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Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Feststoffgemischen nach
der Wichte mit Hilfe einer Trenntrübe Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Trennen von Feststoffgemischen nach der Wichte mit Hilfe einer Trenntrübe
von, in Wasser suspendiertem, magnetisierbarein Schwerstoff, wobei die getrennten
Fraktionen über Siebe geleitet werden, die diesen Fraktionen anhaftende Trübe abgebraust
wird und die in der Weise erhaltene, verdünnte Trübe einem Magnetscheider zugeleitet
wird, in dem sie in zwei Fraktionen aufgeteilt wird, von denen die konzentrierte
Schwerstoff-Fraktion, unmittelbar der Trennvorrichtung wieder zugeleitet wird.
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Arbeitet man gemäß diesem bekannten Verfahren, so ist das spezifische
Gewicht der Trübe - die man in dem Magnetscheider gewinnt und der Trennvorrichtung
wieder zuleitet - höher als das für die in der Trennvorrichtung durchzuführende
Trennung verlangte. Man erzielt hierbei den Vorteil, daß man das gewünschte spezifische
Gewicht in der Trennvorrichtung selbst in einfacher Weise, nämlich durch Zusatz
von Wasser, einstellen kann, ohne daß es zum Eindicken der zugeleiteten Trübe der
Anwendung besonderer Eindicker bedarf und. ohne daß große Trübemengen umzulaufen
brauchen.
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Die von den Abbraussieben hinabgelaufene, dünne Trübe enthält viele
nichtmagnetisierbare Teilchen, die beim Abtrennen des magnetisierbaren Schwerstoffes
zwischen diesen Schwerstoffpartikeln eingeschlossen und dann zusammen mit der magnetischen
Fraktion der Trennvorrichtung zugeführt werden. Infolgedessen tritt eine Verschmutzung
der Trenntrübe durch feine, nichtmagnetisierbare Teilchen ein, so daß die Viskosität
der Trenntrübe zunimmt und die Genauigkeit der Trennung herabgesetzt wird.
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Gemäß den bekannten Verfahren erfolgt die Entfernung der feinen, nichtmagnetisierbaren
Teilchen in der Weise, daß man die in, dem Magnetscheider gewonnene, dünne Fraktion
nichtmagnetisierbarer Teilchen in einen Eindicker einleitet, in welchem diese Teilchen
zu Boden sinken, worauf man sie aus dein Eindicker entfernt. Die aus dem Eindicker
austretende, geklärte Flüssigkeit wird anschließend den oberhalb der Abbraussiebe
angeordneten Brausen zugeleitet. Die Verwendung eines solchen Eindickers bringt
eine Steigerung der für das Trennsystem aufzuwendenden Kosten mit sich; überdies
beansprucht ein derartiger Eindicker einen großen Raum.
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Die- Erfindung schafft ein Verfahren, bei dem die konzentrierte Trübe,
die man wieder der Trennvorrichtung zuleitet, eine minimale Menge nichtinagnetisierbarer
Teilchen enthält, so daß sich die Verwendung eines Eindickers zum Abtrennen dieser
Teilchen erübrigt.
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Man erzielt dies dadurch, daß man gemäß der Erfindung die dünne Trübe
im wesentlichen tangential einem Querspa;ltsieb (Abscherklassierer) zuleitet und
den Durchgang dieses Querspaltsiebs (Abscherklassierers) dein Magnetscheider zuleitet.
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Die auf dein zylindrisch gekrümmten. Siebboden zurückbleibende Fraktion
grober Teilchen wird vorwiegend aus nichtmagnetisierbaren, Teilchen bestehen, hingegen
wird die Fraktion, die durch die Öffnungen des Siebs hindurchgegangen ist und dem
Magnetscheider zugeleitet wird, vorwiegend die feinen, magnetisierbaren Teilchen
enthalten. Es kommt daher in der, aus dem Magnetscheider austretenden, konzentrierten
Fraktion magnetischer Teilchen. nur zu einem geringfügigen Einschluß von feinen,
nichtmagnetisierbaren Teilchen.
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Die Verschmutzung des Trennmediums in der Trennvorrichtung ist bei
diesem Verfahren wesentlich geringer als bei dem bekannten Verfahren, so daß die
Viskosität dieses Mediums niedriger und die Treniiung genauer ist.
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Weil das Sieb, den größten Teil der n,ichtmagnertisierbaren. Teilchen
zurückhält, enthält die aus dem Magnetscheider austretende nichtmagnetische Fraktion
nur eine geringe Menge dieser Teilchen. Es erübrigt sich demnach, diese Fraktion
zum Entfernen nichtmagnetisierba.rer Teilchen einzudicken und man kann sie deswegen
bei Anwendung der Erfindung unmittelbar den oberhalb der Abbraussiebe angeordneten
Brausen zuleiten. Dies läßt eine erhebliche Vereinfachung der Trennvorrichtung zu.
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Bei Anwendung eines Querspaltsiebs (Abscherklassierers), dessen Sieböffnungen,
wenn man sie in
der Bewegungsrichtung des Aufgabeguts mißt, die
gleiche Größe haben wie die Abmessungen, die man für diese Öffnungen findet, so
man senkrecht zu besagter Bewegungsrichtung mißt, oder kleiner als diese sind, ist
es als Vorteil zu werten, daß auf eine Korngröße abgesiebt wird, die kleiner ist
als die kleinste Abmessung dieser Sieböffnungen.. Es läßt sich hier, bei verhältnismäßig
kleiner Siebfläche, eingroßer Durchsatz erzielen, ohne daß die Gefahr besteht, daß
sich die Öffnungen des Siebs verstopfen. Die Anwendung bekannter Siebvorrichtungen
zum Ausscheiden von Verunreinigungen ans der verdünnten Trübe würde auf Grund der
geringen Kapazität dieser Vorrichtungen, der kurzen Lebensdauer des Siebbelages
und des Verstopfens der Sieböffnungen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden
sein.
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Die Fraktion grober Teilchen., die beim Durchsieben der verdünnten
Trübe anfällt, enthält noch magnetisierbare Teilchen. Diese lassen sich dadurch
entfernen, daß man diese Fraktion einer zweiten Siebbehandlung unterzieht. Die so
erhaltene feine Fraktion, die die restlichen magnetisierbaren Teilchen enthält,
wird dann dem Magnetscheider zugeleitet, der die weitere Reinigung dieser Fraktion
besorgt. Diese nachträgliche Siebbehandlung führt man vorzugsweise unter Zusatz
von Wasser und/oder eines Teils der in dem Magnetscheider ausgeschiedenen nichtmagnetischen
Fraktion durch. Ebenso wie das primäre Sieb kann das für die nachträgliche Siebbehandlung
der groben Fraktion zu verwendende Sieb ein Querspaltsieb (Abscherklassierer) sein;
bei Verwendung eines derartigen Querspaltsiebs (Abscherklassierers) kann die abzusiebende
Fraktion, gegebenenfalls zusammen mit einer Menge Wasser und/oder einer Teilmenge
der dem Magnetscheider entstammenden nichtmagnetischen Fraktion diesem Siebboden
tangential zugeleitet werden. Das für die nachträgliche Siebbehandlung zu verwendende
Sieb kann auch als Schwingsieb ausgeführt werden, da die grobe Fraktion nur einen
geringen Teil der unter den Abbraussieben aufgefangenen dünnen Trübe darstellt und
weiterhin ein wichtiger Teil derjenigen Teilchen, welche Verstopfungen herbeiführen
können, bei der vorhergegangenen Siebbehandlung in die Durchlauffraktion hineingeraten
ist. Den oberhalb dieses Siebs angeordneten Brausen wird dann, als Mittel zum Abbrausen
der feinen magnetisierbaren Teilchen Wasser zugeleitet und/oder eine Teilmenge der
dem Magnetscheider entstammenden nichtmagnetischen. Fraktion.
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Erfindungsgemäß ist es weiterhin, möglich, die grobe Fraktion, die
man beim Sieben der den Abbraussieben entstammenden Trübe erhält, einer Behandlung
in einem zweiten Magnetscheider zweck Entfernung noch vorhandener magnetisierbarer
Teilchen zu unterziehen. Die aus diesem Magnetscheider austretende nichtmagnetische
Fraktion kann anschließend einem Hydrozyklon zugeleitet werden. der sodann die Entwässerung
dieser Fraktion besorgt: die bei dieser Behandlung anfallende geklärte Flüssigkeit
leitet man dann den oberhalb der Siebe angeordneten Brausen zu.
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An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, soll
die Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt ein Schema einer Kohlenwäsche; Fig.2 und 3 zeigen Abweichungen
von diesem Schema.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Trennvorrichtung in der mittels
einer Magnetittrübe Rohkohle in gewaschene Kohle und Berge getrennt wird. Die Erfindung
beschränkt sich jedoch nicht nur auf diese Anwendung ; sie erstreckt sich auch auf
das Trennen anderer Stoffe, wie Erze, während auch andersartiges, magnetisierbares
Material, z. B. Ferrosilicium, als Schwerstoff für die Trenntrübe angewandt werden
kann. Als Trennvorrichtung läßt sich ein Sinkscheider oder ein Waschhydrozyklon
verwenden.
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Bei _g wird die zu waschende Rohkohle in die Trennvorrichtung eingeleitet.
Nach vollzogener Trennung verlassen die Trennprodukte, Kohle und Berge, die Trennvorrichtung
bei B und C, zusammen mit einer Menge Trenntrübe. Die Trennprodukte gehen alsdann
Abtropfsieben 2 zu auf denen die mitgeführte Trübe abtropfen kann. Die abgetropfte
Trübe, deren spezifisches Gewicht demjenigen, der in der Trennvorrichtung verwendeten
Trenntrübe entspricht, sammelt sich in einem Behälter 3, aus der sie mittels einer
Pumpe 4 über eine Leitung 5 wieder in die, Trennvorrichtung 1 zurückgeleitet wird.
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Die Trennprodukte werden anschließend auf Siebe 6 geleitet, wo die
den Trennprodukten anhaftende Trübe durch Abbrausen mit von Brausen 7 geliefertem
Wasser entfernt wird. Sodann wird die gewaschene Kohle bzw. werden die Berge bei
D und E abgeführt. Die zu verwendenden Siebe können z. B. Schwingsiebe mit Maschenweite
0,5 mm sein.
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Die Trübe, die sich unter den Sieben 6 gesammelt hat, wird über eine
Leitung 8 einem Querspaltsieb (Abscherklassierer) 9 tangential zugeleitet.
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Dieses Ouerspaltsieb (Abscherklassierer) 9 setzt sich zusammen aus
Stäben, die senkrecht zu der Strömungsrichtung des Siebguts angeordnet sind, und
Spalten einer Weite von 0,4 mm bilden. Bei Verwendung eines solchen Querspaltsiebs
(Abscherklassierers) enthält der Siebdurchlau.f außer Flüssigkeit nur solche Teilchen,
deren Korngröße kleiner ist als etwa die halbe Spaltbreite, in dein vorliegenden
Fall also Teilchen mit einer Korngröße < 0,2 mm. Etwa 90 % der dem Sieb zugeleiteten
Menge der mit suspendierten Teilchen beladenen Flüssigkeit tritt durch den Siebboden
hindurch, so daß also, da die Korngräße der Magnetitteilchen kleiner ist als 100
lt, 90 % des Magnetits in einem unterhalb. des Siebs angebrachten Behälter 10 aufgefangen
werden.
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Die Überlauffraktion aus der Siebvorrichtung 9 enthält die gröberen,
nichtmagnetisierbaren Teilchen und daneben 10 % der Magnetittrübe. Diese Fraktion
wird einem Schwingsieb 11 mit Maschenweite 0,2 mm zugeleitet und auf diesem mittels
Klarwasserbrausen 12 abgebraust. Der Magnetit, der dieser Fraktion noch, anhaftet,
wird mit dem Abbrauswasser in einem Behälter 13 aufgefangen. Die auf dem Sieb 11
zurückbleibenden groben, nichtmagnetisierha.ren Teilchen werden bei F abgeführt;
gegebenenfalls kann ina,n sie einer weiteren Behandlung - beispielsweise in einer
Schaumflotationsmaschine - zwecks Entfernung noch vorhandener Kohleteilchen unterziehen.
Es ist aber auch möglich, die dünnen Trüben, die von der Absiebung der Trennprodukte,
Kohle und Berge, herrühren, gesondert in einer Siebvorrichtung, wie sie oben beschrieben
ist, zu behandeln in der Weise, daß gleich bei F reine Kohle- und Bergefraktionen
erhaben werden.
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Die dünne Trübe aus den Sammelbehältern 10 und 13 wird über eine Leitung
14 einem Magnetscheider 15 zugeleitet. Es fällt nunmehr in diesem Magnetscheider
eine konzentrierte Magnetittrübe - deren spezifisches Gewicht etwa 2,1 betragen
mag - an, welche sodann mittels einer Pumpe 16 über eine Leitung 17 dem Sammelbehälter
3 zugeleitet wird
und wobei sie durch eine Entmagnetisierungsspule
18 hindurchgeleitet werden kann. Diese Entrnagnetisierung erübrigt sich, wenn die
zur Verwendung kommende Trennvorrichtung aus einem oder mehreren Hydrozyklonen bestellt.
Anschließend. wird die Trüb der Trennvorrichtung wieder zugeleitet, und zwar zusammen
mit der in den Sammelbehälter 3 eingeleiteten, von den Abtropfsieben 2 herrührenden
Trübe. Auch hat man die Möglichkeit, die mittels des Magnetscheiders 15 abgetrennte
Magnetittrübe unter Umgehung des Sammelbehälters 3 durch Punipenwirkung unmittelbar
der Trennvorrichtung zuzuleiten. In beiden Fällen wird das spezifische Gewicht der
in die Trennvorrichtung eingeleiteten Trübe höher sein als das für die Trennung
in der Trennvorrichtung verlangte spezifische Gewicht von beispielsweise 1,6. In
einfacher Weise läßt sich das spezifische Gewicht auf den gewünschten Wert dadurch
einstellen, da.ß man an der mit G bezeichneten Stelle eine passende Menge Wasser
in die Trennvorrichtung einleitet. Man kann jedoch das Wasser auch zusammen mit
Rohkohle zuleiten. Auch kann, man. die Rohkohle auf Sieben mit Wasser abbrausen,
wobei dann, zusammen mit dem ablaufenden Wasser, ein erheblicher Teil der feinen
mit vorhandenen Teilchen verschwindet. Dies alles hat so zu erfolgen, daß die Menge
Wasser, die zusammen mit der mit Wasser angereicherten Kohle in die Trennvorrichtung
eingeleitet wird, ausreicht, um den beabsichtigten Ausgleich des spezifischen Gewichts
herbeizuführen. Selbstverständlich kann man auch beides tun, d. h. zuerst braust
man die Kohle ab und sodann leitet man so viel Wasser in, die Trennvorrichtung ein,
daß sich das gewünschte spezifische: Gewicht einstellt.
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Bei der Behandlung in dem Ma.gnetscheider scheidet weiterhin eine
dünne, nichtmagnetische Fraktion. aus. Diese enthält nur die nichtmagnetisierbaren
Teilchen mit Korngröße < 0,2 mm. Die Teilchenkonzentration ist aber derart gering,
daß eine Entfernung dieser Teilchen mittels eines Eindickers nicht vorgenommen zu
werden braucht. Mittels einer Pumpe 19 wird nunmehr diese Fraktion über die Leitung
20 den Brausen 7 zugeleitet. Die in ihr vorhandenen nichtmagnetischen Teilchen treten
also nicht wieder in die Trennvorrichtung ein und können somit die Trennung nicht
stören. Ein Teil dieser feinkörnigen Teilchen verschwindet aus dem System, und zwar
erfolgt dies dadurch, da.ß mehrere Teilchen, die den Fraktionen anhaften, bei D,
E und F abgeführt werden. Weiterhin wird an ;_ner geeigneten Stelle, beispielsweise
an der niedrigsten Stelle des Magnetscheiders 15 bei II eine Menge Abbrauswasser
abgelassen. Hierdurch läßt sich vermeiden, daß der Gehalt an feinen, nichtniagnctisieibaren
Te@lclien in dein Abbrauswasserkreislauf über den maximal zulässigen. Wert ansteigt.
Den Brausen 12 kann über eine Leitung 21 gegebenenfalls auch ein Teil der nichtmagnetischen
Fraktion zugeleitet werden.
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Die Regelung der bei H abzulassenden Wassermenge erfolgt derart, claß
diese Menge der Menge des über die Brausen 12 einge':?teten Wassers entspricht,
zuzüglich des bei G in das System eingeleiteten, und abzüglich des zusammen. mit
den getrennten Fraktionen bei D, E und F abgeführten Wassers. Die Ergänzung von
Magnetitverlusten erfolgt dadurch . daß man frischen Magnetit bei I in den Sammelbehälter
3 einleitet.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist das Schwingsieb 11 durch
ein zweites Bogensieb 11' ersetzt. Die überlauffraktion aus der Siebvorrichtung
9 wird in diesem Falle dem gekrümmten Siebboden tangential zugeleitet, zusammen
mit reinem oder geklärtem Wasser aus der Leitung 12'. Der Durchlauf des Siebs 11',
dessen Siebboden. ähnlich denijc.ligen des Siebs 9 aus Querstäben besteht, die so
angeordnet sind, da,ß zwischen ihnen Spalten von 0,4 mm gebildet werden, enthält
etwa 90% der dem Sieb zugeleiteten Flüssigkeit' nebst 90 % der feinen Teilchen einer
Korngröße < 0,2 mm, so daß sich noch 9'% des ursprünglich in der dünnen Trübe
vorhandenen Magnetits in dem Sammelbehälter sammelt. Im übrigen ähnelt das Schema
demjenigen der Fig. 1.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.3 wird die der Siebvorrichtung
9 entstammende Überlauffraktion einem Magnetscheider 22 zugeleitet, gegebenenfalls
unter Zusatz eines Teils der dünnen, nichtmagnetischen Fraktion aus dem ersten Magnetscheidc:r,
womit man erzielt, daß das zu behandelnde Material günstigst konzentriert in den
Magnetscheider 22 eingebracht wird. In letzterem scheidet eine Magnetitfraktion
aus, die sich alsdann in einem Behälter 23 sammelt. Von dort kann man diese Fraktion
entweder gleich der Trennvorrichtung 1 zuleiten oder dein Sammelbehälter 3 oder
aber dem Zufuhrende des Magn2tscheiders 15, Weiterhin scheidet eine nichtmagnetische
Fraktion aus, die die groben Teilchen und zum Teil die feinen nichtmagnetischen.
Teilchen eilthält. Diese Fraktion sammelt sich in dem Behälter 24. Bei F' kann man
sie ablassen oder man kann sie in einem Hydrozyklon 25 eindicken. In diesem Falle
wird die dem Hydrozyklon entstammende geklärte Ü bcrlauffraktion über eine Leitung
26 den oberhalb der Siebe angeordneten Brausen wieder zugeleitet, währ;nd. die eingedickte
Fraktion, die die nichtrnagnetisierbaren Teilchen enthält, bei F" abgeführt wird.
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Obenerwähnte Scheinen können verschiedentlich abgeändert werden, ohne
daß hierdurch das Wesen der Erfindung eine Änderung erfährt. So kann man beispielsweise
den Magnetscheider 22 gleich hinter dein Sieb 11' anbringen, um den Magnetit aus
der Überlauffraktion auffangen zu können,. Für gewöhnlich erübrigt es sich, eine
solche Vorkehrung zu treffen, da die Überlauffraktion, die diesem Sieb entstammt,
nur etwa: 1% des Magnetits erhält, der ursprünglich in der durch Abbrausen erhaltenen
Trübe vorhanden war. Besagte Anordnung wirkt sich vci-teilhaft in Wäschen aus, in
denen man sämtlichen Magnetit abzubrausen pflegt und keine Abtropfsiebe anwendet.