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Verfahren und Vorrichtung zur Schwimmsinkscheidung von grob zerkleinerten
Mineralien Das Patent 1052 325 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung
zur Trennung von Erz- und Gangartpartikeln oder anderen Mischungen von Stoffen,
die aus Partikeln von verschiedenem spezifischen Gewicht bestehen, mittels der Schwimmsinkaufbereitungsmethode
mit Hilfe eines Bettes mit einem Volumgewicht, das zweckmäßigerweise zwischen dem
spezifischen Gewicht des Erzes und dem der Gangart liegt. Die Trennung wird in einer
Rinne durchgeführt, die geschüttelt oder vibriert wird, so daß das Bettinedium und
die Mischung der zu trennenden Stoffe, die beide an einem Ende der Rinne zugeführt
werden, sich gegen das andere Ende derselben hin bewegen. Bei dem Durchgang durch
das Sieb wird unter geeigtieten Bedingungen eine Aufteilung der zu trennenden Stoffmischung
bewirkt, so daß Partikeln mit höherem spezifischem Gewicht als dein Volumgewicht,
das in dem Bett herrscht, sich an dem Boden der Rinne sammeln, während Partikeln,
die ein niedrigeres spezifisches Gewicht haben, auf dem Bett schwimmen. In der Nähe
des Entleerungsendes der Rinne wird dann der Stoffstrom in zwei getrennte Schichten
aufgeteilt, wobei diese Aufteilung beispielsweise durch ein parallel zu dem Boden
der Rinne angeordnetes Trennblech bewirkt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Entwicklung dieses
Verfahrens und der Einrichtungen, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben werden. In der Zeichnung ist Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung
einer Trennanlage gemäß der Erfindung, und Fig. 2 ist eine schematische Darstellung
eines Längsschnittes des in dieser Anlage vorhandenen Schüttelsiebes mit dem darin
enthaltenen Stoff.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 das Schüttelsieb, in dem die Trennung stattfindet.
Das Sieb besteht aus einem rechteckigen Kasten mit einem ebenen Boden und senkrechten
Seitenwänden und ist oben und am Entleerungsende offen. Die Innenabmessungen der
Rinne sind 2500 mm in der Länge, 250 mm in der Breite und -150 mm in der Höhe. An
dem Entleerungsende der Rinne isst das Trennblech 2 angeordnet, das gehoben und
gesenkt werden kann und durch das der in der Rinne sich vorbewegende Stoffstrom
in eine obere und eine untere Schicht aufgeteilt wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich
ist, ist die Rinne mit einem doppelten Boden versehen, wobei das obere Blech dieses
doppelten Bodens durchlocht ist. Der Raum zwischen den beiden Bodenteilen ist durch
quer verlaufende Wände in fünf einzelne Abschnitte unterteilt, in die Druckwasser
durch die Gummischläuche 3 zugeführt wird. Die jedem Abschnitt der Rinne zugeführte
Wassermenge kann einzeln mittels der Hähne 4 geregelt werden. Die Rinne ist auf
vier hölzernen Federböcken 5 in derselben Weise wie ein Ferrarisieb gelagert. Die
Rinne erhält mittels einer Schütteleinrichtung vom Butchart-Typ eine hin- und hergehende
Bewegung. Die Schütteleinrichtung wird durch den Elektromotor 9 über eine Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung
8 angetrieben.
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Das Trennmedium wird auf das innere Ende der Rinne geleitet. Dieses
Medium, das z. B. aus einem Wasser- und Eisenerzgemisch besteht, fließt von dem
Ablauftrichter 9, der, einen oberen Durchmesser von etwa 2,4 m und eine Höhe von
nahezu 2 m aufweist, in die Rinne hinein. Zur Regelung der in der Zeiteinheit in
die Rinne fließenden Trennmediummenge ist der Bodenauslaß des Trichters mit einem
Gummischlauchventi110 versehen, das einen Durchmesser von etwa 100 mm hat. Normalerweise
fließen nahezu 3001 Trennmedium pro Minute von der Spitze des Trichters in die Rinne,
wobei das Trennmedium einen Wassergehalt von etwa 45 Volumprozent hat. Um den Trennmediumstrom
nach einer Pause, während der die Trennmediumpartikel sich absetzen können, fließen
zu
lassen, sind drei Einlaßrohre 11 für Druckluft und ein Einlaßrohr 12 für Druckwasser
vorgesehen, wobei dieses Einlaßrohr an der Spitze des Trichters oberhalb des Gummischlauchventils
angeordnet ist. Unmittelbar vor dem Öffnen des Gummischlauchventils werden Druckluft
und-Spülwasser zugeführt, und auf diese Weise wird das Trennmedium in Suspension
gebracht, so daß es in gleichmäßigem Strom aus dem Gummischlauchventil fließt: Nach
dem Beginn des Flusses ist es möglich, sowohl die Druckluft als auch das Druckwasser
entweder .,ganz oder in beliebigem Verhältnis abzusperren. Die zu trennenden Roherzteilchen
haben vorzugsweise eine Größe von 6 bis 60 mm. Das Roherz wird aus einem Behälter
13, der mit einer regelbaren Aufgabevorrichtung 14 versehen ist, in die Rinne geleitet.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, fällt das Roherz nicht direkt in das Bettmedium hinein,
sondern auf ein vorn abfallendes ebenes Blech 18, das von derselben Breite wie die
Rinne ist und dessen seitliche Kanten mit den Seitenblechen der Rinne verschweißt
sind, wobei dieses Blech in ausreichender Höhe über dem Boden der Rinne angebracht
ist, damit das Trennmedium unter dem Blech hindurchfließen kann. Mittels des Bleches
wird das Roherz sanft in das Trennmedium eingeführt und gleichmäßig über die ganze
Breite der Rinne an einem in der Rinne weiter entfernten Punkte, wo das Bett zum
Teil gebildet ist, verteilt. Die Gangartpartikeln sinken sehr langsam oder überhaupt
nicht in der dicken Suspension 19 über dem Bett, während die Erzpartikeln durch
die Suspension und durch das Bett sinken. In weiterer Entfernung in der Rinne, wo
die Bildung des Bettes beendet ist, schwimmen die Gangartpartikel auf dem Bett.
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Die Bettmediumpartikeln setzen sich in der Rinne ab und bilden zusammen
mit den Partikeln des Roherzes ein Bett. Die Gangartpartikeln, die leichter als
das Bett sind, schwimmen auf dem letzteren. Durch Regelung der Höhe des Bettes wird
die Gangart über das Trennblech 2 und die Erzpartikeln unter dasselbe gebracht,
wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Die beiden aus der Rinne über das Trennblech
bzw. unter demselben herausgeführten Schichten nehmen ihren Weg je auf einer Hälfte
eines längsgeteilten Waschsiebes 15. Das Sieb ist ein gewöhnliches frei schwingendes
Sieb mit einer Fläche von 0,8 - 1,6 m und hat eine Maschenweite von 5 mm, so daß
es zwar das Trennmedium leicht hindurchläßt, aber den Durchgang der Sink- bzw. Schwimmprodukte
verhindert. Das Spülwasser, das zum Abspülen des Trennmediums von den Produkten
erforderlich ist, wird aus dem Überlauf aus dem Trichter 9 gewonnen. In diesem Zusammenbange
ist zu bemerken, daß nicht der ganze Überlauf aus dem Trichter als Spülwasser benutzt
wird: einen Teil dieses Wassers - entsprechend der bei dem Verfahren benutzten Menge
reinen Wassers - läßt man abfließen. Das mit Spülwasser verdünnte Bettmedium wird
in dem Schacht 16 gesammelt, aus dem es dann in den Trichter 9 mittels der Pumpe
17 hochgepumpt wird. Die Pumpe 17 ist eine gewöhnliche, mit Gummi ausgekleidete
Pumpe für den Stoff mit einer Leistung von 1500 bis 20001 pro Minute.
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Bei der oben beschriebenen Einrichtung wurden Trennversuche mit zwanzig
verschiedenen Eisenerzen mit äußerst zufriedenstellenden Ergebnissen gemacht. Als
Beispiel soll in diesem Zusammenhang nur ein Ergebnis erwähnt werden, das bei einem
Versuch mit einer Mischung von Roteisenstein- und Magnetiterzen erhalten wurde.
Der Versuch dauerte 1 Stunde, und es wurden alle 10 Minuten 50 bis 100 kg wiegende
Proben sowohl von Erz als auch von Gangart entnommen. Die folgenden Ergebnisse wurden
erzielt:
| Produkte Fe °/o |
| Gewichts- Fe-Aus- |
| Prozent bringen °/o |
| Roherz . . . . . . . . . . . 34,4 100,0 100,0 |
| Sinkprodukt ...... 60,2 51,5 90,0 |
| Schwimmprodukt ... 7,1 48,5 10,0 |
Die Durchsatzleistung war 29,1 t Roherz pro Stunde. Als Vergleich hierzu mag erwähnt
werden, daß bei der Anreicherung dieses Erzes in Magnetscheidern und in Setzmaschinen
derselbe Eisengehalt in dem Erzprodukt erzielt wird, während der Rückstand 12,4%
Fe enthält.
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Um jedoch Trennergebnisse dieser Art zu erhalten, müssen gewisse Bedingungen
erfüllt sein. Man hat beispielsweise festgestellt, daß die Korngröße des Schwerstoffes
einen großen Einfloß auf das Trennverfahren hat. Wenn .der Schwerstoff nämlich zu
grob ist, wird das Bett so hart und starr, daß die Beweglichkeit der Partikel in
dem Bett herabgesetzt wird, was zur Folge hat, daß einige leichte Partikeln in dein
Sinkprodukt erhalten werden, die ihren Weg in das Schwimmprodukt nehmen sollten,
das seinerseits Partikel aufnimmt, die ihren Weg in das Sinkprodukt nehmen sollten.
Andererseits bildet sich kein Bett, wenn der Stoff zu fein ist, sondern das Bettmedium
schwimmt in Form einer viskosen Suspension in der Rinne weiter, in der nur eine
geringere Trennung erreicht wird. Gute Trennergebnisse wurden jedoch mit einem Bettstoff
erzielt, der die in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellte Siebanalyse aufwies.
| Siebanalyse für einen Bettstoff |
| Maschenweite in mm Gewichtsprozentsatz des |
| (quadratische Maschen) durch das betrachtete Sieb |
| hindurchgehenden Stoffes |
| 1,68 94,5 |
| 1,19 85,4 |
| 0,84 74,6 |
| 0,59 63,8 |
| 0,42 47,7 |
| 0,297 28,5 |
| 0,210 13,3 |
| 0,149 6,0 |
| 0,105 2,7 |
| 0,074 1,4 |
Im allgemeinen kann gesagt werden, daß zur Erzielung einer guten Trennung der Bettstoff
eine solche Kornverteilung haben muß, daß mehr als 500/0 desselben durch ein Sieb
mit einer Maschenweite von 1,68 mm (12 Maschen nach der ASTM-Norm) gehen, und daß
man es bei einem Sieb mit einer Maschenweite von 0,074 mm (200 Maschen nach der
ASTM-Norm) bewenden lassen muß.
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Ferner hat man festgestellt, daß das von dem Boden der Rinne her eingeleitete
Wasser unter einer gewissen Höchstmenge pro Zeiteinheit und Quadratmeter des Rinnenbodens
gehalten werden sollte, um ein gutes Trennergebnis zu erzielen. Wenn diese Höchstmenge
überschritten wird, bildet sich kein Bett in der Rinne, da das Hilfsmedium dann
in Form einer Suspension fließt. Unterhalb dieser Höchstmenge dient das Wasser als
Schmiermittel, wechselweise teils zwischen dem Boden der Rinne und dem Bett und
teils zwischen den Partikeln des Bettes. Diese
Schmierwirkung hat
zur Folge, daß die Höhe des Bettes in der Rinne leicht mittels des von unten spülenden
Wassers geregelt werden kann. Wenn mehr Wasser von unten zugeführt wird, wird das
Bett nämlich von unten fluidisiert, so daß es leichter in der Rinne vorwärts gleitet,
was eine Verringerung der Höhe des Bettes bewirkt. Wenn das Wasser andererseits
verringert wird, wird die Reibung zwischen dem Bett und dem Boden der Rinne größer,
wodurch die Geschwindigkeit des Bettes herabgesetzt wird, während die Höhe desselben
vergrößert wird. Diese Regelung -der Höhe des Bettes ist sehr kritisch, aber sie
ist einfach und bequem, und es ist möglich, mit Hilfe derselben leicht eine Vergrößerung
oder Verkleinerung der Höhe des Bettes vorzunehmen, als wenn dies durch eine erhöhte
oder verringerte Zufuhr des zu trennenden Stoffes bewirkt würde. Zum Ausgleich solcher
kleinen Änderungen in der Höhe des Bettes genügt es im allgemeinen, die Wasserzufuhr
in dem Ab-
schnitt unmittelbar vor dem Trennblech zu regeln, da es nämlich
die Höhe des Bettes vor diesem Blech ist, die die Trennung am meisten beeinflußt.
Daher ist die Wasserzufuhr in dem Abschnitt vor dem Trennblech der kritische Faktor.
Er wird dann weniger kritisch, je länger die Entfernung von dem Trennblech ist.
Am Ende der Zuführung ist er demnach am wenigsten kritisch, und die geeignete Wasserbespülung
scheint vorwiegend von den Wassergehalten des in die Rinne herunterfließenden Bettmediums
abhängig zu sein. Mit einem normalen Prozentsatz an Wasser in dem Bettmedium, d.
h. mit einem Wassergehalt von etwa 45 Volumprozent, sollte also die Wasserspülung
an dem Zuführungsende ebenso ausgiebig sein wie an anderen Punkten der Rinne. Es
sind auch Versuche gemacht worden, jedoch mit Zuführung des Bettstoffes auf die
Rinne in ziemlich trockenem Zustande, und dann mußte natürlich ein ausgiebigeres
Spülen mit Wasser als normalerweise an dem Zuführungsende erfolgen, um eine gute
Trennung zu bewirken. Es ist festgestellt worden, daß zur Erzielung eines guten
Trennergebnisses die Menge des Wassers vom Boden der Rinne her in der Hälfte der
Rinne, die unmittelbar vor dem Trennblech gelegen ist, bis zu 220 1 pro Minute und
Quadratmeter betragen kann. In diesem Fall ist es wesentlich, daß -die Wasserspülung
einzeln in verschiedenen Längsteilungen der Rinne geregelt werden kann, was durch
den Raum unter dem gelochten Boden der Rinne ermöglicht wird, der in entsprechende,
mit einer besonderen Wasserzuführung für jeden Abschnitt versehene Abschnitte geteilt
ist. Die Zuführung des Wassers durch den Boden der Rinne kann durch Löcher in dem
Bodenblech der Rinne bewirkt werden. Die Löcher müssen jedoch gebohrt werden, da
der Boden der Rinne wegen der schweren Stoffe, die der Boden auszuhalten hat, ziemlich
stark gemacht werden muß. Es ist daher notwendig, eine weiträumige Bohrung von ziemlich
weiten Löchern anzuwenden. Man hat durch Versuche festgestellt, daß ein gutes Ergebnis
durch kreisrunde Löcher mit einem Durchmesser von 1,5 mm in dem Boden der Rinne
und einer Verteilung von acht Löchern pro Quadratdezimeter erzielt werden kann.
Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, -daß das Wasser dem Bett nicht so
gleichmäßig, wie erwünscht, zugeführt wird, infolge der Tatsache, daß das Wasser,
das durch die Löcher nach oben gedrückt wird, das Bett aufrührt, wodurch die Trennung
gestört wird. Die Löcher sind ferner leicht verstopft und müssen daher regelmäßig
gereinigt werden, was eine ziemlich mühselige Arbeit ist. Ein besseres Ergebnis
wird dadurch erzielt, daß man den Boden der Rinne aus zwei parallelen, durchlochten,
in einem Abstand von 1 oder 2 mm übereinandergelegten Blechen herstellt. Das obere
Blech sollte dann vorzugsweise eine ziemlich dichte Lochung aus weiten Löchern haben,
während das untere Blech eine weite Lochung aus feinen, mitten zwischen den Löchern
in dem oberen Blech angeordneten Löchern haben -sollte. Man hat festgestellt, daß
eine geeignete Lochung kreisrunde Löcher von 15 mm Durchmesser in einem gegenseitigen
Abstand von 30 mm von Mitte zu Mitte der Löcher für das obere Blech und Löcher von
3 mm in einem gegenseitigen Abstand von 60 mm für das untere Blech sein dürften.
Durch die Löcher in dem unteren Blech, das durch das obere Blech gedeckt ist, werden
keine Wasserstrahlen gebildet, die das Bett aufrühren könnten, sondern das Wasser
dringt langsam nach oben in das Bett durch die weiten Löcher in dem oberen Blech.
Ferner wird das Verstopfen der Löcher in dem unteren Blech durch den Abstand zwischen
den Blechen verhindert, der kleiner als der Durchmesser dieser Löcher ist. Infolgedessen
werden jene Partikeln, die die Löcher erreichen können, stets kleiner als die Löcher
sein und daher leicht durch die Löcher hindurchgehen. Um eine Ansammlung von Partikeln
zu verhindern, die durch die Löcher in die unteren Wasserzuführungsbehälter gelangen,
ist es vorteilhaft, wenn eine geringe Menge des diesen Behältern zugeführten Wassers
durch eine Öffnung in dem Boden eines jeden Behälters entweichen kann. Die Partikeln
.gehen dann durch diese Öffnungen zusammen mit dem Wasser ab.
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Es ist oben gesagt worden, daß der Wassergehalt des auf die Rinne
fließenden Bettmediums normalerweise nahezu 45 Volumprozent beträgt. Dieser Wasserprozentsatz
ist -der höchste, bei dem ein gleichmäßiger und ruhiger Bettmediumstrom aus dem
Trichter aufrechterhalten werden kann. In dem eigentlichen Bett ist der Wasserprozentsatz
normalerweise nur etwa 40 Volumprozent (er variiert etwas und hängt von der Korngröße
und der Verteilung der Körner des Bettstoffes ab), was eng mit der Tatsache verknüpft
ist, daß, wenn sich das Bett in der Rinne bildet, das überschüssige Wasser, das
keinen Platz in den Poren des Bettes hat, zusammen mit einer geringen Menge feinkörnigen
Bettstoffes nach oben gedrückt wird, um so eine auf,dem Bett vorschwimmende Suspensionsschicht
19 zu bilden. Aus diesem Grunde ist es nicht nötig, den Wassergehalt des einfließenden
Trennmediums genauer zu regeln, weil der Wassergehalt des Bettes sich stets von
selbst auf einen im wesentlichen konstanten Wert einstellt, der normalerweise nahezu
40 Volumprozent ist.
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Eine gewisse Regelung des spezifischen Gewichtes, bei dem die Trennung
stattfindet, kann jedoch durch Regelung der Höhe des Bettes über dem Trennblech
erreicht werden. Dieses spezifische Gewicht ist im folgenden mit S bezeichnet. Die
Erfahrung hat gelehrt, daß ein etwas höherer Wert von S erreichbar ist, wenn die
Höhe des Bettes über dem Trennblech entsprechend größer gehalten wird, was eng mit
der Tatsache in Zusammenhang zu stehen scheint, daß das spezifische Gewicht des
Bettes an .der Oberfläche etwas niedriger ist als weiter unten in demselben. Es
ist jedoch schwierig, diese Regelungsvorteile weiter als bis zu einem gewissen Grade
auszunutzen, insofern, als die Höhe des Bettes infolge von Unregelmäßigkeiten in
der Zuführung etwas nach oben und nach unten schwankt. Es ist daher nicht möglich,
die Höhe des Bettes allzuweit zu verringern.
Normalerweise wählt
man eine Höhe oberhalb des Trennbleches, die zwischen dem Ein- oder Zweifachen der
maximalen Teilchengröße der zu trennenden Stoffe liegt.
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Unter Vernachlässigung der ziemlich geringfügigen Änderungen des durch
die Änderungen der Höhe des Bettes oberhalb des Trennbleches und durch die Korngröße
und die Kornverteilung des Bettstoffes bedingten S-Wertes ist S im wesentlichen
zugleich mit dem spezifischen Gewicht SS des Schwerstoffes definiert. Durch eine
rohe Schätzung kann S daher aus SS nach der unten stehenden Formel berechnet werden,
die auf der Erfahrung beruht, daß das Bett normalerweise aus 60 Volumprozent Schwerstoff
und 40 Volumprozent Wasser besteht.
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S = 0,6 SS -I- 0,4 = dem spezifischen Gewicht des Bettes.
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Ein geeigneter Schwerstoff für dde Sinkscheidung von Essenerz von
der Gangart ist ein Eisenerzkonzentrat (Magn.etit und/oder Roteisensteinkonzentrat).
Mit einem Schwerstoff dieser Art wird normalerweise eine Trennwichte von etwa 3,4
erreicht, was für die meisten Eisenerze ausreichend ist. Der Magnetitschwerstoff
hat vor allem dem Vorteil, daß er auf Grund seiner magnetischen Eigenschaften leicht
gereinigt und wiedergewonnen werden kann. Bei der Stinkscheidung von Steinkohle
können die kohleneigenen Berge den geeigneten Schwerstoff bilden. Zur Gewinnung
einer besonders reichen Eisenerzfraktion für Frischprozesse od. dgl. aus gewöhnlichem
Eisenerz ist Eisenschrot, d. h. gekörntes und grob gemahlenes Gußeisen, als Schwerstoff
geeignet. Da dieser Stoff ein spezifisches Gewicht von 7,2 bis 7,6 hat, erzielt
man einenS-Wert von 4,7 bis 5,0. Ein etwas niedrigerer S-Wert (etwa 4,5) kann durch
die Anwendung vonFerrosilizium erreicht werden, das einenSiliziumgehalt von 15%
enthält, ein Stoff, der insofern einen Vorteil gegenüber dem Stahlschrot bietet,
als er fast nicht rostet. Diese Neigung des Stahlschrotes zur Rostbildung kann erheblich
durch Zumischung von gelöschtem Kalk zu dem Trennmedium herabgesetzt werden.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat die darin gezeigte Einrichtung
keine besondere Reinigungsvorrichtung für den Schwerstoff. Dies kommt daher, daß
in diesem Falle ein Eisenerzkonzentrat als Schwerstoff benutzt wird. Daher wird
nur reiner Schwerstoff zugesetzt, wenn das Medium zu sehr verunreinigt ist. Der
Prozentsatz der Verunreinigungen in der Anreicherung wird teils durch das Verdünnen
und teils dadurch herabgesetzt, daß die Verunreinigungen teilweise mit dem Überlauf
aus dem Trichter mitgehen. Bei einer größeren Anlage kann man in derselben Weise
verfahren, aber unter solchen Umständen sollte man darauf bedacht sein, daß der
Teil des Überlaufes aus dem Trichter, der nicht als Spülwasser auf dem Waschsieb
benutzt wird, gezwungen wird, in die Aufbereitungsanlage zurückzufließen, da noch
eine Menge feinkörniger Anreicherung darin zu finden ist. Ferner sollte die letzte
Spülung der Produkte auf dem Waschsieb mit reinem Wasser bewirkt werden. Für gewöhnlich
wird bei der Aufbereitung von Eisenerz Magnetit als Schwerstoff benutzt, da die
Reinigung in solchem Falle mit Magnetscheidern stattfinden kann.
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Versuche mit der erfindungsgemäßen Einrichtung haben ergeben, daß
das Verfahren hinsichtlich der Reinheit des Trennmediums weit weniger empfindlich
ist, als man anzunehmen geneigt wäre. Die angestellten Versuche haben nämlich gezeigt,
daß das Ergebnis der Trennung praktisch unverändert blieb, bis der Prozentsatz der
Verunreinigungen auf etwa 200/0 stieg. Der Schwerstoff bestand in diesem Falle aus
einer Mischung von Roteisenstein und Magnetit, während die Verunreinigungen aus
Gestein eines spezifischen Gewichtes von durchschnittlich etwa 2,8 bestanden. Man
nimmt als Erklärung hierfür an, daß sich das Anreicherungsbett während der Vibration
zum Teil selbst reinigt, auf Grund der Tatsache, daß die Gesteinskörner zum Teil
aus dem Bett heraus nach oben gedrückt werden, um sich auf dem letzteren abzusetzen.
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Auch der konstruktive Aufbau der Trennrinne und der Antriebsorgane
ist von großer Bedeutung für das Trennverfahren. Hinsichtlich der Länge der Rinne
wurde erwähnt, daß die Rinne eine Länge von 3,5 m hatte. Diese Länge wurde für sehr
geeignet befunden, wenn Stoffe in dem Korngrößenintervall von 6 bis 60 mm zu trennen
sind. Soweit es sich beurteilen läßt, ist es kaum möglich, eine Rinnenlänge von
weniger als 1,5 m zu benutzen, ohne das Ergebnis der Trennung herabzusetzen. Andererseits
dürfte eine Längenbemessung für die Rinne über 3,5 m keine nachteilige Wirkung auf
das Ergebnis der Trennung haben und kann in manchen Fällen gerechtfertigt sein,
beispielsweise dort, wo feine Stoffe zu scheiden sind, für die die Trennzeit in
einer Rinne von einer Länge von 3,5 m zu kurz werden könnte. Hinsichtlich der Breite
der Rinne dürfte diese hauptsächlich entsprechend der gewünschten Leistung der Anlage
gewählt werden. Als Richtschnur kann in dieser Hinsicht erwähnt werden, daß man
normalerweise mit einer Leistung von 15 bis 30 t einzubringenden Stoffes pro Stunde
rechnen kann. Man sollte jedoch vermeiden, von einer Rinne Gebrauch zu machen, die
enger als etwa das Dreifache der größten Partikelgröße der zu trennenden Stoffe
ist, da sonst die Gefahr, daß das Gut in der Rinne festgeklemmt wird, groß ist.
Aus konstruktiven Gründen ist es kaum ratsam, eine Rinne von einer Breite von mehr
als etwa 2,5m zu benutzen. Die Höhe der Rinne ist durch drei Faktoren bestimmt,
nämlich durch die Höhe des Bettes, durch die Höhe der auf demBett sehwimmendenSuspensionsschicht
und durch den Sicherheitsrand, der vorgesehen sein sollte, um zu verhindern, daß
die Rinne bei gelegentlichen Überbelastungen überläuft. Die kleinste Abmessung der
Höhe des Bettes dürfte etwa das Zweifache der größtenPartikelgröße der zu trennendenStoffe
sein, wobei vorausgesetzt ist, daß das Trennblech das Bett etwas über der Mitte
des letzteren teilt. Es gibt naturgemäß keine obere Begrenzung für die Stärke des
Bettes, aber da die Trennzeit mit einem Anwachsen der Bettstärke wächst, liegt kaum
irgendein Grund vor, die Bettstärke über ein vomStandpunkt derüberwachung und Sicherheit
im Betriebe als wünschenswert erachtetes Maß hinauszugehen. Unter normalen Bedingungen
kann man daher mit einer Gesamtbetthöhe von etwa dem Zweieinhalb- bis Fünffachen
der größten Partikelgröße des zu trennenden Gutes rechnen. Die Höhe der Suspensionsschicht
ist von den Wassergehalten des Trennmediums abhängig. Normalerweise variiert sie
von etwa 1 cm bis zu 1 dm. In der Regel ist ein Sicherheitsrand von 1 dm
ausreichend. Bei einer maximalen Partikelgröße des zu trennenden Gutes von etwa
60 mm würde man also auf eine geeignete innere Höhe der Rinne von etwa 50 cm kommen.
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Der Abstand des Trennbleches von dem Boden der Rinne kann, wie erwähnt,
verändert werden: Dieser Abstand muß stets größer als die größte Partikelgröße des
zu trennenden Gutes sein, und es empfiehlt
sich, daß die Entfernung
wenigstens eineinhalb- bis zweimal so groß ist, weil sonst die Gefahr, daß die Erzpartikel
festgeklemmt werden, besteht, insbesondere in Verbindung mit Zuführung unter Druck.
In der beschriebenen Einrichtung wird normalerweise mit einem Abstand von 120 mm
zwischen dem Trennblech und dem Boden der Rinne gearbeitet. Die größte Partikelgröße
des zu trennenden Gutes entspricht dann einer Maschenweite von 50 bis 70 mm (quadratische
Löcher). Die Länge des Trennbleches ist von großer Bedeutung für die Trennung. In
der beschriebenen Einrichtung ist ein gutes Ergebnis erzielt worden, wenn das Trennblech
sich 450 mm weit in die Rinne erstreckt, gerechnet vom Ende des Binnenbodens an.
Es ist ferner wichtig, daß das Trennblech selbst so ausgebildet ist, daß es möglichst
wenig Beunruhigungen in der Bewegung des Bettes bewirkt. Dies wird in geeigneter
Weise mit einem verhältnismäßig dünnen Blech erreicht, das parallel oder nahezu
parallel zu dem Boden der Rinne eingesetzt ist.
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Auch die Schüttelbewegung der Rinne ist von Bedeutung für das Ergebnis
des Trennverfahrens. Wie erwähnt, wird eine Schütteleinrichtung vom Butchart-Typ
zur Betätigung der Rinne in der oben beschriebenen Trennanlage benutzt. In dieser
Einrichtung wird die Rinne durch eine an der Endwand der Rinne befestigte Zugstange
betätigt. Die Bauart dieser Einrichtung ist derart, daß die Vorwärtsbewegung der
Rinne mit zunehmender Geschwindigkeit erfolgt, die Rückwärtsbewegung. dagegen mit
abnehmender Geschwindigkeit. Der Übergang von der Vorwärts- zur Rückwärtsbewegung
findet auch sehr schnell statt, während der Übergang von der Rückwärtsbewegung zur
Vorwärtsbewegung langsamer. erfolgt.. Diese Art der Bewegung hat die Wirkung, daß
das Bett schnell vorwärts bewegt wird. Außerdem wird das Bett hierbei leicht beweglich
gehalten, so daß die Trennung schnell bewirkt wird. Man hat festgestellt, daß dieselbe
Hubzahl und Hublänge, wie sie gewöhnlich in Schütteltischen Anwendung finden, geeignet
sind, d. h. die Hubzahl sollte in dem Bereich von 200 bis 400 Hüben pro Minute und
die Hublänge zwischen 30 und 10 mm liegen. Wenn lange -Hübe benutzt werden, sollte
die Hubzahl niedrig sein,, und umgekehrt. Es ist zu erwähnen, daß nicht nur die
Butchart-Einrichtung diese nicht gleichförmige Bewegung hervorbringt, sondern die
meisten jetzt benutzten SchÜtteltischeinrichtungen sind von .ähnlicher Bauart, z.
B. Wilfley, Overstrom, Plat-O und Deister. jede.Einrichtung dieser Art kann daher
mit Vorteil zum Antrieb der Rinne benutzt werden. Es ist auch möglich, die Rinne
durch eine Exzentereinrichtung, beispielsweise in derselben Weise wie bei dem. sogenannten
Ferrari-Sieb, anzutreiben. Bei der Benutzung einer solchen Einrichtung wird der
Rinne eine gleichförmige Bewegung erteilt, so daß .die Vorwärtsbewegung mit ihrer
Rückwärtsbewegung übereinstimmt. Durch eine solche Bewegung wird das Bett dichter,
und es ist daher nicht möglich, eine so hohe Leistung mit zufriedenstellender Trennung
wie im ersteren Fall zu erhalten. Wenn eine Exzentereinrichtung Anwendung findet,
hat man es für geeignet befunden, eine Hublänge von 10 bis 40 mm und eine Hubzahl
von 500, bis 200 Hüben pro Minute zu benutzen, d. h. dieselbe Hubzahl und Hublänge,
wie sie gewöhnlich in Ferrari-Sieben benutzt werden. Eine große Hublänge erfordert,
wie im ersteren Fall, eine niedrige Hubzahl und umgekehrt.
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Die wesentlichen Erfordernisse hinsichtlich der Schüttelbewegung der
Rinne können folgendermaßen zusammengefaßt werden: Es ist wesentlich, daß die Schüttelbewegung
so eingerichtet ist, daß das Bett gezwungen ist, sich durch eine gleitende Bewegung
vorwärts zu bewegen und nicht durch kleine Sprünge, d. h. die nach oben gerichtete
Vertikalkomponente der auf das Bett ausgeübten Beschleunigungskraft darf nicht größer
als die Schwerkraft sein.
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Die in der Zeichnung dargestellte Rinne ist auf etwas nach hinten
geneigten Federn gelagert, so daß sie einen Winkel von 80° mit der Horizontalebene
bilden. Diese Neigung hat sich als sehr geeignet erwiesen, wenn die Rinne durch
eine Schütteleinrichtung betätigt wird. Die Neigung der Federn ist jedoch nicht
wesentlich, da eine zufriedenstellende Trennung auch erreicht wird, wenn der Neigungswinkel
gegen die Horizontalebene in den Grenzen von 70 bis 90° liegt. Anstatt auf Federn,
kann -die Rinne auch auf waagerechten oder leicht nach hinten geneigten Schlitten
in derselben Weise, wie sie gewöhnlich bei Schütteltischen benutzt- werden, gelagert
sein. Wenn die Rinne durch eine Exzentereinrichtung angetrieben wird, ist es vom
konstruktiven Standpunkt aus sehr vorteilhaft, die Rinne auf Federn zu lagern. Das
beste Ergebnis wird dann erzielt, wenn die Federn eine nach- hinten geneigte Stellung
einnehmen, um einen Winkel von 75° mit der Horizontalebene zu bilden, d: h. denselben
Neigungswinkel, wie er gewöhnlich bei Ferrari-Sieben benutzt wird. Auch in diesem
Falle hat eine Abweichung von 5 bis 10° von -dieser Stellung keinen wesentlichen
Einfluß auf die Trennleistung. -Zur Erzielung einer ausreichendem Förderleistung
sollte die Rinne vorn; gegen das -Entleerungsende hin, ein wenig geneigt- sein.
Ein geeigneter Neigungswinkel ist 1 bis 2°.
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Die Art, in welcher das zu trennende Gut der Rinne zugeführt wird,
ist ebenfalls von Bedeutung. Zwecks Erzielung hoher Leistungen mit ausreichender
Trennung soll das Gut sehr, sanft in den-Strom des Trennmediums eingeführt und möglichst
gleichmäßig über die ganze Breite der Rinne verteilt werden. Die Einführung des
Gutes soll in geeigneter Entfernung von dem Einlaßende der Rinne stattfinden, wo
das Bett zum Teil gebildet ist, beispielsweise 0,3 bis 1,0 m von dem Punkt, wo das
Trennmedium zugeführt wird. In dem Falle, wo das Gut aus einer großen Höhe zusammen
mit dem Schwerstoff zugeführt wird, fallen sowohl die Gangartpartikeln als auch
die Erzpartikeln auf den Boden der Rinne, und wenn die Zuführungsgeschwindigkeit
hoch und/oder die Zuführung ungleichmäßig über -die Breite der Rinne verteilt ist,
können einige Gangartpartikeln von den Erzpartikeln festgehalten- werden, bis ein
zu dickes Bett sich über diesen Partikeln bildet und diese Partikeln- daran gehindert
werden, nach oben zu schwimmen, so daß sie in dem Sinkprodukt zurückbleiben. Dies
wird sehr leicht bei kleinen Gangartpartikeln eintreten. Wenn das Gut andererseits
sanft zugeführt und gleichmäßig in einiger Entfernung von dem Einlaßende der Rinne
verteilt wird, sinken die Gangartpartikeln nur langsam oder überhaupt nicht in der
dicken Suspension über dem teilweise gebildeten Bett und dringen nicht in das Bett
ein, während die Erzpartikeln schnell in der Suspension sinken und dann bis auf
den Boden des Bettes gelangen. Die beste Art zur Bewirkung einer sanften und gleichmäßigen
Einbringung ist die, daß man das eingebrachte Gut auf ein ebenes Blech 18 herunterfallen
läßt, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Die Vorderkante des Bleches muß praktisch
so nah wie möglich an der Oberfläche des Bettmediumstromes
liegen.
Das Blech muß auch eine größere Schräglage haben als die Rinne, damit die Partikeln
sich so schnell auf dem Blech vorbewegen, daß die Schicht des Gutes auf dem Blech
im wesentlichen nicht dicker ist als die in der Rinne gewünschte Schicht. Eine geeignete
Neigung der Platte ist 1 : 10 bis 1 : 5. Die Hinterkante des Bleches ist zweckmäßig
nach oben gebogen, so daß das eingebrachte Gut nicht an jenem Ende herunterfallen
kann. Wenn man eine enge Rinne benutzt, kann das Gut von der Seite eingebracht werden,
wie in Fig.1 und 2 gezeigt ist, um so eine Längsablagerung auf dem Blech zu bilden.
Das Gut wird dann ziemlich gleichmäßig über die ganze Breite des Bleches durch die
Wirkung der Vibration ausgebreitet. Wenn ein Verteiler Anwendung findet, sind die
Rinnenabmessungen so zu wählen, daß man eine gleichmäßige Verteilung des Gutes über
die ganze Breite des Bleches schon an der Stelle erhält, an der das Gut eingebracht
wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als sehr geeignet erwiesen,
weil es billig in der Einrichtung und weil es leicht örtlichen Verhältnissen angepaßt
werden kann. Die diesem Verfahren anhaftende Schwierigkeit liegt darin, einen gleichförmigen
und regelbarenStrom eines genügend eingedicktenBettmediums aus dem Trichter zu schaffen.
Um dies zu erreichen, ist es von erheblicher Bedeutung, daß Vorrichtungen zum Umrühren
und vorzugsweise auch zum Verdünnen des Mediums an dem Boden der Rinne vorgesehen
sind, wobei solche Vorrichtungen beispielsweise die Form von Einlaßrohren für Druckluft
oder Druckwasser haben. Es ist ferner wichtig, daß das Auslaßventil aus dem Trichter
so ausgebildet ist, daß es den kleinstmöglichen Widerstand bietet. Gummischlauchventile
haben sich als sehr geeignet in dieser Beziehung erwiesen. Sie bestehen bekanntlich
aus einem Gummischlauch von kreisförmigem Querschnitt, auf den eine gleichförmige
Kontaktionskraft mit Hilfe eines äußeren Flüssigkeitsdruckes ausgeübt werden kann.
An Stelle eines Trichters wäre die Anwendung einer beliebigen Entwässerungseinrichtung
denkbar, z. B. eine mechanische Setzmaschine, ein Dorr-Eindicker oder ein Hydrozyklon.