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Verfahren und Apparat zur elektrostatischen Scheidung von Erzen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Apparat zur Trennung und zur Klassifizierung bzw. Abteilung von verschiedene Grade elektrischer Leitungsfähigkeit besitzende Partikeln von fein zerteiltem metallhaltigen Material, wie z. B. metallführenden Erzen und andern Gemengen, in welchen einige'Bestandteile auf elektrostatische Einflüsse reagieren, während andere Bestandteile dies nicht tun bzw. diesen Einflüssen gegenüber in geringerem Masse unterliegen.
Gemäss dem vorliegenden Verfahren zur elektrostatischen Trennung von fein zerteiltem metallführenden Material wird dasselbe der Hitze unterworfen und zentrifugiert, wodurch es ganz trocken und warm (vorteilhaft heiss) zwischen Elektroden hindurchgeführt, wobei die Partikeln nach Massgabe ihrer elektrischen Leitungsfähigkeit mehr oder weniger elektrisch geladen und so abgestossen und angezogen werden, bis sie entsprechend Zonen erreichen, von wo aus sie gemäss der Wirkung, welche sie von dem elektrostatischen Kraftfeld ableiten, in Klassen bzw. in Abteilungen gesammelt werden, u. zw. beispielsweise entsprechend dem Gewichte derselben oder nach andern Gesichtspunkten sortiert.
In der Zeichnung ist der gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildete, zur Durchführung des
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kompletten Maschine, die eine Zentrifuge und eine Ableitungsvorrichtung besitzt, obwohl die Zahl der Zentrifugen, in Reihen gestellt, vervielfacht sein kann. Fig. 2 ist eine Draufsicht teilweise im Schnitt nach der Linie A-A, B-B der Fig. 1.
Der Apparat besitzt ein passendes Gehäuse, welches noch näher beschrieben wird. Dasselbe umgibt eine Zentrifugalpfanne 3, deren mit letzterer ein Ganzes bildende vertikale hohe Welle 4 sich erweitert in eine tiefer gelegene Verteilungskammer 5, die mit Öffnungen 6 versehen ist, welche zu der erwähnten Pfanne 3 führen. In dem Rahmen des Apparates, der in diesem entsprechend vertikal gestellt ist, ist eine
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den Rand der Hülse 7 übergreift. Weiteres besitzt diese Büchse 9 einen nach innen springenden Rand 11.
Die Welle 4 ist mittels Kugellagern in der Büchse 9 drehbar gelagert, wobei der Kugelring 12 auf dem nach innen vorspringenden Rand 11 der Büchse 9 aufruht während der zugehörige Kugelring 13 auf einer auf der Hohlwelle 4 aufgeschraubten Büchse 14 aufgeschoben ist. Zur seitlichen Führung der Hohlwelle 4. sind ausserdem zwei Kugellager 15 und 18 vorgesehen. Die inneren Kugelringe der beiden Lager sind auf der Zentrifugenwelle 4 und die äusseren an der Büchse 9 befestigt, wobei das Lager 13 auf den Flansch der Welle 14 ruht. Zwischen den beiden Kugellagern 15 und 18 sind Distanzringe 16, 17 eingeschaltet.
Ausserdem ist über dem Lager 18 ein an der Hohlwelle 4 aufgeschraubter Spannring 19 vorgesehen, der das Ganze starr verbindet, wobei über dem letzteren eine Staubkappe 20 angeordnet ist. Die Ölung der drei Kugellager erfolgt durch die Ölröhrchen 21, welche der Ölpumpe 22 angeschlossen sind. Diese Ölröhrchen führen durch die Hülse 7 unterhalb des Verbindungsstückes 8 und durch die Büchse 9 zu den äusseren Kugelringen der Kugellager 15, 18, während das abfliessende Öl in dem Sammelbehälter 24 aufgefangen wird, der auf der Hohlwelle 4 sitzt. Von diesem Sammelbehälter wird das Öl durch das Röhr- chen 23 wieder durch eine Pumpe 22 angesaugt.
In der Hohlwelle 4 ist an ihrem oberen Ende ein Füll- trichter 25 eingefügt, während diese Hohlwelle aussen ein Kegelrad 26 trägt, das mit einem Kegelrad 27 in Eingriff steht, welches auf der Antriebswelle eines Motors 28 sitzt. Zwischen den Fülltrichterstutzen und der Hohlwelle sind Lufteinlassöffnungen 29 vorhanden. Die Pfanne 3 hat an ihrem Boden radiale Schlitze. 30, welche durch eine ringförmige Platte 31 abgedeckt sind. Der Rand dieser Pfanne 3 ist zu
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einem Wulst 32 ausgebildet. Die Pfanne kann zweckmässig mit Führungen für das zu behandelnde Material vorgesehen sein. Elektrische Heizkörper 33 von wohlbekannter Konstruktion werden in Gehäuse 34 eingeschlossen und sind unterhalb der Platte 31 angeordnet.
Ein Deckel 36 der Pfanne 3 ist durch eine Muffe 35 um dem oberen Olauffangsbehälter 24 befestigt, der seinerseits, wie bereits erwähnt, mit der Hohlwelle 4 festverbunden ist. Innerhalb der Ringmuffe 35 ist eine Glocke 37 vorgesehen, die mit Auslassöffnungen versehen und durch Distanzklötzchen 38 an der Muffe 35 befestigt ist.
Am unteren Teil der Verteilungskammer 5 ist ein Bodenring 39 vorgesehen, an den sich eine zylinder- förmige Hülse 40 anschliesst, die durch einen Flansch 41 an der unteren Stirnfläche der Kammer 5 befestigt ist. In die zylindrische Hülse 40 ist ein Stützung 44 mit seinen flanschartigem Ende eingesetzt, der die Spule 42 eines Solenoides trägt. Hiebei stützt sich die Spule 42 mittels eines Flansches 43 gegen den Flansch 45. Das Solenoid beeinflusst die Ventilstange eines Ventils 48, welches seinen Sitz an der Ring-
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Solenoides trägt die erwähnten Ventilstangen.
Transformatorwicklungen 49, vorteilhaft in vier Paaren im geeigneten isolierten Gehäuse untergebracht, sind an der zylindrischen Hülse 40 befestigt und jede Wicklung besitzt eine Anzahl von Anschlusskontakten 50, die aussen an dem erwähnten Gehäuse angeordnet sind. Das eine Ende der Sekundärwicklung dieser Transformatoren ist durch Anschluss an den Mase. hinenrahmen geerdet. während das andere Ende leitend mit den genannten Ansehlusskontakten verbunden ist.
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bilden einen Pol eines Kraftfeldes, von welchem der andere durch dem Ring 51 gebildet wird (letzterer U-förmig gestaltet und einen'oberen äusseren Rand tragend).
Der Ring 51 ist von radialen Armen 52 getragen, die aus Isolationsmaterial hergestellt sind, deren innere Enden in Aussparungen des Ringes 53 befestigt sind, der seinerseits an dem Ölbehälter 24 angebracht ist, während das äussere Ende durch Schuhe 54 vermittels Schrauben an Teilen der Elektrodenringe 51
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gebogenen Flansch 58 aufweist. Auf dissem Flansch 58 schleift ein unter Federwirkung stehender Schleifkontakt 59 einer hochgespannten elektrischen Stromquelle, bshpiel. sweie eines Transformators oder einer Influenzmaschine bzw. eines Generators von 10. 000 Volt aufwärts, aber vorteilhaft zwischen 35. 000 bis zu 300. 000 Volt Spannung. Hiebei bildet zweckmässig der Maschinenrahmen den stromführenden Teil.
Der Ölbehälter 24 führt isolierte Kollektorringe 60, welche mit einer Verteilungsschliefbürste 61 in Verbindung stehen. Zu diesen führt der elektrische Strom von normaler Spannung, ungefähr zwischen 200 und 600 Volt, wobei wieder der Maschinenrahmen den Erdanschluss des Stromes vermittelt. Die Pfanne 3 ist von unten von einem trichterförmigen Verteiler umgeben, der mit einem rohrstutzenförmigen Ende 63 an der Hohlwelle 4 der nächst tieferen, ähnlich ausgestalteten und angeordneten Zentrifuge befestigt ist. Wenn jedoch keine Batterie, solcher Zentrifugen vorgesehen bt, sondern bloss eine einzige Zentrifuge, so ist in letzterem Falle der Rohransatz 63 an der Hohlwelle 64 befestigt, die in ähnlicher Wei-e wie die Welle 4 in Kugellagern gelagert ist.
Kurvenförmige, radialgerichtete Führungen 65 befinden sich auf dem Boden des Verteilerrichters 62.
Diese Führungen sind mittels Laschen 66 einerseits in der Hülse 40 und anderseits in der Seitenwand der Pfanne 3 befestigt. Dieser Vertsilungstnchter 68 kann stationär angeordnet sein, in welchem Falle ein Kegelradgetriebe 67, 68 vorgesehen ist, das durch einen elektrischen Motor 69 seinen Antrieb erhält.
Hiebei ist das Kegelrad 67 in dem Rohransatz 63 angebracht. Dieser Motor treibt zweckmässig auch die Ölpumpe 22, die, wie schon erwähnt, zur Ölung der Lager dient. Die Hohlwelle 64 ragt in ein kurzes Rohr 70, von dem seitlich ein Saugrohr 71 abzweigt. Unterhalb des Rohres 70 kann ein Förderband
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rohre 75, in welchen die Füllsäcke befestigt werden können. Die Trichter 74 sind aussen an dem Umfang der Verteilerscheibe bzw. in ihrem Ringe 7'2 angebracht und werden von einem Ring 70 überlappt.
Von den Kollektorringen 60 führen unabhängige isolierte Leitungen zu den Heizelementen 35. den Transformatorwicklungen 49 und zu der Solenoidwicklung 46, wobei wieder der Maschinenrahmen die Ableitung des Stromes zur Erde vermittelt. Ausserdem sind in dem genannten Stromzweig Vorschaltungs- widerstände zur Stromregelung bzw. für Kontrollzwecke vorgesehen.
Das Gehäuse dieses Apparates ruht auf einem Ring 77 auf, an welchem die oberen Hülse 7 zentrisch angeordnet ist. Ausserdem trägt der obere Ring 77 die Platte 78, auf welcher der Elektromotor 28 aufruht. Der Ring 77 ist mittels Schrauben'in vertikalen Trägern 79 befestigt, die von einem Mantel 80 umschlossen sind. Die Träger 79 ruhen ihrerseits auf einem zweiten Ring 77, der sich an einem grösseren
Rahmen'81 abstützt (dieser Rahmen kann mit dem nächsten Apparat der Batterie verbunden sein oder ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mittels Trägern 82 auf einen Grundring 8. 3 gestützt). Dieses Traggestell ist von einer Deckplatte 86 und einem seitlichen Mantel 85 umschlossen, wobei Zwischenräume 81 bzw. 84 gebildet sind.
Vorteilhaft hat dieses Gehäuse Schaulöcher.
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Eine grössere Ausbeute an Erz und eine grössere Sortierungsmöglichkeit ist durch die Verwendung einer grösseren Anzahl von Zentrifugen gesichert, welche vorteilhaft in Reihe übereinander geschaltet sind. In diesem Falle ist die Verteilungsvorrichtung jeweils an der Hohlwelle der nächst tieferen Zentrifuge in die Zentrifugenpfanne, woselbst es wieder dem gleichen Prozesse unterworfen wird. Jede der Zentrifugenreihen hat zweckmässig ihre eigene unabhängige Kraftquelle.
Bei Einschalten der beiden Motore 28 und 69 werden die Zentrifugen in Rotation versetzt, wobei der Verteilungsrichter 62 gegenüber der Pfanne 3 gegenläufige Drehung ausführt. Ist aber dieser Ver- teilung, ; trichter feststehend, so erfolgt die Verteilung des Materials auf demselben durch die drehbaren Bleche 63. Das zu behandelnde Material wird vorerst vollkommen in angrenzenden Ofen oder in irgendeiner andern bekannten Art erhitzt, worauf es auf den Trichter 25 aufgebracht wird, von wo es durch die Hohlwelle 4 in die Verteilerkammer 3 gelangt und durch die Öffnungen 6 in die Glocke 37 und von dieser in die Pfanne 3 eintritt.
Das Material bewegt sich auf diese Weise auf die Pfanne und wird durch den unteren Rand der Glocke 57 gezwungen, einen schmalen, horizontalen Kreisstrom zu bilden, während die Luft, welche unter diesem Ringe 57 keinen Durchgang findet ihren Weg zwischen den Distanzstücken 38 nach oben hin in den Ringkanal zwischen Muffe 35 und Glocke 37 suchen muss.
Die Temperatur des Materials und der Atmosphäre wird in der Pfanne 3 durch die elektrischen Heizkörper 33 in ihrer Höhe gehalten, wobei die Wärme durch Radialschlitz 30 in die Pfanne strömt.
Das erhitzte Material, das durch die Zentrifugalkraft der sich drehenden Pfanne 3 nach auswärts
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Mitte dieses Trichters, von wo aus es durch die Hohlwelle 64 und durch den Abteilungssutzen 70 auf eine
Förderungsrichtung gelangt, dar, falls eine Batterie von Zentrifugen vorhanden ist, in die Hohlwelle der nach unten anschliessenden Zentrifuge eintritt. Falls gewünscht wird, dass eine oder die andere Zentrifuge der Batterie zum Stillstand gesetzt wird, muss dass Solenoid der betreffenden Zentrifuge ausgeschaltet werden.
Hiedurch fällt die den Kern des Solenoides bildende Ventilstange des Ventils 48 herunter, wodurch ein Durchgangskanal für das Material geschaffen wird, so dass dieses nunmehr von der Verteilerkammer 5 unmittelbar in die Hohlwelle 64 derselben Zentrifuge fällt, um über den Trichter 62 und dem Rohr 64 in die nächst tiefere Zentrifuge zu gelangen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur elektrostatischen Scheidung von Erzen wobei das Gut durch Zentrifugalkraft durch ein elektrostatisches Feld geschleudert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut in einem ersten
Kraftfeld elektrisch geladen und in einem zweiten Kraftfeld je nach seiner elektrischen Leitfähigkeit ab- gestossen oder angezogen und verschiedenen Abgabstellen zugeführt wird.