DE3610113A1 - Vorrichtung zur durchfuehrung einer gegenstromextraktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Gegenstromextraktion von Stoffen aus einem schütt­ fähigen Feststoff mittels einer Flüssigkeit, wobei in der Vorrichtung kontinuierlich Feststoff und Flüssigkeit im Gegenstrom zueinander unter gegenseitiger Durch­ mischung geführt sind.

Vorrichtungen der genannten Art sind als sogenannte Naßabscheider bekannt und werden insbesondere zur Auf­ bereitung mineralischer Rohstoffe in Schüttgutform ver­ wendet. Naßabscheider bestehen im wesentlichen aus einer geneigten, feststehenden, nach oben offenen Rinne, in welcher in Längsrichtung eine Schnecke drehbar angeord­ net ist. Durch die Drehung der Schnecke wird das am unteren Ende der Rinne aufgegebene Schüttgut, z.B. Sand, entlang der Rinne aufwärts befördert und an deren oberem Ende ausgeworfen. Zugleich wird die Rinne an ihrem oberen Ende mit einer Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, beschickt, das darauf im Gegenstrom zum Schütt­ gut über und durch dieses hindurch zum unteren Ende der Rinne strömt. Dabei werden bestimmte Komponenten des Schüttgutes, insbesondere lösliche sowie feine Teile, von der Flüssigkeit aus dem aufgegebenen Schüttgut ex­ trahiert. Das Schüttgut steht nach dem Extraktionsvor­ gang in gereinigter Form zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung. Die Flüssigkeit sowie die von dieser extra­ hierten Teile können anschließend in geeigneter Weise voneinander getrennt oder auch zusammen weiterverarbei­ tet werden.

Nachteilig ist bei den bekannten Vorrichtungen der ein­ gangs genannten Art, daß als Extraktionsflüssigkeiten lediglich solche verwendet werden können, von denen keine Gefahr für die Umwelt ausgeht und die in Gegenwart von Luft nicht brennbar oder explosiv sind. Dies bedeu­ tet, daß im wesentlichen nur Wasser oder wässrige Lösun­ gen und schwache Säuren oder Laugen infrage kommen. Andere Flüssigkeiten, die an sich für bestimmte Extrak­ tionsaufgaben besser geeignet wären, können dagegen wegen Bedenken bezüglich ihrer Umweltverträglichkeit oder Handhabungssicherheit nicht verwendet werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die bekannten Vorrichtungen, abgesehen von einer Regelung der Durch­ flußmenge der Flüssigkeit aufgrund ihrer einfachen Aus­ führung keine Möglichkeiten zur Anpassung an unter­ schiedliche Eigenschaften des zu verarbeitenden Schütt­ gutes bieten. Dadurch ist die Anwendbarkeit der bekann­ ten Vorrichtungen in unerwünschter Weise stark einge­ schränkt.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die aufgeführten Nachteile vermeidet und die für vielfältige Anwendungen mit den verschiedensten Flüssigkeiten und Schüttgütern ohne Gefahr für Umwelt und Sicherheit verwendbar ist. Weiterhin soll eine Anpassung der Vorrichtung an unter­ schiedliche Erfordernisse infolge unterschiedlicher Ei­ genschaften von Schüttgut und Flüssigkeit in einem wei­ ten Bereich möglich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Extraktionsvorrichtung eine geneigt gelagerte, um ihre Längsachse drehbare, langgestreckte hohlzylinderförmige Trommel aufweist, an deren unterer Stirnseite eine Ein­ gabevorrichtung für den Feststoff und ein Auslaß für die Flüssigkeit und an deren oberer Stirnseite eine Entnah­ mevorrichtung für den Feststoff und ein Einlaß für die Flüssigkeit angeordnet sind, und in deren Innerem Mittel zur kontinuierlichen Förderung und Umwälzung des Fest­ stoffes vorhanden sind.

In der beschriebenen Trommel können aufgrund der ge­ schlossenen Form weitestgehend beliebige Flüssigkeiten und Feststoffe verarbeitet werden, da weder die Flüssig­ keit oder Dämpfe davon unkontrolliert nach außen gelan­ gen noch Luft in die Trommel hineingelangt. Damit sind als Extraktionsflüssigkeit auch giftige oder zusammen mit Luft brennbare oder explosive Flüssigkeiten verwend­ bar, ohne daß eine Gefährdung der Umwelt auftritt. Zu­ gleich wird unabhängig von der verwendeten Flüssigkeit der Wirkungsgrad der Extraktion wesentlich verbessert, da im Unterschied zum Stand der Technik der Feststoff nicht nur gefördert sondern zudem auch infolge der Trom­ meldrehung gründlich umgewälzt wird. Damit ist sicherge­ stellt, daß alle Teilchen des Feststoffes in innigen Kontakt mit der Flüssigkeit kommen und daß eine er­ schöpfende Extraktion erfolgt.

Eine vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung sieht als Mittel zur Förderung und Umwälzung des Feststoffes we­ nigstens eine auf der Innenseite der Mantelwandung der Trommel angeordnete, stegartig in das Trommelinnere vorragende Förderwendel vor. Eine solche Wendel sorgt zum einen für eine kontinuierliche Förderung des Fest­ stoffes und zum anderen durch teilweises Mitnehmen der Feststoffpartikel während der Trommeldrehung für dessen gründliche Umwälzung und Durchmischung mit der Flüssig­ keit, die aufgrund des Gefälles der Trommel im Gegen­ strom zum Feststoff fließt.

Um dafür zu sorgen, daß die Flüssigkeit durch das Fest­ stoff-Schüttgut hindurch und nicht zum großen Teil nur darüber hinwegströmt, sind in der Förderwendel angeord­ nete, einen Durchfluß der Flüssigkeit erlaubende Öffnun­ gen oder Bohrungen geringen Querschnitts vorgesehen. Abhängig von der Teilchengröße des bearbeiteten Fest­ stoffes sind die Bohrungen so zu bemessen, daß sie im wesentlichen undurchlässig für den Feststoff sind.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Höhe der Förderwendel im unteren Teil der Trommel größer ist als im oberen Teil der Trommel. Dieser Höhenunterschied im Förderwen­ del dient dazu, das am unteren Ende der Trommel aufgege­ bene Gut möglichst rasch zunächst einmal aus dem Ein­ gabebereich abzutransportieren, um eine ungehinderte Aufgabe von weiterem Feststoff sicherzustellen. Die Wendelhöhe an sich richtet sich nach den Eigenschaften des zu bearbeitenden Feststoffes, der Flüssigkeit und des Gemisches von beiden, wie z.B. Dichte, Korngröße, Schüttwinkel usw.

Neben der Höhe der Wendel bzw. Wendeln ist auch deren Steigung variabel. Vorteilhaft ist diese im oberen Teil der Trommel kleiner als im unteren Teil, denn hierdurch wird im oberen Teil der Trommel, d. h. im Bereich des Zutritts frischer Flüssigkeit, der Feststoff besonders intensiv umgewälzt. Dabei fällt der Feststoff zum Teil über den oberen Rand der Wendel wieder um ein Niveau nach unten, was die Verweildauer des Feststoffes im oberen Teil der Trommel in gewünschter Weise verlängert.

Zur Erleichterung der Entnahme der Flüssigkeit aus dem unteren Teil der Trommel ist ein im Abstand von der unteren Stirnseite der Trommel in deren Innerem ange­ ordneter, den unteren Abschluß der Förderwendel bilden­ der Siebboden vorgesehen. Dieser Siebboden sorgt dafür, daß aufgegebenes Feststoff-Schüttgut nicht in den Trom­ melbereich unmittelbar vor deren unterer Stirnseite gelangt, sondern daß sich dort die Flüssigkeit, gegebe­ nenfalls mit Feinschlamm befrachtet, separat sammelt und so einfacher abgezogen werden kann.

Da im Inneren der Trommel während der Drehung eine ständige Reibung zwischen dem darin befindlichen Fest­ stoff und der Innenseite der Mantelwandung der Trommel auftritt, ist diese zur Erzielung einer möglichst langen unterbrechungsfreien Betriebszeit mit einer verschleiß­ festen Beschichtung, z.B. aus Hartmetallplatten, verse­ hen.

Eine vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung sieht vor, daß die Trommel auf mehreren, an der Außenseite des Mantels anliegenden, versetzt zueinander angeordneten drehbaren Rollen gelagert ist, die ihrerseits selbstver­ ständlich an einer entsprechenden Tragkonstruktion gela­ gert sind. Diese Art der Trommellagerung erlaubt eine relativ leichte Ausführung der Trommel, da eine tragende Unterstützung an mehreren Stellen des Umfanges erfolgt, und ist einfach und kostengünstig in der Herstellung. Ein weiterer Vorteil ist der auf sehr einfache Weise mögliche Austausch der Trommel durch Abheben nach oben.

Wegen der vorgesehenen Neigung der Trommel, d. h. einer geneigt verlaufenden Längsachse, die zugleich Drehachse ist, weist die Vorrichtung wenigstens eine axiale Lasten der Trommel aufnehmende, im Randbereich der unteren Stirnseite an dieser anliegende drehbare Rolle mit ra­ dial zur Drehachse der Trommel verlaufender Drehachse auf. Diese ist zweckmäßig zusammen mit den anderen Rol­ len an der bereits erwähnten Tragkonstruktion gelagert. Bei einer derartigen Lagerung bleiben die Stirnseiten der Trommel zugänglich und frei für die Anordnung von Eingabe- und Entnahmevorrichtungen sowie Ein- und Aus­ lässen für Feststoff und Flüssigkeit. Als kostengünstige und verschleiß- und geräuscharme Ausführung der Rollen bieten sich druckluftgefüllte Pneus an. Zur Erzeugung der Drehung der Trommel ist vorgesehen, daß wenigstens eine der Rollen mit einem drehzahlvariablen Antrieb versehen ist. Diese Antriebsweise erfordert einen gerin­ gen technischen Aufwand, ist sehr funktionssicher und erlaubt eine flexible Anpassung der Drehzahl der Trommel an das zu bearbeitende Gut.

Ein weiterer Parameter zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche zu bearbeitende Güter ist der Grad der Neigung der Trommel. Deshalb weist die Vorrichtung zweckmäßig Mittel auf, mit welchen die Neigung der Trommel durch Heben oder Senken wenigstens eines der Enden der Trommel veränderbar ist. Diese erlauben eine schnelle und einfach durchführbare Anpassung der Trom­ melneigung an die Eigenschaften des jeweiligen Gutes, das in der Trommel bearbeitet wird. Die Einstellung der Neigung beeinflußt den Durchsatz und die Intensität der Extraktion und richtet sich im Einzelfall nach den Er­ gebnissen und Erfahrungen mit Probeläufen unterschied­ licher Neigung. Die Mittel können dabei z.B. ein oder mehrere hydraulisch oder pneumatische betriebene Kolben- Zylinder-Anordnungen sein, die sich auf einer Unterlage abstützten und an dem einen oder an beiden Enden der Tragkonstruktion der Trommel angreifen.

Zur Erzielung eines hohen Durchsatzes der Vorrichtung ohne bei der Trommel zu schwierig handhabbaren und kaum transportablen Abmessungen zu kommen, können mehrere Trommeln in einer Vorrichtung zueinander parallelge­ schaltet sein. Zudem können hierbei die meisten Teile der Vorrichtung in einfacher Anzahl beibehalten werden, so daß eine Vermehrung der Trommeln keinen wesentlichen Kostennachteil gegenüber einer Vergrößerung der Trommeln nach sich zieht.

In einer bevorzugten Ausführung der Extraktionsvorrich­ tung ist deren Aufgabevorrichtung für das Feststoff- Schüttgut ein konzentrisch zur Drehachse der Trommel verlaufender, drehdicht durch die untere Stirnseite und den Siebboden hindurch in den unteren Teil der Trommel hineinragender Schneckenförderer. Da der Schneckenförde­ rer eine runde äußere Umrißform hat, kann er auf einfa­ che Weise unter Zwischenlage einer ringförmigen Gleit­ dichtung zentral und lagefest in die Stirnseite der Trommel eingesetzt werden. Mit dem Schneckenförderer wird eine kontinuierliche und gleichmäßige Beschickung der Trommel gewährleistet und damit für einen gleich­ bleibenden Extraktionsgrad gesorgt.

Zwecks einer exakten Dosierbarkeit des aufgegebenen Feststoffes und einer weitestgehenden Trennung des Inne­ ren der Trommel von der Außenluft ist zweckmäßig in der Aufgabevorrichtung eine Dosierschleuse angeordnet, wobei diese bevorzugt eine Zellenradschleuse ist. Als weitere Sicherheitsmaßnahme gegen ein Eindringen von Luft in die Trommel bzw. ein Austreten von Flüssigkeitsdämpfen aus der Trommel kann die Schleuse mit einer Schutzgasspülung ausgestattet sein. Mit dieser kann beispielsweise Stick­ stoffgas in die Schleuse eingeleitet werden, um Luft oder Flüssigkeitsdämpfe am Durchgang durch die Schleuse zu hindern.

Bezüglich des Abzuges der Flüssigkeit aus der Trommel ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrich­ tung vorgesehen, daß der Flüssigkeitsauslaß am unteren Ende der Trommel durch einen im tiefsten Teil des Zwi­ schenraumes zwischen der unteren Stirnseite der Trommel und dem Siebboden endenden Saugrohrstutzen gebildet ist, der mit einem Filterkopf versehen ist und der stirnsei­ tig lagefest aus der drehbaren Trommel herausgeführt ist. Bei dieser Ausführung wird ein einfacher Aufbau ohne komplizierte Dichtungen und ein vom aufgegebenen Feststoff-Schüttgut unbehindertes Abziehen der Flüssig­ keit mit den extrahierten Stoffen erreicht. Vorteilhaft ist hierzu das Gehäuse des Schneckenförderers für die Feststoffaufgabe im Bereich seines Eintrittes in die Trommel auf seiner Außenseite mit einem Gleitring von einer für die Durchführung des Absaugstutzens ausrei­ chenden Dicke versehen.

Zur Entnahme des Feststoffes nach dem Durchlaufen der Trommel bietet sich eine Entnahmevorrichtung an, die ein am oberen Ende der Trommel angeordneter Schneckenförde­ rer ist, der konzentrisch zur Drehachse der Trommel verläuft und der drehdicht durch eine Öffnung in der oberen Stirnseite mit dem Inneren der Trommel in Ver­ bindung steht. Hierdurch ergeben sich vorteilhaft wie an der Feststoffaufgabeseite der Trommel eine einfach ge­ genüber der Trommel abdichtbare Einführung des Förderers in die Trommel sowie eine kontinuierliche Entnahme des Feststoffes. Um sicherzustellen, daß der Feststoff aus der Trommel sicher in den Entnahme-Schneckenförderer - auch bei einem kleineren Durchmesser gegenüber dem der Trommel - gelangt, ist vorgesehen, daß dem trommelseiti­ gen Ende des entnahmeseitigen Schneckenförderers im Inneren der Trommel ein gegensinnig zur Trommel dreh­ bares, den Feststoff aus der Trommel in den Schnecken­ förderer beförderndes Schrägschaufelrad vorgeschaltet ist. Hierzu ist das Schaufelrad zweckmäßig so ausgebil­ det, daß es mit seinen Schaufeln in deren jeweils tief­ ster Stellung Feststoff-Schüttgut aufnimmt und dieses etwa eine halbe Umdrehung aufwärts fördert, worauf dann das Schüttgut aufgrund der Schrägstellung der Schaufeln in einer etwa axialen Richtung in den Schneckenförderer rutscht. Schneckenförderer und Schaufelrad können dabei über einen gemeinsamen Antrieb, aber auch über getrennte Antriebe verfügen.

Eine bevorzugte Ausführung der Vorrichtung, betreffend die Einleitung der Flüssigkeit in die Trommel, besteht darin, daß der Flüssigkeitseinlaß am oberen Ende der Trommel durch ein konzentrisch zur Drehachse der Trommel zentral durch den dort vorhandenen Schneckenförderer und das Schaufelrad verlaufendes, in die Trommel ragendes Rohr gebildet ist. Bei entsprechender Länge des in die Trommel hineinragenden Teiles des Rohres gelangt die frisch zuströmende Flüssigkeit erst jenseits des Schau­ felrades auf das Feststoff-Schüttgut, so daß im Bereich des Schaufelrades selbst bereits eine weitgehende Ab­ scheidung der mit dem Feststoff mitgeförderten Flüssig­ keit erfolgt. Zusätzlich kann das Rohrende in der Trom­ mel mit einem die Flüssigkeit in der Breite verteilenden Kopfstück versehen sein, um eine gleichmäßige Benetzung und Durchspülung des Feststoff-Schüttgutes mit frischer Flüssigkeit vor der Entnahme des Feststoffes zu gewähr­ leisten.

Da das entnommene Feststoff-Schüttgut noch mit Flüssig­ keitsresten behaftet ist, ist der Entahmevorrichtung zweckmäßig eine Vorrichtung zur Abtrennung der Flüssig­ keitsreste nachgeordnet. Diese Abtrennvorrichtung kann eine Vibrationsrinne oder auch eine kontinuierlich be­ schick- und entladbare Zentrifuge, jeweils mit getrenn­ ten Abführungen für Feststoff und Flüssigkeit, sein. Hiermit wird einerseits ein weitgehend oder sogar voll­ ständig flüssigkeitsfreies Feststoff-Schüttgut als ein Ausgabeprodukt erhalten und andererseits die Flüssigkeit weitestgehend bis vollständig zurückgewonnen, was je nach verwendeter Flüssigkeit aus Umweltschutz- und/oder Kostengründen sinnvoll oder erforderlich sein kann. Um auch im Bereich der Feststoff-Abführung einen Austritt von Flüssigkeitsdämpfen und einen Eintritt von Luft zu verhindern, ist auch hier eine Schleuse vorgesehen, die wiederum vorzugsweise eine mit einer Schutzgasspülung ausgestattete Zellenradschleuse ist. Zwischen der Ein­ gabe für den Feststoff in die Trommel und der Abführung für den Feststoff aus der Vibrationsrinne bzw. Zentri­ fuge ist die gesamte Extraktionsvorrichtung gegenüber der Umgebung mittels der beschriebenen Mittel dicht ausge­ führt, womit ein abgeschlossenes, umweltfreundli­ ches und sicheres System besteht.

Je nach Art der verwendeten Flüssigkeit, der Eigenschaf­ ten der mit dieser mitgeschwemmten und in dieser ge­ lösten Stoffe und dem weiteren vorgesehenen Verwendungs­ und Bearbeitungszweck der Stoffe ist eine Auftrennung von Flüssigkeit und darin enthaltenen Stoffen sinnvoll oder erforderlich. Eine bevorzugte Ausführung der Vor­ richtung sieht hierfür vor, daß der Flüssigkeitsauslaß am unteren Ende der Trommel und die Flüssigkeitsabfüh­ rung an der Vibrationsrinne oder Zentrifuge mit einem Absetzbecken verbunden sind, das wenigstens eine becken­ bodennahe Abzugsöffnung für abgesetzte Feststoffpartikel und einen mit einem Rückschlagventil gesicherten Über­ lauf zu einem Flüssigkeitstank aufweist. Hiermit können feste Bestandteile gesondert abgezogen werden. Die da­ nach eventuell noch in der Flüssigkeit enthaltenen ge­ lösten Stoffe können durch weitere Bearbeitungsschritte, die aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, abgetrennt werden. In diesem Fall besteht die Mög­ lichkeit einer Rückführung der wieder sauberen Flüssig­ keit in die Trommel, wodurch sich ein geschlossener Flüs­ sigkeitskreislauf ergibt. Verluste an Flüssigkeit sind z.B. durch Nachschub aus einem Vorratstank ersetzbar.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine teilweise schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, teils im Vertikalschnitt, teils in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Dosierschleuse entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1, mit einer angedeuteten Erweiterung um zwei Trommeln.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das darge­ stellte Ausführungsbeispiel der Extraktionsvorrichtung 1 im wesentlichen aus einer geneigt gelagerten zylindri­ schen Trommel 2 mit einer Aufgabevorrichtung 3 für Fest­ stoffe an ihrem unteren Ende sowie einer Entnahmevor­ richtung 4 für den Feststoff an ihrem oberen Ende, mit einem Flüssigkeitseinlaß 91, 91′ am oberen Ende, einem Flüssigkeitsauslaß 71 am unteren Ende und einer Vibra­ tionsrinne 6 zur Trennung von Flüssigkeit und Feststoff. Die Trommel 2 besitzt eine langgestreckte, zylindrische Form mit einer Mantelwandung 21, einer unteren Stirn­ seite 22 und einer oberen Stirnseite 23. Auf der Innen­ seite 21′ der Mantelwandung 21 ist eine stegartig in das Innere 20 der Trommel 2 vorragende Förderwendel 24 an­ geordnet. Im unteren Teil 20′ des Inneren 20 der Trommel 2 ist die Höhe der Wendel 24 größer als im übrigen Teil 20, 20′′ des Inneren 20 der Trommel 2. Im unteren und mittleren Teil 20′, 20 des Inneren der Trommel 2 ist die Steigung der Wendel 24 etwa gleichbleibend, während sie im oberen Teil 20′′ der Trommel deutlich geringer ist. In der Wendel können - wie unter Bezugsziffer 24′ angedeu­ tet - Bohrungen geringen Durchmessers angeordnet sein. Die Trommel 2 ist um ihre Längsachse 27 drehbar und zu diesem Zweck auf an der Außenseite 21′′ des Mantels 21 anliegenden Rollen 51, 52 und 53 gelagert. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen 51 bis 53 druckluftgefüllte Pneus. Zur gleichmäßigen Verteilung der auftretenden Lasten auf die verschiedenen Rollen sind die Rollen 52 im oberen Teil der Trommel 2 als Zwillingsrollen ausgebildet, die Rollen 51 im unteren Teil der Trommel als Drillingsrollen und die Rolle 53 an der Stirnseite 22 der Trommel 2 als Einfachrolle ausge­ bildet. Die Rollenanordnungen 51 und 52, die an der Außenseite 21′′ des Mantels 21 der Trommel 2 anliegen, sind auf dem Umfang versetzt paarweise vorhanden, so daß eine stabile Lage der Trommel 2 ohne weitere Lagerungs­ mittel erreicht wird. Bei nicht zu steilen Neigungen der Trommel 2 gegenüber der Horizontalen genügt zur Aufnahme der axialen Kräfte eine einzelne Rolle 53 an der Stirn­ seite 22. Zur Erzeugung der Drehbewegung der Trommel 2 weist die Rollenanordnung 51 am unteren Teil des Mantels 21 einen Antrieb auf, der aus einem Motor 54 mit nachge­ schaltetem Getriebe 55 besteht. Vom Motor 54 wird die Drehbewegung über das Getriebe 55 und die Rollenanord­ nung 51 auf die Trommel 2 übertragen.

Die am unteren Ende der Trommel 2 angeordnete Aufgabe­ vorrichtung 3 für Feststoff-Schüttgut besteht im we­ sentlichen aus einem trichterförmigen Vorratsbunker 31, einer unter diesem angeordneten Dosierschleuse 32 und einem konzentrisch zur Längsachse 27 der Trommel 2 an­ geordneten Schneckenförderer 34. Vor der Dosierschleuse 32 ist eine Schutzgasspülung 33 angeordnet, mittels welcher die Schleuse z.B. mit Stickstoff beschickbar ist. Zur Betätigung weist die Schleuse 32 einen An­ triebsmotor 32′ auf. Der Schneckenförderer 34 weist ein im Querschnitt kreisrundes Gehäuse 35 auf, an dessen einem Ende ein Antriebsmotor 36 angeordnet ist, und dessen anderes Ende unter Abdichtung durch eine dreh­ dichte Ringdichtung 26 durch die Stirnseite 22 der Trom­ mel 2 in deren unteren Teil 20′ hineinragt. An seinem trommelseitigen Ende 34′ weist der Schneckenförderer 34 eine nach unten weisende Öffnung 35′ auf, durch welche das Feststoff-Schüttgut in den unteren Teil 20′ des Trommelinneren 20 gelangt. Von dort wird es bei entspre­ chender Drehung der Trommel 2 durch die Förderwendel 24 nach oben, d. h. in Richtung zur Entnahmevorrichtung 4 gefördert. Den unteren Abschluß der Wendel 24 bildet ein Siebboden 25, der die Form eines gelochten Kreisringes hat und im Abstand zur unteren Stirnseite 22 der Trommel 2 angeordnet ist. Der Siebboden 25 ist dabei so gestal­ tet, daß er für das Feststoff-Schüttgut weitestgehend undurchlässig ist, während Flüssigkeit durch ihn hin­ durchtreten kann. Zwischen dem Siebboden 25 und der unteren Stirnseite 22 der Trommel 2 wird somit ein Flüssigkeitssammelraum 28 gebildet.

Die im Bereich der oberen Stirnseite 23 der Trommel 2 angeordnete Entnahme-Vorrichtung 4 für das Feststoff- Schüttgut setzt sich zusammen aus einem ebenfalls kon­ zentrisch zur Rotationsachse 27 der Trommel 2 verlaufen­ den Schneckenförderer 42 sowie einem trommelseitig im oberen Teil 20′′ des Trommelinneren 20 angeordneten Schaufelrad 41. Der Schneckenförderer 42 weist ebenfalls ein im Querschnitt kreisrundes Außengehäuse 43 auf, das wiederum unter Zwischenlage einer drehdichten Ringdich­ tung 26′ durch die obere Stirnseite 23 der Trommel 2 geführt ist. Das in der Trommel 2 aufwärts geförderte Feststoff-Schüttgut wird mittels des Schaufelrades 41 durch Anheben in das trommelseitige Ende 42′ des Schneckenförderers befördert und gelangt von dort durch eine Öffnung 43′ an der Unterseite des Gehäuses 43 des Schneckenförderers 42 in ein Fallrohr 45. Der Antrieb des Schneckenförderers 42 und des Schaufelrades 41 er­ folgt im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen gemeinsamen Antriebsmotor 44.

Die zur Durchführung einer Gegenstromextraktion mit der Vorrichtung erforderliche Flüssigkeit gelangt durch ein zentral durch den Antriebsmotor 44, den Schneckenförde­ rer 42 und das Schaufelrad 41 mit seinem Ende 91′ in den oberen Teil 20′′ des Trommelinneren 20 in die Trommel 2 hinein. Im Inneren 20 der Trommel 2 wird das kontinuier­ lich nach oben geförderte Feststoff-Schüttgut intensiv mit der unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten strömenden Flüssigkeit vermengt und unter gegenseitiger Durchmischung umgewälzt. Nach dem Durchströmen des Inne­ ren 20 der Trommel 2 und des Siebbodens 25 sammelt sich die Flüssigkeit im Sammelraum 28 zwischen dem Siebboden 25 und der unteren Stirnseite 22 der Trommel 2. In diesem Bereich ist ein durch die Ringdichtung 26 geführter Auslaß 71 für die Flüssigkeit angeordnet. Dieser besteht aus einem Rohrstutzen 72, der - mit einem Filterkopf 73 versehen - im tiefsten Teil des Sammelraumes 28 endet.

Der aus der Trommel 2 mittels der Entnahmevorrichtung 4 herausgeförderte Feststoff ist nach seiner Entnahme noch Mit Flüssigkeit behaftet. Um diese abzutrennen, gelangt das Feststoff-Schüttgut nach dem Durchlaufen des bereits erwähnten Fallrohres 45 auf eine Vibrationsrinne 6. Diese weist einen Exzenterantrieb 61 auf, mittels wel­ cher die Vibrationsrinne 6 in Schwingung versetzt wird. Hierdurch wird der Feststoff kompaktiert und in Richtung zu einer Feststoffabführung 65 transportiert. Die abge­ trennte Flüssigkeit gelangt durch eine am anderen Ende der Vibrationsrinne 6 angeordnete Abführleitung 66 zu einem Absetzbecken 81. In das Absetzbecken 81 mündet weiterhin eine Leitung 74, die mit dem Auslaß 71 für die aus der Trommel 2 abgezogene Flüssigkeit verbunden ist. Zur Förderung der Flüssigkeit von der Trommel 2 bzw. aus dem Sammelraum 28 in der Trommel 2 zum Absetzbecken 81 ist in der Leitung 74 eine Saugpumpe 75 angeordnet. Von der Vibrationsrinne 6, die vorzugsweise auf einem Trag­ rahmen 62 mittels elastischer Gummielemente 62′ gelagert ist, gelangt der von Flüssigkeitsresten befreite Fest­ stoff durch die bereits erwähnte Abführung 65 zu einer Schleuse 63. Diese weist ebenfalls eine Schutzgasspülung 64 auf. Nach dem Durchtritt durch die Schleuse 63 ge­ langt der Feststoff auf ein Förderband 68, über welches der Feststoff aus der Vorrichtung endgültig abgeführt wird. Ein weiteres Förderband 37 sorgt im dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Zufuhr von Feststoff- Schüttgut zum Bunker 31.

Das Absetzbecken 81 verfügt im bodennahen Bereich über eine Bodensatz-Abzugsöffnung 82, durch welche die im Becken 81 abgesetzten, von der Flüssigkeit aus der Trom­ mel 2 dorthin beförderten Partikel abgezogen werden können. Über einen mit einer Rückschlagklappe 83′ gesi­ cherten Überlauf 83 gelangt die Flüssigkeit in einen zweiten Behälter 84. Dort erfolgt eine weitere Behand­ lung der Flüssigkeit, die aber nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist. Zum Abzug von verbrauchter Flüssigkeit weist der Behälter 84 einen bodennahen Abzug 84′ auf. Über eine Pumpe 85 und eine Rohr- bzw. Schlauchleitung 86 sowie eine weitere Bearbeitungs­ station 89 für die Flüssigkeit gelangt diese wiederum zum Rohr 91, das in die Trommel 2 hineinführt, so daß ein geschlossener Flüssigkeitskreislauf vorliegt. Zu­ sätzlich besteht eine Leitungsverbindung 67 zwischen dem Inneren der Vibrationsrinne 6 und der Bearbeitungssta­ tion 89. Zum Ersatz von Flüssigkeitsverlusten ist schließlich noch ein Vorratsbehälter 87 vorgesehen, der mittels einer Pumpe 87′ und einer Leitung 88 mit dem Rohr 91 verbunden ist. Zum Schutz der Vorrichtung gegen äußere Einflüsse ist die Vorrichtung abgesehen vom Bun­ ker 31 sowie vom äußeren Ende des Förderbandes 68 und des Förderbandes 37 von einem Gehäuse 10 umgeben.

Als ein Detail der Vorrichtung zeigt Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dosierschleuse 32 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1. Wie aus Fig. 2 er­ sichtlich ist, ist die Dosierschleuse 32 so ausgebildet, daß zwischen dem Bunker 31 und dem Schneckenförderer 34 kein freier Durchgang für Luft, Dämpfe oder Gase be­ steht. Darüber hinaus ist aus der Figur noch die Rundung des Gehäuses 35 des Schneckenförderers 34 sowie der Verlauf der gemeinsamen Rotationsachse 27 von Schnecken­ förderer 34 und Trommel 2 ersichtlich.

Fig. 3 schließlich zeigt eine Draufsicht auf die Ex­ traktionsvorrichtung 1. Im rechten Teil der Figur ist das Zufuhrförderband 37, hier mit einem Aufgabetrichter 37′ an seinem freien Ende versehen, sowie das Abfuhr­ förderband 68 zu erkennen. Das Förderband 37 mündet in die Aufgabevorrichtung 3, an welche sich die Trommel 2 mit der zugehörigen, am anderen Ende angeordneten Ent­ nahmevorrichtung 4 anschließt. Als eine Möglichkeit zur Vergrößerung des Durchsatzes der Vorrichtung 1 sind neben der Trommel 2 zwei weitere Trommeln 2′ und 2′′ durch gestrichelte Linien angedeutet. Diese können bei entsprechender Gestaltung der Aufgabevorrichtung 3 ge­ meinsam von dieser mit Feststoff beschickt werden. Andererseits können die drei Trommeln 2, 2′ und 2′′ auch mit einzelnen peripheren Vorrichtungen, wie z.B. drei getrennten Entnahmevorrichtungen 4, 4′ und 4′′ ausgestat­ tet sein.

Claims (26)

1. Vorrichtung zur Durchführung einer Gegenstromextrak­ tion von Stoffen aus einem schüttfähigen Feststoff mittels einer Flüssigkeit, wobei in der Vorrichtung kontinuierlich Feststoff und Flüssigkeit im Gegen­ strom zueinander unter gegenseitiger Durchmischung geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ex­ traktionsvorrichtung eine geneigt gelagerte, um ihre Längsachse (27) drehbare, langgestreckte hohlzylin­ derförmige Trommel (2) aufweist, an deren unterer Stirnseite (22) eine Eingabevorrichtung (3) für den Feststoff und ein Auslaß (71) für die Flüssigkeit und an deren oberer Stirnseite (23) eine Entnahme­ vorrichtung (4) für den Feststoff und ein Einlaß (91, 91′) für die Flüssigkeit angeordnet sind, und in deren Innerem (20) Mittel (24) zur kontinuierli­ chen Förderung und Umwälzung des Feststoffes vorhan­ den sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine auf der Innenseite (21′) der Mantel­ wandung (21) der Trommel (2) angeordnete, stegartig in das Trommelinnere (20) vorragende Förderwendel (24).

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekenn­ zeichnet durch in der Förderwendel (24) angeordnete, einen Durchfluß der Flüssigkeit erlaubende Öffnungen oder Bohrungen (24′) geringen Querschnitts.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Förderwendel (24) im unteren Teil (20′) der Trommel (2) größer ist als im oberen Teil (20′′) der Trommel (2).

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Förderwendel (24) im oberen Teil (20′′) der Trommel (2) kleiner ist als im unteren Teil (20′).

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch einen im Abstand von der unteren Stirnseite (22) der Trommel (2) in deren Innerem (20, 20′) angeordneten, den unteren Abschluß der Förderwendel (24) bildenden Siebboden (25).

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite (21′) der Trommel (2) mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (2) auf mehreren, an der Außenseite (21′′) des Mantels (21) anliegenden, versetzt zueinander angeordneten, drehbaren Rollen (51, 52, 53) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch wenigstens eine axiale Lasten der Trommel (2) aufnehmende, im Randbereich der unteren Stirnseite (22) an dieser anliegende drehbare Rolle (53) mit radial zur Drehachse (27) der Trommel (2) verlaufender Drehachse.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (51 bis 53) druck­ luftgefüllte Pneus sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine der Rollen (51-53) zur Erzeugung der Drehung der Trommel (2) mit einem drehzahlvariablen Antrieb (54, 55) versehen ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel aufweist, mit welchen die Neigung der Trommel (2) durch Heben oder Senken wenigstens eines der Enden der Trommel (2) veränderbar ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trommeln (2, 2′, 2′′) zueinander parallelgeschaltet sind.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung (3) für den Feststoff ein konzentrisch zur Drehachse (27) der Trommel (2) verlaufender, drehdicht durch die untere Stirnseite (22) und den Siebboden (25) hin­ durch in den unteren Teil (20′) der Trommel (2) hineinragender Schneckenförderer (34) ist.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufgabevorrichtung (3) eine Dosierschleuse (32) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierschleuse (32) eine Zellenradschleuse ist.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (32) mit einer Schutzgasspülung (33) ausgestattet ist.

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsauslaß (71) am unteren Ende (20′) der Trommel (2) durch einen im tiefsten Teil des Zwischenraumes (28) zwischen der unteren Stirnseite (22) der Trommel (2) und dem Siebboden (25) endenden Saugrohrstutzen (72) gebil­ det ist, der mit einem Filterkopf (73) versehen ist und der stirnseitig lagefest aus der drehbaren Trom­ mel (2) herausgeführt ist.

19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmevorrichtung (4) ein am oberen Ende (20′) der Trommel (2) angeordneter Schneckenförderer (42) ist, der konzentrisch zur Drehachse (27) der Trommel (2) verläuft und der drehdicht durch eine Öffnung in der oberen Stirn­ seite (23) mit dem Inneren (20, 20′′) der Trommel (2) in Verbindung steht.

20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem trommelseitigen Ende (42′) des entnahmeseitigen Schneckenförderers (42) im Inneren (20′) der Trommel (2) ein gegensinnig zur Trommel (2) drehbares, den Feststoff aus der Trommel (2) in den Schneckenförderer (42) beförderndes Schrägschaufelrad (41) vorgeschaltet ist.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitseinlaß (91, 91′) am oberen Ende (20′′) der Trommel (2) durch ein konzentrisch zur Drehachse (27) der Trommel (2) zentral durch den dort vorhandenen Schneckenförderer (42) und das Schaufelrad (41) verlaufendes, in die Trommel (2) ragendes Rohr (91, 91′) gebildet ist.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmevorrichtung (4) für den Feststoff eine Vibrationsrinne (6) zur Trennung von Feststoff und Flüssigkeit mit getrennten Abfüh­ rungen (65; 66, 67) für Feststoff und Flüssigkeit nachgeordnet ist.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmevorrichtung (4) für den Feststoff eine kontinuierlich beschick- und entladbare Zentrifuge zur Trennung von Feststoff und Flüssigkeit mit getrennten Abführungen für Feststoff und Flüssigkeit nachgeordnet ist.

24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung (65) für den Feststoff mit einer Schleuse (63) versehen ist.

25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (63) in der Abfüh­ rung (65) für den Feststoff eine mit einer Schutz­ gasspülung (64) ausgestattete Zellenradschleuse ist.

26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsauslaß (71) am unteren Ende (20′) der Trommel (2) und die Flüssig­ keitsabführung (66) an der Vibrationsrinne (6) oder Zentrifuge mit einem Absetzbecken (81) verbunden sind, das wenigstens eine beckenbodennahe Abzugs­ öffnung (82) für abgesetzte Feststoffpartikel und einen mit einem Rückschlagventil (83′) gesicherten Überlauf (83) zu einem Flüssigkeitstank (84) auf­ weist.