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Die Erfindung dient zur Anreicherung und Abtrennung von Schwermineralen (z. B. Gold) aus Sedimenten oder zerkleinerten Erzgesteinen, welche einer Anlage mittels eines Fluidstroms zugeführt werden.
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Es ist gebräuchlich Schwerminerale aus einem Fluidstrom auszuwaschen, indem der Mineralkörner enthaltende Fluidstrom in einem Waschbehältnis über einen bestimmten Belag (z. B. Goldwaschteppich oder Goldwaschmatte) geleitet wird. Die Schwerminerale verfangen sich in dem Belag oder bleiben strömungsbedingt darauf liegen. Um die gewünschten Minerale zu erhalten, müssen diese wieder von dem Belag entfernt werden. Diese Art der Schwermineralgewinnung wird unter anderem in den folgenden Patentschriften erwähnt und kann als Stand der Technik bezeichnet werden (
DE 10 2009 033 476 A1 ;
DE 10 2009 031 784 B3 ;
DE 00 0000 144 031 A ;
US000000157192A ;
US020050155911A1 ).
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Das Problem bei den bekannten Verfahren und Anlagen ist, dass das Extrahieren der Schwerminerale aus dem Belag nur mit einem, im Vergleich zu dieser Erfindung, relativ hohen personellen oder technischen Aufwand zu bewerkstelligen ist. In den meisten Verfahren muss der Schwerminerale akkumulierende Belag aus dem Waschbehältnis entfernt und anschließend in Handarbeit gesäubert werden.
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Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Die Gewerbliche Anwendung der Erfindung besteht darin, dass aus einer durch die Anlage strömenden Menge verschiedenartiger Mineralkörner die Schwerminerale extrahiert werden, welche teilweise einen sehr hohen Marktwert besitzen. Die Wertvollen Minerale (z. B. Gold) können aus dem gewonnenen Schwermineralkonzentrat extrahiert und gewinnbringend verkauft werden. Bei einer Anwendung, zum Beispiel in einem Kieswerk mit goldhaltigen Kiesvorkommen, können auf diese Weise, zusätzlich zu dem Verkauf von Sand und Kies, mit dem Verkauf des extrahierten Goldes Mehreinnahmen erzielt werden.
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Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass der arbeitsintensive Reinigungsvorgang des Belags wegfällt, da die im Belag akkumulierten Minerale den Belag gravitations- und strömungsbedingt durchlaufen und auf der Unterseite gemeinsam mit einem Teil des Fluides wieder verlassen können. Erzielt wird dies mit Hilfe der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung. Die nach unten abgeleiteten Schwerminerale können auf dem unteren Boden des Waschbehälters gemeinsam mit dem Fluid abfließen und einem weiteren Separationsprozess zugeführt werden. Alle Mineralkörner geringerer Dichte fließen gemeinsam mit dem Fluidstrom auf der oberen Ebene der Anlage ab. Vor allem bei der Förderung großer Mengen an Material mit relativ geringen Konzentrationen der gewünschten Schwerminerale (z. B. Gold), wie es in vielen Kieswerken der Fall ist, stellt die Erfindung eine sehr kostengünstige Methode zur Konzentrationserhöhung und Abtrennung der wertvollen Minerale dar. Aufgrund der mit dieser Erfindung zu erreichenden Materialreduzierung, praktisch ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand und der damit einhergehenden Konzentrationserhöhung der Wertminerale, wird die Gewinnung von Rohstoffen bei vielen bisher unrentablen Lagerstätten wirtschaftlich. Dazu kommt, dass eine Vorklassierung, im Gegensatz zu vielen anderen Verfahren, bis zu einer Korngröße der Kiesfraktion, nicht notwendig ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren absolut umweltfreundlich ist, da keine Chemikalien zum Einsatz kommen und beim Einsatz, zum Beispiel in vielen Produktionsanlagen der Kies- und Sandgewinnung, kein zusätzlicher Energieaufwand entsteht.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Patentansprüchen 2 bis 7 angegeben.
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Die Erfindung sieht mehrere unterschiedliche Möglichkeiten der Anordnung und Ausführung der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung und des darüber liegenden Schwerminerale akkumulierenden Belags vor.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nicht maßstabsgetreuen 1, 2 und 3 dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen
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1: eine perspektivische Ansicht eines möglichen Anlagenaufbaus
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2: einen senkrechten Schnitt durch einen möglichen Anlagenaufbau, parallel zur Strömungsrichtung
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3: einen senkrechten Schnitt durch einen möglichen Anlagenaufbau, senkrecht zur Strömungsrichtung
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In 1 und 2 wird mit Hilfe von Pfeilen der Fluidstrom dargestellt. Somit wird die Wirkung der Anlage ersichtlich.
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Die Anlage wird so positioniert, dass sie in Strömungsrichtung ein Gefälle aufweist. Senkrecht zur Strömung sollte die Anlage waagrecht ausgerichtet werden. Der feststoffbeladene Fluidstrom a, welcher Mineralkörner verschiedener Dichte und Korngröße mit sich führt, wird auf die obere Ebene der Anlage gegeben. Teilstück 1 der oberen Ebene dient einer gleichmäßigen Verteilung des feststoffführenden Fluidstroms über die gesamte Breite der Anlage. Pfeil b symbolisiert den Fluidstrom in der Mitte der Anlage. Hier fließt er über den Schwerminerale akkumulierenden und abtrennenden Mechanismus der Erfindung hinweg. Der auf der Oberfläche abfließende Fluidstrom wird dabei immer ärmer an den Mineralen mit hoher Dichte und geringer Korngröße. Pfeil c symbolisiert den jetzt Schwermineral armen Fluidstrom, wie er den Schwerminerale akkumulierenden und abtrennenden Mechanismus verlässt und über das unter Teilstück (4) die Anlage verlässt. Der Schwerminerale akkumulierende und abtrennende Mechanismus setzt sich aus den folgenden Bauteilen zusammen. Den oberen Abschluss bildet ein Gitter (2), vorzugsweise ein Streckmetallgitter. Auf das Gitter (2) kann bei kleineren Anlagen verzichtet werden. Das Gitter (2) dient zur Stabilisierung und Fixierung des darunterliegenden Schwerminerale akkumulierenden Belags (3). Außerdem sorgt das Gitter (2) für eine stärkere Variation der Strömungseigenschaften entlang der Belagsoberfläche. Dadurch werden Schwerminerale besser abgelagert und leichte Minerale durch die verstärkte Turbulenz von der Belagsoberfläche wieder in den Fluidstrom aufgenommen. Dies führt zu einer besseren Separierung der Schwerminerale von den leichteren Mineralen. Die Pfeile d und e symbolisieren die Schwerminerale aus dem feststoffbeladenen Fluidstrom, welche sich auf der Belagsoberfläche absetzen und aufgrund des turbulenten Fluidstroms und der Gravitation in den Schwerminerale akkumulierenden Belag (3) eindringen. Der Belag (3) muss so beschaffen sein, dass ihn Mineralkörner bis zu einer bestimmten Korngröße (z. B. Sand) durchlaufen können. Am besten eignet sich dafür eine sogenannte Schlingenmatte (auch als Spaghettimatte oder Miner's Moss bezeichnet). Der entscheidende Teil der Erfindung ist die durchflussregulierende Vorrichtung (6, 7, 8), auf der der Belag (3) aufliegt. Die durchflussregulierende Vorrichtung (6, 7, 8) kann so gestaltet sein, dass sie konstant eine bestimmte Menge Fluid durchlässt. Eine bessere Variante der Anlage sieht vor, dass die Menge an Fluid und Feststoff, die sich durch den Belag und die durchflussmengenregulierende Vorrichtung (6, 7, 8) hindurchbewegt, durch die Gestaltung der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung (6, 7, 8) geregelt wird. Eine Möglichkeit wie dies technisch umsetzbar ist, zeigen die 1, 2 und 3 anhand von übereinander positionierten und gegeneinander verschiebbaren Lochblechen. Hier ist das mittlere Lochblech 7 gegen ein darüber positioniertes Lochblech 6 und ein darunter positioniertes Lochblech 8 verschiebbar. Ein exaktes Verschieben des mittleren Lochblechs gegen die beiden feststehenden, darüber und darunter positionierten Lochbleche kann, wie in 2 dargestellt, mit einem Schraubmechanismus (11) geschehen. Die Durchflussmenge, symbolisiert durch die Pfeile f und g, kann durch die Größenänderung der Durchflussöffnungen variiert werden. In 2 ist die durchflussmengenregulierende Vorrichtung ganz geöffnet. Man kann dies daran erkennen, dass die Löcher von den Lochblechen 6, 7 und 8 direkt übereinander liegen. Somit kommt es zu einem starken Durchfluss durch den Belag (3). Diese Einstellung stellt eine Reinigungsfunktion für den Belag dar und kann dazu verwendet werden, um die im Belag (3) angesammelten Mineralkörner auszuwaschen, indem man einen reinen Fluidstrom, ohne Feststoff in die Anlage einleitet. In 3 sind die Lochbleche (6, 7, 8) so gegeneinander verschoben, dass die Öffnungen geschlossen sind, also die Löcher vom darüber und/oder darunter liegenden Lochblech abgedeckt sind. Diese Einstellung kann gewählt werden, um beim Inbetriebnehmen der Anlage das Akkumulieren von Schwermineralen zu gewährleisten und ein direktes Durchfließen, durch den Belag (3), zu verhindern. Wenn sich der Belag (3) mit Schwermineralen gefüllt hat, werden die Durchflussöffnungen so weit geöffnet, dass exakt die Menge an Schwermineralen unten aus dem Belag austreten kann, wie auf der Oberseite des Belags (3) neu akkumuliert wird. Die genaue Einstellung der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung (6, 7, 8) ist Abhängig von der Zusammensetzung des der Anlage zugeführten Materials. Die Ausführung der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung (6, 7, 8) kann von den hier aufgezeigten Möglichkeiten abweichen. Die genannten Lochbleche können verschiedenförmige Öffnungen aufweisen (z. B. rund, eckig oder länglich) und die Anzahl der übereinander positionierten Lochbleche kann variiert werden. Es reichen auch zwei übereinander positionierte, gegeneinander verschiebbare Lochbleche aus, um den Fluidstrom zu regulieren. Auch kann mit einer Vielzahl von Lochblechen das gleiche Ergebnis erzielt werden. Für die Durchflussmengenregulierung gibt es eine Vielzahl an Möglichkeiten. So kann zum Beispiel auch ein Lamellenrost, mit zu öffnenden und zu schließenden Lamellen, verwendet werden. Die Halterung (5) dient zur Fixierung und genauen Positionierung des Gitters (2), des Belags (3) und der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung (6, 7, 8). Nach dem Verlassen der durchflussmengenregulierenden Vorrichtung (6, 7, 8) fallen die Schwerminerale gemeinsam mit dem Fluid auf den Boden (9) des Waschbehälters. Die Pfeile h und i symbolisieren den Abfluss der Separierten Minerale auf dem Boden des Waschbehälters. Von hier aus können diese direkt einem weiteren Prozess zugeführt werden. Sollte die vorhandene Fluidmenge dafür nicht ausreichen, kann durch einen Zulauf (10) ein zusätzlicher Fluidstrom (j) in den Waschbehälter eingeleitet werden. Die durchflussmengenregulierende Vorrichtung (6, 7, 8) kann bei größeren Anlagen über Stützen (12) auf dem Boden des Waschbehälters abgestützt werden. Das Gitter 2 wird entlang der Wände (14) des Waschbehälters mit einer Haltevorrichtung (13) fixiert. Diese Haltevorrichtung (13) kann wiederum an den Wanden des Waschbehälters (14) befestigt werden. Um eine noch bessere Fixierung des Gitters (2) zu gewährleisten, kann dieses so positioniert werden, dass es von den Teilstücken (1) und (4) überlappt wird.
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Bezugszeichenliste
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- a
- Einfließender feststoffbeladener Fluidstrom
- b
- Feststoffbeladener Fluidstrom gibt wchwerminerale ab
- c
- Schwermineralarmer Feststoffbeladener Fluidstrom
- d, e
- Schwermineraler und Fluid dringen in den Belag ein
- f, g
- Schwerminerale und Fluid verlassen den Belag
- h, i
- Schwerminerale und Fluid fließen auf dem Boden ab
- j
- Zusätzlicher Fluidstrom
- 1
- Teilstück Einlauf
- 2
- Gitter
- 3
- Schwerminerale akkumulierender Belag (z. B. Schlingenmatte)
- 4
- Teilstück Auslauf
- 5
- Halterung
- 6, 7, 8
- Durchflussmengenregulierende Vorrichtung (übereinander positionierte Lochbleche)
- 9
- Boden des Waschbehälters
- 10
- Zulauf für zusätzlichen Fluidstrom
- 11
- Schraubmechanismus zur einstellung der Durchflussregulierung
- 12
- Stützen
- 13
- Haltevorrichtung
- 14
- Wände des Waschbehälters
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009033476 A1 [0002]
- DE 102009031784 B3 [0002]
- DE 000000144031 A [0002]
- US 000000157192 A [0002]
- US 020050155911 A1 [0002]
