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Trommelsinkscheider zur Dreiproduktentrennung von Mineralien Die Erfindung
betrifft einen Trommelsinkscheider zur Dreiproduktentrennung von Mineralien, wie
Erzen, Kohle u. dgl.
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Die Scheidung mit Schwereflüssigkeiten ist in der Technik der Scheidung
und Klassierung von Erzen, Kohle u. dgl. allgemein bekannt. Die Trennflüssigkeit
(Schweretrübe) erhält hierbei eine Wichte (spezifisches - Gewicht), die zwischen
der Wichte der leichten und schweren Bestandteile des aufzubereitenden Gutes liegt,
so daß dessen leichte Bestandteile als Schwimmprodukte aufschwimmen und die schweren
Bestandteile als Sinkprodukte zu Boden sinken. Trommelsinkscheider sind in der Aufbereitungstechnik
ebenfalls bekannt und im allgemeinen in Form einer an den Enden offenen Trommel
ausgebildet, die nach innen vorspringende, radiale, mit Löchern versehene Hebeglieder
aufweist. Diese heben die Sinkprodukte hoch und führen sie einem Gerinne zu, in
dem sie weiterbefördert werden. Die Schwimmprodukte schwimmen über ein offenes Ende
der Trommel zusammen mit der Schwereflüssigkeit ab. Beide Produkte werden in üblicher
Weise über ein Abklopfsieb geführt und hierbei zwecks Rückgewinnung anhaftenden
Beschwerstoffes .abgebraust.
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Es sind auch kegelförmig gestaltete Trommelsimkscheider bekannt, bei
denen zum Austragen des Sinkproduktes Druckluftförderung benutzt wird.
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Die für die Scheidung verwendete Flüssigkeit (Schwereflüssigkeit,
Schweretrübe) ist im allgemeinen wäßrig, wobei die gewählte Wichte -durch einen
in der Flüssigkeit suspendierten, fein gemahlenen
Feststoff, z.
B. Magnetit, Ferrosilizium oder Bleiglanz, erzielt wird. Magnetit und Ferrosilizium
sind vorteilhaft, weil ihre magnetischen Eigenschaften eine Rückgewinnung durch
magnetische Vorrichtungen aus der wäßrigen Phase ermöglichen.
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Die Technik der Scheidung mit Schwere$üssigkeiten ist bis zu dem Punkt
entwickelt worden, wo Scheidungen zwischen Stoffen verlangt werden, deren Wichte
sich nur umeinige Hundertstel unterscheidet. Außerdem wird auch eine angenähert
vollständige Rückgewinnung des Beschwerungsstoffes gefordert.
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Obgleich die Technik im allgemeinen diese Bedingungen erfüllt hat,
war dies bisher nur mit Anlagen oder Kreislaufanordnungen :erreichbar, die eine
übermäßige Anzahl von Scheidevorrichtungen aufweisen und großen Raumbedarf haben.
Die damit verbundenen Kosten machen solche Ergebnisse nur in sehr großem Rahmen
möglich, und sogar dann ist die Wirtschaftlichkeit der Anlage nicht zufriedenstellend.
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Ziel der Erfindung ist .die Schaffung eines Trommelsinkscheiders,
der eine DreipToduktentrennung ermöglicht, d. h. ein leichtes und ein schweres Produkt
sowie ein Zwischenprodukt liefert und im Hinblick .auf die Raumausnutzung und die
Investierung wirtschaftlich ist.
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Der erfindungsgemäß ausgebildete Trommelsinkscheider zur Dreiproduktentrennnng
kennzeichnet sich in der Hauptsache dadurch, daß er eine. senkrecht zur Trommelachse
angeordnete, mit einer zentralen öffnung versehene Scheidewand aufweist, welche
die Trommel in zwei mit Schwereflüssigkeiten verschiedener Wichte beschickte Scheidekammern
unterteilt. Zum Überleiten der Sinkprodukte aus der ersten in die zweite Scheidekammer
ist erfindungsgemäß eine durch die zentrale Scheidewandöffnung hindurchgeführte
ortsfeste Schrägrutsche vorgesehen, an deren oberem Ende zweckmäßig eine Schwereflüssigkeitszuleitung
angeschlossen ist. Zurr Austragen der Sinkprodukte der zweiten Scheidekammer weist
der Trommelsinkscheider erfindungsgemäß eine weitere ortsfeste Schrägrutsche auf,
die durch die zentrale Awstragsöffnung der Trommel herausgeführt ist. Zum Austragen
der Schwimmprodukte aus den beiden Scheidekammern ist zweckmäßig jede Stirnwandöffnung
der Trommel mit einem überlaufwehr für die Schwimmprodukte der angrenzenden Kammer
versehen.
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D:er erfindungsgemäß ausgebildete Trömmelsinkscheider ermöglicht eine
zuverlässige und genaue Dreiproduktentrennung in .einem ununterbrochenen Arbeitsgang
und zeichnet sich durch seine gedrängte Bauart und günstige Raumausnutzung aus.
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Man hat zwar schon vorgeschlagen, eine Mehrproduktentrennung in ununterbrochenem
Betrieb in der Weise zu erzielen, daß durch Verwendung, eines sich in der Strömungsrichtung
verflachenden Schwereflüssigkeitsstromes die Sinkprodukte nach fallender Wichte
geordnet in einer Drehtrommel zur Ablagerung gebracht und unter Beibehaltung dieser
Anordnung durch Hebeglieder in mehrere hintereinander angeordnete ortsfeste Schrägrutschen
abgeführt werden. Diese bekannte Art der Mehrproduktentrennung, bei der nur eine
Schwereflüssigkeit bestimmter Wichte verwendet wird, gestattet jedoch keine genaue
Dreiproduktentrennung, wie sie bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Trommelsinkscheider
infolge der Bildung zweier mit Schwereflüssigkeiten verschiedener Wichte beschickter
Scheidekammern erreichbar ist.
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Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind als Beispiele in den
Zeichnungen veranschaulicht. Fig. i ist ein senkrechter Längsmittelschnitt durch
eine bevorzugte Ausführungsform. eines Trommelsinkscheiders nach der Erfindung;
Fig.2 ist ein Aufriß, gesehen von der rechten Seite der Fig. i; Fig.3 ist ein Querschnitt
nach der Linie III-III der Fig. i ; Fig.4 ist eine gebrochen gezeichnete Ansicht
nach der Linie IV-IV der Fig, i und zeigt den Auslaß der Auigaberutsche; -Fig.5
ist eine gebrochen gezeichnete perspektivische Ansicht eines der Hebeglieder des
in Fig. i dargestellten Trommelsinkscheiders.
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Der in den Zeichnungen, insbesondere in Fig. i dargestellte Trommelsinkscheider
ist allgemein mit i o bezeichnet. Er weist eine zylindrische Trommel i i auf, die
auf einem Untergestell 12 gelagert ist. Dieses besteht aufs einer waagerechten Plattform
13, U-förmigen Längsträgern 14 und U-förmigen Querträgern 14Q. Die Trommel i i ist
auf dem Untergestell 12 -mit Hilfe von zwei Stahlreifen 15 drehbar angeordnet, welche
die Trommel kreisförmig umschließen und jeweils .an deren Enden befestigt sind.
Die Reifen i 5 laufen auf Rollen 20 (Fig.2). Ein Paar solcher Rollen ist an jedem
Ende der Trommel beiderseits der Trommelachse angebracht. Jede Rolle 2o ist mit
Stirnzapfen 21 versehen, die in Lagern 22 laufen. Diese sind mit Winkelstützen 23
versehen, die an dem Untergestell 12 befestigt sind. Die Trommel wird über ein Kettenrad
2 ¢ (Fis. i) angetrieben, das die Trommel kreisförmig umschließt und daran mittels
eines Flanschringes 25 in geeigneter Weise z. B. durch Schweißverbindungen, Schrauben
od. dgl. befestigt ist. Das Kettenrad 24 kann durch einen (nicht dargestellten)
Antrieb mit jeder gewünschten Drehzahl angetrieben werden.
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Die Trommel i i ist durch eine mit einer zentralen öffnung 40 versehene
Scheidewand 28 in zwei Kammern 26 und 27 geteilt. Jede Kammetr 26, 27, die im folgenden
als erste bzw. zweite Kammer bezeichnet ist, besteht aus einem zylindrischen Trommelmantel
29 und kegelstumpfförmigen Mantelteilen 3o und 31. Ein Ende jedes Mantelteiles 3
i ist an dem Trommelmantel 29 der Kammer 26 bzw. 27 und das andere Ende an,der Scheidewand
28 befestigt.
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Die erste Kammer 26 (Fis. i) ist mit einer Einlaßöfnung 36 und die
zweite Kammer 27 mit einer Austragsöffnung 38 versehen. Die öffnungen
36
und 38 liegen koaxial zur Trommel und sind von Verstärkungsringen 39 bzw. 34 umrandet
und mit Ringvorsprüngen 36" bzw. 38, versehen. Die Kammern 26 und 27 stehen
miteinander durch die zentrale Öffnung 4o der Scheidewand 28 in Verbindung. Die
Öffnung 40 ist an beiden Seiten von Verstärkungsringen 41 umrandet, und der Durchmesser
dieser Öffnung ist so. gewählt, daß ihre untere Kante 4o" beträchtlich höher liegt
als die unteren Kanten der Ringvorsprünge 36a und 38a der Einlaßöffnung 36 bzw.
der Austragsöffnung 38.
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Jede Kammer 26, 27 ist mit einer größeren Zahl Hebeglieder 42 versehen,
die in gleichmäßigen Umfangsabständen an der Innenfläche ;des Hauptmantels 29 befestigt
sind (Fig. 3). Jedes Hebeglied 42 »besteht aus einem nach innen radial vorspringenden
Fußteil 43, einem Hauptteil 44, der in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Trommelumlaufrichtung
abgewickelt ist und einer entgegengesetzt gerichteten Abwinkelung 45. Jedes Hebeglied
42 ist mit einer größeren Anzahl paralleler Schlitze oder winklig zulaufender Öffnungen
46 versehen. Diese Öffnungen verjüngen sich nach dem Fußteil 43 hin, und ihre breiten
Enden 46" liegen in den Abwinkelungen 45 der Hebeglieder.
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Die erste Kammer 26 ist mit einer Aufgaberutsche 5o versehen, die.
zur Beschickurng der Trommel i i 'von außen bei 51 mit dem Rohgut dient. Die Schrägrutsche
5o erstreckt sich in die Kammer 26, endet an einer Begrenzungswand 52 und entleert
das Gut über einen umgekehrt gerichteten Schwalbenschwanzauslaß 53 in die Kammer
26 (Fig. 4). Der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 26 wird auf der mit 54 bezeichneten
Ebene gehalten, die in Höhe der unteren Kante einer Wand oder eines Wehres 55 sowie
unterhalb der unteren Kante 4o" der Öffnung 40 liegt. Infolgedessen kann die Flüssigkeit
unbehindert durch die Öffnung 36 fließen, ohne durch die Scheidewan.döffnun.g 40
in die Kammer 27 zu strömen.
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Die Aufgaberutsche 5o wird von einem Gestell 56 getragen und ist an
diesem in geeigneter Weise befestigt. Das Gestell 56 besteht aus einem Paar
im Abstand angeordneter, senkrechter Winkel 57 (Fig.2) an jedem Ende der Trommel,
die durch Eckbleche 58 verstärkt sind, und aus im Abstand befindlichen waagerechten
Winkeln 59 (Fig. i), die von den senkrechten Winkeln 57 getragen werden und sich
akial durch die Trommel i i und die Öffnungen 36, 38 und 40 erstrecken. Die Aufgaberutsche
5o ist auch mit einer Zuleitung 65 zur Zuführung von Schwereflüssigkeit versehen.
Die Leitung 65 steht mit dem Inneren der Rutsche 50 durch eine Öffnung 66 in Verbindung,
an der ,eine Wehrschwelle 67 sowie eine Schutzplatte 68 angebracht sind.
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Die erste Kammer 26 ist ferner mit einer von dem Gestell 56 getragenen
Austragsrutsche 62 für die geschiedenen Schwimmprodukte versehen sowie mit einer
schrägen Übertragungsrutsche 69. Die Schrägrutsche 69 besitzt einen V-förmigen Einlaß
7o, der gemäß Fig. 3 eine feste Seitenwand 71 auf der linken Seite und eine siebartig
gelochte Seitenwand 72 auf der rechten Seite aufweist. Die Übertragungsrutsche 69
wird von Winkelstützen 73 getragen, die an dem Gestell 56 befestigt sind.
Sie erstreckt sich durch die Öffnung 40 in die zweite Kammer 27 und endet in einem
Schwalbenschwanzauslaß 7 ¢ an einer Begrenzungswand 7 5. Wie aus Fig. i hervorgeht,
liegt die untere Kante der Begrenzungswand 75 in einer waagerechten Ebene zwischen
der Ebene der unteren Kante 4o" der Öffnung 40 und der Ebene der unteren Kante des
Ringvorsprunges 38Q der Austragsöffnung 38. Am
oberen Ende der Übertragungsrutsche
69 ist eine Leitung 8o zur Zuführung von Schwereflüssigkeit zur Kammer 27 angeschlossen.
Die Leitung 8o ist zur Regelung der Strömung mit einem Ventil 8 i ausgerüstet und
mit einer Hauptzuführungsleitung 82 verbunden. Die Leitung So steht mit dem Inneren
der Übertragungsrutsche 69 durch eine Öffnung 83 in Verbindung, an .der eine Wehrschwelle
84 und ein Schutzblech 85 angebracht sind.
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Die zweite Kammer 27 ist, wie oben beschrieben, ebenfalls mit Hebegliedern
42 versehen, die den Hebegliedern der Kammer 26 entsprechen. Sie ist ferner mit
einer schrägem Austragsrutsch.e 69" für geschiedene Sinkprodukte versehen,
die von dem Gestell 59 getragen wird und der Übertragungsrutsche 69 entspricht,
wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Die Schrägrutsche
69" weist einen Auslaß 86 auf. Sie ist an eine Zuleitung 87 zurr Zuführung
von Sohwereflüssigkeit .angeschlossen, die ein Regelventil 88 enthält und .an die
Hauptzuleitung 82 angeschlossen ist. Die Leitung 87 steht mit dem Inneren der Austragsrutsche
69" durch eine Öffnung 83 in Verbindung, an der eine Wehrschwelle 84 und
ein Schutzblech 85 angebracht sind. Weiter ist eine Schrägrutsche 89 vorgesehen,
die von dem Gestell 56 getragen wird und zur Weiterbefärderwng der Schwimmprodukte
aus der Kammer 27 dient.
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Beide Scheidekammern 26 und. 27 sind mit biegsamen Schutzblechen 92
(Fig. 3) versehen, die bei 93 an Winkelstützen 94 angebracht sind, die an dem Gestell
56 befestigt sind. Die Schutzbleche 92 enden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels,
um zu. verhindern, daß die aufschwimmenden Schwimmprodukte die Hebeglieder 42 während
ihres Umlaufs ,erreichen und von diesen aufgenommen werden. Ihre biegsame Ausbildung
gestattet den Durchgang großer Stücke schwerer SinkpTodukte, die von den Hebegliedern
gefördert werden. In entsprechender Weise kann das Sieb 72 oder dessen äußerer Teil
biegsam oder elastisch ausgebildet werden, um den Durchgang großer Stücke der Sinkprodukte
zu gestatten.
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Der Sinkscheider io arbeitet wie folgt: Die Trommel i i läuft mit
geeigneter Drehzahl um, während das zu scheidende Gut bei 51 ununterbrochen der
Aufgaberutsche 50 zugeführt wird. Eine geeignete Schwereflüssigkeit wird
der Rutsche 5o durch die Leitung 65 zugeführt, und gleichzeitig wird eine Schwereflüssigkeit
anderer Wichte durch die Leitungen 8o .und 87 der übertragungsrutsche 69 bzw. der
Austragsrutsche 69" zugeleitet.
Die gleichzeitige Zuführung
der Schwereflüssigkeit und des Einsatzgutes führt zu den besten Ergebnissen, da
eine solche Beschickung ein floßartiges Schwimmen verhindert und das Eintauchen
aller Teilchen gewährleistet.
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Die Schwereflüssigkeit und das feste Einsatzgut gleiten nun die Rutsche
69 hinunter in die erste Scheidekammer 26. Die leichteren Produkte schwimmen an
die Oberfläche der Schwereflüssigkeit und strömen mit dieser durch die Öffnung 36
über die Rutsche 62 ab. Die Sinkprodukte sinken auf den Boden der Kammer a6 und
werden von den Hebegliedern 42 aufgenommen. Diese fördern die Sinkprodukte nach
oben, wobei die mitgenommene Flüssigkeit durch die winklig zulaufenden Öffnungen
46 hindurch abtropfen kann. Dieser abfließende Anteil fällt- in das Scheidebad zurück,
und das dränierte feste Gut wird auf .das Sieb 72 gekippt, wo eine weitere Trockenlegung
eintritt, wenn es in die Übertragungsrutsche 69 gleitet. Die durch die Leitung 8o
zugeführte Flüssigkeit schwemmt das dränierte Gut in die zweite Scheidekammer 27
und dient als Scheidebad in dieser Kammer. Ein Zwischenprodukt schwimmt an die Oberfläche
und strömt über den Ringvorsprung 38Q der Austragsöffnung 38 in die Zwischenpro,duktrutsche
89 ab. Der schwerste Anteil wird gehoben, dräniert und in der oben mit Bezug auf
die. Übertragungsrutsche 69 beschriebenen Art in die Austragsrutsche 69"
gekippt. Die durch die Zuleitung 87 zugeführte Flüssigkeit schwemmt den schweren
Anteil durch die Rutsche 69, und ihren Auslaß 86 ab.
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Bei Verwendung des erfindupgsgemäß ausgebildeten Trommelsinkscheiders
zur EisenerzauSbereitung kann in der ersten Scheidekammer eine Schwereflüssigkeit
mit einer geringeren Wichte von beispielsweise 2,9 und in der zweiten Scheidekammer
eine Schwerefüssigkeit höherer Wichte von beispielsweise 3,2 verwendet werden. Es
wird dann eine Dreiproduktentrennung unter Gewinnung eines Zwischenproduktes erzielt,
das zur Rückgewinnung von wertvollen Bestandteilen weiterverarbeitet werden kann.
In ähnlicher Weise kann der Trommelsinkscheider bei Verwendung von Schwereflüssigkeiten
geeigneter Wichte zur Kohleautfbereitung benutzt werden.