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Verfahren zur aufbereitungstechnischen Bearbeitung eines Mineralrohgutes
zwecks hydraulischer Förderung Es ist bekannt, Mineralien, z. B. Kohle, Erze, vermischt
mit einer Trägerflüssigkeit, z. B. Wasser, in Rohrleitungen zu transportieren.
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Hierbei verfährt man derart, daß man die Mineralien, meist nach Absiebung
auf eine bestimmte mittlere Korngröße bzw. ein Korngrößenband und entsprechender
Zerkleinerung der gröberen Bestandteile auf die gleiche mittlere Korngröße bzw.
das gleiche Korngrößenband, mit entsprechenden Mengen einer Trägerflüssigkeit vermischt
und mit Hilfe von Pumpen durch eine Rohrleitung drückt. Da Drnckverlust und Energieverbrauch
mit zunehmender Korngröße zunehmen, wird die Korngröße des zu fördernden Minerals
möglichst klein gehalten. Hierbei hat sich jedoch gezeigt, daß mit zunehmender Kornfeinheit
die Schwierigkeiten der Trennung von Mineral und Förderflüssigkeit nach dem Transport
erheblich ansteigen.
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Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß es sich bei den zu fördernden
Mineralien für gewöhnlich nicht um homogene Feststoffe, sondern um Gemische von
Feststoffen verschiedener Wichte und Härte handelt, z. B. bei Kohle um die Bestandteile
Kohle, bergehaltige Kohle und Berge, bei Erz um die Bestandteile Erz, gangartführendes
Erz und Gangart, deren anteilige Menge und jeweilige Korngröße, Wichte oder Härte
die Förderbedingungen entscheidend beeinflussen.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ein solches als Fördergut vorgesehene
Feststoffgemisch, bevor es hydraulisch gefördert wird, gegebenenfalls nach Vorzerkleinerung,
durch geeignete bekannte aufbereitungstechnische Maßnahmen, wie mechanische Luftaufbereitung,
Setzen in Setzmaschinen, Waschen in Rinnen, Schwerflüssigkeitswäschen od. dgl.,
in mindestens zwei Anteile zerlegt, von denen der eine den spezifisch leichteren
und zumeist weicheren Fördergutanteil in größerem Maße, den spezifisch schwereren
und zumeist härteren in geringerem Maße (z. B. Reinkohle), der andere den spezifisch
schwereren und zumeist härteren Fördergutanteil entsprechend angereichert enthält
(z. B. Mittelprodukt bzw. reine Berge).
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Hierbei besteht meist das Interesse, den einen der beiden Anteile,
den wertvolleren, bevorzugt zu transportieren, während der andere Anteil in dem
Maße mittransportiert wird, als sich die Notwendigkeit ergibt.
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Jeder der beiden durch Aufbereitung erhaltenen Anteile des Fördergutes
wird nun erfindungsgemäß verschieden zerkleinert, und zwar der spezifisch
leichtere
und zumeist weichere Fördergutanteil in geringerem Maße, der spezifisch schwerere
und meist härtere Anteil unter Vermeidung größerer Beinstkornbildung in größerem
Maße. Hierbei wird das Verhältnis der mittleren Korngröße des gröberen, spezifisch
leichteren Anteils zur mittleren Korngröße des feineren, spezifisch schwereren Anteils
derart gewählt, daß die mittlere Sinkgeschwindigkeit des feineren, spezifisch schwereren
Anteils gleich oder kleiner ist als die des gröberen Anteils.
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Die Durchführung dieser Maßnahme geschieht derart, daß die durch
die vorherige Aufbereitung erhaltenen zwei Anteile des Fördergutes in zwei verschiedenen,
nach Art des Zerkleinerungsvorganges wählbaren bzw. einstellbaren Zerkleinerungsgängen
zerkleinert werden. Diese zwei verschiedenen Zerkleinerungsgänge können nacheinander
in einer Zerkleinerungsvorrichtung durch deren entsprechend verschiedene Einstellung
bzw. Betriebweise durchgeführt werden. Sie können auch nebeneinander in einer Zerkleinerungsvorrichtung
durch Einführung der beiden Anteile an verschiedenen Stellen des Zerkleinerungsweges
und gemeinsame Abführung des Gemisches beider zerkleinerte Anteile erzielt werden.
Vorzugsweise werden jedoch beide Anteile in zwei gleichen oder zwei verschiedenen
Zerkleinerungsvorrichtungen zerkleinert. Hiermit ist die Möglichkeit gegeben, durch
deren entsprechende Auswahl der Einstellung oder der Vorrichtungsart die Bildung
größerer Feinstkornmengen am stärksten zu vermindern. Diese Feinstkornmengen behindern
erheblich die Trennung von Fördergut und Trägerttüssigkeit nach dem Transport.
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Die nach dem vorbeschriebenen Verfähren verschieden zerkleinerten
Fördergutanteile werden dann vereinigt und - mit Trägerflüssigkeit vermischt -hydraulisch
gefördert.
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Es hat sich ferner als vorteilhaft gezeigt, bei dem hydraulischen
TransportMittel zu verwenden, welche die Rohrleitung zumindest zum Teil vor dem
kombinierten Einfluß von Korrosion und Erosion während des Transportes schützen.
Solche Mittel beeinflussen ihre Oberfläche derart, daß sie, wie z. B. Chromate oder
Phosphate, die Bildung einer nicht korrodierenden festen Schicht bewirken oder,
wie z. B. höhere, in Wasser schwer lösliche Amine, sich bevorzugt auf die innere
Oberfläche der Leitung zwischen Rohrwand und Trägerflüssiglceit setzen. Soweit solche
Schichten durch Erosion verletzt werden, bewirkt eine dauernde geringfügige Zugabe
der Mittel während der Förderung die neuerliche Passivierung und vermindert damit
erheblich die Abnutzung der Rohrleitungen.
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Weiter hat sich gezeigt, daß die Zugabe von die Oberflächen des Fördergutes
bzw. einzelner Gemengebestandteile beeinflussenden Mitteln, deren Anwendung nach
der Förderung notwendig ist, vorteilhaft schon vor der Förderung vorgenommen wird,
weil sich die solcherart zugegebenen Mittel während oft außerordentlich langen Förderwege
und Förderzeiten über die zu beeinflussenden Oberflächen außerordentlich gleichmäßig
verteilen. Damit können bei der Zugabemenge sehr erhebliche Ersparnisse erzielt
werden und der oft erhebliche Energieaufwand zu ihrer Vermischung mit dem Fördergut
und gleichmäßigen Verteilung nach der Förderung vermindert oder erspart werden.
Solche die Oberfläche des Fördergutes beeinflussenden Mittel, wie z. B. Netzmittel,
Flotationszusätze, haben beispielsweise den Zweck, das Fördergut mit Aufbereitungsmaßnahmen,
z.B.
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Flotation in bestimmte Anteile zu zerlegen.
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Der Gang des Verfahrens wird nach der Erfindung am Beispiel eines
Fördergutes beschrieben, welches ein Gemisch von spezifisch leichterer und weicherer
Kohle mit spezifisch schwereren und härteren Bergebestandteilen ist.
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Nach der Erfindung wird das Fördergut, gegebenenfalls nach Vorzerideinerung,
in mindestens zwei Anteile zerlegt, welche den bevorzugten, wertvolleren Fördergutanteil
in größerem und geringerem Maße enthalten. Der eine Anteil enthält dann die spezifisch
leichtere und weichere Kohle mit möglichst keinen oder sehr geringen Mittelgut-
und Berge anteilen, der andere Teil enthält möglichst den größten Teil der spezifisch
schwereren und härteren Mittelgut- und Bergebestandteile.
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Für den Fall, daß das Fördergut einer bereits bestehenden Aufbereitungseinrichtung
entnommen werden soll, wird in dieser ein zusätzlicher Trennschnitt vorgesehen,
und zwar in folgender Weise: Ist in der Aufbereitung bereits eine Zweigutscheidung
in »Kohle« und »Berge« vorgenommen, so wird dann eine Dreigutscheidung in »Kohle«,
»Mittelgut« und »Berge« durchgeführt. Erfolgt in der Aufbereitungsanlage bereits
eine Dreigutscheidung, z. B. in Kohle, Mittelgut und Berge, so erhält man durch
den zusätzlichen Trennschnitt insgesamt vier Produkte: Kohle mit wenig Mittelgut,
Kohle mit viel Mittelgut, Mittelgut und Berge. Die Lage dieses zusätzlichen Trennschnittes
wird dabei derart gewählt, daß der härtere bzw. schwerere Anteil in betriebs-
günstiger
Konzentration vorliegt, damit möglichst nur der nach den gegebenen Umständen notwendige
Anteil der stärkeren Zerkleinerung unterworfen wird.
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Es werden nun die beiden Anteile, welche das bevorzugte Fördergut
in größter und nächstgrößter Menge enthalten, gemäß der Erfindung verschieden zerkleinert,
und zwar erfährt der spezifisch leichtere und weichere Kohle anteil eine geringere
Zerkleinerung, der spezifisch schwerere und härtere Anteil, welcher den größeren
Teil am Mittelgut und gegebenenfalls Berge enthält, eine stärkere Zerkleinerung.
Der Zerldeinerungsgrad bzw. die mittlere Korngröße des Kohleanteils wrid dabei entsprechend
den Betriebsbedingungen der Förderleitung und der vorhandenen Trenneinrichtungen
von Trägerflüssigkeit und Fördergut in bekannter Weise ausgewählt und eingestellt.
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Danach wird der Zerkleinerungsgrad des Mittelgutanteils derart bemessen,
daß unter Vermeidung größerer Feinstkornbildung eine mittlere Korngröße erhalten
wird, deren Sinkgeschwindigkeit gleich oder kleiner ist als die der gewählten mittleren
Korngröße der Kohle. Die verschieden zerkleinerten Anteile von Kohle und Mittelprodukt
werden vereinigt und mit einer Trägerflüssigkeit zum hydraulischen Transport verwendet.
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Es hat sich gezeigt, daß die Summe dieser Maßnahmen überraschende,
sehr erhebliche technische Vorteile bei der hydraulischen Förderung erbringt.
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Der feiner zerkleinerte, spezifisch schwerere und härtere Anteil
des Fördergutes scheint in der Trägerflüssigkeit gewissermaßen als Schweretrübe
zu wirken, ohne einer solchen vergleichbar zu sein. Es kann nämlich gegenüber der
bisher bei bestimmten Leitungsgegebenheiten notwendigen Korngröße der spezifisch
leichtere und weichere Fördergutanteil in einer wesentlich gröberen Körnung transportiert
werden.
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Damit werden vielfache Vorteile erreicht. Der gesamte Zerldeinerungsenergieaufwand
ist gegenüber dem bisherigen in den meisten Fällen kleiner. Durch geringere Zerkleinerung
des spezifisch leichteren und weicheren Anteils wird in doppelter Auswirkung, nämlich
durch die an sich geringere Zerkleinerung und die an sich größere Menge dieses Anteils,
z. B. bei Kohle, eine besonders geringe Feinstkornbildung erreicht. Hierbei kann
gleichzeitig die Zerkleinerung des spezifisch schwereren, härteren Anteils derart
gewählt bzw. eingestellt werden, daß auch hier geringe Feinstkornbildung auftritt.
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Damit wird eine wesentliche, oft sogar entscheidende Erleichterung
der Abtrennung der Trägerflüssigkeit vom Fördergut nach dem Transport erzielt; treten
dabei Verluste auf, so gehen sie stärker zu Lasten des spezifisch schwereren Anteils,
z. B. der Berge. Durch die stärkere Zerkleinerung des spezifisch schwereren, härteren
Anteils werden weitere Vorteile bei dem Verschleiß der Rohrleitung, welcher insbesondere
durch Aufschlag und Schleifen der gröberen, spezifisch schweren Anteile bewirkt
wird, wie auch bei dem damit zusammenhängenden Druckverlust erzielt, was für den
Energieverbrauch und die Lebensdauer der Leitung wichtig ist. Würde man ohne Aufbereitung
und ohne gegebene Regel zerkleinern, dann wären, bis die härteren Anteile auf genügende
Korngröße gebracht sind, die weicheren viel zu weitgehend zerldeinert und zugleich
viel Feinstaub gebildet. Obwohl hiermit bisher der spezifische Druckverlust in der
Förderleitung vermindert wurde, konnte hieraus kein Vorteil gezogen werden, denn
die
erhöhten Aufwendungen und Verluste bei der Trennung von Fördergut
und Trägerflüssigkeit übersteigen mehrfach die Vorteile der Verminderung des spezifischen
Druckverlustes.
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PATENTANSPR0CHE: 1. Verfahren zur aufbereitungstechnischen Bearbeitung
eines Mineralrohgutes, insbesondere Kohle, zwecks hydraulischer Förderung desselben,
gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen: 1. erforderlichenfalls Vorzerkleinerung
des Rohgutes in eine für die Spezialaufbereitung geeignete Korngröße; 2. Sortierung
des Rohgutes in a)einen spezifisch leichteren, meist weicheren Anteil, b) einen
spezifisch schwereren, meist härteren Anteil; 3. Zerkleinerung der beiden Gutsteile
in getrennten Zerkleinerungsgängen, derart, daß das härtere Gut zu kleinerer Korngröße
als das weichere Gut zerkleinert wird, wobei 4. das Verhältnis der mittleren Korngröße
des feineren, spezifisch schwereren Anteils zur mitt-
leren Korngröße des gröberen,
spezifisch leichteren Anteils derart gewählt wird, daß die Sinkgeschwindigkeit des
feineren Anteils gleich oder kleiner ist als die des gröberen Anteils.