DE102010009846B4 - Verfahren zur elektrostatischen Trennung eine Mineralsalzgemisches - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur elektrostatischen Trennung von elektrisch unterschiedlich geladenen Teilchen eines Mineralsalzgemisches in einem Fließbett-Festbett-Apparat (1) mit mehreren Kammern (17, 18), wobei in einer ersten Kammer (17) die Konditionierung der Feststoffteilchen des Mineralsalzgemisches erfolgt und in einer zweiten Kammer (18) die triboelektrische Aufladung durch Verwirbelung der Feststoffteilchen durch Zufuhr eines Gasstromes, wobei das Feststoff-Gas-Gemisch durch eine Rohrleitung (4) durch mindestens eine in der zweiten Kammer (18) vorgesehene Injektordüse (3) unmittelbar einem Rohrscheider (5) zugeführt wird, wobei der Rohrscheider (5) ein Trägerrohr (10) umfasst, wobei das Trägerrohr (10) zwei einander gegenüberliegend angeordnete Feldelektroden (8, 9) zum Aufbau eines elektrischen Feldes aufweist, wobei die Feldelektroden (8, 9) durch eine Isolatorschicht in Richtung auf das Rohrinnere abgedeckt sind, wobei das Feststoff-Gas-Gemisch aus dem Fließbett-Festbett-Apparat (1) durch die Rohrleitung (4) dem Rohrscheider (5) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zugeführt wird, wobei die Geschwindigkeit am Einlass des Rohrscheiders (5) in etwa der am Auslass des Rohrscheiders (5) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrostatischen Trennung eines Mineralsalzgemisches in einem Fließbett-Festbett-Apparat.
  • Die elektrostatische Trennung eines Wertstoffgemisches erfolgt in einem elektrischen Feld, das durch zwei Feldelektroden aufgebaut wird, wobei die eine Feldelektrode am Minuspol und die andere am Pluspol anliegt. Die Spannung beträgt mehrere 10.000 V, wobei der Strom sich jedoch im mA-Bereich bewegt. Das Prinzip der elektrostatischen Trennung wird üblicherweise angewandt bei der Trennung von Phosphaten, Metalloxiden, Kohle, Kunststoffen, aber auch von Mineralsalzgemischen. Für die Sortierung von Feststoffpartikeln oder Teilchen im Wege der elektrostatischen Trennung liegt der Ausgangsstoff als Schüttgutgemisch von einzelnen Teilchen mit unterschiedlicher physikalischer und chemischer Eigenschaft vor. Das Ziel der elektrostatischen Trennung besteht in der sortenreinen Trennung eines solchen Schüttgut-Gemisches.
  • Für die elektrostatische Trennung wird die unterschiedliche elektrische Aufladbarkeit der einzelnen Teilchen genutzt. Zur Erzielung einer möglichst sortenreinen Trennung eines solchen Wertstoffgemisches wird zunächst so vorgegangen, dass das Wertstoffgemisch möglichst fein zermahlen wird, vor dem Hintergrund, dass die Partikel einen sehr hohen Gehalt des einen oder des anderen Wertstoffes aufweisen. Übliche Partikelgrößen bewegen sich im Bereich von 30 μm bis 3000 μm. Nach einer solchen Zerkleinerung des Wertstoffgemisches erfolgt die elektrostatische Aufladung der einzelnen Teilchen oder Partikel. Hierfür wird zunächst das Wertstoffgemisch konditioniert und dann triboelektrisch aufgeladen. Aufgrund der unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften und der entsprechenden Konditionierung, beispielsweise durch die Zugabe von Reagenzien, laden sich einzelne Teilchen positiv oder negativ auf; andere Teilchen erhalten kein Ladungspotenzial.
  • Die Trennung der negativ und positiv geladenen Teilchen erfolgt in dem elektrischen Feld, das beispielsweise in einem Freifallscheider aufgebaut wird. Hierbei werden die positiv geladenen Teilchen von der Elektrode angezogen, die am Minuspol anliegt, wohingegen die Teilchen, die negativ geladen sind, von der Elektrode, die am Pluspol anliegt, angezogen werden. Darüber hinaus gibt es ein Mittelgut, das zu keiner Seite hin abgelenkt wird, da die Teilchen nicht oder nicht ausreichend positiv oder negativ geladen sind.
  • Der Vorteil einer solchen elektrostatischen Trennung liegt darin, dass es sich um ein trockenes Trennverfahren handelt, mithin belastete Abwasser nicht anfallen, was insbesondere im Bereich der Trennung von Mineralsalzgemischen, insbesondere bei der Kali-Herstellung, von Vorteil ist.
  • Im Gegensatz zur elektrostatischen Trennung ist die sogenannte magnetische Trennung ( DE 195 10 116 A1 ) bekannt, bei der die Teilchen des zu trennenden Gemisches ferritischen Ursprungs sein müssen. Das heißt, eine Trennung in einem magnetischen Feld ist nur dann möglich, wenn eines der zu trennenden Teilchen Anteile von Eisen enthält, also magnetisch ist.
  • Aus der DE 36 03 167 C1 ist bekannt, die triboelektrische Aufladung und Konditionierung von feinteiligen Salzgemengen in einem Fließbett mit lang gestreckter Fluidisierungskammer vorzunehmen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass auf dem Transportweg zwischen dem Fließbett und der Trennapparatur Oberflächenladungen auf den Partikeln abfließen, mithin die Ladungsdichte der einzelnen Partikel abnimmt, was zur Folge hat, dass die Trennung im elektrischen Feld nur mit Qualitätsverlust erfolgt.
  • Aus der DE 12 49 181 B ist in diesem Zusammenhang ein ringförmiger Scheider bekannt, der eine ringförmige Leitung mit einer oder ohne eine Ionisationsstrecke sowie einem Abschnitt mit zwei im Wesentlichen parallelen, ein elektrostatisches Feld erzeugenden Elektroden versehen ist. Die Trennung beruht hierbei auf dem Prinzip der elektrostatischen Trennung. Nachteilig hierbei ist, dass aufgrund der auf die Partikel einwirkenden Fliehkräfte das Trennergebnis negativ beeinflusst wird.
  • Die DE 30 35 649 A1 lehrt, wie mithilfe eines Freifallscheiders mit rotierenden Walzen auf elektrostatischem Wege Kunststoffgemenge getrennt werden können. Die DE 33 34 665 C1 befasst sich mit Freifallscheidern.
  • Aus dem Sonderdruck Winnacker•Küchler, Chemische Technik, Prozesse und Produkte, Band 8, 5. Auflage ”Produkte der Kaliindustrie” (Wiley-VCH-Verlag GmbH & Co. KGaA), ist unter dem Stichwort ”Elektrostatische Trennung” auf den Seite 68 ff. die Trennung in einem Röhrenfreifallscheider beschrieben. Hierbei rieselt das Wertstoffgemisch im Freifall durch ein Hochspannungsfeld, die positiv und negativ geladenen Teilchen werden entsprechend ihrer Ladung von den Polen abgestoßen bzw. angezogen und aus ihrer senkrechten Fallrichtung abgelenkt. Teilchen, die keine eindeutige Ladung aufweisen, folgen der senkrechten Richtung des freien Falls. So entstehen am Ende der Fallstrecke zwei Stoffströme, die jeweils die Anreicherung eines Wertstoffs aufweisen, sowie ein dritter Stoffstrom, der kein Oberflächenpotenzial aufweist und im Wesentlichen das Wertstoffgemisch darstellt. Pluspol und Minuspol der Apparatur sind als drehende Röhren aus elektrisch leitendem Werkstoff ausgebildet. Um Partikelbeläge auf den Elektroden und damit eine Schwächung des elektrischen Feldes zu vermeiden, ist eine Reinigungsapparatur in Form von Bürsten vorgesehen.
  • Nachteilig hierbei ist, dass aufgrund der Länge des Transportwegs und der Art des Transports zwischen dem Verfahrensschritt der triboelektrischen Aufladung und der Trennung im Freifallscheider Oberflächenladungen von den Partikeln abfließen, mithin das Trennverfahren mit Qualitätsverlust erfolgt. Bei langen Transportwegen ist darüber hinaus auch die Zwischenschaltung von weiteren Fördereinrichtungen erforderlich.
  • Des Weiteren ist dieser bekannte Freifallscheider für feinkörnige und leichte Partikel, die einen Durchmesser von < 150 μm aufweisen, ungeeignet, weil diese Stoffe nicht nur überwiegend den Gesetzen des freien Falles folgen, sondern Strömungseinflüsse der frei fallenden Partikel im umgebenden Gas eine größere Wirkung zeigen. Die Folge hiervon ist, dass sich solche feinen Partikel an den Elektroden niederschlagen, wodurch das elektrische Feld in seiner Stärke gemindert wird, was schlussendlich die Qualität der Trennung reduziert. Durch die bereits erwähnte Reinigungsapparatur kann die Entstehung von Staubbelägen an den Elektroden zwar reduziert, jedoch nicht gänzlich unterbunden werden.
  • Darüber hinaus können erhöhte Salzanhaftungen Überschläge, mithin Kurzschlüsse, bewirken, was zur Folge hat, dass der gesamte Freifallscheider heruntergefahren und wieder hochgefahren werden muss, mit der weiteren Folge, dass die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage abnimmt. Auch ist nach dem Stand der Technik der Abstand zwischen den Elektroden relativ groß; insofern muss ein starkes elektrisches Feld aufgebaut werden, was höhere Spannungen notwendig macht, und zwar in der Größenordnung von etwa 100000 V. Zwar sind die Ströme im mA-Bereich relativ gering, jedoch ist immer noch eine erhebliche Leistung erforderlich.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das mithilfe Fließbett-Festbett-Apparates arbeitet, mit dem das Trennergebnis bei verhältnismäßig geringen Investitionskosten signifikant gesteigert werden soll. Zudem soll der Fließbett-Festbett-Apparat sowohl für feines Kornspektrum als auch für grobes Kornspektrum gleichermaßen geeignet sein.
  • Zur Lösung der Aufgabe dient das Verfahren gemäß Anspruch 1. Im Einzelnen zeichnet sich das Verfahren zur elektrostatischen Trennung von elektrisch unterschiedlich geladenen Teilchen eines Mineralsalzgemisches in einem Fließbett-Festbett-Apparat mit mehreren Kammern dadurch aus, dass in einer ersten Kammer die Konditionierung der Feststoffteilchen des Mineralsalzgemisches erfolgt und in einer zweiten Kammer die triboelektrische Aufladung durch Verwirbelung der Feststoffteilchen durch Zufuhr eines Gasstromes. Hierbei wird das Feststoff-Gas-Gemisch durch eine Rohrleitung durch mindestens eine in der zweiten Kammer vorgesehene Injektordüse unmittelbar einem Rohrscheider zugeführt, wobei der Rohrscheider ein Trägerrohr umfasst, wobei das Trägerrohr zwei einander gegenüberliegend angeordnete Feldelektroden zum Aufbau eines elektrischen Feldes aufweist. Die Feldelektroden sind durch eine Isolatorschicht in Richtung auf das Rohrinnere abgedeckt, wobei das Feststoff-Gas-Gemisch aus dem Fließbett-Festbett-Apparat durch die Rohrleitung dem Rohrscheider mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zugeführt wird, wobei die Geschwindigkeit am Einlass des Rohrscheiders in etwa der am Auslass des Rohrscheiders entspricht.
  • Ein Rohrscheider zur elektrostatischen Trennung von elektrisch unterschiedlich geladenen Teilchen eines Mineralsalzgemisches, umfasst ein Trägerrohr, wobei das Trägerrohr zwei einander gegenüberliegend angeordnete Feldelektroden zum Aufbau eines elektrischen Feldes aufweist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Feldelektroden durch eine Isolatorschicht nach innen, das heißt in Richtung auf das Rohrinnere, abgedeckt sind. Eine solche Isolatorschicht, als Dielektrikum ausgebildet, besteht z. B. aus Glas.
  • Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Wertstoff-Gas-Gemisch dem Rohrscheider aufgegeben wird, einstellbar ist in Abhängigkeit einerseits von der Länge des Rohrscheiders und andererseits von dem Innendurchmesser des Rohrscheiders.
  • Es wurde bereits an anderer Stelle dargelegt, dass der Nachteil der herkömmlichen Scheider darin liegt, dass aufgrund der unmittelbaren Anordnung der Feldelektroden im Strom der zu trennenden Wertstoffpartikel es zu Anhaftungen an den Elektroden kommt. Dies bewirkt, dass die Feldstärke abnimmt. Dies bewirkt weiterhin, dass das Trennergebnis schlechter wird, wobei insofern, wie bereits an anderer Stelle erläutert, durch rotierende Bürsten die Elektroden in bestimmten Abständen gereinigt werden müssen, wobei der zeitliche Abstand zwischen zwei Reinigungsvorgängen im Wesentlichen bestimmt ist durch die Partikelgröße des zu trennenden Mineralsalzgemisches. Das heißt, staubförmige Partikel führen eher dazu, dass es zu Anhaftungen an der Elektrode kommt, als große, schwere Partikel.
  • Die Abdeckung der Elektroden durch eine elektrisch nicht leitende Schicht sorgt dafür, dass die im Förderstrom schwebenden Partikel zwar entsprechend ihrer Ladung zum Pluspol oder zum Minuspol der entsprechenden Elektrode abgelenkt werden, aber nicht an der Innenmantelfläche des Scheiders anhaften, oder aber zumindest die Anhaftung vermindert ist. Partikel ohne Ladungspotenzial folgen dem Stromfaden des Feststoff-Gas-Gemisches und werden in der Mitte des Rohrscheiders ausgetragen.
  • Durch die Verwendung eines Dielektrikums oder einer nicht leitenden Beschichtung auf der Elektrode werden solche Anhaftungen, wie oben beschrieben, weitgehend vermieden. Die Folge hiervon ist, dass die Feldstärke im Verhältnis vermindert werden kann, da die Feldstärke nicht, wie beim Stand der Technik, aufgrund von Salzablagerungen, abnimmt und insofern durch eine höhere Feldstärke kompensiert werden muss. Bereits insofern ist das Trennergebnis gegenüber dem Stand der Technik wesentlich besser.
  • Vorteilhaft sind bei dieser Ausführungsform die kreisförmig ausgebildeten Feldelektroden in dem Rohrmantel des Rohrscheiders angeordnet, wobei der Rohrmantel, wie bereits ausgeführt, aus einem Dielektrikum, wie z. B. Glas, ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist vorgesehen, dass das aus z. B. Glas ausgebildete Trägerrohr die Feldelektroden auf der Außenmantelfläche des Rohres aufweist.
  • Um eine Trennung der zur positiv bzw. negativ geladenen Elektrode abgelenkten Partikel vom Mittelstrom zu erreichen, weist das Rohr des Rohrscheiders am unteren Ende zwei Scheiderzungen auf, um die Feststoffströme zu separieren.
  • Wesentlich ist weiterhin, dass das Feststoff-Gas-Gemisch unmittelbar aus dem Verwirbelungsvorgang heraus, also quasi im Schwebezustand der Feststoffpartikel, dem Rohrscheider zugeführt wird. Dies vor folgendem Hintergrund:
    Aus dem Stand der Technik ist bekannt, das Wertstoffgemisch zunächst zu mahlen und zu konditionieren, um dann die einzelnen Partikel triboelektrisch aufzuladen. Ein solchermaßen behandeltes Gemisch wird üblicherweise als Schüttgut dem Freifallscheider zugeführt. Die Förderung des Schüttgutes erfolgt häufig genug auch in metallischen Stetigförderern, was bewirkt, dass sich die Ladungsdichte der einzelnen Teilchen vermindert, da die Ladungen zum Teil über benachbarte Partikel, aber auch beispielsweise über den zuvor beschriebenen Stetigförderern aus Metall abwandern. Die Folge hiervon ist, dass dann, wenn das Feststoff-Gemisch dem Freifallscheider zugeführt wird, aufgrund der geringeren Ladungsdichte auf den Teilchen eine hinreichend gute Trennung nicht erzielt werden kann.
  • Dadurch, dass das Feststoff-Gas-Gemisch unmittelbar nach der triboelektrischen Aufladung dem Rohrscheider zugeführt wird, findet eine Verminderung der Ladungsdichte im Wesentlichen nicht statt.
  • Des Weiteren ist Gegenstand der Erfindung, dass das Feststoff-Gas-Gemisch mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit dem Rohrscheider zugeführt wird.
  • Beim Betrieb eines Freifallscheiders nach dem Stand der Technik ist es so, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches beim Einlass in den Freifallscheider sehr gering ist. Die Geschwindigkeit nimmt im Laufe des Durchtritts der einzelnen Partikel durch den Freifallscheider zu. Diese zunehmende Geschwindigkeit der einzelnen Partikel über die Länge des Freifallscheiders bewirkt, dass bei vorgegebener Feldstärke es vermehrt zu Ablagerungen feinster Partikel an der Elektrode kommt. Dies deshalb, weil bei einem Material, was besonders fein ist, also einen Durchmesser von < 150 μm aufweist, der Luftwiderstand im Verhältnis zur Gravitationskraft so groß ist, sodass sich diese Partikel, da sie quasi im Schwebezustand gehalten werden, an den Elektroden ablagern und dort zu den Problemen führen, die bereits an anderer Stelle erläutert worden sind. Wenn nun dem Rohrscheider das Feststoff-Gas-Gemisch mit einer erhöhten Geschwindigkeit zugeführt wird, also beispielsweise mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 m/sek, dann bedeutet dies, dass im wesentlichen keine Differenzgeschwindigkeiten zwischen dem Gas einerseits und den Partikeln andererseits bestehen. Krafteinflüsse aufgrund von Strömungswiderständen, insbesondere bei feinkörnigen Partikeln, sind insofern im Wesentlichen eliminiert. Das heißt aber auch, dass über die Länge des Rohrscheiders die gleichen Bedingungen herrschen, was bedeutet, dass die Feldstärke zwischen den Elektroden auf einen optimalen Wert eingestellt werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil der erhöhten Geschwindigkeit des Partikelstroms im Rohrscheider besteht darin, dass im Randbereich des Rohrscheiders die Strömung turbulent ist, was eine quasi automatische Reinigung des Innenmantels bewirkt und mithin die Gefahr von Anhaftungen weiter vermindert ist. Dies bedeutet auch, dass der Querschnitt des Scheiders vermindert werden kann, d. h. der Elektrodenabstand nimmt ab, weshalb bei gleicher Scheiderleistung geringere Spannungen erforderlich sind, was wiederum die Gefahr von Anhaftungen am Innenmantel herabsetzt.
  • Wie bereits an anderer Stelle erläutert, ist es beim Stand der Technik so, dass die Teilchen und hier insbesondere kleinteilige Partikel mit einem Durchmesser < 150 μm, sich aufgrund der Feldstärke unmittelbar, und zwar insbesondere im oberen Bereich des Freifallscheiders an der Innenmantelfläche des Freifallscheiders absetzen. Das Auftreffen von Feststoffpartikeln auf die Innenmantelfläche bewirkt immer einen Verschleiß.
  • Durch die gerichtete Strömung aufgrund der vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit wird das senkrechte Auftreffen von Feststoffpartikeln auf die Innenmantelfläche gering gehalten, und insofern der Verschleiß vermindert. Das heißt, hohe Standzeiten des Rohrscheiders werden erreicht. Hierbei ist insbesondere zu bemerken, dass salzhaltige Gemische stark abrasiv sind, woraus sich unmittelbar der Vorteil von der Einbringung des Feststoff-Gas-Gemisches mit einer gerichteten Strömung durch eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit offenbart.
  • Der Apparat, insbesondere der Fließbett-Festbettapparat, verfügt im Einzelnen über mindestens zwei Kammern, wobei in der einen ersten Kammer die Konditionierung der Feststoffteilchen oder Partikel erfolgt. Die Konditionierung der einzelnen Partikel erfolgt beispielsweise durch die Zugabe eines Konditionierungsmittels. In der zweiten Kammer erfolgt die Verwirbelung des Feststoff-Gas-Gemisches zum Zwecke der triboelektrischen Aufladung der Partikel. Zum unmittelbaren Austrag der Partikel ist in der zweiten Kammer mindestens eine Injektordüse vorgesehen, um das Feststoff-Gas-Gemisch dem Rohrscheider durch eine insbesondere gerade verlaufende Rohrleitung zuzuführen, in der eine weitere triboelektrische Aufladung erfolgt. Das heißt, unmittelbar aus der Verwirbelungskammer, der zweiten Kammer, wird das Feststoff-Gas-Gemisch dem Rohrscheider zugeführt. Eine gerade verlaufende Rohrleitung hat den Vorteil, dass der Verlust an Ladung der triboelektrisch aufgeladenen Teilchen minimiert ist, da im Gegensatz zu einer gekrümmten Leitung die Teilchen in geringem Maße mit der Rohrleitung, die üblicherweise elektrisch leitend ist, in Berührung gelangen.
  • Dies im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem das Feststoff-Gemisch als Schüttgut im Stetigförderer dem Freifallscheider zugeführt wird.
  • Des Weiteren verfügt der Fließbett-Festbettapparat über eine dritte Kammer, wobei der dritten Kammer ein Wertstofffeingemisch aus der Filteranlage dem Fließbett-Festbett-Apparat zuführbar ist, und die dritte Kammer mindestens eine Injektordüse aufweist, um das Wertstofffeingemisch dem Rohrscheider zuzuführen. Der Rohrscheider, dem dieses Feingemisch zugeführt wird, kann speziell auf diese Körnung eingestellt werden.
  • Sämtliche Kammern stehen miteinander in kommunizierender Verbindung. Das bedeutet aber auch, dass die Partikel in den einzelnen Kammern sich kontinuierlich miteinander vermischen, was insbesondere in Bezug auf das Wertstofffeingemisch bedeutet, dass dieses in einem bestimmten Umfang sich in der nachgeschalteten dritten Kammer anreichert. Die einzelnen Injektordüsen sind in Bezug auf die aufzunehmenden Teilchengröße der Teilchen des Wertstoffgemisches einstellbar, d. h., es erfolgt eine geometrische Einstellung der Injektordüsen im Hinblick auf die in den Rohrscheider abzuführenden Partikel. Dadurch können noch verhältnismäßig kleinteilige Partikel dem Rohrscheider zugeführt werden.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
  • 1, 1a zeigen den Fließbett-Festbett-Apparat mit nachgeschalteten Rohrscheidern;
  • 24 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen und Ausgestaltungen des Rohrscheiders.
  • Der in den 1 und 1a mit 1 bezeichnete Fließbett-Festbett-Apparat umfasst die drei Kammern 17, 18 und 21. Die Aufgabe des Wertstoffgemisches, z. B. eines Salzgemisches, erfolgt durch die Leitung 6 in die sogenannte erste Kammer, die Konditionierungskammer. In diese Kammer 17 erfolgt ebenfalls die Zufuhr von Reagenzien durch die Leitung 16. Die Leitung 16 ist im Bodenbereich der Kammern 17 eingebracht. Durch die Leitung 11 wird über gegebenenfalls einen Wärmetauscher 22 mithilfe eines Gebläses 22a Gas, z. B. Luft, in die Kammer 17, 18, 21 eingeführt. Dieses Gas, insbesondere Luft, sorgt für eine Verwirbelung und damit eine triboelektrische Aufladung der einzelnen Partikel des Wertstoffgemisches. Am oberen Ende des Fließbett-Festbett-Apparates sind eine oder mehrere Auslässe 19 vorgesehen, um Feinstpartikel mit dem Gasstrom in den Filter 7 abzuführen. Die Größe der ausgeführten Partikel ist abhängig von der Stärke des Luftstroms, der durch die Leitung 11 gefördert wird. Bei stärkerer Strömung werden auch entsprechend größere Partikel durch die Leitung ausgetragen. Aus dem Filter 7 werden diese abgefilterten Partikel einer bestimmten Größe der Kammer 21 in den Fließbett-Festbett-Apparat zugeführt. Durch die Rückführung der Feinstpartikel in den Abschnitt 21 des Apparates 1 können die Verfahrensparameter des Feststoff-Gas-Gemisches und der elektrischen Feldstärke im Rohrscheider für die Trennung der größeren Partikel aus der Kammer 18 und der feineren Partikel aus der Kammer 21 verfahrensgerecht angepasst werden.
  • Wie bereits an anderer Stelle erläutert sind die einzelnen Kammern 17, 18 und 21 kommunizierend miteinander verbunden. Dies bewirkt eine ständige Durchmischung der einzelnen Partikel innerhalb der Fließbett-Festbett-Apparate. In der Kammer 18 und in der Kammer 21 sind Injektordüsen 3 angeordnet, die vom Luftstrom 2 durch das Gebläse 2a aus dem Filter 7 gespeist werden. Die Verwendung dieses Gasstromes hat für die Versorgung der Injektordüsen 3 insofern Vorteile, als dieser Gasstrom, dadurch, dass er sich bereits in den Apparat 1 befand, mit Reagenzien für die Konditionierung angereichert ist, was für eine weitere triboelektrische Aufladung der Teilchen beim Transport durch die Rohrleitungen im Rohrscheider sorgt.
  • Die beiden Injektordüsen innerhalb der Verwirbelungskammer 18 stehen durch Rohrleitungen 4 unmittelbar mit den beiden Rohrscheidern 5 in Verbindung. Eine weitere Injektordüse 3 befindet sich in der Kammer 21, und führt die überwiegend feinen Partikel einen weiteren Rohrscheider 5 zu. Bei der Darstellung gemäß 1a ist im Gegensatz zu 1 der jeweilige Rohrscheider 5 mit den Injektordüsen 3 durch nicht abgewinkelte oder gekrümmte Rohrleitungen 4 verbunden, was zur Folge hat, dass der Verlust an Ladungen der triboelektrisch aufgeladenen Teilchen minimiert ist.
  • Das Feststoffgasgemisch, das durch die Injektordüsen 3 den Rohrscheidern 5 zugeführt wird, tritt in die Rohrscheider mit einer bestimmten Geschwindigkeit ein, nämlich beispielsweise 10 m/sek. Die Strömungsgeschwindigkeit ist hierbei über die Länge des Rohrscheiders im Wesentlichen gleichbleibend. Am unteren Ende befinden sich Scheiderzungen 12, 13, die für einen Austrag der positiv geladenen Teilchen bzw. auch der negativ geladenen Teilchen sowie eines Mittelgutes sorgen.
  • Gegenstand der 24 ist die Anordnung der Feldelektroden 8, 9 an der Wandung des Trägerrohres 10 des Rohrscheiders. Gemäß 2 ist hierbei die Feldelektrode 8, 9 in dem Mantel des Rohrscheiders angeordnet. Der Mantel des Rohrscheiders ist als Dielektrikum, z. B. Glas, ausgebildet.
  • Bei der Darstellung gemäß 3 befindet sich die kreisbogenförmige Elektrode auf dem Außenmantel des Glasrohres 10 des Rohrscheiders. Die Ausbildung gemäß 4 zeigt lediglich ein quadratisches Rohr eines Rohrscheiders mit außen aufsitzenden Feldelektroden 8, 9.

Claims (9)

  1. Verfahren zur elektrostatischen Trennung von elektrisch unterschiedlich geladenen Teilchen eines Mineralsalzgemisches in einem Fließbett-Festbett-Apparat (1) mit mehreren Kammern (17, 18), wobei in einer ersten Kammer (17) die Konditionierung der Feststoffteilchen des Mineralsalzgemisches erfolgt und in einer zweiten Kammer (18) die triboelektrische Aufladung durch Verwirbelung der Feststoffteilchen durch Zufuhr eines Gasstromes, wobei das Feststoff-Gas-Gemisch durch eine Rohrleitung (4) durch mindestens eine in der zweiten Kammer (18) vorgesehene Injektordüse (3) unmittelbar einem Rohrscheider (5) zugeführt wird, wobei der Rohrscheider (5) ein Trägerrohr (10) umfasst, wobei das Trägerrohr (10) zwei einander gegenüberliegend angeordnete Feldelektroden (8, 9) zum Aufbau eines elektrischen Feldes aufweist, wobei die Feldelektroden (8, 9) durch eine Isolatorschicht in Richtung auf das Rohrinnere abgedeckt sind, wobei das Feststoff-Gas-Gemisch aus dem Fließbett-Festbett-Apparat (1) durch die Rohrleitung (4) dem Rohrscheider (5) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zugeführt wird, wobei die Geschwindigkeit am Einlass des Rohrscheiders (5) in etwa der am Auslass des Rohrscheiders (5) entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Kammer (21) vorgesehen ist, wobei der dritten Kammer (21) das Mineralsalzgemisch zugeführt wird, wobei die dritte Kammer (21) mindestens eine weitere Injektordüse (3) aufweist, um das Mineralsalzgemisch einem weiteren Rohrscheider (5) durch eine weitere Rohrleitung (4) unmittelbar zuzuführen.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (17, 18, 21) unmittelbar untereinander kommunizierend in Verbindung stehen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektordüse (3) in Bezug auf die aufzunehmende Teilchengröße der Teilchen des Mineralsalzgemisches eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (4) gerade verlaufend ausgebildet ist.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10) aus einem elektrischen Isolator, insbesondere Glas, ausgebildet ist, wobei die Feldelektroden (8, 9) in dem Rohrmantel angeordnet sind.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10) als ein Isolator ausgebildet ist, wobei die Feldelektroden (8, 9) auf der Außenmantelfläche des Trägerrohres (10) angeordnet sind.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (10) des Rohrscheiders (5) am unteren Ende zwei Scheiderzungen (12, 13) aufweist, um die Feststoffströme zu separieren.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Feststoff-Gas-Gemisch dem Rohrscheider (5) aufgegeben wird, abhängig ist von der Länge des Rohrscheiders und des Innendurchmessers des Trägerrohres (10) des Rohrscheiders (5).
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RU2012141884/03A RU2604605C2 (ru) 2010-03-02 2011-03-01 Электростатическое разделение смеси ценных веществ, например смеси минеральных солей, с помощью трубчатого сепаратора, а также устройство для электростатического разделения такой смеси ценных веществ с помощью трубчатого сепаратора, а также способ элетростатического разделения
PCT/DE2011/000202 WO2011107074A1 (de) 2010-03-02 2011-03-01 Elektrostatische trennung eines wertstoffgemisches, z. b. eines mineralsalzgemisches mit hilfe eines rohrscheiders sowie eine vorrichtung zur elektrostatischen trennung eines solchen wertstoffgemisches mit hilfe eines rohrscheiders sowie ein verfahren zur elektrostatischen trennung
US13/582,708 US9393572B2 (en) 2010-03-02 2011-03-01 Electrostatic separation of a mixture of valuable materials, e.g., a mineral salt mixture, by means of a pipe separator, and device for electrostatically separating such a mixture of valuable materials by means of a pipe separator, and method for electrostatic separation

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014028012A2 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Empire Technology Development Llc Electrostatic system and method for sorting plastics

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1249181B (de) * 1967-09-07 Dr.-Ing. Gianfranco Ferrara Dr.-Ing. CIemente Del Fa' Cagliari Dr.-Ing. Raimondo Ciccu S. Stefano di Cadore Belluno Dr.-Ing. Mario Carta (Italien) Elektrostatische Trockenauf bereitungsvorrichtung
DE3035649A1 (de) * 1980-09-20 1982-04-08 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur elektrostatischen trennung von kunststoffgemengen
DE3334665C1 (de) * 1983-09-24 1984-10-04 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kieserit und Langbeinit enthaltenden Kalirohsalzen
DE3603167C1 (en) * 1986-02-03 1987-03-26 Kali & Salz Ag Apparatus for conditioning and triboelectric charging of finely divided salt mixtures
DE19510116A1 (de) * 1995-03-21 1996-09-26 Lutz Dipl Ing Markworth Rohrscheideapparatur und Verfahren
WO2000054885A1 (en) * 1999-03-12 2000-09-21 Mba Polymers, Inc. Electrostatic separation enhanced by media addition
US6749669B1 (en) * 1999-04-12 2004-06-15 Darwin Technology Limited Air cleaning device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234324A (en) * 1978-12-04 1980-11-18 Dodge Jr Cleveland E Electrostatic filter
US4477268A (en) * 1981-03-26 1984-10-16 Kalt Charles G Multi-layered electrostatic particle collector electrodes
DE3324478A1 (de) 1983-07-07 1985-01-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum reinigen von gasen
SU1304889A1 (ru) * 1985-04-26 1987-04-23 Предприятие П/Я В-8830 Способ электростатического обогащени фосфатных руд
DE4343625C1 (de) 1993-12-21 1995-06-22 Kali & Salz Beteiligungs Ag Verfahren zur Aufbereitung von langbeinit- und anhydrithaltigen Kieserit-Konzentraten
RU2262994C1 (ru) * 2004-04-13 2005-10-27 Кубанский государственный аграрный университет Сепаратор для сыпучих материалов
US20080063558A1 (en) 2004-09-10 2008-03-13 Malcolm Coleman Odour Reduction Apparatus
US20060081507A1 (en) * 2004-10-11 2006-04-20 Peter Gates Apparatus for the electrostatic separation of particulate mixtures
EP1967274A1 (de) * 2005-12-28 2008-09-10 Ngk Insulators, Ltd. Staubfangende elektrode und staubfänger
RU59445U1 (ru) * 2006-09-11 2006-12-27 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Обогатительный агрегат

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1249181B (de) * 1967-09-07 Dr.-Ing. Gianfranco Ferrara Dr.-Ing. CIemente Del Fa' Cagliari Dr.-Ing. Raimondo Ciccu S. Stefano di Cadore Belluno Dr.-Ing. Mario Carta (Italien) Elektrostatische Trockenauf bereitungsvorrichtung
DE3035649A1 (de) * 1980-09-20 1982-04-08 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur elektrostatischen trennung von kunststoffgemengen
DE3334665C1 (de) * 1983-09-24 1984-10-04 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kieserit und Langbeinit enthaltenden Kalirohsalzen
DE3603167C1 (en) * 1986-02-03 1987-03-26 Kali & Salz Ag Apparatus for conditioning and triboelectric charging of finely divided salt mixtures
DE19510116A1 (de) * 1995-03-21 1996-09-26 Lutz Dipl Ing Markworth Rohrscheideapparatur und Verfahren
WO2000054885A1 (en) * 1999-03-12 2000-09-21 Mba Polymers, Inc. Electrostatic separation enhanced by media addition
US6749669B1 (en) * 1999-04-12 2004-06-15 Darwin Technology Limited Air cleaning device

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