DE10021779C1 - Verfahren bzw. Einrichtung zum Sedimentationstrennen physikalisch detektierbarer Partikel aus einem Partikelstrom - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Sedimentationstrennen von Partikeln aus einem in einer Trägerflüssigkeit geführten Partikelstrom vorgeschlagen, wobei zur Verbesserung des Trennungswirkungsgrads und des Trennungsergebnisses in Strömungsrichtung vor Strömungshindernissen sedimentierte Partikel in bestimmten zeitlichen Abständen während des Sedimentationsbetriebs aus der Strömung abgeleitet werden, ohne daß der Betrieb unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Sedimentation­ strennen physikalisch detektierbarer Partikel aus einem in einer Trägerflüssigkeit ge­ führten Partikelstrom, bei welchem dieser über mindestens ein im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung verlaufendes, schwellenartiges Hindernis geführt wird, derart, daß Partikel geringeren spezifischen Gewichtes von der Trägerflüssigkeit bevorzugt über das Hindernis getragen werden und Partikel größeren spezifischen Gewichtes in Strö­ mungsrichtung vor dem Hindernis sich absetzen.

Bei bekannten Einrichtungen der hier angesprochenen Art wird der von der Trä­ gerflüssigkeit getragene Partikelstrom vornehmlich durch ein Gefälle eines Strömungs­ kanals vorwärts getragen, an dessen Boden oder dessen unterem Wandungsbereich sich eine Mehrzahl schwellenartiger Hindernisse befindet, die etwa quer zur Strömungsrich­ tung orientiert sind.

Eine Relativbewegung zwischen dem die auszusondernden Partikel und nicht in­ teressierende Partikel führenden Partikelstrom in der Trägerflüssigkeit und dem Strö­ mungskanal kann auch dadurch herbeigeführt werden, daß ein den Strömungskanal ab­ stützendes Fundament Schwingbewegungen ausführt.

Nach traditionellen Verfahren der vorerwähnten Art arbeiten von den Goldgräbern schräg aufgestellte Waschrinnen, die mittels Querleisten das edelmetallhaltige Material und Nuggets aufhalten. Dies geschieht dadurch, daß das zu durchsuchende Geröll und Wasser die Waschrinne passieren und die Querleisten dabei zu überwinden haben. Wäh­ rend Steine oder andere Partikel im Wasserstrom aufgrund geringeren spezifischen Ge­ wichtes ihres Materials und oft geringerer Dichte des betreffenden Partikelkörpers und demzufolge höheren Auftriebs im die Trägerflüssigkeit bildenden Wasser die Hinder­ nisse leichter überwinden, sinken Partikel aus dichterem Material in Strömungsrichtung vor dem Hindernis ab und blieben in der mit den Hindernissen besetzten Waschrinne liegen.

Die Hindernisse traditioneller Einrichtungen können auch von der Schwellenform abweichende Gestalt haben und etwa durch fußabstreiferartige Strukturen ersetzt sein.

Den herkömmlichen Verfahren und den bekannten Einrichtungen ist gemeinsam, daß zur Entnahme der in Strömungsrichtung vor den Hindernissen liegengebliebenen, abzusondernden Partikel der Betrieb unterbrochen werden muß, und daß die Effizienz der bekannten Verfahren bzw. Einrichtungen vergleichsweise niedrig ist, da in Strö­ mungsrichtung vor den Hindernissen sich absetzende Partikel, unter denen sich auch nicht abzusondernde Partikel befinden können, bei längerer Betriebsdauer das betref­ fende Hindernis im Sinne einer Sedimentation zunehmend weniger wirkungsvoll ma­ chen und allmählich der gesamte Partikelstrom wegen einer Einebnung der durch das Hindernis gebildeten Schwelle im Trägerflüssigkeitsstrom überwindet.

Um diesen nachteiligen Effekt zu vermeiden ist es bei entsprechenden bekannten Verfahren und Einrichtungen notwendig, den Betrieb wiederholt zu unterbrechen, um die abzusondernden Partikel aus dem Bereich in Strömungsrichtung vor den Hindernis­ sen zu entnehmen, so daß bei bekannten Verfahren bzw. Einrichtungen ein kontinuierli­ cher Betrieb nicht möglich ist. Der Stillstand der Anlage während der Entleerungs- und Reinigungsphase stellt einen Verlust in wirtschaftlicher Hinsicht dar. Will man zur Verminderung dieses wirtschaftlichen Verlustes die Zeitintervalle zwischen einer Ent­ leerung und Reinigung der Bereiche zwischen den schwellenartigen Hindernissen ver­ größern, so verschlechtert sich der Sedimentations-Trennungswirkungsgrad mit der Fol­ ge, daß der nur unzureichend von den abzutrennenden Partikeln gereinigte Restpartikel­ strom zur Verbesserung des Trennungsergebnisses einer chemischen Nachbehandlung unterzogen werden muß, was als Kostennachteil und als Nachteil unter dem Aspekt der Umweltbelastung anzusehen ist.

Die DE 32 22 862 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Seifen- Mineralen, z. B. von Gold oder Diamanten, in Form einer oben offenen Rinne mit geneigtem Boden, mehreren darüber angeordneten Querwänden sowie mit Seitenwänden, welche die Querwände in der Höhe überragen, derart, daß die Querwände schwellenartige Hindernisse bilden und Partikel geringeren spezifischen Gewichtes von einer Waschflüssigkeit bevorzugt über die Hindernisse getragen werden und Partikel größeren spezifischen Gewichtes sich in Strömungsrichtung vor den Hindernissen absetzen. Die Rinne mit den Seitenwänden und den Querwänden kann auf einem Bodengestell seitlich kippbar gehalten sein, um angereichertes Gut zu entleeren. Die Durchleitung des partikelbeladenen Waschflüssigkeitsstromes muß hierzu unterbrochen werden.

Die DE 197 13 898 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Gewinnen von gediegenen Metallen aus tauben Gesteinen mit einem als Windsichter ausgebildeten Vorrichtungsteil, in welchem ein etwa horizontaler Luftstrom auf ein herabfallendes Gemisch von Partikeln unterschiedlichen spezifischen Gewichtes, nämlich auf edelmetallhaltige Partikel und auf Partikel tauben Materials, gerichtet wird. Ein Kanalboden der Windsichtungskammer enthält Klappen zum Austragen der edelmetallhaltigen Partikel bzw. der Partikel aus taubem Material. Der bekannte Vorrichtungsteil ist nicht zum Sedimentationstrennen eines in einer Trägerflüssigkeit geführten Partikelstroms geeignet und ferner ist bei dem bekannten Vorrichtungsteil eine Öffnung der Klappen während der Windsichtung nicht vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, eine Sedimentationstren­ nung physikalisch detektierbarer Partikel aus einem in einer Trägerflüssigkeit geführten Partikelstrom in solcher Weise zu erreichen, daß ein verbesserter Trennungswirkungs­ grad, auch bei geringem Anteil abzusondernder, interessierender Partikel, sowie bei geringer Partikelgröße, erreicht wird, und mit vergleichsweise einfachen Mitteln ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des anliegenden Anspruches 1 gelöst. Die Erfindung umfaßt auch eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der dem An­ spruch 1 bzw. dem Anspruch 4 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch aus­ drücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zugrunde lie­ gende Gedanke ist vornehmlich, jedoch nicht ausschließlich, darin zu sehen, sich be­ züglich des Trennungsergebnisses nicht auf die physikalische Wirkung physikalisch detektierbarer Eigenschaften abzusondernder Partikel im Einzelnen zu verlassen, son­ dern ein Detektierungsergebnis, welches aufgrund des Wirksamwerdens der physikali­ schen Unterschiede der voneinander zu trennenden Partikel anfällt, für die endgültige Absonderung der interessierenden Partikel auszuwerten. Dieses bedeutet gleichsam eine Verstärkung des auf physikalischen Unterschieden zwischen zu trennenden Partikeln beruhenden, primären Trennungsergebnisses.

Nachfolgend wird eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In diesen stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Abbildung eines vertikalen Längsschnittes durch eine Waschrinne zum Sedimentationstrennen physikalisch detektierbarer Partikel aus einem in einer Trägerflüssigkeit geführtem Partikelstrom nach dem Stande der Technik;

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1 von einer Einrichtung zur Sedimentation­ strennung der hier angegebenen Art;

Fig. 3 eine perspektivische, teilweise im Schnitt gezeichnete Wiedergabe einer prakti­ schen Ausführungsform einer Einrichtung gemäß Fig. 2 mit in Blocksymbolen angegebenen Bauteilen zur Steuerung derselben;

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Darstellung einer Einrichtung zum Sedimentationstrennen gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 5 eine ähnliche Abbildung wie die Fig. 3 und 4 von einer wiederum anderen, be­ sonders zweckmäßigen Ausführungsform einer Einrichtung zur Sedimentations­ trennung; und

Fig. 6 eine teilweise im axialen Vertikalschnitt gezeichnete Wiedergabe einer nochmals anderen Ausführungsform einer Einrichtung der hier angegebenen Art.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Boden einer schräg aufgestellten Waschrinne. In Fig. 1 nicht dargestellte, dicht an den Boden 1 anschließende Seitenwände halten einen Parti­ kelstrom 2 im Bereich über dem Boden, welcher durch Sedimentationstrennung auszu­ schneidende, interessierende Partikel 3 und außerdem nicht interessierende, von einer Trägerflüssigkeit des Partikelstroms bis zu einem Austragsende 4 mitgeführte Partikel 5 enthält. Die durch Sedimentationstrennung auszusondernden Partikel 4 unterscheiden sich durch eine physikalisch detektierbare Eigenschaft von den Partikeln 5, nämlich im vorliegenden Beispiel durch größeres spezifisches Gewicht ihres Materials. Es sei hier davon ausgegangen, daß die durch Sedimentationstrennung auszuscheidenden Partikel 3 Goldpartikel sind, während die nicht interessierenden Partikel aus Kalkstein bestehen. Aufgrund größeren spezifischen Gewichtes ihres Materials und auch aufgrund größerer Dichte folgen die Partikel 3 nicht dem Trägerflüssigkeitsstrom über schwellenartige, etwa quer zum Partikelstrom orientierte Hindernisse 6 hinweg, welche von dem Bo­ den 1 der Waschrinne aufragen, sondern setzen sich mit Bezug auf die Strömungsrich­ tung vor dem Hindernis 6 im Bereich 7 ab, während die Partikel 5 von dem Trägerflüs­ sigkeitsstrom vor dem Hindernis 6 aufwärts gefördert und dann über das Hindernis hin­ weg gefördert werden, um zusammen mit der Trägerflüssigkeit am Austragsende 4 aus­ zutreten.

Dieser Sedimentations-Trennmechanismus allgemein bekannter Art kann dadurch verstärkt werden, daß auf dem Boden 1 der Waschrinne eine ganze Reihe von Hinder­ nissen nach der Art des Hindernisses 6 in Strömungsrichtung des Partikelstromes hin­ tereinander angeordnet wird und sich jeweils in den Bereichen 7 vor den Hindernissen Ansammlungen der auszusondernden Partikel 3 bilden, die aus den Bereichen 7 jeweils, teilweise verunreinigt mit einem Gehalt an Partikel 5, entnommen werden können, so­ bald der Partikelstrom und der Trägerflüssigkeitsstrom jeweils für bestimmte Betrieb­ sintervalle unterbrochen ist.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist bei sonst ganz entsprechender Ausbil­ dung wie bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, wie auch durch Verwendung je­ weils entsprechender, gleicher Bezugszahlen deutlich gemacht ist, im Boden 1 der Waschrinne dort, wo sich der Bereich 7 vor dem schwellenartigen Hindernis 6 befindet, eine Klappe 8 vorgesehen, die mittels eines Antriebs 9 über ein Kuppelgestänge 10 auf ein Steuersignal hin nach abwärts klappbar ist und von dem Bereich 7 aus eine spaltarti­ ge, quer zur Partikelstromrichtung orientierte Öffnung zu einem Ableitungskanal 11 freigibt, der in dem Boden oder unter dem Boden 1 der Waschrinne verläuft.

Dem Bereich 7 benachbart und im vorliegenden Falle oberhalb des Bereiches 7 befindet sich in der Waschrinne ein Detektor 12. Dieser Detektor spricht auf eine spezi­ elle physikalische Eigenschaft der sich im Bereich 7 ansammelnden Partikel 3 an, wobei es sich vorzugsweise nicht um diejenige physikalische Eigenschaft handelt, welche die Partikel 3 von den Partikeln 5 im Partikelstrom unterscheidet. Der Detektor 12 kann ein Ultraschalldetektor oder ein Röntgendetektor oder ein optischer Detektor oder derglei­ chen sein, soweit es sich um Ausführungsformen der in Fig. 2 gezeigten Art handelt, bei der der Detektor 12 außerhalb des Partikelstroms und Trägerflüssigkeitsstroms angeord­ net und durch diesen hindurch auf den Bereich 7 orientiert ist. Auf die Ausbildung des Detektors als Widerstandsdetektor oder Leitfähigkeitsdetektor oder Spannungsdetektor oder Induktivitätsdetektor oder Kapazitätsdetektor sei weiter unten näher eingegangen.

Jedenfalls aber erzeugt der Detektor 12 dann auf seiner Ausgangsleitung 13 ein Detektorsignal, wenn nach einer bestimmten Betriebsdauer der Einrichtung sich im Be­ reich 7 Partikel 3, auf deren spezielle physikalische Eigenschaft der Detektor 12 an­ spricht, angesammelt haben. Das Detektorsignal auf der Leitung 13 veranlaßt, gegebe­ nenfalls über eine Steuereinrichtung, den Antrieb 9 dazu, die Klappe 8 kurzfristig nach unten zu verschwenken, so daß oberhalb der Klappe 8 im Bereich 7 befindliche Partikel 3 selektiv in den Kanal 11 abgeleitet werden, wonach die Klappe 8 wieder geschlossen wird und während einer weiteren, sich kontinuierlich anschließenden Betriebsphase der Partikelstrom in der Trägerflüssigkeit wiederum so lange über den Boden 1 der Wasch­ rinne geleitet wird, bis ein neuerliches Ansprechen des Detektors 12 erfolgt. Eine Un­ terbrechung der Überschwemmung der Waschrinne und eine in Intervallen während dieser Unterbrechungen vorzunehmende Entnahme von Partikeln 3 aus den Bereichen 7 von der Seite der Öffnung der Waschrinne her ist bei der Einrichtung nach Fig. 2 nicht erforderlich.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Waschrinne einen etwa horizontal orientierten Boden 1 aufweist. Der Boden der Waschrinne der Ausführungsform nach Fig. 3 kann jedoch auch, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, schräg gestellt sein. Seitenwände 14 sind dicht an dem Boden 1 angesetzt. Die dem Betrachter zugekehrte Seitenwand ist jedoch bei der Darstellung nach Fig. 3 abgeschnitten. Die allgemeine Flußrichtung des Partikelstromes aus abzusondernden oder zu sedimentierenden Partikeln und nicht interessierenden, im Trägerflüssigkeitsstrom verbleibenden Partikeln ist durch den strichpunktierten Pfeil P angedeutet.

Der Detektor 12 hat bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Gestalt eines Leitfä­ higkeitsdetektors oder Widerstandsdetektors, der über Meßleitungen 15 und 16 an lei­ stenförmige Meßelektroden 17 bzw. 18 angeschlossen ist. Von diesen ist die leistenför­ mige Meßelektrode 17 in den unteren Teil der der Strömungsrichtung des Partikelstroms und Trägerflüssigkeitsstroms entgegen gerichteten Seitenwand des schwellenartigen Hindernisses 6 eingebettet, während die leistenförmige Meßelektrode 18 in den benach­ barten Randbereich der Oberfläche der Klappe 8 eingebettet ist.

Die Meßleitung 16 ist so ausgebildet, daß sie in ihrem den Bereich zwischen dem Boden 1 der Waschrinne und der nach unten wegklappbaren Klappe 8 überbrückenden Abschnitt entsprechend flexibel ausgebildet ist oder hier eine Schleifringanordnung ent­ hält, welche die Bewegungen der Klappe 8 ohne Verbindungsunterbrechung zuläßt.

Der Leitfähigkeitsdetektor oder Widerstandsdetektor 8 bestimmt den Leitwert oder den Widerstand des etwa einem Viertel eines Kreiszylinders entsprechenden Vo­ lumenbereiches 7 zwischen den zueinander senkrecht stehenden Begrenzungsflächen des Hindernisses 6 einerseits und der Klappe 8 andererseits und vergleicht den gemes­ senen Leitwert oder Widerstandswert mit einem am Detektor 12 einstellbaren Grenz­ wert. Sobald der gemessene Wert wesentlich von dem eingestellten Vergleichswert ab­ weicht, gibt der Detektor 12 ein Ausgangssignal auf der Leitung 13 ab, das über eine Steuereinrichtung 19 die Aktivierung des Antriebs 9 veranlaßt, so daß die Klappe 8 für eine bestimmte, kurze Zeitdauer nach unten in Richtung des Pfeiles K weg geklappt wird und im Bereich 7 angesammelte, abzusondernde Partikel in einen Kanal unterhalb des Waschrinnenbodens 1 abgelassen werden.

Ist der Detektor 12 ein Leitfähigkeitsdetektor, so wird das Detektorsignal 13 er­ zeugt, wenn die Leitfähigkeit des detektierten Bereiches 7 aufgrund einer ausreichenden Sedimentierung auszusondernder Partikel über einen bestimmten Grenzwert ansteigt.

Ist der Detektor 12 ein Widerstandsdetektor, dann erfolgt die Abgabe des Detek­ torsignals 13, wenn der Widerstand des Bereiches 7 aufgrund der Partikelablagerung unter einen vorbestimmten Grenzwert abfällt.

Fließt zwischen den Meßelektroden 17 und 18 über das Volumen der Trägerflüs­ sigkeit im Bereich 7 ein wenn auch sehr geringer Meßstrom, so zeigt es sich, daß die Elektrodenoberflächen sehr rasch elektrolytisch angegriffen werden, was zu Verfäl­ schungen des Detektorergebnisses führen kann. Gemäß einer sehr zweckmäßigen De­ tektorausbildung hat der Detektor die Gestalt eines Spannungsdetektors. Hierzu wird der Bereich 7 in Zusammenwirkung mit den Meßelektroden als galvanisches Element aus­ gebildet, in dem etwa die eine Meßelektrode aus Chrom und die andere Meßelektrode aus Silber gefertigt werden oder die eine Meßelektrode aus Messing und die andere Me­ ßelektrode wiederum aus Silber gefertigt werden. Auch andere Materialpaare, die in Zusammenwirkung mit der jeweiligen Trägerflüssigkeit ein galvanisches Element bil­ den sind denkbar.

In dem Falle, in welchem sich keine leitfähigen, auszusondernden Partikel 3 im Raum zwischen den Meßelektroden 17 und 18 befinden, gibt das galvanische Element beispielsweise eine Ausgangsspannung von 0,2 Volt ab.

Eine mit den Meßelektroden verbundene Spannungsdetektorschaltung enthält eine Gegenspannungsquelle, durch welche die Ausgangsspannung des aus der Meßelektrode und dem Bereich 7 gebildeten galvanischen Elementes kompensiert wird, so daß prak­ tisch kein Strom zwischen den Meßelektroden fließt und diese vor einem elektrolyti­ schen Angriff ihrer Oberflächen geschützt sind.

Erst dann, wenn die Meßelektroden 17 und 18 durch auszusondernde, leitfähige Partikel kurzgeschlossen werden, bricht die Ausgangsspannung des aus den Maßelek­ troden und dem Trägerflüssigkeitsvolumen gebildeten galvanischen Elementes zusam­ men, was von der Spannungsdetektorspannung detektiert wird und zur Auslösung des Detektorsignales führt. Diese Art der Detektierung arbeitet extrem empfindlich und ge­ stattet die Aussonderung von leitfähigen Partikeln im Milligrammbereich.

Wird, wie aus der Darstellung von Fig. 4 erkennbar, das schwellenartige Hinder­ nis 6 am Boden 1 der Waschrinne relativ zur Waschrinnenlängsachse schräg gestellt, so haben die Strömungslinien des Partikelstroms und des ihn mitführenden Trägerflüssig­ keitsstroms, angedeutet durch strichpunktierte Pfeile P, auch Komponenten in Richtung der Erstreckung des schräg gestellten Hindernisses 6, derart, daß sich im Bereich 7 im Winkel zwischen der der Strömung entgegen gerichteten Seitenfläche des Hindernis­ ses 6 und der Bodenfläche des Bodens 1 der Waschrinne absetzende, zu sedimentieren­ de Partikel 3 allmählich in Richtung auf das dem Betrachter näher liegende Ende des Bereiches 7 bewegen. Dort sammeln sich die beispielsweise erhöhte spezifische Leitfä­ higkeit gegenüber den Partikeln 5 aufweisenden Partikel 3 vor Meßelektroden 20 und 21 an, die im Bereich des dem Betrachter von Fig. 4 näher liegenden Endes der Seiten­ fläche des Hindernisses 6 in dieses eingelassen sind und über Meßleitungen 22 bzw. 23 wiederum mit einem Leitfähigkeitsdetektor 12 in Verbindung stehen, der bei Detektie­ rung einer ausreichenden Leitfähigkeit im Bereich 7 vor den Meßelektroden 20 und 21 ein Detektorsignal über die Leitung 13 an die Steuereinrichtung 19 abgibt, um mittels dieser den Antrieb 9 zu aktivieren, ähnlich, wie dies bei der Ausführungsform von Fig. 3 der Fall ist.

Die durch den Antrieb 9 bei dessen Aktivierung nach unten verschwenkbare Klappe 8 im Boden 1 der Waschrinne hat jedoch bei der Ausführungsform von Fig. 4 gegenüber den Verhältnissen bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bedeutend geringere Länge in der Richtung quer über die Waschrinne hinweg, derart, daß bei Erregung des Antriebs 9 aufgrund eines vom Detektor 12 abgegebenen Detektorsignals 13 im We­ sentlichen nur der vor den Meßelektroden 20 und 21 gelegene Teil des Bodens 1 der Waschrinne kurzzeitig nach unten geklappt wird, um eben in diesem Teil des Berei­ ches 7 angesammelte Partikel 3 in einen unterhalb der Waschrinne gelegenen Kanal abzuleiten. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß eine besonders empfindliche Sedi­ mentationstrennung erreicht wird, daß der zu detektierende Bereich klein gehalten ist, daß ein hoher Trennungswirkungsgrad erreicht wird und daß das Trennergebnis durch verhältnismäßig wenig nicht interessierende Partikel, also etwa durch wenige Partikel 5 verunreinigt wird, da während des Abklappens des Bodens der Waschrinne sich nicht die gesamte Breite des Bereiches vor dem Hindernis 6 zu dem Ableitungskanal für die interessierenden, durch Sedimentationstrennung ausgeschiedenen Partikel öffnet.

Sind die Meßelektroden 20 und 21 durch eine elektrisch isolierende Schicht abge­ deckt, so können sie in Abwandlung der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform auch als Meßelektroden für einen auf Kapazitätsänderungen ansprechenden Detektor 12 einge­ setzt werden.

Eine weitere, in der Zeichnung nicht gezeigte Ausführungsform sieht in Ab­ wandlung derjenigen von Fig. 4 vor, daß anstelle der Meßelektroden 20 und 21 in den betreffenden Bereich der Seitenwand des schwellenartigen Hindernisses 6 ein Indukti­ vitätsfühler nach Art eines Tonkopfes eingebettet ist, der in Verbindung mit der Detek­ torschaltung 12 einen Induktivitätsdetektor bildet. Der Induktivitätsfühler wird durch einen Hochfrequenzstrom erregt und erzeugt in dem Bereich 7, der vor ihm liegt, ein Wechselfeld, das in sedimentierten Partikeln 3, die in diesen Bereich eintreten, Wirbel­ ströme induziert, die den Erregerstrom des Induktivitätsfühlers beeinflussen und somit von der Schaltung 12 detektiert werden können.

Nach einem ähnlichen, dem Fachmann geläufigen Prinzip lassen sich auch ferro­ magnetische Partikel 3 detektieren.

Wie bereits angedeutet werden längs einer Wachrinne auf deren Boden 1 bei praktischen Ausführungsformen mehrere schwellenartige Hindernisse 6 in Waschrin­ nenlängsrichtung hintereinander geschaltet. Die Fig. 2 bis 4 zeigen also jeweils nur ei­ nen charakteristischen Abschnitt der Waschrinne in Nachbarschaft eines schwellenarti­ gen Hindernisses 6. Bezüglich dieses Aspektes ist zu Fig. 4 anzumerken, daß bei Hin­ tereinanderschalten mehrerer schwellenartiger Hindernisse 6 längs der Waschrinne diese Hindernisse relativ zur Waschrillenlängsachse mit Bezug auf eine Horizontalebene abwechselnd einen Winkel von mehr als 90° und einen Winkel von weniger als 90° ein­ schließen, wobei dann die den Hindernissen 6 jeweils zugeordneten Klappen 8 längs der Waschrinne fortschreitend einmal nahe der dem Betrachter von Fig. 4 näherliegenden (nicht dargestellten) Waschrinnenseitenwand und einmal nahe der dem Betrachter ferner liegenden (in Fig. 4 gezeigten) Waschrinnenseitenwand gelegen sind. Diese Ausbildung bedingt eine weitere Erhöhung des Trennungwirkungsgrades und eine Verbesserung des Trennungsergebnisses.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 enthält als über die Bodenfläche des Bodens 1 der Waschrinne aufragendes Hindernis 6 einen in einen Querspalt des Bodens 1 der Waschrinne eingebetteten Zylinderkörper, der in einem etwas weniger als 90° über­ spannenden Teil seines Umfangs mit einem annähernd zylindersektorförmigen Aus­ schnitt versehen ist, der dem Bereich 7 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen entspricht. Der in Fig. 5 senkrecht stehend Teil der Begrenzungsfläche dieses Aus­ schnittes entspricht der der Strömung entgegen gerichteten Seitenfläche des Hindernis­ ses 6 und der in Fig. 5 waagrecht liegende Teil des genannten, zylindersektorförmigen Ausschnittes entspricht der Klappe 8 der zuvor betrachteten Ausführungsformen.

Der mit dem zylindersektorfömigen Ausschnitt versehene Zylinder ist über eine Welle 24 mit einem Antrieb 25 gekoppelt. In die Begrenzungsfläche des zylinderförmi­ gen Ausschnittes sind Meßelektroden eingebettet, die in Analogie zu der Ausführungs­ form nach Fig. 3 in Fig. 5 wiederum mit 17 und 18 bezeichnet sind. Meßleitungen 15 und 16, welche an die Meßelektroden 17 und 18 angeschlossen sind, haben über eine Schleifringanordnung 26 Verbindung zu der Detektorschaltung 12, welche im Falle ei­ nes durch sedimentierte Partikel 3 erhöhten Leitwertes im Bereich 7 zwischen den Me­ ßelektroden 17 und 18 ein Detektorsingal 13 an eine Steuereinrichtung 19 abgibt, wel­ che über eine Steuerleitung 27 den Antriebsmotor 25 einschaltet. Der Antriebsmotor 25 dreht dann den das Hindernis 6 bildenden Zylinder um eine volle Umdrehung im Uhr­ zeigersinn.

Dabei dreht sich der zylindersektorförmige Ausschnitt aus dem Bereich oberhalb des Bodens 1 der Waschrinne in den Bereich unter dem Boden 1 der Waschrinne, also in den Bereich des Ableitungskanales 11. Sobald dies geschehen ist, fallen sedimentierte Partikel 3 aus dem Bereich 7 in den Ableitungskanal 11. Zur Unterstützung dieses Vor­ ganges werden in entsprechender zeitlichen Zuordnung zur Drehung des Zylinders durch den Motor 25 von der Steuereinrichtung 19 mittels einer Pumpe Pu Sprühdü­ sen 29 und 30 eingeschaltet, die den zylindersektorförmigen Ausschnitt des Zylinders während seiner Verweilzeit im Ableitungskanal 11 reinigen, bevor der Ausschnitt wie­ der in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gelangt.

Auch für die Ausführungsform nach Fig. 5 gilt, daß bei praktischen Anlagen längs der Waschrinne fortschreitend mehrere jeweils ein schwellenartiges Hindernis 6 bilden­ de, mit zylindersektorförmigen Ausschnitten versehene Zylinder mit jeweils zugehöri­ gen Antrieben 25 hintereinander vorgesehen werden.

Fig. 6 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der die Wachrinne die Gestalt einer Sedimentiertrommel 30 hat. An den Trommelenden sind über geeignete Speichen­ konstruktionen Wellenstümpfe 31 bzw. 32 vorgesehen, die von Lagern 33 bzw. 34 auf verschiedenem Niveau gegenüber einem Fundament 35 abgestützt sind, derart, daß die Sedimentiertrommel 30 um eine im Winkel zur Horizontalen orientierte Achse rotierbar ist.

An der Trommelinnenwand ist eine aus Vierkantmaterial gefertigte Schraubenspi­ rale 36 befestigt, welche bewirkt, daß die Sedimentiertrommelinnenwand gleichsam ein Innengewinde aufweist.

Die Sedimentiertrommel 30 ist entweder mittels eines Antriebsmotors 37 oder in einer nachfolgend noch zu erläuternden Weise durch eine Beschaufelung 38 am unteren Trommelende in Richtung des Pfeiles R antreibbar. Über eine Einlaßleitung 39 wird von der höherliegenden Seite der Sedimentiertrommel 30 her ein von einer Trägerflüssigkeit mitgeführter Partikelstrom eingegeben, der im jeweils in jeder Radialebene mit Bezug auf die Trommelachse tiefstliegenden Teil der Sedimentiertrommel 30 zum tiefer gele­ genen Ende der Sedimentiertrommel fließt und dabei die einzelnen Gänge der Schrau­ benspirale 36 überspült, wie dies durch die Pfeile P in Fig. 6 angegeben ist. Dabei set­ zen sich auszusondernde Partikel mit höherem spezifischem Gewicht und höherer Dichte auf den jeweils dem oberen Trommelende zugekehrten Seiten der Gänge der Schraubenspirale 36 ab, während nicht interessierende Partikel von der Trägerflüssigkeit über die Hindernisse gespült und zum unteren Trommelende gefördert werden. Die Trä­ gerflüssigkeit und die in ihr verbliebenen Partikel verlassen das Trommelinnere über die die Trommelwand durchdringende Beschaufelung 38 und setzen dadurch die Sedimen­ tiertrommel 30 in Umdrehung. Der Antriebsmotor 37 kann entweder anstelle der Be­ schaufelung 38 zum Antrieb der Trommel dienen oder kann die Trommel während einer anfänglichen Betriebsphase in Umdrehung versetzen, bis die Beschaufelung 38 ein aus­ reichendes Drehmoment entwickelt.

Dreht sich diese Sedimentiertrommel in Richtung des Pfeiles R, so fördert die Schraubenspirale 36 allmählich das an ihren der oberen Trommelöffnung zugekehrten Flanken sedimentierte Material in Richtung auf die obere Trommelöffnung. Auf diesem durch die Trommeldrehung verursachten Wanderungsweg trifft das sedimentierte Mate­ rial auf einen mit der Trommel umlaufenden und in der Trommel an geeigneten Halte­ rungsmitteln abgestützten Detektor 12, der bei Vorbeilauf von detektierbaren Partikeln an der gegenüberliegenden Flanke eines Ganges der Schraubenspirale 36 ein Detektor­ signal über die Leitung 13 an die Steuereinrichtung 19 abgibt Die Steuereinrichtung 19 veranlaßt dann über eine Leitung 27 die Aktivierung eines mit der Trommel umlaufen­ den Antriebs 9 zum Aufschwenken einer Klappe 8, welche normalerweise einen Durch­ bruch durch die Wand der Trommel 30 in einem Bereich unmittelbar vor einem Gang der Schraubenspirale 36 verschließt. Das Aktivierungssignal 27 erreicht den Antrieb 9 in bestimmter zeitlicher Abstimmung auf die beispielsweise vom Antrieb 37 abgeleitete augenblickliche Trommelstellung, derart, daß die Klappe 8 dann geöffnet wird, wenn sie sich während des Umlaufs der Trommel auf tiefstem Niveau befindet, so daß im betref­ fenden Bereich vor dem Gang der Schraubenspirale 36 angesammeltes und in diesen Bereich allmählich von tieferliegenden Trommelbereichen hochgefördertes Material in einen Kanal 11 abgeleitet werden kann. Überschüssige Trägerflüssigkeit wird während der Trommeldrehung in einen Überlaufkanal 41 geleert und dem nach der Sedimentati­ on verbleibenden Trägerflüssigkeitsstrom hinzugefügt, der aus der Beschaufelung 38 austritt.

Es sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die in Fig. 6 gezeigte Ausfüh­ rungsform auch in der Weise abgewandelt werden kann, daß die Klappe 8 und die von ihr kontrollierte Öffnung in der Trommelwand, der Antrieb 9 und der Detektor 12 ent­ fallen. In diesem Falle werden die während der Rotation der Sedimentationstrommel abgesetzten, interessierenden Partikel bei 40 ausgetragen und in dem Kanal 41 gesam­ melt, der in diesem Falle dann ausschließlich zur Ansammlung des durch Sedimentati­ onstrennung gewonnenen Materials dient.

Auch bezüglich der zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen sei auf eine wesentlich, zu einer starken Vereinfachung führende Abwandlung hingewiesen. Diese sieht vor, die Betätigung der jeweiligen Klappe 8 bzw. des das Hindernis 6 bildenden Zylinders nicht etwa von einem Detektierungsergebnis abhängig zu machen, sondern die Ableitung sedimentierter Partikel durch Verschlußor­ ganbetätigung in regelmäßigen, zuvor empirisch für eine Anlage ermittelten Zeitabstän­ den vorzunehmen. Solche vereinfachten Ausführungsformen führen dann zu einem sehr zufriedenstellenden Sedimentationsergebnis, wenn über eine bestimmte Betriebsdauer hinweg der Gehalt der in der Trägerflüssigkeit mitgeführten, zu sedimentierenden Parti­ kel verhältnismäßig konstant und verhältnismäßig bekannt ist. Schlußendlich sei noch angemerkt, daß Sedimentationseinrichtungen der hier angegebenen Art aufgrund ihres einfachen und übersichtlichen Aufbaus als Module erstellt und beliebig hintereinander geschaltet oder parallel geschaltet werden können und das sie anderen Sortierverfahren beliebig vorschaltbar oder nachschaltbar sind.

Es sei noch erwähnt, daß abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen die dem Partikelstrom und dem Trägerflüssigkeitsstrom entgegengerichteten Flanken in den schwellenartigen Hindernissen auch mit nischenartigen Ausnehmungen versehen sein können, um das Festhalten der auszusondernden Partikel zu begünstigen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Sedimentationstrennen physikalisch detektierbarer Partikel (3) aus einem in einer Trägerflüssigkeit geführten Partikelstrom, bei welchem dieser über mindestens ein im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung verlaufendes schwellenartiges Hindernis (6) geführt wird, derart, daß Partikel geringeren spezi­ fischen Gewichtes von der Flüssigkeit bevorzugt über das Hindernis getragen werden und Partikel (3) größeren spezifischen Gewichtes in Strömungsrichtung vor dem Hindernis sich absetzten, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalisch detektierbaren Partikel aus dem Bereich vor dem Hindernis (6) aus dem Partikel­ strom während der Sedimentationstrennung in bestimmten Zeitabständen abge­ leitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein der abzutrennenden Partikel (3) vor dem Hindernis (6) detektiert (12) wird und ab­ hängig von einem Detektorsignal (13) die Ableitung der sedimentierten Parti­ kel (3) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikel­ strom auf relativ zur Strömungsrichtung schräg stehende Hindernisse (Fig. 4, Fig. 6) geleitet und zur Bewegung schräg zur Strömungsrichtung veranlaßt wird und daß die Ableitung der sedimentierten Partikel (3) an einem Endbereich der Bewe­ gung schräg zur Strömungsrichtung erfolgt.

4. Einrichtung zum Sedimentationstrennen physikalisch detektierbarer Partikel (3) aus einem in einer Trägerflüssigkeit geführten Partikelstrom, mit mindestens ei­ nem, im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Hindernis (6), das vom Boden (1) eines Strömungskanals aufragt, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Hindernis (6) im Boden (1) des Strömungskanals ein diesen von einem Ableitkanal (11) trennendes Verschlußorgan (8) angeordnet ist, das mittels eines Servoantriebs (9) zu bestimmten Zeiten im Sinne einer Öffnung einer Verbindung zwischen dem Strömungskanal und dem Ableitkanal betätigbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Hindernis (6) ein auf das Vorhandensein der physikalisch detektierbaren Partikel (3) anspre­ chender Detektor (12; 17, 18, 12; 20, 21, 12) angeordnet ist, dessen Ausgangs­ signal (13) über eine Steuereinrichtung (19) einen Servoantrieb (9) zur Betätigung des Verschlußorgans (8) aktiviert.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein in einem Bereich (7) vor dem Hindernis (6) angeordnetes Elektrodenpaar (17, 18; 20, 21) enthält, das mit einer Leitfähigkeitsdetektorschaltung oder Widerstands­ detektorschaltung oder Spannungsdetektorschaltung oder Kapazitätsdetektor­ schaltung des Detektors (12) verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (12) ei­ nen Induktivitätsfühler, insbesondere einen mit Hochfrequenz beaufschlagten Tonkopf enthält, der mit einer Induktivitäts-Meßschaltung des Detektors verbun­ den ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Hindernis (6) in einem von 90° verschiedenen Winkel zur Strö­ mungskanallängsrichtung verläuft und daß das Verschlußorgan (8) auf den mit Bezug auf die Strömungsrichtung stormabgelegenen Endbereich der Quererstrec­ kung des betreffenden Hindernisses begrenzt ist, auf welchem auch der Detektor gerichtet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Hindernissen (6) und zugeordneten Verschlußorganen (8) in Längs­ richtung des Strömungskanals hintereinander geschaltet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hindernisse (6) in Strömungsrichtung fortschreitend abwechselnd einen Winkel von mehr als 90 Grad und einen Winkel von weniger als 90 Grad relativ zur Strömungskanallängsachse einschließen.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan die Gestalt eines in einen Querspalt des Bodens (1) des Strö­ mungskanals eingesetzten Zylinders mit einem zylindersektorförmigen, etwa ei­ nen Umfangsbereich von 90 Grad überspannenden Ausschnitt hat, dessen in der Verschlußstellung senkrecht stehende Wand eine der Strömung entgegengerich­ tete Seitenfläche des Hindernisses (6) bildet und dessen in Verschlußstellung ho­ rizontale Wand mit der Oberfläche des Bodens (1) des Strömungskanals fluchtet (Fig. 5).

12. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal von einer Sedimentiertrommel (30) gebildet ist, die auf der Innenseite als das mindestens eine Hindernis eine Schraubenspirale (36) aufweist, daß die Trommel um ihre Längsachse, welche gegenüber der Horizontalen geneigt ist, drehbar und antreibbar gelagert ist, daß am höher gelegenen Trommelende der Partikelstrom und der Trägerflüssigkeitsstrom eintragbar ist und über die Schraubengänge der Schraubenspirale (36) strömend dem unteren Trommelende zuführbar ist und daß die an den jeweils dem oberen Trommelende zugewandten Flanken der Gänge der Schraubenspirale (36) sedimentierten Partikel am oberen Ende oder nahe dem oberen Ende austragbar sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Austra­ gung der sedimentierten Partikel über eine von dem Verschlußorgan kontrollierte, die Wand der Sedimentiertrommel (30) durchdringende Öffnung die Austragung der sedimentierten Partikel unmittelbar am oberen Ende der Sedimentiertrommel vorgesehen ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehan­ trieb für die Sedimentiertrommel (30) durch eine am unteren Trommelende vorge­ sehene Turbinenbeschaufelung (38) vorgesehen ist, welche mit dem am unteren Trommelende austretenden Trägerflüssigkeitsstrom zusammenwirkt.

15. Einrichtung nach Anspruch 6, bei welcher mit dem Elektrodenpaar des Detektors eine Spannungsdetektorschaltung des Detektors verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektroden des Elektrodenpaares aus unterschiedlichem Metall, insbesondere Silber und Chrom oder Silber und Messing, bestehen und in Zu­ sammenwirkung mit der Trägerflüssigkeit in dem genannten Bereich (7) vor dem Hindernis (6) ein galvanisches Element bilden, dessen Ausgangsspannung in einer Spannungsdetektorschaltung mittels einer Gegenspannungsquelle kompensiert ist, wobei ein Zusammenbruch der Ausgangsspannung des galvanischen Elements aufgrund eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden durch auszusondernde leitfähige Partikel mittels der Spannungsdetektorschaltung detektierbar ist.