AT202533B - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen der Bestandteile eines Festkörpergemisches - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zum Trennen der Bestandteile eines Festkörpergemisches 
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen der schwe- reren Bestandteile eines Festkörpergemisches von dessen leichteren Bestandteilen und zur
Klassierung von Festkörpergemischen allgemein. 



   Die Erfindung eignet sich insbesondere zur
Verarbeitung von natürlichen oder durch
Mahlen oder Absieben von Erzen oder andern festen Stoffen erzeugten Festkörpergemischen zur Abtrennung und Gewinnung entweder der leichteren oder schwereren Bestandteile oder beider je nach ihrem Wert und richtet sich ins- besondere auf ein Verfahren und eine Vorrich- tung zur gegenüber dem Arbeiten mit den bis- her üblichen Wasch- oder Riffeltrögen wir- kungsvolleren Gewinnung solcher wertvoller
Bestandteile. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Tren- nung der Bestandteile eines Festkörpergemisches besteht im wesentlichen darin, dass man das
Gut in Form eines Schlammes über einen
Waschtrog laufen und Gutsbestandteile durch eine oder mehrere Öffnungen im Waschtrog- boden absinken lässt, während die mit diesen Öffnungen in Verbindung stehenden Auslässe unter einem über dem auf den Trog von oben wirkenden Druck liegenden Druck stehen. 



   Unter Schlamm soll dabei eine Mischung aus soviel Festteilchen und Flüssigkeit verstanden werden, dass sie flüssigkeitsähnlich zu fliessen vermag. 



   Die erfindungsgemässe Trennvorrichtung be- steht aus einem Waschtrog mit einer oder meh- reren Austrittsöffnungen im Boden und aus Vorrichtungen, die an den mit diesen öffnun- gen in Verbindung stehenden Auslässen einen
Druck erzeugen, der höher als der Druck im
Waschtrog ist. 



   Vorzugsweise besteht der Waschtrogboden aus einer Reihe eng benachbarter, parallel zu- einander und in Längsrichtung des Wasch- troges verlaufender Kanäle, die in ihrem
Grund in Querreihen angeordnete Öffnungen aufweisen. Dabei geht die stromabwärts gelegene Wandung der Öffnung nach unten in die Begrenzungswand eines unter dem Wasch- trogboden liegenden Behälters über, der das unter Überdruck stehende Gas, z. B. Luft, enthält. 



   Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemässen Waschtroges ; in Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 ; in den Fig. 3,4, 5 und 6 vergrösserte Teilausschnitte des Waschtroges, und in Fig. 7 eine abge- änderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. 



   In den Zeichnungen bedeutet 1 einen nur in Längsrichtung, nicht aber in Querrichtung geneigten Waschtrog, über dessen Boden unter dem Einfluss der Schwere ein stetiger, gleichmässiger Strom aus Schlamm vom Einlasstrog 3 her fliesst. 



   Der in der Nähe des Einlasstroges 3 liegende Teil des Bodens 4 des Waschtroges 1 kann flach sein, so dass der Schlamm aus dem Einlasstrog 3   längs   dieses Teiles ziemlich gleichmässig nach unten läuft. Vorzugsweise ist er aber vollständig mit kleinen, nebeneinanderliegenden Kanälen 5 versehen, deren Tiefe sich zum Austrittsende des Waschtroges hin allmählich ver-   grössert.   In Abständen 6 sind auf dem Grund jedes Kanals 5 in querverlaufenden Reihen angeordnete Öffnungen 7 vorgesehen, deren Durchmesser im wesentlichen der Breite der Kanäle 5 entsprechen. 



   Unter jeder Reihe von Öffnungen 7 sitzt unter dem Boden 4 ein Kasten 8 zur Aufnahme von unter Druck stehendem Gas, z. B. Luft. Die stromabwärts liegende Innenfläche 9 jedes Kastens 8 fluchtet mit der entsprechenden Wandung 10 jeder Öffnung 7 (Fig. 3). 



   Der Boden 11 jedes Kastens 8 verläuft nach unten zu einem abschliessbaren   Auslass 12.   Die andere Seite jedes Kastens 8 ist mit einem Wassereinlassrohr 13 verbunden. Vorzugsweise wird das Wasser vor seinem Eintritt in den Kasten 8 durch einen in eine offene, mit Löchern versehene Leitung 15 einmündenden Hahn 14 belüftet, welche Leitung in einem Wassergefäss endet, an das die Leitung 13 angeschlossen ist, so dass die von dem Wasser mit- 

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 gerissene Luft im Raum 16 des Kastens 8 austritt und dort einen Überdruck aufrechterhält. 



  Im Betrieb wird der Luftdruck so gesteuert, dass die Luft nicht durch die öffnungen 7 gegen den Druck des längs des Troges 1 fliessenden Schlammes ausblasen kann. Die Menge des im Kasten 8 enthaltenen Wassers und damit der Luftdruck im Raum 16 wird durch eine Überlaufleitung 17 geregelt und kann in den verschiedenen Kästen 8 verschieden eingestellt werden. Fällt die Wassermenge im Kasten 8 unter die Leitung 17, dann sinkt der Luftdruck im Raum 16 und durch die Leitung 13 tritt eine grössere Menge von mit Luft untermischtem Wasser ein, so dass die Leitung 17 wieder abgeschlossen wird. Die Abmessungen der Leitung 12 sind dem Normaldurchsatz durch den Kasten 8 angepasst. 



   Im Betrieb ist der Trog 1 so angeordnet, dass der Schlamm ein kurzes Stück über den in der Nähe des Einlauftroges 3 liegenden Teil des Trogbodens 4 ohne Störung durch Öffnungen 7 am Grund der Kanäle 5 nach unten fliesst. Auf diesem ersten Teil des Weges setzen sich selbst die kleinen Teilchen der schweren Bestandteile des Schlammes infolge ihrer Schwere in den, Kanälen 5 ab und bewegen sich langsam nach unten. Diese schweren Teilchen trennen sich nun allmählich von der allgemeinen Menge des Schlammes, bleiben infolge der geringen Abmessungen der Kanäle auch getrennt und bewegen sich gewöhnlich langsamer nach unten als die allgemeine Menge des Schlammes, erreichen jedoch den Rand der Öffnungen 7 häufig noch verunreinigt durch eine Menge mitgerissenen Sandes oder anderer leichter Bestandteile.

   Da jede Öffnung 7 in einen Kasten 8 einmündet, versucht die im Kasten 8 befindliche Luft nach oben aus den Öffnungen auszutreten, wird aber von dem sich darüberschiebenden Schlamm daran gehindert. Der Luftdruck in den Kästen 8 ist so eingestellt, dass die Flüssigkeit, die keine Feststoffteilchen benetzt hat, also frei ist und auf Grund der Schwerkraft durch die Öffnungen 7 nach unten tropfen will, teilweise suspendiert wird und die durch die öffnungen 7 fliessende Flüssigkeit im wesentlichen auf den die schwereren Teilchen benetzenden Teil beschränkt ist. Diese Flüssigkeit wird längs der benachbarten benetzten Oberflächen 10 und 9 des Kastens abgezogen. Es findet also kein übermässiger Flüssigkeitsverlust statt, sondern es geht nur eine für den Durchgang der schwereren Teilchen erforderliche Flüssigkeitsmenge verloren. 



   Stellt man den Luftdruck in der oben beschriebenen Weise ein, dann scheint es, als sei die Flüssigkeit in dem Schlamm teilweise als Blasen an den Öffnungen 7 suspendiert, die ein Durchfallen der leichteren Teilchen durch die Öffnungen 7 verhindern, wogegen die schwereren Teilchen über die Blasen auf die stromabwärts gerichteten Begrenzungen 10 der öff- nungen gelangen und dann längs dieser Begrenzungen 10 und der Wandungen 9 nach unten auf den Boden der Kästen 8 wandern, von wo sie über die Auslassleitungen 12 abgezogen werden können. Die Wirkung ist umso auffallender, je grösser der Anteil an schweren Teilchen im Schlamm ist. Dies ermöglicht eine ausserordentlich wirksame Trennung von sich in ihrem spezifischen Gewicht nur sehr wenig unterscheidenden Teilchen, solange sie nicht zu weit voneinander abweichende Teilchengrösse aufweisen.

   So soll beispielsweise bei der Abscheidung der schweren Bestandteile von Illmenitsanden die Abweichung in der Teilchengrösse nicht grösser als 1 zu 10 und die maximale Teilchengrösse nicht mehr als ein Zehntel der Breite der Kanäle 5 sein. Ist der Unterschied in der Teilchengrösse grösser als 1 zu 10, dann dient der Trog   1   zuerst zur Korngrössenklassifizierung, wobei man das Gut längs des Troges als Schlamm nach unten fliessen lässt, wobei die Durchschnittskorngrösse der in die Kästen 8 eintretenden Teilchen bis zum Ende des Troges 1 zunimmt. Die sich in jedem Kasten sammelnden Fraktionen werden dann getrennt zur Abtrennung der schwereren Bestandteile nach dem eingangs beschriebenen Verfahren weiter behandelt.

   Es können aber auch Festkörpergemische von im wesentlichen gleichmässiger Zusammensetzung und spezifischen Gewichtes in   ähnlicher Weise   auf Korngrösse klassiert werden. 



   Manchmal setzen sich schwerere Teilchen in den Kanälen 5 fest, insbesondere, wenn die Kanäle sehr eng sind und eine Querschnittsform aufweisen, in der sich einige Teilchen auf Grund ihrer besonders ungünstigen Form festsetzen und derart der Anlass zur Brückenbildung sein können. Im allgemeinen lässt sich mit V-förmigen Querschnitt aufweisenden Kanälen mit einem Scheitelwinkel von 300 am besten die Brückenbildung in den Kanälen verhindern, jedoch hat sich auch die U-Form der Kanäle nach Fig. 5 als ausserordentlich zweckmässig erwiesen. 



   Die Neigung des Bodens 4 wird den jeweils zu behandelnden Materialien angepasst und zur Unterstützung der Auflösung von allenfalls gebildeten Brücken frisches Wasser und/oder Luft durch zusätzliche Öffnungen 18 eingeführt, die an eine Luft- oder Wasserleitung 19 angeschlossen sind (Fig. 6). Diese Zusatzöffnungen 18 sind im allgemeinen sehr wirkungsvoll, wenn man sie vor die erste Reihe von öffnungen 7 einsetzt. Das in den Leitungen 19 befindliche Mittel kann regelmässig pulsierend durch die schmalen öffnungen 18 in den Boden der Kanäle 5 eintreten.

   Im allgemeinen ist jedoch bei richtiger Wahl der Kanalquerschnitte und der Bodenneigung die Spülung durch die öffnungen 18 nicht erforderlich.
Das Aneinanderhaften einzelner Teilchen kann ferner durch periodische Schläge, bei- 

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 spielsweise mittels eines Hammers 20, oder periodisch aufgebrachten Schwingungen verhindert werden. 



   Bei gewissen Gütern kann man die Trennwirkung ferner durch Verwendung eines Netzmittels im Schlamm verbessern, insbesondere durch ein die Benetzung der schwereren Teilchen förderndes Netzmittel. Ausserdem kann der Schlamm mit Flotationsmitteln behandelt werden, die die Abtrennung gewisser Bestandteile von den durch ihre Schwere durch die öffnungen 7 hindurchgelangenden Teilchen unterstützen. 



   Statt überdruck in den Kammern 16 der Kästen 8 zur Verhinderung eines gleichzeitigen Austrittes von Wasser und von Teilchen zu verwenden, kann eine ähnliche Druckdifferenz durch Verminderung des Druckes über dem Schlamm erzeugt werden, während die Austrittsenden der öffnungen 7 in die Kästen 8 unter atmosphärischem Druck stehen. In diesem Fall, der in Fig. 7 dargestellt ist, ist der obere Teil des Troges 1 durch einen Deckel verschlossen und der Schlamm tritt unter entsprechenden Flüssigkeitsdichtungen 22 am einen Ende ein und am andern Ende aus. Der Unterdruck über dem Schlamm wird durch eine Vakuumpumpe 23 aufrechterhalten. Der Austrag aus den Reihen der öffnungen 7 erfolgt über Trennwände 24, die in ihrer Anordnung den Wandungen der Kästen 8 entsprechen und Verlängerungen der stromabwärts liegenden Wandungen 10 der öffnungen 7 bilden.

   Gegebenenfalls können die Lochreihen auch durch einen einzigen querlaufenden Schlitz ersetzt sein. 



   Die Erfindung ist auf eine grosse Anzahl von Trennvorgängen anwendbar. Man kann zur Bildung des Schlammes gegebenenfalls statt Wasser auch eine andere Flüssigkeit und zur Aufrechterhaltung des Unterdrucks über dem Schlamm statt Luft auch ein anderes Gas verwenden. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Trennen der Bestandteile eines Festkörpergemisches, dadurch gekennzeichnet, dass man das Festkörpergemisch in Form eines Schlammes längs eines Trenntroges führt und die Bestandteile des Gemisches sich durch eine unter einem über dem Druck auf die Schlammoberfläche liegenden Druck stehende öffnung im Boden des Troges absetzen lässt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das in Schlammform vorliegende Festkörpergemisch durch mehrere in Abständen längs des Trogbodens angeordnete, querverlaufende Reihen von öffnungen austreten lässt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Schlamm in parallelen Bahnen längs des Trenntroges EMI3.1 nungen unter Überdruck gehalten werden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlammoberfläche unter Unterdruck gehalten wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sich infolge ihrer Schwere durch die öffnungen absetzenden Bestandteile in getrennte, längs des Trenntroges angeordnete, unter Druck stehende Kästen eingeleitet und aus diesen Kästen über Flüssigkeitsdichtungen abgezogen werden.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sich infolge ihrer Schwere durch jede Öffnung absetzenden Teile längs einer eine Verlängerung der stromabwärtsgerichteten Wandung der öffnung bildenden Wandung geleitet werden.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz zwischen dem Raum über der Schlammoberfläche und dem Auslass jeder öffnung so eingestellt ist, dass die durch die öffnung austretende Flüssigkeitsmenge im wesentlichen auf die zur Benetzung der durch die Öffnung austretenden Teilchen notwendige Menge beschränkt ist.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz zwischen dem Raum über der Schlammoberfläche und dem Auslass jeder öffnung derart eingestellt ist, dass im wesentlichen nur die schwereren Teilchen hindurchtreten können.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schlamm ein Benetzungsmittel zugesetzt wird.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schlamm ein Flotationsmittel zugesetzt wird. 12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in parallelen Bahnen die zusätzliche Flüssigkeit zum Aufbrechen sich sammelnder und brückenbildender Teilchen injiziert wird.

   13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trenntrog periodisch in Troglängsrichtung gerichtete Schwingungen aufgeprägt werden. 14. Waschtrog zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch zumindest eine Austritts- öffnung (7) im Boden (4) des Troges (1) und Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung eines Überdruckes, beispielsweise eine ähnlich einem Wasserstrahlgebläse ausgebildete Leitung (15), an dieser öffnung (7) gegenüber dem auf die Schlammoberfläche wirkenden Druck.

   15. Waschtrog nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (7) in Abständen längs des Trogbodens (4) ange- <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 Kanäle (5) unterteilt ist, in deren Grund die öffnungen (7) angeordnet sind.

   17. Waschtrog nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede öffnung (7) einen im wesentlichen der Breite des entsprechenden Kanals (5) gleichen Durchmesser aufweist.

   18. Waschtrog nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (5) V-förmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 4).

   19. Waschtrog nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (5) U-förmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 5).

   20. Waschtrog nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die öffnungen (7) in quer über den Boden (4) des Waschtroges ( verlaufenden Reihen angeordnet sind.

   21. Waschtrog nach einem der Ansprüche EMI4.2 Überdruck stehendes Gas enthalten.

   22. Waschtrog nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kästen (8) mit Flüssigkeitsdichten Ein- und Auslässen (12, 13) versehen sind.

   23. Waschtrog nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (9) jedes Kastens (8) in Verlängerung der stromabwärts liegenden Begrenzung (10) der zugeordneten Öffnung (7) liegt.

   24. Waschtrog nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kästen (8) mit einem Flüssigkeitseinlass EMI4.3 Wasserstrahlgebläse ähnlichen Vorrichtungen (15) zur Einführung von Gas in den Kasten (8) versehen sind.

   25. Waschtrog nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (4) des Waschtroges (1) zusätzliche, an EMI4.4 nungen (18) vorgesehen sind.

   26. Waschtrog nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des. Waschtroges (1) mit Flüssigkeitsdichtungen (22) versehen sind und der obere Teil (21) umschlossen und an eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung von Unterdruck, wie z. B. an eine Vakuumpumpe (23), angeschlossen ist. 27. Waschtrog nach einem der Ansprüche 14 bis 22 oder Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die stromabwärtsliegenden Wandungen (10) jeder öffnung (7) nach unten durch Trennwände (24) verlängert sind.