DE3322700A1

DE3322700A1 - Verfahren und vorrichtung zur sortierung von feststoffen unterschiedlicher dichte mittels eines fluessigen trennmediums in einem zyklon

Info

Publication number: DE3322700A1
Application number: DE19833322700
Authority: DE
Inventors: Akbar Dr. 5000 Köln Farahmand
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1985-01-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Sortierung von Feststoffen
unterschiedlicher Dichte mittels eines flüssigen Trennmediums in einem Zyklon Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren und Trennen von Feststoffen unterschiedlicher Dichte in mindestens zwei Fraktionen mittels eines flüssigen Trennmediums in einem Zyklon, wobei die leichte Fraktion am Zyklonüberlauf und die-schwere Fraktion am Zyklonunterlauf ausgetragen wird.
Aus Band 2, Dr. Ing. Heinrich Schubert, 'Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe", VEB Leipzig, 1967, Seite 51 bis 58 sind Sortierzyklone bekannt, bei denen unter dem Einfluß eines flüssigen Trennmediums eine Sortierung und Trennung der zu sortierenden Feststoffe erfolgt, derart, daß die Feststoffe geringerer Dichte am Uberlauf des Zyklons und die Feststoffe von höherer Dichte aus dem Unterlauf des Zyklons ausgetragen werden. Die Trenndichte, bei der diese Trennung erfolgt, wird außer von konstruktiven Maßnahmen im wesentlichen von der Dichte des Trennmediums mitbestimmt. Das flüssige Trennmedium wird bei den bekannten Sortierzyklonen zusammen mit den zu sortierenden Feststoffen zur Erzeugung des zyklontypischen Wirbels tangential dem Zyklon zugeführt. Dies hat den Nachteil, daß durch die gemeinsame Zuführung der zu sortierenden Feststoffe mit dem flüssigen Trennmedium ein großer Verschleiß sowohl im Einlauf des Zyklons als auch an der Pumpe verursacht wird.
Außerdem haben die Pumpen zur gemeinsamen Material- und Trennmediumzufuhr einen hohen Energiebedarf. Wird statt einer Pumpe ein hochgelegener Mischbehälter zur Erzeugung dieses Druckes verwendet, so hat dieser Mischbehälter wiederum den Nachteil, daß eine Mindestbauhöhe von ca. 8 m über dem Zyklon zur Erzeugung des notwendigen hydrostatischen Druckes erforderlich ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das diese Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Zyklon das flüssige Trennmedium unabhängig von der Zufuhr der zu sortierenden Feststoffe tangential und die zu sortierenden Feststoffe dem Zyklon axial zugeführt werden.
Dadurch, daß gemäß der Erfindung dem Zyklon das flüssige Trennmedium unabhängig von der Zufuhr der zu sortierenden Feststoffe unter Druck tangential zugeführt wird, wird mit Vorteil erreicht, daß der Verschleiß am Einlauf des Zyklons sowie in dem Druckerzeuger unbedeutend gering ist.
Dadurch daß ferner die zu sortierenden Feststoffe gemäß der Erfindung dem Zyklon axial zugeführt werden, können die zu sortierenden Feststoffe sehr vorteilhaft unter sehr geringem Kraftaufwand in das flüssige Trennmedium eingebracht werden, da sich im axialen Bereich im Betrieb des Zyklons eine Luftsäule bildet, in der ein erheblich geringerer Druck als in den übrigen Bereichen des Zyklons herrscht.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die zu sortierenden Feststoffe dem Zyklon mengenmäßig dosiert zugeführt werden. Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft eine gleichmäßige proportionierte Feststoffzufuhr in den Zyklon erreicht und dadurch der Sotiereffekt verbessert.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß vom flüssigen Trennmedium ein Teil abgezweigt und den zu sortierenden Feststoffen beigemischt wird.
Dies hat den Vorteil, daß die zu sortierenden Feststoffe gut benetzt werden, wodurch der Trennungsprozeß begünstigt wird.
Außer Wasser, Schwertrübe und Schwerflüssigkeit kann in weiterer Ausgestaltung gemäß der Erfindung auch eine Mischung einer Flüssigkeit und eines Gases, beispielsweise in Form einer Dispersion als Trennmedium verwendet werden.
Das hat den Vorteil, daß eine Trennung von Bestandteilen auch bei geringeren Dichten als beispielsweise bei der von Wasser möglich ist.
Bei der Verwendung eines Gas-Flüssigkeitsgemisches als Trennmedium in Form einer Dispersion kann durch Anhaften von Gasbläschen an den leichten Feststoffteilchen der Trenneffekt wesentlich verbessert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die zu sortierenden Feststoffe mit einem Drall vorzugsweise in Drehrichtung der Trennmediumströmung dem Zyklon zugeführt werden.
Die Drehbewegung, mit der die zu sortierenden Feststoffe in den Zyklon eingeleitet werden, bewirkt vorteilhaft, daß die Feststoffe seitlich in die Trennmediumströmung gelangen und mit ihr vermischt werden, so daß eine Sortierung in der Trennmediumströmung erfolgen kann. Dadurch, daß ferner die Feststoffe in Drehrichtung der Trennmediumströmung dem Zyklon zugeführt werden, erfolgt sehr vorteilhaft eine Vermischung der Feststoffe mit der Trennmediumströmung ohne große Beeinflussung der Trennmediumströmung.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Zyklon gegenüber der Vertikalrichtung geneigt angeordnet.
Diese Neigung bewirkt vorteilhaft, daß die aus dem Feststoffzufuhrrohr austretenden Feststoffe aufgrund der Schwerkraft in einer sich der Vertikalrichtung annähernden Fallbewegung mit Sicherheit in die Trennmediumströmung gelangen und mit dem Trennmedium vermischt werden. Die Neigung des Zyklons beträgt vorzugsweise zwischen 450 und 850 gegenüber der Vertikalrichtung, so daß die Feststoffzufuhr in den Zyklon vorteilhaft durch die Schwerkraftwirkung unterstützt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles in. der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Zyklon zur Ausführung des Verfahrens mit einem zylindrischen oberen Teil 1, an den sich ein konischer unterer Teil 2 anschließt, der in einen zentrischen Unterlauf 3 für den Austrag der schweren Fraktion übergeht. Dieser Zyklon ist, wie jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt, um 450 geneigt angeordnet. Außerdem weist der Zyklon ein tangential einmündendes Zulaufrohr 4 für die Zufuhr des flüssigen Trennmediums und einen im oberen zylindrischen Teil befindlichen zentrischen, als Rohr ausgebildeten Uberlauf 5 für den Austrag der leichten Fraktion auf. Erfindungsgemäß weist der Zyklon ein Feststoffzufuhrrohr 6 auf, das axial im Inneren des Zyklons auf der Zyklonachse 7 mündet. Das Feststoffzufuhrrohr 6 ist zentral durch den Uberlauf 5 in das Zykloninnere geführt, und am Uberlauf 5 sowohl axial verschiebbar als auch mit Hilfe einer Klemmschraube 8 am Uberlauf 5 feststellbar angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß durch axiales Verschieben bzw. Verstellen des verschiebbaren Feststoffzufuhrrohres 6 dem Zyklon die zu sortierenden Feststoffe in unterschiedlichen Bereichen entlang der Zyklonachse 7 zugeführt und dadurch der Zyklon bezüglich des Trenneffektes optimal auf die zu sortierenden Feststoffe eingestellt werden kann. Das Feststoffzufuhrrohr 6 ist bis in den konischen unteren Teil 2 des Zyklons hinein verschiebbar, so daß sich zwischen der Feststoffeintrittsstelle in den Zyklon und dem Uberlauf 5 ein Bereich mit einer ungestörten Strömung zum Trennen und Austragen der leichten Fraktion ausbilden kann. Außerdem ist am Zulaufrohr 4 eine Pumpe 9 angeordnet, die erfindungsgemäß nur das flüssige Trennmedium unter Druck dem Zyklon tangential durch das Zulaufrohr 4 zuführt. Da diese Pumpe nur von dem flüssigen Trennmedium durchflossen wird, arbeitet sie nahezu verschleißfrei und mit verhältnismäßig geringem Energiebedarf. Vom Zulaufrohr 4 des Trennmediums ist ein Bypass 10 abgezweigt, der in einem Feststoffzufuhrtrichter 12, der am Eingang des Feststoffzufuhrrohres 6 angeordnet ist, zur Beimischung von flüssigem Trennmedium zu den sortierenden Feststoffen mündet. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, den Bypass 10, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt, direkt mit dem Feststoffzufuhrrohr 6 zu verbinden. Um das Feststoffzufuhrrohr 6 problemlos axial verschieben zu können, ist es zweckmäßig einen aus elastischem Material bestehenden Bypass 10 zu verwenden. In der Leitung des Bypasses 10 ist ein Schieber 11 angeordnet, durch den die Menge des durch den Bypass 10 fließenden Trennmediums einstellbar ist. Am Eingng des Feststoffzufuhrtrichters 12 ist eine Dosiereinrichtung in Form einer Dosierrinne 13 angeschlossen, die das zu sortierende Material dem Feststoffzufuhrtrichter 12 gleichmaßig und mengenmäßig dosiert zuführt. Das Feststoffzufuhrrohr 6 weist außerdem spiralförmige Führungen 14 auf, von denen die durch das Feststoffzufuhrrohr 6 durchgehenden Feststoffe einen Drall erhalten, der dieselbe Drehrichtung hat, wie die Strömung des tangential in den Zyklon eingeleiteten flüssigen Trennmediums.
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Claims

Patenta-nsprüche 1. Verfahren zur Sortierung von Feststoffen unterschiedlicher Dichte in mindestens zwei Fraktionen mittels eines flüssigen Trennmediums in einem Zyklon, wobei die leichte Fraktion am iyklonüberlauf und die schwere Fraktion am Zyklonunterlauf ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zyklon das flüssige Trennmedium unabhängig von der Zufuhr der zu sortierenden Feststoffe tangential und die zu sortierenden Feststoffe dem Zyklon axial zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sortierenden Feststoffe dem Zyklon mengenmäßig dosiert zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom flüssigen Trennmedium ein Teil abgezweigt und den zu sortierenden Feststoffen beigemischt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sortierenden Feststoffe mit einem Drall, vorzugsweise in Drehrichtung der Trennmediumströmung zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmedium Wasser verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmedium Schwertrübe oder Schwerflüssigkeit verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmedium eine Mischung aus einer Flüssigkeit und einem Gas verwendet wird.
8. Zyklon zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen zylindrischen oberen Teil (1), an den sich ein konischer unterer Teil (2) anschließt, der in einen zentrischen Unterlauf (3) für den Austrag der schweren Fraktion übergeht, ein tangential in den Zyklon mündendes Zulaufrohr (4) zur Trennmediumzufuhr, einen im oberen zylindrischen Teil befindlichen zentrischen Uberlauf (5) für den Austrag der leichten Fraktion sowie ein in den Zyklon mündendes Feststoffzufuhrrohr (6).
9. Zyklon nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Zufuhrrohr (6) durch den Uberlauf (5) in das Zykloninnere geführt und am Uberlauf (5) axial verschiebbar und feststellbar angeordnet ist.
10. Zyklon nach einem der Ansprüche 8 bis 9, gekennzeichnet durch eine im Zulaufrohr (4) angeordnete Pumpe (9).
11. Zyklon nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch einen am Zulaufrohr (4) des Trennmediums angeordneten Bypass (10), der in das Feststoffzufuhrrohr (6) oder in einen am Eingang des Feststoffzufuhrrohres (6) angeordneten Feststoffzufuhrtrichter (11) mündet.
12. Zyklon nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch die Anordnung von spiralförmigen Führungen (14) im Feststoffzufuhrrohr (6).
13. Zyklon nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon gegenüber der Vertikalrichtung geneigt angeordnet ist.