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Verfahren und Vorrichtung zum trennscharfen Klassieren von Korngut, das in einer viskosen Trübe enthalten ist
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum trennscharfen Klassieren von Korngut, das in einer viskosen Trübe enthalten ist. Zur Gewinnung von Metallen aus armen Erzen werden oft Flotationsverfahren benutzt, deren erfolgreiche Anwendung eine Zerkleinerung dieser Er- ze zu einem Korngut bedingt, das möglicher frei von Überkom, d. h. von Körnern mit einem Durch- messer ist, der einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Zerkleinerung geschieht in Mühlen, wel- chen das zweckmässig z. B. mit einem Brecher vorzerkleinerte Erz zugeführt wird.
Die Natur des Mahlprozesses bringt es mit sich, dass eine überkomfreie Kornfraktion zwangsläufig einen grossen Anteil Feinstkom enthält, weil das zugeführte Gut bei den üblichen Werten für die obere
Schranke des zulässigen Korndurchmessers praktisch totgemahlen werden muss. Eine derartige Zerkleinerung erfordert grosse Mühlen und bedingt eine erhebliche Antriebsleistung, ist also durchaus ungirt- schaftlich. Es ist daher vorgeschlagen worden, die Mühlen ohne Rücksicht auf einen vernünftigen Überkornanteil im abgegebenen Korngut (Miihlenaustrag) zu betreiben, den Mühlenaustrag mit möglichst wenig Wasser zu verdünnen und einem Hydrozyklon zuzuführen, dessen Unterlauf dem am Mühleneingang zugeführten Erz beizumengen und den Oberlauf des Zyklons als Erdfraktion abzuziehen und z. B. einem Flotationsprozess zuzuführen.
Solche Anlagen bzw. Verfahren gestatten eine Auslegung der Mühlen, die einem angemessenen Durchsatz entspricht. Die Schwierigkeiten liegen bei der Abscheidung des Überkornes in einem Hydrozyklon. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden bei Flotationsprozessen Trüben hoher Konzentration also mit z. B. zwischen 10 bis 15 Vol, -0/0 betragendem Feststoffgehalt verlangt. Wird dessen Apexdüse soweit gedrosselt, dass der Unterlauf möglichst wasserarm ist, z. B. 50 Vol, -0/0 Feststoffe enthält, um nur wenig feines Korngut in die Mühle zurückzuführen, so muss im Zyklonoberlauf ein Überkornanteil in Kauf genommen werden, welcher die zulässige Grenze überschreitet.
Ein Einhalten dieser Grenze bedingt aber einen wasserreichen Unterlauf mit relativ grossem Feinkornanteil und damit eine Belastung der Mühle mit Korngut, das schon fein genug ist.
Ziel der Erfindung ist das Sprengen dieses circulus vitiosus, d. h. die Schaffung eines vorzugsweise in Verbindung mit einer Mühle aber auch allgemeiner anwendbaren Verfahrens, das eine trennscharfe Klassierung von Korngut ermöglicht, welches den Feststoffgehalt einer viskosen Trübe oder Suspension (Rohtrübe) darstellt.
Dieses Ziel lässt sich mit einem Trennprozess erreichen, bei dem erfindungsgemäss die gegebenenfalls von einer Mühle angelieferte Rohtrübe in einer ersten Hydrozyklonstufe in einen wasserarmen Unterlauf und in einen grobguthältigen Überlauf getrennt, dieser Unterlauf, gegebenenfalls nach einer zusätzlichen Entwässerung, als erste Grobfraktion ausgetragen, der Feingutüberlauf einer zweiten Hydro- zyklonstute zugeführt und in dieser in einen von Überkorn, d. h.
von Körnern mit einem einen vorgegebenen Wert übersteigenden Korndurchmesser, praktisch freien Überlauf sowie in einen gegenüber dem Unterlauf des ersten Zyklons wasserreichen Unterlauf getrennt, der Feingutüberlauf als Feinfraktion aus-
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getragen und der Unterlauf dieser zweiten Hydrozyklonstufe in einem wenigstens eine Stufe aufweisenden Gravitationsschlämmprozess in eine Grobfraktion, die als eine zweite Grobfraktion ausgetragen wird, sowie in eine Feinfraktion getrennt und diese der in die erste Hydrozyklonstufe eingespeistenRohtrübe zugemengt wird.
Ist der ersten Hydrozyklonstufe eine Mühle vorgeschaltet, so empfiehlt es sich, den Unterlauf der ersten Hydrozyklonstufe und die Grobfraktion des Gravitationsschlämmmers dem der Mühle zugeführ- ten Rohgut zuzuführen und damit in den Zerkleinerungsprozess abermals einzugliedern.
Anlagen zur Durchführung solcher Prozesse sind im Einklang mit der Erfindung mit einer ersten, wenigstens einen Hydrozyklon enthaltenden Hydrozyklonstufe mit einem Einlauf für eine Rohtrübe, dessen Apexdüse zur Abgabe eines flüssigkeitsarmen Unterlaufes eingestellt und dessen Überlaufauslass mit dem Einlauf einer zweiten, mindestens einen Hydrozyklon aufweisenden Hydrozyklonstufe verbunden ist, einem ein-oder mehrstufigen Gravitationsschlämmer, dessen Einlauf an die zur Abgabe eines von Überkorn praktisch freien Überlaufes eingestellte Apexdüse der zweiten Hydrozyklonstufe und dessen Auslass für eine Feinfraktion an den Einlauf der ersten Hydrozyklonstufe angeschlossen ist, und gegebenenfalls mit einer der ersten Hydrozyklonstufe vorgeschalteten Mühle, deren Mahlgutauslass mit dem Einlauf der Ietztgenannten Hydrozyklostufe in Verbindung steht,
ausgerüstet, wobei es sich von selbst versteht, dass solchen Anlagen auch die notwendigen Hilfsgeräte, wie Pumpen, Pumpensümpfe, Rohrleitungen u. dgl. zugehören.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. Dabei werden sich weitere Merkmale und Vorteile ergeben. Die Zeichnung zeigt das Schaltbild einer Anlage zur Aufbereitung von Erzen, die einem Flotationsverfahren unterworfen werden sollen.
DieAnlageenthälteineMühle--1--, z.B.eineRohrnassmühle,miteinemEinlasszumAufgeben des vorzerkleinerten und mit Wasser vermischten Erzes. An den Mühlenauslass ist ein Pumpensumpf--2-
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Diese Hydrozyklonstufe kann aus einem oder aus zwei oder mehreren parallel arbeitenden Hydrozyklonen bestehen, derenApexdüse bzw. -düsen-50- zur Abgabe eines flüssigkeitsarmen und demnach feingutarmen Unterlaufes --U1-- eingestellt sind. Dieser Unterlauf ist mit dem Einlass einer Entwässe- rungsvorrichtUng--6--, vorzugsweise eines Rüttelentwässerers und dessen Austragsöffnung für entwässer-
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zweiten HydrozyklonstUfe -11- geschaltet ist, zugehört.
Gegebenenfalls, nämlich dann, wenn es möglich ist, mit der Pumpe --3-- einen ausreichenden Druck zu erzielen, kann der Feingutauslass der ersten Hydrozyklonstufe unmittelbar an den Einlauf der zweiten angeschlossen sein. Diese Hydrozyklonstufe-11-, die einen, zwei oder mehrere parallel ar- beitende Zyklone enthalten kann, ist durch gehörige Einstellung der Apexdüse-12-zur Abgabe einer grobkomfreien Feinfraktion-F2-eingestellt. Diese Feinfraktion stellt ein zur Weiterbehandlung in einem Flotierverfahren geeignetes Endprodukt dar.
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versehen und damit gegenüber einem unregelmässigen Anfall von Korngut weitgehend unempfindlich ist. Auch innerhalb weiter Grenzen veränderliche Sinkgutmengen sind bei mechanischem Austrag aus dem Gerät, z.
B. mittels eines Heberades, ohne Rückwirkung auf ihren Wassergehalt entnehmbar.
Der Überlauf-FS-dieses Schlämmers, dem Frischwasser-W-zugeführt wird, ist dem Pum- pensumpf-2-für die Kreiselpumpe der ersten Hydrozyklonstufe zugeleitet. Der Auslass für die Grob-
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Verfahren erläutert.
Es sei die Aufgabe gestellt, ein Kupfererz mit dem spez. Gewicht von 3, 3 g/cm3 für die Metallausbringung in einem Flotationsprozess aufzubereiten und zu diesem Zweck in eine Suspension mit einem Korngehalt zu bringen, dessen Hauptkömung bei 0 bis 0,075 mm liegt. Pro Stunde wurden 19 t dieses Erzes und 10 m3 Wasser der Mühle --1-- zugeführt und diesem Gemisch die Grobfraktion-G--
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des Schlämmers-13-, der pro Stunde 14 t Komugt und 6 m', also 70 Gew.-% bzw. 41 Vol.-% Fest- stoffe führte, und das abgesunkene Korngut --K-- des Rüttelentwässerers --6-- beigemengt.
das stündlich in einer Menge von 32 t Erzkörnern und 4 m3 Wasser, entsprechend einem Feststoffgehalt von
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serer --6-- in die Mühle rückgeführten Korngutes, also der Fraktionen G + K, ist in Spalte II der nach- stehenden Tabelle angegeben (Schlamm mit 10 m3/h Wasser und 46 t/h, Korngut, d. s. 82 Gew.-% oder
58 Vol.-% Feststoff).
Tabelle
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<tb>
<tb> I <SEP> Korndurchmesser <SEP> Prozentgehalt
<tb> in <SEP> mm <SEP>
<tb> II <SEP> (G <SEP> +K) <SEP> III <SEP> (M) <SEP> IV <SEP> (F2)
<tb> über <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 5-1, <SEP> 0 <SEP> 12 <SEP> 8, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 2-0, <SEP> 5 <SEP> 35 <SEP> 24, <SEP> 8 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 1-0, <SEP> 2 <SEP> 34 <SEP> 24, <SEP> 8 <SEP> 4
<tb> 0, <SEP> 075-0, <SEP> 100 <SEP> 8 <SEP> 7, <SEP> 2 <SEP> 7
<tb> 0, <SEP> 063-0, <SEP> 075 <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 5
<tb> 0, <SEP> 042 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 063 <SEP> 2 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> 0, <SEP> 025 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 042 <SEP> 1 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 14
<tb> 0, <SEP> 000-0, <SEP> 025 <SEP> 4 <SEP> 21, <SEP> 3 <SEP> 61
<tb>
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s.stufe,
welcher der zweiten Hydrozyklonstufe zugeführt und dort nochmals getrennt wurde, enthielt 44 t/h Korngut und 49 m3/h Wasser (Feststoffgehalt 47 Gew.-% bzw. 21 Vol. -%).
Die Scheidung in der zweiten Hydrozyklonstufe-11-ergab einen Unterlauf-U2-mit 25 t/h Korngut und 17 m3/h Wasser (60 Gew.- bzw. 31 Vol.-% Feststoffgehalt) und eine Feinfraktion-F2-, die pro Stunde 19 t Komgut und 32 m3 Wasser (37 Gew.-% bzw. 15 Vol.-% Feststoffgehalt) enthielt.
Die Kornverteilung des mit dieser Fraktion transportierten Korngutes ist in Spalte IV der Tabelle eingetragen.
Dieses Beispiel veranschaulicht sehr deutlich die Überlegenheit des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber Trennverfahren, die nur mit Hydrozyklonen arbeiten, die auf wasserarmen Unterlauf eingestellt sind und bei denen bei grösserem Grobgutanfall unweigerlich nach kurzer Zeit Grobgut in die Feinfraktion gelangt.
Das in den Trennprozess eingeführte Frischwasser wird nicht dem Pumpensumpf der ersten Hydrozyklonstuie, sondern dem Gravitationsschlämmer zugeleitet und damit wesentlich wirkungsvoller für den Trennvorgang ausgenutzt. Anderseits würde ein ohne Zuhilfenahme der Zentrifugalkraft UI. d nur mit Gravitationsschlämmvorgängen arbeitendes Trennverfahren nicht ein Arbeiten mit Suspensionen hohen Feststoffgehaltes erlauben, da Gravitationsschlämmer bei stärker konzentrierten und damit viskosen Trüben nicht anwendbar sind, weil die Trennschärfe unbefriedigend wird oder die Trennwirkung völlig ver-
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loren geht.
Die Vorzüge des erfindungsgemässen Verfahrens entspringen der Anwendung zweier Hydrozyklonstufen in Verbindung mit einem Gravitationsschlämmprozess in der beschriebenen Zusammenschaltung. Wird dieses Verfahrens in einen eine Mahlstufe enthaltenden Aufbereitungsprozess eingegliedert, so ergibt sich eine sehr wirtschaftliche Führung dieses Prozesses, denn der Mahlprozess bzw. die seiner Durchführung dienende Mühle, kann für eine wirtschaftliche Feinvermahlung ohne Totmahlen ausgelegt werden, weil das in die Mühle rückgeführte Grobgut praktisch von Feinkorn frei ist, wie aus Spalte II der Tabelle hervorgeht.
Anderseits ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren den Anforderungen zu entsprechen, die bei Flotationsprozessen an die zu flotierende Suspension gestellt werden. Ohne Schwierigkeiten lassen sich Feststoffkonzentrationen von z. B. 15 Vol. -0/0 erreichen, wobei nur etwa 100/0 der Körner Korndurchmesser über 0, 075 mm aufweisen (s. Spalte IV der Tabelle).
Nach der Erfindung gebaute Trennanlagen sind kaum teurer als die bisher üblichen, eventuelle Mehrkosten machen sich sehr bald aus Ersparungen des Betriebes bezahlt.
Zur Weiterbehandlung des Unterlaufes-U2-der zweitenHydrozyklonstufe-11-, eignen sich besonders mehrstufige Gravitationsschlämmer (österr. Patentschriften Nr. 199140 oder insbesondere Nr. 253436), bei denen mit verhältnismässig wenig Stufen eine hohe Trennschärfe erreicht wird und die deshalb Grobgut abgeben, das nur sehr wenig Feingut enthält, Wird eine Entwässerung des Unterlaufes
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einer dicken Suspension auf etwa 30 Vol. -0/0 herabgedrückt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum trennscharfen Klassieren von Korngut, das in einer viskosen Trübe enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gegebenenfalls von einer Mühle (1) angelieferte Rohtrübe (R) in einer ersten Hydrozyklonstufe (4) in einen wasserarmen Unterlauf (U1) und in einen grobguthältigen Überlauf (F1) getrennt, dieser Unterlauf, gegebenenfalls nach einer zusätzlichen Entwässerung, als erste Grobfraktion (K) ausgetragen, der Feingutüberlauf (F1) einer zweiten Hydrozyklonstufe (11) zugeführt und in dieser in einen von Überkorn, d. h.
von Körnern mit einem einen vorgegebenen Wert übertreffendem Korndurchmesser, praktisch freien Überlauf (F2) sowie in einen gegenüber dem Unterlauf (U 1) des ersten Zyklons wasserreichen Unterlauf (U2) getrennt, der letztgenannte Feingutüberlauf als Feinfraktion ausgetragen und der Unterlauf dieser zweiten Hydrozyklonstufe in einem wenigstens eine Stufe aufweisenden Gravitationsschlämmprozess in eine Grobfraktion (G), die als eine zweite Grobfraktion ausgetragen wird, sowie in eine Feinfraktion (F3) getrennt und diese der in die erste Hydrozyklonstufe (4) eingespeisten Rohtrübe zugemengt wird.
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