CH309914A - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung körniger Stoffe mit Flüssigkeiten. - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung   korniger Stoffe    mit Fl ssigkeiten.



   Es wurde gefunden, dass sich feste Stoffe von körniger Beschaffenheit besonders vor  teilhaft    mit einer Flüssigkeit behandeln lassen, wenn die   kornigen    Stof'fe innerhalb der Fl ssigkeit, deren spezifisches Gewieht   gerin-      ger    ist als dasjenige der körnigen Stoffe, über mit Íffnungen versehene Flächen abwärts wandern und hierbei von durch die mit Íff  nungen    versehenen Fläehen   aufwärtsfliessen-    der Flüssigkeit durchströmt wird, deren Ge  sehwindigkeit    so hoch bemessen wird, dass die   kornigen    Stoffe auf ihre Unterlage einen verminderten Druck ausüben, ohne aber völlig in den   wirbelnden    Zustand überzugehen.

   Mit dieser Arbeitsweise lϯt sich eine ausser  ordentlich    gleichmässige Wechselwirkung zwischen festen   Stoffen und flüssigen Behand-      iungsmedien erreichen,    ohne da¯ der geordnete Austrag des behandelten Materials gestört wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ist   praktiseh    f r alle Reaktionen und Behand  lungen geeignet,    die sich mit festen und fl ssigen Stoffen durchführen lassen. Besonders gut kann es zur Extraktion von   kornigen Stof-    fen mit organischen   Losungsmitteln    oder   wässrigen Losungen    verwendet werden, z.   B.    bei der Verarbeitung von ölhaltigen Mineralien und ähnlichen Stoffen.

   Auch zum Wasehen von gekörntem Material und zur hydraulischen Trennung von Stoffgemischen, die aus Bestandteilen verschiedener Korngrosse, Dichte oder Beschaffenheit bestehen, ist es verwendbar. Auch für chemische Reaktionen zwischen festen und flüssigen Stoffen oder zwischen den Komponenten   eines Flüssigkeits-    gemisches ist es geeignet.



   Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wenn neben den Flüssigkeiten auch Gase auf die zu behandelnden Stoffe einwirken müssen. In diesen Fällen wird die Gasgeschwindigkeit zweckmässig so weit erhöht, dass ¯ die festen Stoffe einen weiter verminderten Druck auf ihre Unterlage ausüben,   wahrend    dann das flüssige Medium nur eine geringe Strömungsgeschwindigkeit zu besitzen braucht.



   In gewissen Fällen ist das   erfindmgsge-    mϯe Verfahren sogar zur   Schaum-Schwimm-    Aufarbeitung von Erzen verwendbar.



   In der Zeichnung sind verschiedene, zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Vorrichtungen in Form von vertikalen   Längsschnitten    beispielsweise da. rgestellt, an Hand von welchen im folgenden auch das Verfahren beispielsweise erläutert wird.



   In Fig.   1    bedeutet 1 einen im Querschnitt rechteckigen oder runden Behälter mit dem Einfülltrichter 2 für das Behandlungsgut, dem Zellenrad 4 zum Austragen des letzteren, dem Zuflussstutzen   8    und dem   Uberlaufstut-    zen 9 f r die Flüssigkeit, dem Rohrstutzen 10 für die Gaszufuhr und daran angeschlossener   Rohrsehiange    14, die oben angebrachte Austrittslocher für das Gas aufweist, der Gasableitung 11, dem kegelförmigen, rostartigen  Plattenboden   12    und dem trichterförmigen, rostartigen Zwischenboden 13, über welch letzterem dicht die Rohrschlange 14 angeordnet ist.



   Der Behälter   1    ist mit einer durchlaufenden Flüssigkeit annähernd gefüllt, in welche das körnige Behandlungsgut von oben her eingetragen wird. Das spezifische Gewicht der Flüssigkeit, die z. B. Wasser, ein organisches Lösungsmittel oder   Losungsmittelgemisch,    eine Salzlösung, eine Lösung organischer Substanzen, eine kolloide Lösung, eine Suspension oder Dispersion sein kann, muss geringer sein als das spezifische Gewicht der zu behandelnden körnigen Stoffe. Das dureh die Fl ssigkeit absinkende körnige   Behandlungs-    gut wandert zunächst  ber den   kegelförmi-    gen Plattenboden 12, an dessen Rändern es auf den trichterförmigen Plattenboden 13 herabfällt.

   In die Flüssigkeit wird   durci    den Rohrstutzen 10 und die perforierte Verteilschlange   14    ein Gas eingeleitet, welches durch die Flüssigkeit emporperlt und gleichzeitig mit letzterer auf das herabwandernde körnige   Material    einwirkt. Die   Strömungsgeschwin-      digkeit    der Flüssigkeit wird so hoeh bemessen, dass eine mehr oder weniger weitgehende Anfhebung des Druckes des körnigen Behand  lungsgutes    auf die rostförmigen   Unterlags-    böden eintritt, ohne aber, dass das Gut in den völlig wirbelnden Zustand  bergeht.

   Nach dem Durchlaufen des ganzen Behälters sammelt sich das   körnige Behandlungsgut    im   untern    Teil des trichterförmigen Plattenbodens 13 an und wird von da weg durch das Zellenrad 4 zusammen mit demjenigen Teil der   Behandlungsflüssigkeit, der nicht durch    den ¯berlaufstutzen 9 abfliesst, ausgetragen.



   In den Fig. 2 bis 6 bedeuten die mit denjenigen einer vorhergehenden Figur übereinstimmenden Hinweisziffern entsprechende   gleichartige Vorric. htungsteile.   



   In Fig. 2 stellt. 3 einen regulierbaren Einfülltrichter für das k¯rnige Material, 5 ein zum Austrag des behandelten Gutes dienendes Zellenrad, 6 ein Ablaufsieb f r die   Behand-      lungsflüssigkeit    am einen Zweig eines Gabelrohres und 7 den andern, zum Austrag des körnigen Behandlungsgutes dienenden Zweig des Gabelrohres dar. Der Gaseint-rittsstutzen 10 ist mit einer am Boden des Behälters   1    unter dem trichterförmigen   Zwisehenboden    15 angeordneten Ringleitung 16 verbunden, die mit   Ausblaseöffnungen    versehen ist.



   In Fig. 3 stellt 17 eine mit dem Gaszulei  tungsstutzen    10 verbundene Rohrschlange dar, deren für den Gasaustritt durchlöcherte Windungen nach Art von Rostringen derart angeordnet sind, dass sie das von dem obern kegelförmigen Zwischenboden herabfallende Material der zentralen Austragsöffnung im Behälterboden zuleiten.



   In Fig.   4    stellt 18 einen Satz von Rostplatten dar, aus denen der obere kegelförmige Zwischenboden besteht, und die auf ihrer Oberseite Gasaustritts¯ffnungen und auf ihrer Unterseite Gaszuführungsleitungen 19 aufweisen. Bei dieser Vorrichtung kommt das über die   Rostplatten 18 hinweggleitende kör-    nige Material unmittelbar mit den aus den Rohrleitungen 19 zugeführten Gasen in Berührung.



   In Fig. 5 stellt   20    ringförmige, mit Íffnungen zum Gasaustritt versehene Rohrleitungen dar, die ihrerseits mit dem Gaszufüh  rungsstutzen    10 verbunden und dicht oberhalb dem obern kegelf¯rmigen Zwischenboden angeordnet sind. Diese Anordnung der Gas  verteilungsleitung    empfiehlt   siell    dann besonders, wenn das flüssige Medium nach der Gasbehandlung noeh auf die festen Bestandteile einwirken soll.



   In sämtliehen Vorrichtungen gemäss den vorstehend sehematisch dargestellten Fig. 1 bis 5 kann die   Zuleitung des gasförmigen Me-    diums gleichzeitig an beiden Zwischenb¯den erfolgen.



   Die Strömungsgeschwindigkeit des am Boden des BehandlungsbehÏlters 1 durch den Rohrstutzen 8 zufliessenden flüssigen Mediums s ist hierbei jeweils den   Betriebsbedin-    gungen anzupassen. Durch angemessene Flüssigkeitszufuhr sind zunäehst fortlaufend die jenigen Fl ssigkeitsverluste zu ersetzen, die beim Austragen des körnigen Materials unver  meidlich    sind. Dann ist darauf R cksicht zu nehmen, welche Flüssigkeitsmengen   fortlau-    fend am Überlauf 9 abfliessen müssen. Ein   (lauernder    Abfluss der flüssigen Phase ist beispielsweise erforderlich, wenn feinkörnige oder spezifisch leichtere Bestandteile aus dem   rn    behandelnden Material abgetrennt werden müssen.



   Ein dauernder geringer Ablauf der   sehaumformigflüssigen    Phase ist auch dann erforderlieh, wenn die beschriebenen   Vorrich-      tungen    zur Flotation von   Mineralgemischen    verwendet werden. In diesem Fall verlässt der die flotierten Bestandteile enthaltende Sehaum die Vorrichtung am obern Ende durch den Abflu¯stutzen 9.



   Wenn   man das Verfahren ohne gleichzei-    tige Einleitung von gasförmigen Medien ausführen will, dann verwendet man beispielsweise die in Fig. 6 und 7 dargestellten Vorrichtungen.



   In Fig. 6 bedeutet 21 eine trichterförmige RostflÏche in der NÏhe des Behälterbodens mit den einzelnen Rostplatten 25 und 22 eine dar ber angeordnete kegelförmige   Rostfläche    mit den Rostplatten 26 und schliesslich 23 bzw.



     24    den   Zufluss-und Uberlaufstutzen fiir    die Flüssigkeit. Das im zylindrischen Gehäuse 30 rotierende Zellenrad 29 dient zum Austragen des Behandlungsgutes. 31 ist ein Schauglas in der Wand des Behälters   1.   



   In Fig. 7 bedeutet 28 einen regulierbaren Einfülltrichter für das körnige Material, 34 eine Siebplatte zur Abtrennung   mitströmen-    der Flüssigkeit vom   körnigen Behandlungs-    gut im einen   Zweig 32    des Gabelrohres, dessen anderer Zweig 33 zum Austrag des   behandel-    ten   kornigen    Gutes dient.



   Auch in den   Vorriehtungen    nach den sehe  matisehen    Darstellungen der Fig. 6 und 7 ist der Behälter 1 dauernd mit einem   ausreichen-    den Vorrat der Behandlungsflüssigkeit angefüllt, deren spezifisehes Gewicht geringer sein muss als das des zu behandelnden Materials, damit dieses innerhalb der Behandlungsflüs  sigkeit    nach unten sinkt.



   Bei den beschriebenen Vorrichtungen sind f r die Fortbewegung des Materials im BehÏlter   1    keine besonderen   Transportvorrich-    tungen erforderlich, weil durch das   Aufwärts-    strömen der Flüssigkeit in Verbindung mit dem geneigten Plattenboden ein selbsttätiges   Abwärtsfliessen    der körnigen Stoffe eintritt.



   Wenn der Austrag   des behandelten Mate-    rials, wie in den Figuren dargestellt, durch ein Zellenrad erfolgt, das innerhalb eines zylindrisehen GehÏuses rotiert, so kann durch Änderung der Drehzahl die auslaufende Mate  rialmenge    geregelt werden. Hierbei wird zweckmässig die Zellenrai-Drehgesehwindigkeit durch geeignete Impulse, z. B. auf pneu  matischem    Wege, von der Materialmenge gesteuert, die in den Einfülltrichter einläuft   (s.    Fig. 2, 5, 6).



   Durch eine Klappe oder ein Drosselorgan, die zweckmässig innerhalb des Materialablaufes angebracht sind, lässt sich die   Sehiehthöhe    des Materials auf dem Plattenboden ebenfalls mit ausreichender Genauigkeit regeln. Unterhalb des Auslaufes kann sich ein   Auffangbe-    hÏlter befinden, in den das Material hineinläuft. Dieser BehÏlter wird weehselweise abgeschaltet, von dem darin enthaltenen Material geleert und dann wieder in den Ablauf eingeschaltet. Durch zwei oder mehr abwechselnd arbeitende Auffangbehälter kann hierbei eine kontinuierliche Arbeitsweise erreieht werden.



   Wenn man die   Sehiehthöhe    des  ber die Rostflächen 21 und 22   herabwandernden    Materials bei   sehwankendem Materialzulauf kon-      stant halten    will, dann können hierzu auch optische Vorrichtungen benutzt werden. Der   Behandlungsbehälter      I    besitzt in diesem Fall in seiner Seitenwandung ein Schauglas 31, das durch photoelektrische Zellen oder andere optische Vorrichtungen überwacht wird, wobei je nach der abgetasteten Materialschicht   hoche    entsprechende Regelimpulse auf das austragende Zellenrad 29 gegeben werden.



   Man kann den Antrieb der das Material austragenden   Zellenräder auch diskontinuier-    lich gestalten und hierzu beispielsweise ein   Malteser-Kreuzgetriebe    verwenden, bei dem die Zwischenstellungen zwischen den einzelnen Zellen des Zellenrades verhältnismässig schnell   durchschritten    werden. Das   ausgetra-    gene Material enthält meist noch grössere Mengen der   Behandlungsflüssigkeit. Wenn    man diese vorher weitgehend von den festen körnigen Bestandteilen abtrennen will, dann benutzt man gemäss Fig. 7 zweckmässig zwei Abflussstutzen 32 und 33. Die Zylinderfläche, innerhalb der das Zellenrad rotiert, wird im Querschnitt des Stutzens 32 als Siebfläehe 34 ausgebildet.

   Das   auszutragende    Material   be-    wegt sich zunächst an der Siebfläche   34    vorbei. Hier kann die dem Material noch   anhaf-    tende Flüssigkeit abtropfen, so dass am Austragsstutzen 33 das behandelte Material verhältnismässig trocken abläuft.



   Die aus der Zeichnung schematisch ersichtlichen Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können in vielfacher Weise abgeÏndert werden. An Stelle von kegelförmigen und trichterförmigen Zwi  sehenböden    kann man auch mit treppenförmigen Zwischenboden arbeiten, die übereinan  derliegend    innerhalb des   Behandlungsbehäl-    ters angeordnet sind und von dem körnigen Material nacheinander überwandert werden.



  Anstatt der dargestellten zwei Zwischenboden können auch mehr übereinander angeordnet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I : Verfahren zur Behandlung körniger Stoffe mit einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeich- net, dass die körnigen Stoffe innerhalb der Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht geringer ist als dasjenige der körnigen Stoffe, über mit Öffnungen versehene Flächen ab wärtswandem und hierbei von durch die mit Offnungen versehenen Flächen aufwärtsstromender Fl ssigkeit durchflossen werden, deren Geschwindigkeit so hoeh bemessen wird, dass die körnigen Stoffe auf ihre Unterlage einen verminderten Druek ausüben, ohne aber völlig in den wirbelnden Zustand überzu- gehen.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die kömigen Stoffe über Rostflächen wandern.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da¯ die kornigen Stoffe über Siebbleche wandern.

   3. Verfahren naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die körnigen Stoffe gleichzeitig auch noch mit gasförmigen Me- dien behandelt werden, die man in die Fl ssigkeit einblÏst.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 3, dadureh gekennzeichnet, dass die Gesehwindigkeit der eingeblasenen Gase so weit erhöht wird, dass die zu behandelnden festen Stoffe einen verminderten Druek auf ihre Unterlage aus ben.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit den Behandlungsbehälter fortlaufend durehfliesst.

   6. Verfahren naeh Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Flüssigkeit den Behandlungsbehälter absatzweise durchfliesst.

   7. Verfahren naeh Patentanspruch I, ge kennzeichnet durcli die Verwendung von Fliis- sigkeiten, die auf die körnigen Stoffe che miseh einwirken.

   8. Verfahren nach Patentanspruch I, ge kennzeiehnet durch die Verwendung von Flüs- sigkeiten, die auf die körnigen Stoffe physi kalisch einwirken.

   9. Verfahren nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung von Fl ssigkeiten, die auf die körnigen Stoffe che- miseh und physikalisch einwirken.

   10. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass sehaumfähige Flüssigkeiten verwendet werden.

   11. Verfahren naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Mineralien mit einer schaumfÏhigen Fl ssigkeit flotiert werden, wobei der flotierte Schaum mit der Behandlungsflüssigkeit nach oben abfliesst, wÏhrend die zur ckbleibenden Rüekstände naeh unten ausgetragen werden.

   12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht flotierbaren Gemischen die feineren Anteile des aufzuarbeitenden Stoffgemisehes mit der nach oben abfliessenden Behandlungsflüssigkeit ausgetragen werden.

   PATENTANSPRUCH II : Vorrichtung zur Ausf hrung des Verfah- rens nach Patentanspruch I, bestehend aus einem Behälter (1), der mit geneigten und Durehgangsoffnungen besitzenden Zwisehen- loden versehen ist, am Boden einen Flüssigkeitszufluss, am Kopf einen Flüssigkeitsiiberlauf und einen Einfülltriehter für das zu be Hanclelnde kornige Material und unter dem Boden ein gesteuertes Austragsorgan für das behandelte Material besitzt, das sieh mit einem Stutzen an den untersten, mit Durch gangsoffnungen versehenen Zwisehenboden anschliesst.

   UNTERANSPR¯CHE : 13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen- boden Plattenroste sind.

   14. Vorrichtung naeh Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen boden Siebfläehen sind.

   15. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch kegelförmige Zwischen- boden.

   16. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch trichterförmige Zwi- schenb¯den.

   17 Vorriehtung naeh Patentansprueh II, gekennzeichnet durch treppenförmige Zwischenb¯den.

   18. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet'durch kegelf¯rmige und trich terförmige Zwischenböden.

   19. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Steuerung, welche die. Fordergeschwindigkeit des Austragsorgans von der Materialmenge in dem Einfülltrich- ter abhängig macht.

   20. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch eine pneumatische Steuerung.

   21. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch eine elektrische Steuerung.

   22. Vorrichtung naeh Patentanspruch II und Unteranspruch 19, gekennzeichnet dureh eine optische Steuerung.

   23. Vorriehtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch eine mechanische Steuerung.

   24. Vorrichtung nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass das austragende Zellenrad bei seiner Drehbewegung an einer Siebfläehe vorübergeht, wo die der ausgetragenen Materialmenge anhaftende Flüssigkeit abfliessen kann.

   25. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Zwischenboden mit Gasaustrittsöffnungen ver- sehene Rohrleitungen angeordnet sind.

   26. Vorrichtung nach Patentanspruch II, cladureh gekennzeichnet, da¯ die zur Einblasung des gasförmigen Mediums bestimmten Rohre als Roststäbe f r die vom Material zu berwandernden Zwischenb¯den vorgesehen sind.

   27. Vorrichtung nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass die schuppen- förmig übereinander angeordneten Platten der Zwischenboden an ihrer Unterseite Gaskanäle besitzen, aus denen durch in den Rost- platten angebrachten Íffnungen Gase in den herabwandernden Materialstrom eingeblasen werden können.

   28. Vorrichtung nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Gasein blasung bestimmten Rohrleitungen oberhalb der plattenförmigen Zwischenboden liegen.