 symmetrische Anordnungen zeigen mit beiderseitigtn Überläufen
5 und Rinnen 6. 7 sind Deckel, die
in R ichtung der
eingetragenen Doppelpfeile verstellbar angeordnet sind und es auf diese Weise ermöglichen,
den seitlichen Übertritt der Flüssigkeitswelle einzuengen und dadurch in seiner
Zugwirkung zu ver->närken. In Abb. 2 sind die beiden seitlich an-,eordneten Rinnen
6 an geeigneter Stelle zu einer geineinsamen Rinne 8 miteinander verbunden.
In Abb. 3
hingegen sind die beiden Rinnen 6 gleich von vornz# el herein
ersetzt durch eine einzige Rinne 8, die nach Art einer größeren Mulde die
Rinne 1 umgibt. Im übrigen aber ist die Wirkungsweise grundsätzlich bei allen
drei gezeigten Ausführungsbeispielen die gleiche.
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In dem Längsschnitt gemäß Abb. 4 sind die bisher -ezählten Teile wiederum
zu erkennen, nur daß hier mehrere gelochte Bodenteile, Mäntel, Zuflußrohre 2,
3, 4 gezeigt sind, die zur Unterscheidung mit hinzugefügten Strichen gekennzeichnet
sind, also 2, 2', 2". Wie ersichtlich, ist das mantelförmige Elech 3 nicht
durchgehend, sondern in beispielsweise drei Kammern aufgeteilt, die ihren Flüssigkeitsstoß
zu unterschiedlichen Zeiten empfangen sollen. Es kann dies dadurch geschehen, daß
man zur Spei5ung der Rohre 4, 4', 4" Kolbenpumpen vorsieht, von denen beispielsweise
zu jedem Rohr ein Zylinder gehört, so daß die drei verschiedenen Rohre im Takt der
Kolben-,töße mit Flüssigkeit beschickt werden. Will man aber #,tatt solcher Pumpen
normale Schleuderpumpen 14 verwenden, so kann man die unterschiedliche Be-#,chickting
der Kammer 3 dadurch bewerkstelligen, daß man Magnetventile 9,
g', W' anordnet und diese, durch einen Drehkontakt oder Zeitrelais gesteuert,
nacheinander arbeiten läßt. E ine genauere Darstellung dieser -\1.,-tgiietventile
9 findet sich in Abb. 5, wo ein zweckmäßigerweise aus Gummi bestehender
Ventilkegel 17
, al -, - Beispiel gezeigt ist, der durch einen
Doppelhebel 19 mit Stopfbüchsendurchführung 18 durch einen Magnet
20 oder auch sonstwie beliebig mechanisch bez#I tätigt wird (Daumenwelle od. dgl.).
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Zur Vervollständigung der Abb. 4 sind noch folgende Einrichtungsteile
dargestellt: ein Überlauf oder Au>trag für das Sinkgut 10, der durch ein
verstellbares Wehr geregelt ist, eine zusätzliche Leitung 11
mit ',Jagnetventil
12, welche die beiden seitlichen Rinnen 6 mit Flüssigkeit speist, welch letztere,
ähnlich in Abb. 2, bei 8 vereinigt sind und das Schwimm--tit atistragen.
und schließlich eine verstellbare Unterstützung des gesamten Apparates in einer
beliebigen Lagerung 15 und einer höhenverstellbaren Vorrichtung
16, so daß man die Neigung dem Flüssigkeitsstrom entsprechend anpassen kann.
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Eine andere -115glichkeit der Verteilung des Flüssigh t' keitsstromes
von einer Pumpe 14 aus zeigt die Abb. 6,
bei der 4, C 4" die Rohranschlüsse
an die Kammern 3
dar-etellen und 11 wiederum den Anschluß zu den seitlichen
Rinnen 6. 21 ist ein Verteilungskörper, dem die Flüssigkeit axial zufließt
und in welchem ein Drehschieher 22 gleichförmig oder ruckweise rotiert, so daß reihum
die in dem Beispiel angenommenen vier verschiedenen Anschlüsse beschickt werden.
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Schließlich zeigt Abb. 7 einen vergrößerten Längsschnitt durch
die Lochung 2 im Boden der Rinne 1,
-wie sie sich empfiehlt, wenn das Material
viel Feinkorn mit sich führt, dessen Absinken in die Kammern 3
vermieden werden
soll, doch ist diese Art der Ausbildung keine \T orbedingung. Der Vorteil dieser
Lochung aber liegt nicht nur darin, daß die Öffnungen gegen hereinfallende Körner
weitgehend abgedeckt sind, sondern daß die austretenden Flüssigkeits-;ztrahlen in
Bewegungsrichtung abgelenkt sind und das Material daher besser vorwärts treiben.
Die Wirkungsweise der gesamten Einrichtung ist die, daß sich das eintretende Material
unter dem Einfluß der Schwerflüssigkeit zunächst einmal in der Hauptsache selbst
scheidet, indem das Schwimmgut zur Oberfläche aufsteigt, während das Sinkgut sich
auf dem Boden der Rinne 1 sammelt. Das Schwimmgut erhält nun durch die Erweiterung
der Mulde nach oben hin eine größere Oberfläche, um sich auszubreiten
' so daß sie alles eventuell mitgerissene Sinkgut wieder fallen läßt. Das
Sinkgut aber wird noch manche nicht zugehörige Teile festhalten, doch werden diese
dadurch ausgeschieden, daß durch den Siebboden von unten her neue Flüssigkeit stoßweise
eintritt und dabei alle Teile aufwarts bzw. etwa in Wurfparabeln vorwärts treibt.
Dabei können die Einrichtungen nach Abb. 4 oder 6 so eingestellt werden,
daß der Flüssigkeitsstoß entweder gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge und
in ständiger Wiederkehr durch die verschiedenen Kammern 3, 3', 3" auf das
Bad einwirkt. In allen Fällen aber wird durch die eintretenden Flüssigkeitsstöße
das Schwimmgut an den seitlichen Rändern 5 der Rinne 1 übergeworfen,
um in den Rinnen 6 abzutreiben, wobei der mehr oder weniger tief eingestellte
Deckel 7 behilflich ist, indem er den Flüssigkeitsschwall zur Seite bzw.
zu den beiden Seiten drängt. Das Sinkgut aber wird, vom Grund immer wieder aufgestoßen,
teils schwimmend, teils springend in Förderrichtung weiterbewegt. Es wird hierbei
ständig und auf der ganzen Schichthöhe durchspült und aufgelockert, so daß sich
auch die letzten Schwimmgutteile heratislösen und befreien können, und außerdem
geht diese Bewegung ohne Inanspruchnahme des Rinnenbodens und ohne Verschleiß vor
sich.
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Dabei muß der Austrag 10 so beschaffen sein, daß ungeachtet
der Neigung und der Strömung des Bades immer eine gewisse Tiefe gewäl-irleistet
ist. Wenn man für den Austrag des sich bei 10 ansammelnden Sinkgutes nicht
Austragsvorrichtungen beliebiger und bekannter Ausführungen anwenden will, so kann
man hier im Takt der Wasserstöße sich öffnende und schließende Auslaßvorrichtungen
vorsehen, oder auch hier kann man Kammern nach Art der Kammern 3
anwenden
und mit Flüssigkeit oder vielleicht auch mit eingeleitet-er Preßluft das Sinkgut
über das Wehr 10
hinweg austragen. Letzteres empfiehlt sich vor a#llem dann,
wenn man auf ein verhältnismäßig, ruhiges Bad ,und eine nicht zu starke Strömung
Wert legt und infolgedessen eine nur wenig geneigte Rinne und ein ZD hohes Wehr
vorsieht.
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Besonders bemerkenswert ist, daß Einrichtungen der geschilderten Art
mit zum Teil einf achsten Mitteln zahlreiche Möglichkeiten geben, die Wirkungsweise
und Leistung der Einrichtung zu verändern bzw. den zu scheidenden Materialien anzupassen,
was deswegen von besonderer Bedeutung ist, weil bei der Aufl)ereitung von Erzen,
Kohle u. dgl, vielfach sehr unterschiedliche Gesichtspunkte zu berücksichtigen sind.
Zunächst kann. man die Neigung der Rinne verändern. sodann kann man durch DrehzahUnderung
an der Pumpe oder durch Drosselung der Rohre 4 die Flüssigkeitsmenge, die Eintrittsgeschwindigkeit
und damit die Intensität des Schwalles regeln. Man kann ferner durch Ändern der
Lage der Deckel 7 den Schwall der eingeführten Welle beeinflussen und durch
unterschiedliche- Schaltung der Flüssigkeitszuflüsse 4, 4', 4" sowohl die Peri.odenzahl
der Wellen als auch die Wellenlängen. ändern und schließlich auch den Takt, nach
welchem die Flüssigkeitsstöße an den einzelnen, Stellen des Bades auftreten. Dabei
ist es
ohne Bedeutung, wie viele Kammern 3 angewandt werden,
und bei dein einen Material kann mit verhältnismäßig kurzer Rinne auszukommen sein
während man für ein anderes längere Rinnen braucht. Im letzteren Falle aber wird
es sogar möglich sein, auch ein Mittelgut auszuscheiden, etwa dann, wenn man die
seitlichen Rinnen 6 nicht von vorn bis hinten durchführt, sondern sie beispielsweise
in der Mitte trennt. In diesem Falle könnte man auf dem oberen Teil der Rinnen
6 leichtes Schwimmgut austragen, auf dem unteren Teil, gegebenenfalls durch
Verstärken des Flüssigkeitsschwalles, Mittelgut hochtreiben und über die seitlichen
Ränder 5 in den unteren Teil der Rinnen 6 austragen lassen, so daß
man auf dieser Anlage drei verschiedene Sorten von Materia,lien 'geschieden hätte.
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Zusammenfassend werden die Vorzüge der neuen Anlage nochmals wie folgt
geschildert: Überaus einfache und billige Bauart unter weitgehender Vermeidung maschineller
Teile; bequem unterzubringende Form und Abmessungen; weitestgehende Vermeidung von
Verschleiß durch die Schwimm- und Springbewegung des Sinkgutes und das sofortige
Abschwimmen des Schwimmgutes; Verminderung der Wartung durch Vermeidung maschineller
Bestandteile; gute Trennung unterschiedlicher Wichten durch Auflockerun
g der Materialhäufung, und zwar beim Schwimmgut durch Verbreiten auf eine
vergrößerte Fläche und beim Sinkgut durch häufiges Durchspülen und Hochwerfen im
Bad; Verwendbarkeit zum Scheiden auch in mehr als zwei verschiedene Wichten; zahlreiche
und größtenteils sehr einfache Möglichkeiten zur Regelung und Veränderung der gesamten
Betriebsweise und hierduch Anpassungsfähigkeit der Einrichtung auch in die verschiedensten
Betriübsanforderungen und Materialeigenarten; leichte Veränderung des Durchsatzes.