Verfahren zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Eindicken von Suspensionen, insbesondere von bei der Abtrennung von Kohlen oder Erzen aus Ge stein verwendeten Suspensionen, wie z. B. Suspensionen von Löss, Lehm, Schiefer, Baryt, Magnetit und dergleichen.
Bei solchen Verfahren werden die getrenn ten Produkte, z. B. Kohle und Gestein, mit Wasser abgespült, um die anhaftenden Sus- pensionspartikeln zu entfernen, wobei eine verdünnte Suspension erhalten wird.
Die verdünnte Suspension muss, um sie im Trennungsbehälter aufs neue als Normalsus pension verwenden ztt können, bis auf das ge eignete spezifische Gewicht eingedickt werden.
Bisher war es üblich, die Eindickung mit tels Klassiervorrichtungen, Eindickern, z. B. nach Dorr, durchzuführen. Diese Vorrichtun gen weisen den Nachteil auf, dass sie verhält nismässig gross sind. Bei denjenigen. Appara ten, bei welchen das eingedickte Material durch eine im Boden befindliche öffnung ab geführt werden muss, liegt die Möglichkeit vor, dass weitere Schwierigkeiten zum Beispiel durch Verstopfen entstehen.
Es ist ebenfalls bekannt, das beim Wa schen von Kohle anfallende Waschwasser mit tels eines Zyklons zu klären. Der Einstellung eines bestimmten spezifischen Gewichtes der den Zyklon verlassenden Fraktionen wurde aber bisher keine Aufmerksamkeit gewidmet. Auch sei bemerkt, dass es sich bei einer Klä rung darum handelt, das Wasser möglichst vollständig von Feststoffpartikeln mt befreien. Beim Eindicken einer Suspension jedoch be absichtigt man, eine konzentrierte Fraktion zu erhalten. Es ist üblich, die Suspension zu diesem Zwecke in zwei Fraktionen zu trennen, von denen die eine im Vergleich mit der ur sprünglichen Suspension eine verdünnte, die andere eine eingedickte ist.
Gemäss dem Verfahren nach der Erfin dung wird nun die einzudickende Suspension tangentiell unter Druck in einen Zyklon hin eingeleitet., so dass eine eingedickte und eine verdünnte Fraktion erhalten werden, wobei durch Einstellung des Mengenverhältnisses der zwei aus dem Zyklon abgeführten Frak tionen das spezifische Gewicht einer dieser beiden Fraktionen auf einen erwünschten Wert eingestellt, wird.
Eine Änderung des erwähnten Mengenver hältnisses lässt sich durch Änderung der Durchmesser der Auslassöffnungen des Zy klons bewerkstelligen. Ein gleiches Ergebnis erzielt man durch Änderung des Suspensions- zufuhrdr uckes.
Dadurch, dass man entweder den Durch messer des Auslasses für die eingedickte Frak tion verkleinert. oder den Durchmesser des Auslasses für die verdünnte Fraktion vergrö ssert, kann man eine Steigerung des spezifi schen Gewichtes der eingedickten Fraktion bewirken. Infolgedessen steigt jedoch auch das spezifische Gewicht der verdünnten Frak tion gleichzeitig etwas an, so dass der Prozent satz der in der eingedickten Fraktion wieder gewonnenen Feststoffpartikeln etwas geringer wird. Diesen Nachteil kann man vermeiden, indem man den Suspensionszufuhrdruck er höht. Ein höherer Suspensionszufuhrdruck er gibt eine eingedickte Fraktion mit einem höheren spezifischen Gewicht und eine ver dünnte Fraktion mit einem niedrigeren spe zifischen Gewicht.
Liegt, zum Beispiel die Absicht vor, beim Waschen mit einer Lösssuspension den weg gespülten Löss aus dem von der getrennten Kohle bzw. dem Gestein abfliessenden Spül wasser wiederzugewinnen, so ist es am wirt, schaftlichsten, ihn in Form einer konzentrier ten Suspension, die das gleiche spezifische Ge wicht aufweist wie die im Trennungsbehälter befindliche, wiederzugewinnen. Bei einem sol chen Verfahren kann der wiedergewonnene Löss gleich aufs neue in den Trennungsbehäl ter hineingeleitet werden.
Das spezifische Gewicht der im Tren nungsbehälter befindlichen Suspension wird wie bekannt höher oder niedriger gewählt, je nach den Anforderungen, die an die Tren nung gestellt sind. Man muss daher imstande sein, Suspensionen mit einem unterschied lichen spezifischen Gewicht herzustellen. Es hat sich nun gezeigt, dass sich ein Zyklon her vorragend zum besagten Zwecke eignet, weil das spezifische Gewicht der mittels des Zy klons getrennten Fraktionen auf vorerwähnte Weise leicht eingestellt werden kann. Das er findungsgemässe Verfahren weist deswegen in bezug auf bekannte Konzentriermethoden grosse Vorteile auf.
Mit der Anwendung eines Zyklons sind jedoch weitere Vorteile verbunden.
Die Konstruktion ist einfach und relativ billig, die Betmiebssicherheit gross. Rotierende Teile, wie sie bei einer Zentrifuge vorhanden sind, fehlen; die Bedienung eines Zyklons er fordert wenig Personal, und die Einstellung des Mengenverhältnisses der beiden den Zy klon verlassenden Fraktionen entsprechend dem gewünschten spezifisehen Gewicht einer der Fraktionen der Suspension kann in ein facher Weise automatisiert werden. Der Raumbedarf ist relativ gering.
Es hat sich zum Beispiel gezeigt, dass im Vergleich zu einem Dorrschen Eindicker ein Zyklon glei cher Leistung nur 1/"o dessen (lrundfläche benötigt.
Die Trennung in Fraktionen verschiede nen spezifischen Gewichtes mit, Hilfe von Zy klonen kann als dynamisch bezeichnet werden, im Gegensatz zu den bekannten statischen Trennverfahren, wie zum Beispiel. jenen Ver fahren, bei denen Dorrsclie Eindicker usw. zur Verwendung gelangen. Verstopfungen kommen infolgedessen praktisch nicht vor. Die festen Teilchen der eingedickten Fraktion bekommen nicht die Gelegenheit, sieh nieder zusetzen.
Die Abseheidung der in der verdünnten Fraktion noch vorhandenen Feststoffpar- tikeln kann dadurch erzielt, werden, dass diese Fraktion durch einen zweiten Zyklon hin durchgeleitet wird. Die diesen zweiten Zyklon verlassende eingedickte Fraktion kann sodann der noch nicht. behandelten Suspension zuge leitet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung wurde beispielsweise bei einer Waschanlage, die mit: einer Lösssuspension mit einem spezifischen Gewicht: von 1,5 arbeitet, angewendet. Es wurde Spülwasser eingedickt, das durch Ab spülung von Kohle und Gestein nach deren Trennung erhalten wurde. Die eingedickte Suspension wurde dann unmittelbar dem Trennungsbehälter zugeführt.
Die stündliche Kapazität der Waschanlage betrug 100 t. Die Menge des von der getrenn ten Kohle und dem Gestein abfliessenden Spül zvassers betrug stündlich 75 m'.
Es wurden zwei parallel geschaltete Zy klone mit einem grössten Durchmesser von 50 cm angewendet. Aus dem Spülwasser, das ein spezifisches Gewicht von<B>1,035</B> aufwies, musste also eine Suspension mit einem spezifi schen Gewicht von 1,5 hergestellt; werden. Dies erfolgte, indem man das Spfilwasser un ter einem Druck von 2 at. den Zyklonen zu- leitete, wobei die Durchmesser der Auslass öffnungen für die verdünnte bzw. die einge dickte Fraktion 30 mm bzw. 6 mm betrugen.
Leitete man die verdünnte Fraktion dann noch durch eine weitere Anzahl von Zyklonen, die einen grössten Durchmesser von 50 ein auf wiesen, so gelangte man zu einem Wieder- gewinnungsergebnis des Löss von etwa 80%.
Um das spezifische Gewicht der eingedick ten Fraktion auf dem gewünschten Wert, (1,5) zu halten, auch wenn sich während des Be triebes das spezifische Gewicht der zugeführ ten Suspension änderte, waren Mittel zur Ver änderung des Durchmessers des Auslasses für die eingedickte Fraktion vorgesehen. Statt, des sen hätten auch Mittel zum Andern des Sus- pensionszufuhrdruckes vorgesehen werden können.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wurde eine kleinere Waschanlage mit einem Zyklon mit einem grössten Durchmesser von 35 cm zur Eindickung von Spülwasser reit einem spezifi schen Gewicht. von 1,03 angewendet. Der Zufuhrdruck in Atü 0,5 1,0 1,5 2,0 2,3 Spezifisches Gewicht der eingedickten Fraktion 1,37 1,49<B>1</B>,56 1,63 1,65 Die Erfindung soll an Hand der Zeich nung beispielsweise noch näher erläutert wer den.
Fig.1 stellt einen Zyklon dar.
Fig.2 gibt die schematische Anordnung der Teile einer Waschanlage an.
Beim Zyklon 2, der in Fig.1 dargestellt ist, wird die einzudickende Suspension bei 1 tangential unter Druck in denselben hinein geleitet. Eine verdünnte Fraktion verlässt den selben durch die Ablassöffnung 3 und gelangt in eine mit einem Abflussrohr 5 versehene Kappe 4, die oben verschlossen ist. Der Zy klon ist an seinem Spitzenende mit, einem Schieber 6 ausgerüstet, in dem Ablassöffnun- gen 7 unterschiedlicher Grösse vorgesehen sind.
Den Regelschieber, der drehbar angeord net ist, kann man mittels eines Elektromotors verstellen, so dass Öffnungen verschiedener Durchmesser der Auslassöffnung für die ver- dünnte Fraktion war 40 mm, der Zufuhr druck betrug 1,5 Atü.
Bei Verwendung einer Auslassöffnung für die eingedickte Fraktion von 13 mm Durch messer wurde aus dem Spülwasser eine einge dickte Suspension gewonnen, deren spezifi sches Gewicht 1,45 betrug, während bei Ver wendung einer Auslassöffnung für die einge dickte Fraktion von 12 mm Durchmesser eine eingedickte Suspension mit einem spezifischen Gewicht von<B>1,50</B> 0 erhalten wurde.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde eine Suspension, die einen solchen Ge halt an Schieferpartikeln hatte, dass ihr spezifi sches Gewicht 1,13 betrug, in einem Zyklon mit einem grössten Durchmesser von 50 ein und mit Durchmessern der Auslassöffnungen für die verdünnte bzw. die eingedickte Frak tion von 40 bzw. 9 min eingedickt.
Das spezifische Gewicht, der eingedickten Suspension war abhängig von dem eingestell ten Zufuhrdruck, wie aus nachstehender Ta belle hervorgeht Grösse in Wirklage gebe geht werden können. Die Betätigung des Elektromotors kann man derart gestalten, dass sich automatisch eine kleinere Öffnung vorschiebt, wenn das spe zifische Gewicht der eingedickten Fraktion unter den Sollwert heruntergegangen ist und somit, zu niedrig liegt, und umgekehrt.
In Fig. 2 werden im. Trennungsbehälter 8 Kohle und Gestein voneinander getrennt, wo nach die Kohle unter Zuhilfenahme eines Transportmittels 9 zum Sieb 10 geführt wird, wo sie miti bereits verwendetem geklärtem Wasser abgespült wird. Das Gestein wird un ter Zuhilfenahme eines Transportmittels 11 aus dem Trennungsbehälter 8 abgeführt und im Anschluss daran auf dem Sieb 12 abge spült. Die von den Sieben 10 und 12 herunter fliessende verdünnte Suspension strömt über ein Schüttelsieb 13, mittels dessen die grö- beren Bestandteile aus der Suspension ent fernt werden, hinweg und gelangt sodann in einen Sammelbehälter 14.
Von dort wird sie mittels der Pumpe 15 den zum Beispiel nach Fig.1 ausgebildeten Zyklonen 16, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist, zugeleitet. Die eingedickte Suspension aus be sagten Zyklonen 16 fliesst dem Behälter 17 zu und gelangt schliesslich wieder in den Tren nungsbehälter B. Die aus den Zyklonen 16 heraustretende verdünnte Fraktion fliesst dem Behälter 19 zu, von wo sie als Spülwasser den Sieben 10 und 12 zuströmt oder über einen Überlauf einer weiteren Anzahl von Zyklonen 18 zufliesst. In den Zyklonen 18 wird die ver dünnte Fraktion von noch verbliebenen Fest stoffpartikeln befreit und hernach bei 20 ab geführt. Die eingedickte Fraktion fliesst aus den Zyklonen 18 dem Sammelbehälter 14 zu.
Wenn es sich während des Betriebes als erforderlich herausstellt, das spezifische Ge wicht der eingedickten Fraktion zu ändern, sei es, dass an die Trennung andere Anforde rungen gestellt werden oder dass das spe zifische Gewicht der den Zyklonen 16 zuge führten Suspension sich geändert hat, so wird die Grösse von einer der Ablassöffnungen in der an Hand der Fig.1 beschriebenen Weise geregelt, das heisst selbsttätig entsprechend geändert. Man kann aber auch die Änderung des spezifischen Gewichtes dadurch bewirken, dass man den Suspensionszufuhrdruck zum Beispiel durch Änderung der Förderhöhe der Pumpe 15 ändert.
Die Zufuhr frischer Suspension erfolgt bei 21 und die des reinen Wassers bei 22.
Process for the continuous thickening of suspensions. The present invention relates to a method for the continuous thickening of suspensions, in particular suspensions used in the separation of coals or ores from Ge stone, such as. B. suspensions of loess, clay, slate, barite, magnetite and the like.
In such a process, the separated products such. B. coal and rock, rinsed with water to remove the adhering suspension particles, whereby a dilute suspension is obtained.
In order to be able to use it again as normal suspension in the separation tank, the diluted suspension must be thickened to the appropriate specific gravity.
So far it has been customary to thicken with means of classifiers, thickeners, z. B. according to Dorr to perform. These Vorrichtun conditions have the disadvantage that they are relatively large. With those. Apparatus in which the thickened material has to be discharged through an opening in the bottom, there is the possibility that further difficulties arise, for example due to clogging.
It is also known to clarify the washing water obtained when washing coal using a cyclone. The setting of a certain specific weight of the fractions leaving the cyclone has not been paid any attention to date. It should also be noted that clarification is about removing solid particles from the water as completely as possible. When thickening a suspension, however, the intention is to obtain a concentrated fraction. For this purpose it is customary to separate the suspension into two fractions, one of which is diluted in comparison with the original suspension and the other is thickened.
According to the method according to the invention, the suspension to be thickened is now introduced tangentially under pressure into a cyclone, so that a thickened and a diluted fraction are obtained, the specific gravity of one being obtained by adjusting the quantitative ratio of the two fractions discharged from the cyclone of these two fractions is adjusted to a desired value.
A change in the quantity ratio mentioned can be achieved by changing the diameter of the outlet openings of the cyclone. The same result can be achieved by changing the suspension feed pressure.
By either reducing the diameter of the outlet for the thickened fraction. or if the diameter of the outlet for the diluted fraction is increased, the specific gravity of the thickened fraction can be increased. As a result, however, the specific gravity of the diluted fraction also increases somewhat at the same time, so that the percentage of solid particles recovered in the thickened fraction is somewhat lower. This disadvantage can be avoided by increasing the suspension feed pressure. A higher suspension feed pressure gives a thickened fraction with a higher specific gravity and a dilute fraction with a lower specific gravity.
If, for example, the intention is to recover the washed away loess from the wash water flowing off the separated coal or rock when washing with a loess suspension, it is most economical and economical to use it in the form of a concentrated suspension that contains the Has the same specific weight as that in the separation tank, to be recovered. With such a method, the recovered loess can be fed straight back into the separation tank.
As is known, the specific gravity of the suspension in the separation container is selected to be higher or lower, depending on the requirements made of the separation. It is therefore necessary to be able to produce suspensions with different specific gravity. It has now been shown that a cyclone is ideally suited for the said purpose, because the specific weight of the fractions separated by means of the cyclone can easily be adjusted in the aforementioned manner. The method according to the invention therefore has great advantages with respect to known concentration methods.
However, there are other advantages associated with using a cyclone.
The construction is simple and relatively cheap, and operational safety is high. Rotating parts like those found in a centrifuge are missing; the operation of a cyclone requires little staff, and the setting of the ratio of the two fractions leaving the cyclone according to the desired specific weight of one of the fractions of the suspension can be automated in a number of ways. The space requirement is relatively small.
It has been shown, for example, that in comparison to a cod thickener, a cyclone with the same performance only requires 1/ "o of its (circular area.
The separation into fractions of different specific gravity with the help of Zy clones can be described as dynamic, in contrast to the known static separation processes, such as. those processes in which Dorrsclie thickeners, etc. are used. As a result, blockages practically do not occur. The solid particles of the thickened fraction do not get the opportunity to sit down.
The solid particles still present in the diluted fraction can be separated out by passing this fraction through a second cyclone. The thickened fraction leaving this second cyclone cannot then yet. treated suspension are fed.
The method according to the invention has been applied, for example, to a washing installation which works with: a loess suspension with a specific gravity: of 1.5. It was thickened rinse water, which was obtained by rinsing coal and rock after their separation. The thickened suspension was then fed directly to the separation tank.
The hourly capacity of the washing plant was 100 t. The amount of flushing water flowing off from the separated coal and the rock was 75 m 'per hour.
Two cyclones connected in parallel with a largest diameter of 50 cm were used. From the rinsing water, which had a specific weight of <B> 1.035 </B>, a suspension had to be produced with a specific weight of 1.5; will. This was done by supplying the spfil water to the cyclones under a pressure of 2 atm, the diameter of the outlet openings for the thinned and the thickened fraction being 30 mm and 6 mm, respectively.
If the diluted fraction was then passed through a further number of cyclones, which had a maximum diameter of 50, a loess recovery result of around 80% was obtained.
In order to keep the specific gravity of the thickened fraction at the desired value (1.5), even if the specific gravity of the suspension fed in changed during operation, means were used to change the diameter of the outlet for the thickened fraction intended. Instead of this, means for changing the suspension feed pressure could also have been provided.
In another exemplary embodiment of the method according to the invention, a smaller washing installation with a cyclone with a largest diameter of 35 cm was used to thicken rinse water with a specific weight. of 1.03 applied. The feed pressure in Atü 0.5 1.0 1.5 2.0 2.3 Specific weight of the thickened fraction 1.37 1.49 <B> 1 </B>, 56 1.63 1.65 The invention is intended to Hand of the drawing for example explained in more detail who the.
Fig. 1 shows a cyclone.
Fig.2 gives the schematic arrangement of the parts of a washing system.
In the case of the cyclone 2, which is shown in FIG. 1, the suspension to be thickened is fed into the cyclone at 1 tangentially under pressure. A diluted fraction leaves the same through the drain opening 3 and enters a cap 4 provided with a drain pipe 5 and closed at the top. At its tip end, the cyclone is equipped with a slide 6 in which drainage openings 7 of different sizes are provided.
The control slide, which can be rotated, can be adjusted by means of an electric motor so that openings of different diameters for the outlet opening for the diluted fraction were 40 mm, the feed pressure was 1.5 atmospheres.
When using an outlet opening for the thickened fraction of 13 mm diameter, a thickened suspension was obtained from the rinse water, the specific weight of which was 1.45, while when using an outlet opening for the thickened fraction of 12 mm diameter, a thickened suspension with a specific gravity of <B> 1.50 </B> 0 was obtained.
According to a further embodiment, a suspension that had such a Ge content of slate particles that its specific weight was 1.13 was placed in a cyclone with a largest diameter of 50 and with the diameters of the outlet openings for the diluted or thickened fraction thickened for 40 or 9 minutes.
The specific weight of the thickened suspension was dependent on the feed pressure set, as can be seen in the table below. The actuation of the electric motor can be designed in such a way that a smaller opening automatically advances if the specific weight of the thickened fraction has fallen below the target value and is thus too low, and vice versa.
In Fig. 2 are in. Separation tank 8 coal and rock separated from each other, after which the coal is guided with the aid of a transport means 9 to the sieve 10, where it is rinsed off with clarified water that has already been used. The rock is removed from the separation container 8 with the aid of a means of transport 11 and then washed down on the sieve 12. The dilute suspension flowing down from the sieves 10 and 12 flows over a vibrating sieve 13, by means of which the larger constituents are removed from the suspension, and then arrives in a collecting container 14.
From there, by means of the pump 15, it is fed to the cyclones 16, designed for example according to FIG. 1, of which only one is shown in the drawing. The thickened suspension from said cyclones 16 flows to the container 17 and finally arrives again in the separation container B. The diluted fraction emerging from the cyclones 16 flows to the container 19, from where it flows as rinsing water to the sieves 10 and 12 or over an overflow of a further number of cyclones 18 flows into it. In the cyclones 18, the ver thinned fraction is freed from remaining solid particles and then led off at 20. The thickened fraction flows from the cyclones 18 to the collecting container 14.
If it turns out to be necessary during operation to change the specific weight of the thickened fraction, be it that different requirements are placed on the separation or that the specific weight of the suspension fed to the cyclones 16 has changed, so the size of one of the drainage openings is regulated in the manner described with reference to FIG. 1, that is, automatically changed accordingly. However, the specific gravity can also be changed by changing the suspension feed pressure, for example by changing the delivery head of the pump 15.
The supply of fresh suspension takes place at 21 and that of the pure water at 22.