-
Verfahren zum Klassieren von Feststoff-Aufschlämmungen Das Klassieren
von Aufschlämmungen erfolgt bisher im wesentlichen mit Hilfe von Stromklassierern,
Rechenklassierern, Schneckenklassierern, Waschapparaten und Hydrozyklonen.
-
Bei den Stromklassferern, z. B. bei den Schüsselklassierern, und bei
den Durchlaufkästen scheiden sich die einzelnen festen Teilchen aus dem möglichst
ruhig gehaltenen Flüssigkeitsstrom auf Grund ihrer verschiedenen Sinkgeschwindigkeiten
nacheinander ab und werden so, getrennt. Bei den Schlüsselklassierern wird z. B.
die Aufschlämmung im Mittelpunkt einer runden, flüssigkeitsgefüllten Schüssel aufgegeben
und fließt in den oberen Flüssigkeitsschichten nach allen Seiten zum Schüsselrand
und dann über diesen gleichmäßig ab. Während des Durchströmens sinken die gröberen
Teilchen auf Grund ihrer größeren Sinkgeschwindigkeit ab, gelangen in die stillstehenden
tieferen Flüssigkeitsschichten und setzen sich dann auf dem Schüsselboden ab. Hier
werden sie durch eine Krählvorrichtung ständig oder von Zeit zu Zeit nach der Bodenmitte
der Schüssel gefördert und dort durch ein Austragventil ausgetragen.
-
Bei den Rechen- und Schneckenklassierern werden die sich absetzenden
gröberen Festteilchen der Aufschlämmung durch hin- und herbewegte Rechen bzw. durch
eine rotierende Schnecke über eine Schräge aus dem Klassiergefäß ausgetragen.
-
Bei den Waschapparaten wird der zu klassierende Stoff von oben her
in die Klassierflüssigkeit gegeben und während des Absinkens mit einem aufwärts
gerichteten Flüssigkeitsstrom durch Waschen von den Feinanteilen getrennt, die mit
der Flüssigkeit über den Rand des meist trichterförmigen Apparates ablaufen, während
die gewaschenen abgesunkenen groben Anteile durch die Trichterspitze hindurch ständig
abfließen. Zu den Waschapparaten muß auch ein Apparat nach USA.-Patentschrift 2
250 365 gezählt werden, der aus einer kastenförmigen Zelle besteht, in der durch
besondere Mittel ein Flüssigkeitskreislauf aufrechterhalten wird, dessen Abwärtsstrom
die groben Teile nach unten und dessen Aufwärtsstrom die Feinteile nach oben bringt,
wobei das Material so lange in der Zelle gehalten wird, bis es von den Feinanteilen
freigewaschen ist.
-
Ein nicht auf der Sinkgeschwindigkeit beruhendes Verfahren wird bei
dem Klassieren durch Hydrozyklone angewendet. Die Aufschlämmung der Festteilchen
wird tangential in ein senkrecht stehendes Rohr gepumpt und wird dadurch um die
Rohrachse in Rotation versetzt. Durch die hierbei auftretende Zentrifugalkraft ordnen
sich die groben Festteilchen in der Nähe der Peripherie der rotierenden Flüssigkeit
und die feineren Teilchen mehr in der Nähe des Mittelpunktes der rotierenden Flüssigkeit.
Die groben und feinen Teilchen werden dann getrennt aufgefangen.
-
Die mit den beschriebenen Klassierern erreichte Trennschärfe ist nur
bei wesentlichen Unterschieden der Körnung oder des spezifischen Gewichtes befriedigend.
Die bisher bevorzugt angewendeten Rechen-und Schneckenklassierer benötigen für ihre
Aufstellung viel Raum und erfordern hohe Anschaffungs-, Betriebs- und Reparaturkosten.
-
Dagegen ist die Durchführung der Klassierung nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung in einer einfachen und billigen Apparatur ohne bewegte Teile
möglich, die nur aus einem Trichter mit Überlaufrand und düsenförmigem Auslauf und
einem Zuführungsrohr besteht. Das Verfahren besteht darin, daß eine Aufschlämmung
des zu klassierenden Stoffes in dem völlig mit Flüssigkeit angefüllten Trichter
etwa in halber Flüssigkeitshöhe unter dem Flüssigkeitsspiegel in einem kräftigen
Strom nach oben an die Flüssigkeitsoberfläche geleitet wird und dann teilweise über
den Rand und teilweise durch die Trichterspitze abläuft. Bei diesem Vorgang wird
eine überraschend gute Klassierwirkung bei unerwartet hoher Leistung erreicht, indem
die Feinanteile über den Rand des Trichters und die Grobanteile durch die Spitze
des Trichters ablaufen. Dabei kann man feststellen, daß
in dem Trichterraum
durch die Energie der in einem kräftigen Strom eingeführten Maische Aufwärtsströmungen
um die Mittelachse des Trichters herum und konzentrisch herum Abwärtsströmungen
ausgelöst werden, die in ihrer Intensität nach dem Rand des Trichters zu abnehmen.
Die groben Teilchen werden bereits aus den starken Abwärtsströmungen in der Nähe
der Trichterachse ausgeschieden und die weniger groben Teilchen aus den sich anschließendzn
schwächer werdenden Abwärtsströmungen. Diejenigen Teilchen, die auch aus den Abwärtsströmungen
in der Nähe des Trichterrandes nicht ausgeschieden werden, fließen als klassierter
Feinanteil über den Rand des Trichters ab, während der aus den Abwärtsströmungen
ausgeschiedene Grobanteil als Rücklauf durch die Trichterdüse ständig abläuft. Ein
Bild der für die Klassierung ausgenutzten Abwärtsströmungen ist aus der Zeichnung
1 zu ersehen.
-
Bei der Durchführung des Klassierverfahrens nach der vorliegenden
Erfindung ist es auch möglich, die zu klassierende Aufschlämmung nach Zeichnung
2 von oben her in die Flüssigkeit einzuleiten, wenn die Aufschlämmung anschließend
°°durch einen Teller nach oben umgelenkt wird.
-
Die für die Klassierung ausgenutzten Abwärtsströmungen können dadurch
verstärkt werden, daß der in den Klassierer eingeführten Maische Luft beigefügt
wird. Durch diese Luft wird der Aufwärtsstrom der eingeführten Maische verstärkt
und entsprechend stärkere Abwärtsströmungen ausgelöst.
-
Der Unterschied gegenüber den bekannten Schüsselklassierern besteht
darin, daß bei diesen die Ausscheidung der groben Teilchen lediglich durch die durch
die Erdbeschleunigung ausgelösten Sinkgeschwindigkeiten bestimmt wird, während bei
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als klassierende Kraft die in dem verhältnismäßig
kleinen Trichter auftretenden Abwärtsströmungen ausgenutzt werden, wobei das Vorhandensein
dieser Abwärtsströmungen bis zum Trichterrand wesentlich ist.
-
Auch bei der Klassierung mit Hilfe von Hydrozyklonen werden die Grobanteile
aus starken Strömungen ausgeschieden, jedoch handelt es sich hier im Gegensatz zu
der vorliegenden Erfindung nicht um Abwärtsströmungen, sondern um Rotationsströmungen.
-
In der deutschen Patentschrift 470 734 ist zwar bereits ein Verfahren
zum Klassieren von Aufschlämmungen in einem vorzugsweise unten offenen trichterförmigen
Behälter beschrieben, bei dem ebenfalls die Aufschlämmung etwa in der Mitte des
Stromapparates eingeführt wird und senkrecht nach oben steigt; dabei wird aber die
Klassierung durch einen durch Ausbuchtungen verlangsamten und durch Einschnürungen
jedesmal wieder beschleunigten Aufwärtsstrom bewirkt, und dieser Aufwärtsstrom wird
oben zentral mit dem Feinanteil durch einen Trichter abgeführt. Die eingeführte
Aufschlämmung erreicht jedoch nicht die Flüssigkeitsoberfläche wie in der vorliegenden
Erfindung, und es werden keine AbwärtsstrÖmungen konzentrisch zum Aufwärtsstrom
ausgenutzt; doch sind es gerade diese Abwärtsströmungen, die nach der vorliegenden
Erfindung die unerwartet hohe Klassierwirkung hervorbringen.
-
Beispiel In einem Trichter nach Zeichnung 2 von 1,50 m Durchmesser
und 1,50 m Höhe mit einer Auslaufdüse von 33 mm Durchmesser wurden 0,75 m unter
der Flüssigkeitsoberfläche stündlich 59 7001 Kalirohsalzaufschlämmung in gesättigter
Salzlösung eingeführt. Die Aufschlämmung enthielt 25 300 kg Kalirohsalz folgender
Körnung: 0 bis 0,06 mm . . . . . . . . . . . . . 10,730/a 0 " 0,10 mm . . . . .
. . . . . . . . 21,83% 0 " 0,20 mm . . . . . . . . . . . . . 47,34% 0 " 0,30 mm
. . . . .. . . . . .. . 61,88% 0 " 0,50 mm . . . .. . . . .. . . . 80,10% 0 " 0,60
mm ............. 85,760% 0 " 0,80 mm . . . . . . . . . . . . . 92,44% 0 " 1,00 mm
. . . . . . . . . . . . . 95,44% 0 " 2,00 mm . . . . . . . . . . . . . 99,75% 0
" 3,00 mm . . . .. . . . . . . . . 100,00% Durch die Trichterspitze flossen stündlich
7200 1 Aufschlämmung mit 7100 kg Kalirohsalz ab, das den größten Teil des Grobanteils
enthielt und folgende Körnung hatte: 0 bis 0,06 mm . . . . . . . .. . . . . 1,750%
0 " 0,10 mm . . . . . . . . . . . . . 3,94% 0 " 0,20 mm . . . . . . . . . . . .
. 12,27% 0 " 0,30 mm . . . . . . . . . . . . . 22,360/0 0 " 0,50 mm . . . . . .
. . . . . . . 46,480% 0 " 0,60 mm . . . . . . . . . . . . . 59,5% 0 " 0,80 mm .
. . . . . . . . . . . . 76,4% 0 " 1,00 mm ... . . . . . . . . . . 84,64% 0 " 2,OOmm
............. 99,11o% 0 " 3,00 mm ... .. . . . . . . . . 100,000/0 Über den
Trichterrand flossen stündlich 52 5001 Aufschlämmung mit 18 200 kg Kalirohsalz ab,
das von den Anteilen über 1 mm weitgehend befreit war und folgende Körnung zeigte:
0 bis 0,06 mm . . . . . . . . . . . . . 14,230/9 0 " 0,10 mm . . . . . . . . . .
. . . 28,810/0 0 " 0,20 mm . . . . . . . . . . . . . 61,01% 0 " 0,30 mm . . . ..
.. . . . .. . 77,28% 0 " 0,50 mm . . . . . . . . . . . . . 93,21% 0 " 0,60 mm .
. . . . . . . . . . . . 96,0% 0 " 0,80 mm . . . .. . . . . . . . . 98,70/0 0 " 1,00
mm . . . . . . . . . . . . . 99,65% 0 " 2,00 mm . . . . . . . . . . . . . 100,00%
Die Menge des aus der aufgegebenen Kalirohsalzaufschlämmung herauszuklassierenden
Grobsalzes der Körnung größer als 1 mm betrug demnach 100-95,44 = 4,56% von 25 300
kg = 1154 kg.
-
Die durch den Trichterauslauf entfernte Menge des Salzes der Körnung
größer als 1 mm betrug 100-84,64 = 15,36 % von 7100 kg =1090 kg.
-
Die über den Trichterrand abgelaufene klassierte Aufschlämmung enthielt
an Salz der Körnung größer als 1 mm nur noch 100-99,65 = 0,35% von 18 200 kg = 64
kg.