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Verfahren zur Trennung fester Stoffe von verschiedenem spezifischen Gewicht und ver- schiedener Korngrösse in Fraktionen
Es ist in der Technik oft notwendig, Mischungen fester Stoffe mit untereinander verschiedenen
Eigenschaften zu trennen. In der Bergbauindustrie z. B. müssen im allgemeinen die wert- vollen Bestandteile aus dem geförderten Produkt abgeschieden werden. Dabei benutzt man das verschiedene spezifische Gewicht der Bestandteile. Für diese Trennung nach spezifischem
Gewicht sind verschiedene Verfahren bekannt.
Kohlen-und Erzwäschen, die das sogenannte
Schwimm-und Senkverfahren benutzen, sind sehr verbreitet. In diesen Wäschereien werden Flüssigkeiten mit einem wirklichen oder scheinbaren, zwischen den spezifischen Gewichten der zu gewinnenden Bestandteile liegenden spezifischen Gewicht angewandt. Die Teile mit einem spezifischen Gewicht, das niedriger ist als das der benutzten Flüssigkeit, bleiben schwimmen, während die Teile mit einem höheren spezifischen Gewicht sich in der Flüssigkeit absetzen.
Ein Nachteil dieser Verfahren liegt darin, dass die resultierende, auf die einzelnen Teile wirkende Kraft, die den Weg bestimmt, welchem ein Teilchen in der Trennungsvorrichtung folgt, für Teile, die ein wenig von dem der Trennungsflüssigkeit verschiedenes spezifisches Gewicht haben, sehr gering ist. Auch für sehr kleine Teile mit höherem spezifischem Gewicht, die also sich absetzen müssen, ist diese Kraft sehr klein, indem die Widerstandskraftgegenüberder Schwere überwiegend wird.
Man hat versucht, diese Bedenken einer statischen Trennung durch Anwendung von Strömungen zu umgehen. Der Nachteil davon ist jedoch, dass nun keine Trennung rein nach dem spezifischen Gewicht erhalten wird, sondern dass die Trennung zugleich durch die Abmessungen der Teilchen bestimmt wird. Derartige Verfahren brauchen eine Vorklassierung nach Korngrösse, was umso schwieriger wird, je kleiner die Korngrösse des zu trennenden Materiales ist.
Es ist bekannt, dass ein sogenannter Zyklon auf eine Aufschwemmung, die darin behandelt wird, eine gewisse trennende Wirkung ausübt.
Diese Apparate werden benutzt, um feste Teile, die in einem Gas oder einer Flüssigkeit suspendiert sind, aus dieser Suspension abzuscheiden, bzw. diese Suspension einzudicken. Auch in einem Zyklon wird aber der Weg, welchem ein Teilchen darin folgt, nicht nur durch das spezifische Gewicht, sondern zugleich durch die Abmessungen des Teilchens bestimmt.
Wenn man z. B. eine Aufschwemmung von Löss in Wasser mit Hilfe eines Zyklons eindickt, enthält die Fraktion, die man an der Spitze abführt, die grösseren Teile, während die Fraktion, die den Zyklon an der gegenüberliegenden Seite verlässt, nur kleine Teile enthält, weil bei gleichem spezifischen Gewicht für alle Teile die Ausscheidung ausschliesslich nach der Korngrösse erfolgt.
Wenn man dagegen ein Gas, das mit aus Teilchen verschiedenen spezifischen Gewichtes und verschiedener Korngrösse bestehender Flugasche beladen ist, mit Hilfe eines Zyklons reinigen will, so trifft man in dem an der Spitze aufgefangenen Staub neben Teilen hohen spezifischen Gewichtes grössere Teile niedrigen spezifischen Gewichtes an, während das gereinigte Gas, das den Zyklon an der anderen Seite verlässt, neben den sehr leichten Teilen auch sehr feine Teile höheren spezifischen Gewichtes enthält. Nur wenn die im Gas suspendierten Teilchen alle dieselbe Korngrösse aufweisen würden, würde der Zyklon eine Trennung nach spezifischem Gewicht bewirken. Die Kennlinie-d. h. die graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen spezifischem Gewicht s.
G. und Trennungskomgrösse gk-eines Zyklons kann man durch eine Kurve, wie in Fig. 1 angegeben, darstellen, während die Kennlinie einer rein nach dem spezifischen Gewicht trennenden Vorrichtung durch eine Gerade, wie in Fig. 2 angegeben,
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wiedergegeben wird. Schliesslich gibt Fig. 3 die
Kennlinie einer Vorrichtung, welche ein Gemisch rein nach Korngrösse trennt, z. B. ein Sieb, wieder.
Für die Abscheidung aus einem Gemisch fester Stoffe mit verschiedenem spezifischen
Gewicht und verschiedener Korngrösse war der
Zyklon dann auch nicht brauchbar. Die Erfindung bringt nun die Mittel, um die Kennlinie eines
Zyklons in der Weise zu ändern, dass es möglich wird, aus einem Gemisch fester Stoffe mit ver- schiedenem spezifischen Gewicht und verschie- dener Korngrösse eine Fraktion zu gewinnen, die nur aus Teilen niedriger bzw. höher als ein bestimmtes spezifisches Gewicht (die Trennungs- wichte) besteht.
Nach der Erfindung behandelt man das zu trennende Gemisch zu diesem Zweck in einem Zyklon zusammen mit so viel feinem
Material mit einem höheren spezifischen Gewicht als die Trennungswichte, dass die den Zyklon an der Spitze verlassende Fraktion nahezu keine
Teile mit niedrigerem spezifischen Gewicht als die Trennungswichte mehr enthält.
Es hat sich nämlich ergeben, dass wenn genügend sehr feine Teile mit einem höheren spezifischen
Gewicht als die Trennungswichte in der Aufschwemmung anwesend sind, die Konzentration dieser Aufschwemmung in der Spitze des Zyklons so hoch wird, dass Teile mit einem spezifischen
Gewicht unterhalb der Trennungswichte ungeachtet der Abmessungen verhindert werden, den Zyklon an der Spitze zu verlassen. Hiedurch wird erreicht, dass die an der Spitze abgeführte Fraktion nahezu nur Teile mit einem höheren spezifischen Gewicht als die Trennungswichte enthält. Der Zyklon hat dann eine Kennlinie erhalten, wie diese in Fig. 4 angegeben ist.
Die Fraktion, die den Zyklon an der Seite gegenüber der Spitze verlässt, enthält nun neben den Teilen mit einem spezifischen Gewicht unterhalb der Trennungswichte noch einen kleinen Teil der Teile mit einem spezifischen Gewicht oberhalb der Trennungswichte. Dies sind aber nur die sehr feinen Teile. Nach der Erfindung kann man nun in der beschriebenen Weise mit Hilfe des Zyklons ausser Fraktionen mit einem höheren auch Fraktionen mit einem niedrigeren spezifischen Gewicht als die Trennungswichte dadurch gewinnen, dass aus der den Zyklon an der Seite gegenüber der Spitze verlassenden Fraktion die sehr feinen Teile entfernt werden. Diese kann in einfacher Weise stattfinden, z. B. durch Sieben. Dieses Verfahren ist besonders wichtig für das Waschen von Feinkohlen.
In Fig. 5 ist das eine und das andere deutlich ersichtlich. Die Kurve ABC gibt die normale Kennlinie des Zyklons wieder. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird eine Kennlinie DBC erhalten. Die Fläche Istellt die Fraktion vor, die an der Spitze des Zyklons abgeführt wird und die somit nur Teile oberhalb der Trennungswichte enthält. Die den Zyklon an der gegenüberliegenden Seite verlassende Fraktion wird durch die Fläche, welche durch die Linien DBCFA begrenzt ist, dargestellt. Indem man diese durch z. B. Sieben von den sehr feinen Teilen befreit, behält man eine Fraktion übrig, welche nur aus Teilen niedriger als die Trennungswichte besteht und durch die Fläche II (ADBE) dargestellt wird. Aus der Fraktion sehr feiner Teile, die durch die Fläche III (EBCF) dargestellt wird, können die wertvollen Bestandteile, z.
B. beim Waschen von Kohlen, wenn erwünscht in bekannter Weise, wie durch Schaumtrennung, gewonnen werden.
Die Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel erläutert :
Rohe Feinkohle mit Abmessungen bis 15 mm wird nach Zugabe von 1 Gew.-Teil Löss auf 2 Gew.-Teile Rohkohle mit Wasser in einem Zyklon behandelt. Der benutzte Zyklon hat einen grössten Innendurchmesser von 200 mm und eine grösste Innenhöhe von 470 mm.
Die leichte Fraktion, welche den Zyklon an der Seite gegen- über der Spitze verlässt, wird auf 0. 5 mm abgesiebt und hat dann die folgende Zusammensetzung :
EMI2.1
<tb>
<tb> Prozentsatz <SEP> Prozentsatz
<tb> Spezifisches <SEP> vom <SEP> Spezifisches <SEP> vom
<tb> Gewicht <SEP> bestimmten <SEP> Gewicht <SEP> bestimmten
<tb> bis <SEP> spezifischen <SEP> bis <SEP> spezifischen
<tb> Gewicht <SEP> Gewicht
<tb> 1. <SEP> 3 <SEP> 52-3 <SEP> 1-45-1-5 <SEP> 5-97
<tb> 1-3-1-35 <SEP> 20-4 <SEP> 1-5-1-55 <SEP> 4-92
<tb> 1-35-1-4 <SEP> 9-1 <SEP> 1-55-1-6 <SEP> 0-0
<tb> 1-4-1-45 <SEP> 7-23 <SEP> über <SEP> 1-6 <SEP> 0-0
<tb>
Die Zusammensetzung des den Zyklon an der Spitze verlassenden Produktes nach Abtrennung der begleitenden Flüssigkeit ist wie folgt :
EMI2.2
<tb>
<tb> Prozentsatz <SEP> Prozentsatz
<tb> Spezifisches <SEP> vom <SEP> Spezifisches <SEP> vom
<tb> Gewicht <SEP> bestimmten <SEP> Gewicht <SEP> bestimmten
<tb> bis <SEP> spezifischen <SEP> bis <SEP> spezifischen
<tb> Gewicht <SEP> Gewicht
<tb> 1-3 <SEP> 0-0 <SEP> 1-45-1-5 <SEP> 0-595
<tb> 1-3-1. <SEP> 35 <SEP> 0-0 <SEP> 1-5-1-55 <SEP> 3-04
<tb> 1-35-1-4 <SEP> 0-0 <SEP> 1-55-1-6 <SEP> 5-5
<tb> 1, <SEP> 4-1, <SEP> 45 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP> über <SEP> 1-6 <SEP> 90-7
<tb>
EMI2.3
gewaschenen Produktes pro Stunde erreicht.
Ausser Löss können auch andere Beschwerungsmittel, wie feiner Sand, Magnetit, Baryt und derartige Stoffe oder Mischungen derartiger Beschwerungsmittel benutzt werden.
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