DE19923600A1

DE19923600A1 - Verfahren zur Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Steinkohle

Info

Publication number: DE19923600A1
Application number: DE1999123600
Authority: DE
Inventors: Heinz Hoelter; Peter Wilczynski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-11-30
Also published as: PL340176A1; CN1204973C; CN1274620A

Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Steinkohle, unter Verwendung eines schräggelagerten zylindrischen Trenngefäßes, wobei die aufzubereitenden Rohstoffe am oberen Ende im wesentlichen axial in das Trenngefäß eingeführt werden, ein Trennmedium im wesentlichen tangential in den unteren Bereich eingegeben wird, innerhalb des Trenngefäßes eine wirbelförmige Strömung aufrechterhalten wird und der spezifisch schwerere Teil des Rohstoffes zusammen mit dem Trennmedium tangential im oberen Bereich und der spezifisch leichtere Teil des Rohmaterials im wesentlichen axial im unteren Bereich des Trenngefäßes abgezogen wird, wird vorgeschlagen, daß das Trennmedium in mindestens zwei Teilströmen in das Trenngefäß eingeleitet wird, wobei jeder Teilstrom hinsichtlich seiner Strömungsparameter unabhängig vom anderen regelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Steinkohle, unter Verwendung eines schräg gelagerten zylindrischen Trenngefäßes, wobei die aufzubereitenden Rohstoffe am oberen Ende im wesentlichen axial in das Trenngefäß eingeführt werden, ein Trennmedium im wesentlichen tangential in den unteren Bereich eingegeben wird, innerhalb des Trenngefäßes eine wirbelförmige Strömung aufrecht erhalten wird und wobei der spezifisch schwerere Teil des Rohstoffes zusammen mit dem Trennmedium tangential im oberen Bereich und der spezifisch leichtere Teil im wesentlichen axial im unteren Bereich abgezogen wird.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist in den britischen Patenten 2 147 831 und 2 199 518 beschrieben, wobei ein zylindrisches Trenngefäß zur Anwendung kommt, dessen Achse winklig in einer Neigung zwischen 20° und 30° zur Horizontalen angeordnet ist. Das Gefäß weist zwei Einlässe auf, nämlich einen axialen Einlaß für die Zufuhr mit rohem Mineral und einen zweiten involutenförmigen Einlaß für ein Trennmedium, wobei ein axialer Auslaß in der Nähe des Mediumeinlasses für die Fraktionen niedriger Dichte und ein involutenförmiger Auslaß für die Fraktionen hoher Dichte vorgesehen ist. Eine Wirbelextraktoreinheit ist an dem involutenförmigen Auslaß zum Abziehen der Materialien hoher Dichte durch einen großen Auslaß unter gesteuerter Strömung mit einem Minimum an Trennmedium vorgesehen. Das Mineral niedriger Dichte verbleibt im wesentlichen axial in dem Gefäß und wird durch den axialen Auslaß ausgestoßen. Das bekannte Verfahren ermöglicht dir Trennung in breiten Korngrößenbereichen. Beispielsweise kann kornförmiges Material unterschiedlicher Dichte mit einer Teilchengröße zwischen 120 mm und 0,5 mm in einem einzigen Trenngefäß aufbereitet werden.

Der praktische Betrieb des Verfahrens hat gezeigt, daß die Produktqualität entscheidend abhängt von der Einhaltung definierter Strömungsverhältnisse der verschiedenen Materialien innerhalb des Trenngefäßes. Insbesondere trifft dies auf das Trennmedium zu, da die für den Trennerfolg entscheidende Wirbelbildung im engen funktionalen Zusammenhang mit den Strömungsparametern des Trennmediums steht.

Insbesondere im Zusammenhang mit größeren Einheiten an Trenngefäßen, die für angestrebte größere Durchsatzmengen erforderlich sind, ist es bisher nicht gelungen, den erforderlichen funktionalen Zusammenhang zwischen Gefäßgröße, Wirbelbildung, Mengengerüst und Strömungsparameter technisch zufriedenstellend zu lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelbarkeit und damit auch die Flexibilität des bekannten Verfahren hinsichtlich Einsatzmengen bei unterschiedlichen Gefäßgrößen insbesondere im Hinblick auf den Einsatz größerer Einheiten erheblich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Trennmedium in mindestens zwei Teilströmen in das Trennmedium eingeleitet wird, wobei jeder Teilstrom hinsichtlich seiner Strömungsparameter unabhängig vom anderen regelbar ist.

Dabei hat es sich gezeigt, daß in nahezu allen Anwendungsfällen die Aufteilung in insgesamt zwei Teilströme ausreicht.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Aufteilung des dem Trenngefäß zuzuführenden Trennmedium in mindestens zwei Teilströme, wobei jeder Teilstrom hinsichtlich seiner Strömungsparameter für sich regelbar ist, die Flexibilität des Verfahrens wesentlich erhöht. Insgesamt erhöhen sich aufgrund der Regelbarkeit nicht nur von einem bisher einzigen Trennmediumsstrom, sondern nunmehr von mehreren, die Freiheitsgrade zur Einstellung optimaler Verfahrensbedingungen im Trenngefäß.

Jeder Teilstrom kann für sich betrachtet ohne weiteres im Hinblick auf die verschiedenen Parameter, wie Zufuhrmenge, Geschwindigkeit, Druck bzw. Druckdifferenz optimal manipuliert werden.

Darüber hinaus ergibt sich ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung dadurch, daß durch die vorgesehene Zufuhr des Trennmediums in Teilströmen und damit eine praktisch modulartig aufgebaute Trennmediumszufuhr auch bei sehr großen Trenngefäßen mit einem großen Mengenbedarf an Trennmedium nach wie vor auf die Technik, insbesondere regelbare Pumpen, die sich im kleineren Maßstab bewährt hat, zurückgegriffen werden kann.

Für die meisten Anwendungsfälle ergibt sich ein ausreichendes Regelprofil für das zuzuführende Trennmedium bereits dann, wenn die Teilströme in zwei gleichdimensionierten nebeneinanderliegenden Rohren zugeführt werden, wobei zweckmäßigerweise der Druck des einen Teilstroms, z. B. durch Einsatz einer drehzahlregelbaren Pumpe, regelbar bleibt.

Je nach Anwendungsfall kann es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch als zweckmäßig erweisen, nicht alle Zufuhrrohre für das Trennmedium nebeneinander anzuordnen, sondern mindestens ein Zufuhrrohr in Umfangrichtung vorzugsweise um etwa 180° versetzt anzuordnen.

In diesem Falle werden die Einmündungen zweckmäßigerweise auf dem gleichen Kreis positioniert, so daß sich die Vektoren der Einmündungs geschwindigkeiten der Teilströme zur Einstellung optimaler Strömungsbedingungen direkt überlagern.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Trenngefäß mit

- einem axialen Einlaß im oberen Bereich für die aufzubereitenden Rohstoffe
- einem tangentialen Einlaß im unteren Bereich für ein Trennmedium
- einem axialen Auslaß für den spezifisch leichteren Teil der Rohstoffe im unteren Bereich und
- einem tangentialen Auslaß für das Trennmedium und den spezifisch schwereren Teil der Rohstoffe im oberen Bereich

und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß in mindestens zwei Einlaßrohren aufgeteilt ist, wobei in jedem Einlaßrohr die Strömungsparameter unabhängig vom anderen einstellbar sind.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zur Aufbereitung von Steinkohle zu entnehmen.

Die Figur zeigt ein Aufbereitungssystem für berghaltige Steinkohle in Berge und Kohle, bei dem die Rohkohle über eine Leitung 2-axial in den oberen Bereich eines in der Regel etwa 20°-30° geneigt angeordneten Trenngefäßes 1, eingegeben wird.

Das für die Aufbereitung benötigte Trennmedium, z. B. eine Mischung aus feinstkörnigem Schwerstoff wie Magnetit oder Ferro-Silizium und Wasser, deren Dichte zwischen der der zu trennenden Materialien Kohle und Berge liegt, wird über zwei parallel zueinander angeordnete Zufuhrrohre 6 und 7 tangential in das Trenngefäß eingespeist.

Gegebenenfalls kann zusätzlich oder und anstelle eines der Rohre 6 oder 7 ein weiteres Zufuhrrohr 8 vorgesehen werden, welches im vorliegenden Beispiel um etwa 180° versetzt zu dem Rohr 6 angeordnet ist.

Die geschilderten Strömungsverhältnisse führen innerhalb des Trenngefäßes zur Ausbildung von zentrifugalen Kraftfeldern, die bewirken, daß schwere Teilchen, also die Berge, in den Randbereich vordringen, während die leichtere Kohle im Bereich der inneren Zentralströmung verbleibt. Die Kohle wird demnach als Produkt über eine axiale Leitung 4 aus dem unteren Bereich des Trenngefäßes 1 abgezogen, während das Bergematerial in Mischung mit dem Trennmedium das Trenngefäß 1 über eine tangentiale Abzugsleitung 5 verläßt. In einem nachgeschalteten Zyklonabscheider 3 erfolgt dann die Trennung dieser Materialien. Die anfallende Berge verläßt den Abscheider über eine Leitung 10.

Die Funktionalität des beschriebenen Aufbereitungssystems hängt ganz wesentlich von der Einhaltung der erforderlichen Strömungsbedingungen im Trenngefäß 1 ab, die entscheidend durch das einströmende Trennmedium geprägt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene modulartige Ausrichtung der Zuführleitung mit unabhängiger Regelbarkeit jedes Teilstroms, lasen sich die erforderlichen Strömungsparameter optimal einstellen, wobei als zusätzlicher Vorteil hinzukommt, daß auch bei größeren Aufbereitungssystemen die gewählte Trennmediummenge pro Zufuhrrohr so eingestellt werden kann, daß nach wie vor die für sonst kleinere Fördermenge ausgelegten technischen Einrichtungen, insbesondere Pumpen, zur Anwendung kommen können.

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Steinkohle, unter Verwendung eines schräggelagerten zylindrischen Trenngefäßes, wobei die aufzubereitenden Rohstoffe am oberen Ende im wesentlichen axial in das Trenngefäß eingeführt werden, ein Trennmedium im wesentlichen tangential in den unteren Bereich eingegeben wird, innerhalb des Trenngefäßes eine wirbelförmige Strömung aufrechterhalten wird und wobei der spezifisch schwerere Teil des Rohstoffes zusammen mit dem Trennmedium tangential im oberen Bereich und der spezifisch leichtere Teil des Rohmaterials im wesentlichen axial im unteren Bereich des Trenngefäßes abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmedium in mindestens zwei Teilströmen in das Trenngefäß eingeleitet wird, wobei jeder Teilstrom hinsichtlich seiner Strömungsparameter unabhängig vom anderen regelbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmedium in zwei Teilströmen in das Trenngefäß eingeleitet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilströme über unmittelbar nebeneinander liegende Trennmediumzufuhrrohre in das Trenngefäß eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilströme des Trennmediums jeweils um etwa 180° versetzt tangential in das Trenngefäß eingebildet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem in das Trenngefäß einzuleitenden Teilstrom des Trennmediums eine eigene Förderpumpe zugeordnet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei insgesamt zwei einzuleitenden Teilströmen des Trennmediums der Druck des einen konstant und der des anderen regelbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des einen Teilstroms über eine drehzahlvariable Pumpe geregelt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einem Trenngefäß (1) mit

- einem axialen Einlaß (2) im oberen Bereich für die aufzubereitendem Rohstoffe,
- einem tangentialen Einlaß (3) im unteren Bereich für ein Trennmedium,
- einem axialen Auslaß (4) für den spezifisch leichteren Teil der Rohstoffe im unteren Bereich,
- einem tangentialen Auslaß (5) für das Trennmedium und den spezifisch schwereren Teil der Rohstoffe im oberen Bereich,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (3) in mindestens zwei Einlaßrohre (6, 7, 8) aufgeteilt ist, wobei in jedem Einlaßrohr die Strömungsparameter unabhängig von den anderen einstellbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßrohre (6, 7) nebeneinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Einlaßrohr in Umfangrichtung des Trenngefäßes versetzt angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Einlaßrohr (8) um etwa 180° versetzt angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Einlaßrohre (6, 7, 8) eine eigene Förderpumpe zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Förderpumpe drehzahlregelbar ausgebildet ist.