DD240846A1 - Verfahren und vorrichtung zur klassierung quarzreicher erze resp. gesteine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klassierung quarzreicher Erze, die alle bekannten Wertmineralien enthalten koennen, oder von Kiesen und Sanden. Das Ziel der Erfindung besteht im Auffinden eines geeigneten Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur effektiveren Aufbereitung von Erzen, insbesondere der Erhoehung der Anlagenstandzeit sowie der Verbesserung des technologischen Ergebnisses ueber lange Zeitraeume. Die technische Aufgabe wurde erfindungsgemaess durch den Einsatz von Hydrozyklonen mit speziellen Auskleidungswerkstoffen, deren spezieller Anordnung und spezieller Verfahrensparameter, geloest. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass durch das Verfahren und die Vorrichtung eine Standzeiterhoehung auf das 6-10fache sowie eine Aufrechterhaltung der geforderten Trennschaerfe ueber laengere Zeit bei wesentlich hoeherer Anlagensicherheit und Verfuegbarkeit erreicht wird. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klassierung quarzreicher Erze, die alle bekannten Wertmineralien enthalten können, oder von Kiesen und Sanden. Eine Vorrichtung komplettiert das Verfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Hydrozyklone dienen bekanntermaßen zur Sortierung oder Klassierung von suspendierten Partikeln. Bekanntermaßen ist die Laufzeit des Hydrozyklons begrenzt. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Standzeit der Hydrozyklone oder Teile desselben zu erhöhen. Vorgeschlagen wurde die Verwendung bestimmter Werkstoffe zur Auskleidung der inneren Oberfläche, die bekanntermaßen glatt sein soll.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei der Trennung quarzreicher Gesteine die Arbeitsoberfläche glatt, d.h. mindestens fugenfrei, sein muß. Deshalb wird die gesamte Innenfläche des Hydrozyklons mit geeigneten Werkstoffen einheitlich beschichtet bzw. einheitlich aus diesen Materialien hergestellt.

Die US-PS 3.988.239 schlägt demgegenüber vor, den unteren Teil des Kegels mit einem anderen Werkstoff als die übrigen Teile des Hydrozyklons auszugestalten, der stoßfrei in die Gesamtauskleidungsschicht eingepaßt werden muß. Dieses erfordert bei der Herstellung des Grundkegels und des einzusetzenden Teiles sowie dessen Einpassung höchste Präzisionsarbeit, die bekanntermaßen einem hohen Arbeits- und Zeitaufwand entspricht.

Bei Verschleiß des vorgeschlagenen Hydrozyklons muß dieser einheitlich verworfen werden; eine einfache Rückgewinnung der verwendeten Werkstoffe ist nicht möglich.

In der SU-PS 552.115 ist ein aus Segmenten bestehender Hydrozyklon beschrieben. Er gestattet in einfacher Weise das Auswechseln verschlissener Auskleidungsteile. Der Nachteil dieser Hydrozyklonanordnung besteht in der Unmöglichkeit des stoßfreien Aneinanderfügens der einzelnen Teile. Diesen entscheidenden Nachteil versucht die Schrift durch eine zusätzliche mechanisch betriebene Justiereinrichtung zu beheben. Dennoch gelingt es erfahrungsgemäß nicht, stoßfugenfreie Anschlüsse zu erzielen. Darüber hinaus ist die Justiereinrichtung unter Einsatzbedingungen nach kurzer Zeit nicht mehr betriebssicher. Es ist bekannt, daß die Laufzeit eines Hydrozyklons von vielen Parametern abhängt. Als wesentlich wurden die Korngrößen der suspendierten Partikel und der Aufgabedruck der Suspension beschrieben. Bedeutungsvolle Einflußgrößen sind des weiteren der Feststoffgehalt der Suspension und die Abrasivität der Feststoffpartikel, die in erheblicher Weise von der Materialzusammensetzung des Aufgabegutes abhängt. Demzufolge ist es nicht möglich, die Standzeit eines Hydrozyklons in Abhängigkeit vom Aufgabegut und seiner konstruktiven Ausgestaltung abzuleiten. Insbesondere gilt diese Aussage für Gesteine, die definitionsgemäß durch verschiedene mineralische Phasen gekennzeichnet sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist das Auffinden eines Verfahrens zur Klassierung von quarzreichen Gesteinen, insbesondere Erzsuspensionen sowie Kiesen und Sanden. Eine dazugehörige Vorrichtung komplettiert das Verfahren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Klassierung von quarzhaltigen Gesteinen in Hydrozyklonen zu entwickeln, mit dem eine Partikeltrennung vorzerkleinerten Materials

— mit einer oberen Korngröße bis zu 6 mm

— bei Aufgabedrücken oberhalb 0,1 MPa

und mit dem eine signifikante Verlängerung der Standzeit erreicht wird. Schließlich soll aufgabengemäß die Rückgewinnung der verwendeten Auskleidungswerkstoffe möglich sein.

Erfindungsgemäß wurde ein Verfahren gefunden, mit dem die gestellte Aufgabe gelöst werden konnte. Eine dazugehörige Vorrichtung komplettiert das Verfahren. Die Merkmale des Verfahrens und der Vorrichtung können dem Erfindungsanspruch entnommen werden. Es wurde gefunden, daß die Naßklassierung von quarzhaltigen Gesteinen mit einer Korngröße bis zu 6 mm im Hydrozyklon gelingt, wenn der Aufgabedruck 0,05 bis 0,3MPa beträgt und der Hydrozyklon im zylindrischen Teil mit an sich bekannter Plaste im weitesten Sinne beschichtet ist und der Konus aus dichten sonderkeramischen Werkstoffen besteht. Unter diesen Bedingungen sind Standzeiten des Hydrozyklons von bis zu 2000 h ohne Schwierigkeiten zu erzielen. Während dieser Zeit ist praktisch kein Abfall der Trennschärfe zu beobachten gewesen.

Als besonders kritisch hinsichtlich der Trennschärfe und der Standzeit des Hydrozyklons erwies sich nach umfangreichen Untersuchungen der Quarzgehalt der Gesteine. Ervarriiertje nach Lagerstätte über einen weiten Bereich, üblicherweise 10 bis 80Ma.-%. Es wurde gefunden, daß der Quarz in Abhängigkeit von seiner Korngröße als hartes und sprödes Material abrasiv wirkt. Bekannt ist, daß bei der Verwendung handelsüblicher Zyklone, wie sie beispielsweise bei der Aufbereitung von Kaolinen verwendet werden, nur ein sehr geringer quarzbedingter Abrieb entsteht, wenn bei diesen natürlichen Rohstoffen die Korngröße des Quarzes unter 0,1 mm liegt (z. B. Kaolin-Wolfka).

Auch vorzerkleinerte quarzhaltige Gesteine mit einer Quarzkomgröße bis zu etwa 0,5 mm wirken gegenüber bekannten Auskleidungsmaterialien (epoxidharzgebundenes SiC, Gummi, Polyurethan) nur wenig abrasiv. Höhere Quarzkorngrößen liefern einen progressiven Anstieg des Abriebes. Die oben erwähnten bekannten Auskleidungsmaterialien eignen sich demzufolge für derartige vorzerkleinerte Erze nicht. Es ist daher überraschend, daß durch die erfindungsgemäße Vorrichtung (Einsatz von groben dichten sonderkeramischen Werkstoffen im unteren Teil des Hydrozyklon) dieser Nachteil überwunden werden konnte, zumal bekannt ist, daß mit SiC gefülltes Epoxidharz bessere Standzeiten realisieren soll, als dichte sonderkeramische Werkstoffe.

Eine derartige Lehre ist der US-PS 3.988.239 nicht zu entnehmen. Als quarzhaltige Gesteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich alle vorzerkleinerten Erze, Sande und Kiese.

Der Kegel des Hydrozyklons kann erfahrungsgemäß aus einem Stück gesinterter oder schmelzflüssig gegossener dichter Sinterkeramiken bestehen. Durch das Fehlen von Anschlüssen treten unter erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen keine störenden Sekundärbulenzen auf, die bekanntermaßen zu erhöhtem Abrieb in ihrem Wirkungsbereich und damit verbunden zu erheblich verringerten Standzeiten führen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß dieser negative Effekt auch bei der Auskleidung des Kegels nach der US-PS bei Verwendung der zuvor genannten Gesteine verstärkt auftreten kann. Aus dem zuvor genannten Grunde ist es vorteilhaft die Austragsdüse ohne Unterbrechung mit dem Konus zu verwenden. Dieses gelingt einfacherweise durch Gießen einerentsprechenden geschmolzenen sonderkeramischen Masse. Grundsätzlich istaustechnologischen Gründen die Düse jedoch auch getrennt vom Kegel über geeignete Vorrichtungen zu befestigen. Der dabei auftretende verstärkte Verschleiß läßt sich durch geeignete Wahl der erfindungsgemäßen Verfahrensparameter in Grenzen halten. In Erweiterung dessen kann auch der Kegel aus mindestens zwei Teilen bestehen.

Auch hier kann die eingangs genannte Standzeit in etwa gehalten werden, wenn die Verfahrensparameter entsprechend angepaßt werden.

Als dichte sonderkeramische Werkstoffe eignen sich erfindungsgemäß alle an sich bekannten Zusammensetzungen. Ihre Verdichtung ist durch Sintern oder Schmelzen möglich. Vorzugsweise sollten die nach den hergestellten Materialien eingesetzt werden. Der Kegel kann vollständig aus den genannten Materialien erzeugt werden. Es ist aber ebenfalls denkbar, ihn mit einer stabilisierenden Metallumkleidung zu versehen. In diesem Falle ist eine Zwischenschicht zwischen Stützgerüst und Material der Arbeitsfläche praktisch nicht notwendig. Die am Einlauf aufgegebene Suspension muß erfindungsgemäß einen Feststoffanteil von 25 bis 60 Mas.-% aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1: Hydrozyklon im Schnitt Fig.2: Schnitt AA

Im Beispiel wird die Ausführungsmöglichkeit näher beschrieben, bei der der gesamte Zyklonkegel und die Austragsdüse aus einem Stück bestehen. Bei dieser Variante besteht der Hydrozyklon aus den Teilen:

Oberaustragsdüsensystem 1, zylindrisches Oberteil 2 mit Einlauf 3 und Kegel 4 und Austragsdüse 5, welche durch Schraubenverbindung lösbar mit 2 verbunden sind. Erfindungsgemäß können neben der hier erläuterten Variante auch dieTeile 4 und 5 lösbar miteinander verbunden sein.

Das zylindrische Oberteil 2 und die Oberaustragsdüse 1 besitzen eine Stahlumhüllung und sind mit einem elastischen Material, im Anwendungsfall mit SYS-PUR ausgekleidet. Die Teile Konus 4 und Austragsdüse 5 bilden eine Einheit und bestehen vollständig aus einem dichten sonderkeramischen Werkstoff, der im Ausführungsbeispiel nach dem WP hergestellt wurde.

Unter extremen Bedingungen kann sich auch die Herstellung der Oberaustragsdüse 1 aus einem dichten sonderkeramischen Werkstoff erforderlich machen.

Im vorliegenden Beispiel wurde der Zyklon bei einem Aufgabedruck von 0,15MPa mit einer Erzsuspension mit einem Feststoffanteil von 55 Ma.-% und einer oberen Korngröße von d₉₅ = 4 mm beschickt.

Der nach 1000 h Laufzeit überprüfte Verschleiß läßt Standzeiten des Hydrozyklons von größer als 2000 h zu.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Klassierung von quarzhaltigen Erzen im Hydrozyklon, gekennzeichnet dadurch, daß eine Suspension eines unter 6mm vorzerkleinerten quarzhaltigen Gesteins mit einem Feststoffanteil von 25 bis60Ma.-% in den Einlauf (3) des Hydrozyklons mit einem Druck von 0,05 bis 0,3MPa eingebracht wird, wobei der zylindrische Teil (2) des Hydrozyklons mit elastischem Werkstoff ausgekleidet (6) und der gesamte Kegel (4) einschließlich der Austragsdüse aus dichten sonderkeramischen Werkstoffen besteht.
2. 2. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß eine Suspension von Erzen aller herkömmlichen Wertmineralien und Kiesen oder Sanden verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Kegel aus schmelzflüssig gegossenem Korund- oder Zirkonkorundmaterial eingesetzt wird.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einem

   — zylindrischen Oberteil (2), dessen Arbeitsfläche (6) aus Plaste i.w.S. besteht, und in welches der mit Plaste i.w.S. innen ausgekleidete Einlauf (3) mündet und aus dem das Oberaustragsdüsensystem (1) herausführt,

   — und einen Kegel (4) mit Austragsdüse (5), die aus dichten sonderkeramischen Werkstoffen besteht, gebildet wird.
5. 5. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Oberaustragsdüsensystem (1) mit dem zylindrischen Oberteil (2) lösbar verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach Punkt 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Oberaustragsdüsensystem ausdichten sonderkeramischen Werkstoffen besteht.