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Aufbereitungsanlage für suspendierte Erz-und andere Feststoffgemenge
Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsanlage für suspendierte turbulenzarm strömende
Erz- und andere Feststoffgemenge mit in der Mittelachse untereinanderliegendem.
Ein- und Auslaß und diese schirmspeichenartig verbindenden radialen Aufgaberohren
und Waschrinnen mit in Fließrichtung sich verminderndern Querschnitt und Auslauf
des Feststoffgemenges längs einer Krümmung in mehrere, konzentrische Auslaßkanäle.
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Der Kürze halber wird im folgenden das in Wasser suspendierte Erz-
oder Feststoffgemenge mit Trübe bezeichnet.
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Bei den bekannten Aufbereitungsanlagen der angegebenen Art erfolgt
die Aufgabe der Trübe in der Mitte des breiten Endes der Waschrinne. Während des
Herabfließens dehnt sich der Trübestrom erst allmählich auf die volle Breite der
Rinne aus. Hierbei gelangen die leichteren Bestandteile der Trübe leichter an den
Rinnenrand als die schweren Bestandteile. Die Spiegel der einzelnen Sedimentationsschichten
sind daher gewölbt und behalten diese Wölbung auch beim Abfluß über die scharfkantigen
oder sich nach unten krümmenden Enden der Waschrinnen bei.
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Bei einigen bekannten Aufbereitungsanlagen fließt die Trübe aus den
Waschrinnen über trichterförmige Leitbleche in die einzelnen Sammelbehälter. Der
Trichterrand ist aber der Wölbung der Schichtenspiegel entgegengekrümmt, so daß
die am Rinnenrand befindlichen, leichteren Trübebestandteile in einem unerwünscht
hohem Maß in dem für die schweren Trübebestandteile vorgesehenen Sammelbehälter
fließen. Man erhält somit nur eine unvollkommene Trennung der einzelnen Trübebestandteile.
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Die Aufbereitungsanlage nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile.
Erfindungsgemäß ist die Aufbereitungsanlage dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgaberohre
in einem Ringkanal kleineren Durchmessers als die Anfänge der Waschrinnen enden,
im Boden des Ringkanals eine der Anzahl der Waschrinnen entsprechende Zahl Auslaßöffnungen
vorgesehen sind und jede Auslaßöffnung über eine sich stetig erweiternde kurze Zwischenwaschrinne
mit dem Anfang einer Waschrinne verbunden ist und die Enden aller Waschrinnen auf
einem gemeinsamen Austragsring derart aufliegen, daß der gekrümmte Ringquerschnitt
einen stetigen Fortsatz der Böden der Waschrinnen bildet.
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Durch den Ringkanal wird eine gewisse Beruhigung der durch die Aufgaberohre
strömenden Trübe erreicht, die durch das Hochpumpen oder Herabströmen im Zentralförderrohr
eine starke Turbulenz aufweist. In der sich stetig erweiternden Zwischenwaschrinne
werden die Trübebestandteile durch die Führungswirkung der Rinnenwände gleichmäßig
über die Rinnenbreite verteilt, so daß sich in der Waschrinne ebene Spiegel der
Sedimentationsschichten einstellen. Durch den Austragsring werden die Schichtenspiegel
im Trübestrom stetig und turbulenzfrei der Krümmung der trichterförnügen Leitbleche
angepaßt.
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Diese Aufbereitungsanlage hat außerdem noch den Vorteil, daß die notwendige
Länge der konvergierenden Waschrinnen geringer sein kann als bei den bekanten Anlagen,
da der Rinnenteil, in dem sich der Trübestrom erst auf die volle Rinnenbreite ausdehnt,
durch die dar-übergelagerten Zwischenwaschrinnen ersetzt wird. Dadurch kann die
ganze Aufbereitungsanlage wesentlich schlanker aufgebaut werden. Wenn die Zwischenwaschrinne
den gleichen Neigungswinkel wie die Waschrinne hat, wird die Bauhöhe durch die Anordnung
von Zwischenwaschrinnen nicht vergrößert.
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Ordnet man zudem noch die trichterförmigen Leitbleche in der Höhe
verstellbar und ein Stück unterhalb des Austragsrings an und stimmt den Neigungswinkel
der Leitbleche mit der durch den Austragsring bestimmten Flußrichtung der Trübe
an den Kanten der Leitbleche ab, so kann man die Aufteilung der einzelnen Trübeschichten
auf die verschiedenen Auslaßkanäle oder Ringräume sehr genau regulieren.
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An Hand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel,
Fig.
2 einen Aufriß des Ausführungsbeispiels, teilweise im Schnitt, Fig. 3 einen
Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 eine schematische Darstellung
des Trübestroms beim Ausfluß aus dem Austragsring.
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In Fig. 1 und 2 ist eine Aufbereitungsanlage 10 mit
z. B. 48 speichenartig angeordneten, konvergierenden Waschrinnen 12 dargestellt.
Die Aufbereitungsanlage 10 enthält ferner ein ineinander angeordnetes Paar
trichterförmiger Leitbleche 14 und 16 am Ende der Waschrinnen 12 zum Aufnehmen
der einzelnen, durch Sedimentation gebildeten Schichten der Trübe. (Diese Trennungsweise
ist beispielsweise in den USA.-Patentschriften 2 766 882 und 2
769 545 eingehend beschrieben: in bezug auf weitere Einzelheiten wird daher
auf diese Patentschriften hingewiesen.) Wie weiterhin aus den Fig. 1 und
2 ersichtlich, ist ein Ringkanal 18 in einem bestimmten Abstand oberhalb
und innerhalb der Anfänge der Waschrinnen 12 vorgesehen. Im Boden 22 des Ringkanals
18 sind für jede Waschrinne Auslaßöffnungen 20 vorgesehen. Diese Auslaßöffnungen
20 liegen alle in einer Linie mit den Mittellinien der entsprechenden Waschrinnen
12. Um für jede Art von Trübe die besten Fließbedingungen zu ermöglichen, sind auswechselbare
Auslaßöffnungen verschiedener Größe vorgesehen.
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Von jeder Auslaßöffnung 20 aus neigt sich eine sich stetig von der
Breite der Auslaßöffnung auf die Anfangsbreite der Waschrinnen 12 erweiternde, kurze
Zwischenwaschrinne 24 nach unten und außen zu den Anfängen der darunter befindlichen
Waschrinnen 12. Die Zwischenwaschrinnen 24 gehen bei einer gemeinsamen Rückwand
26 in die Anfänge der Waschrinnen 12 über. Der Boden 28 jeder Zwischenwaschrinne
24 endet ein kleines Stück vor der gemeinsamen Rückwand 26. Dieser Abstand
bildet eine Öffnung 30, durch welche die Trübe von einem radial nach außen
gerichteten Fluß in der Zwischenwaschrinne 24 in einen radial nach innen gerichteten
Fluß in der Waschrinne 12 übergeht.
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Vorteilhafte Ausmaße und Neigungswinkel der Waschrinnen 12 sind für
die unterschiedlichen Bedingungen in der USA.-Patentschrift 2 766 882 genannt.
Die Neigung der Zwischenwaschrinnen 24 kann im wesentlichen gleich der Neigung der
Waschrinnen 12 sein.
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Nach Fig. 1 sind innerhalb des Ringkanals 18 mehrere
Verteiler 32 in gleichmäßigem Abstand angeordnet, die getrennte Taschen 34
zur Speisung jeder Auslaßöffnung 20 bilden. Der Querschnitt dieser Verteiler
32 ist in Richtung des Kanalumfangs, wie aus Fig. 3
ersichtlich, dreieckig
oder parabolisch, um einen glatten Fluß in die Auslaßöffnungen 20 ohne die Bildung
von Absetzungen zu gewährleisten.
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Vierundzwanzig speichenartig angeordnete Leitungsrohre 36 fördern
die Trübe von einem in der Mitte angebrachten Vorratstank 38 zu unnüttelbar
über je-
dem Verteiler 32 gelegenen Stellen. Jedes Leitungsrohr
36 speist demnach gleichzeitig zwei Taschen 34.
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Die Verteiler 32 haben die gleiche Höhe wie der Trübespiegel
im Ringkanal 18, wodurch optimale Fließbedingungen in den aufeinanderfolgenden
Teilen der Vorrichtung erzielt werden. Eine zweckmäßige Höhe beträgt etwa
55 mm.
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Die Enden der Waschrinnen 12 stützen sich auf einen Austragsring 40
mit verhältnismäßig geringerem Durchmesser, der z. B. aus Metaliguß oder gepreßtem
Kunststoff oder Kautschuk besteht und in einem bestimmten Abstand unterhalb der
kreisförmig angeordneten Anfänge der Waschrinnen 12 angebracht ist. Die Oberfläche
42 des Austragsringes 40 ist so nach unten geschwungen, daß sie eine glatte Fortsetzung
der Oberseite der Böden 44 der Waschrinnen 12 bildet. Die Böden 44 selbst sind in
den Austragsring 40 eingelassen. Durch die Krümmung des Austragsringes 40 wird eine
Führungswirkung auf die Trübe ausgeübt.
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Die Enden der Waschrinnen 12 werden mit Hilfe eines Ringes 48 nach
unten gedrückt, der an dem Austrags.ring 40 durch Bolzen und Flügelmuttem
50 befestigt ist. Weitere vorteilhafte Führungseigenschaften der Austragsringfläche
42 werden weiter unten im Zusammenhang mit den Leitblechen 14 und 16 beschrieben.
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Die Trübe wird zum Tank 38 entweder über ein senkrechtes Mittelrohr
52 gepumpt, welches sich im Zentrum der Leitbleche 14 und 16 nach
oben erstreckt, oder fließt ihm von oben zu. Dann dient das Rohr 52 nur als
Führung.
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Die Leitbleche 14 und 16 sind an entsprechende Sammelbehälter
54 und 56, für die einzelnen Trübebestandteile befestigt. Mittels Flaschenzügen
64 und 66 sind die Sammelbehälter mit ihren Leitblechen unabhängig voneinander
in der Höhe verstellbar.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte gesamte Einrichtung
10 ruht auf einem Gestell 144. Der Vorratstank 38 ist über dem Gestell
144 z. B. auf nach innen geneigten Streben 146 befestigt. Die Anfänge der Waschrinnen
12 sitzen auf einem ringförmig gebogenen Winkeleisen 148, das auf dem oberen Ende
des Gestells 144 durch dazwischenliegende Bauteile 150
befestigt ist. Der
Ringkanal 18 ist auf Diagonalstreben 146 durch zweckmäßig angebrachte Winkel
und Bänder 152 sowie zur Vertikalstellung des Ringkanals 18
dienende,
mit Schlitzen versehene Träger 154 befestigt.
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In den Fig. 2 und 4 wird die optimale Stellung des äußeren Leitblechs
14 zum unteren Rand 156 des Austragsringes 40 gezeigt. Der Abstand zwischen
dem oberen Rand 92 des Leitblechs 14 und dem unteren Rand 156 des
Austragsringes 40 ist so groß, daß sich die horizontale Komponente der Geschwindigkeit
des Trübestromes erheblich verringert, und die Hauptstromrichtung der Trübe eine
im wesentlichen vertikale Richtung erhalten hat. Eine besonders wirkungsvolle Aufteilung
wird erzielt, wenn die Hauptstromrichtung der Trübe in einem Winkel von
60' zur Horizontalen geleitet wird. Diese Stromrichtung wird beispielsweise
erhalten, wenn die Trübe ungefähr 38 mm innerhalb des Austragsringes 40 frei
herabfällt. Der obere Rand 92 des Leitblechs 14 ist beispielsweise, dementsprechend
etwa 38 mm unter und irmerhalb des Austragsringes 40 angebracht. Dies
bewirkt, daß der übrige Teil des Leitblechs 14 im wesentlichen parallel zur Hauptstromrichtung
der Trübe liegt und infolgedessen eine optimale Leitwirkung ohne Turbulenz erreicht
wird. An diesem entfernten Punkt wurde ferner festgestellt, daß die abgerundete
Oberfläche 42 die Tiefe des hervorfließenden Trübestroms vergrößert hat
(d. h. innerhalb der vertikalen Ebene der Flußrichtung), und zwar auf eine
Tiefe von ungefähr 50 bis 75 mm bei der obengenannten Randstelle des
Leitbleches 14 von einer anfänglichen Tiefe von nur etwa 16 mm. Diese Ausdehnung
in der Tiefe wird gefördert durch die Ringform der Oberfläche 42, welche bewirkt,
daß die Schichtbildung innerhalb des
hervorfließenden Stromes in
dem erweiterten Strom verhältnismäßig ungestört bleibt. Dies erleichtert erheblich
die Aufteilung des hervorfließenden Stromes in übereinstimmung mit seiner Schichtbildung.
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Die Einstellung des Randes 92 des Leitblechs 14 auf einen Punkt,
bei dem die Hauptflußrichtung im wesentlichen vertikal geworden ist, erlaubt auch
durch eine vertikale Verstellung der Lage des Leitblechs 14 eine feinere Veränderung
der Aufteilung des ausfließenden Stromes auf die Sammelbehälter. Eine Vertikalverschiebung
des Leitblechs 14 um etwa 25 mm beispielsweise verändert den Anteil an Feststoffen
in dem Konzentrat um einen Betrag von z. B. nur 5 bis 8 %.
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Das innere Leitblech 16 ist im wesentlichen parallel zum äußeren
Leitblech 14 angeordnet, etwa in einem Winkel von 50' zur Horizontalen, um
die gleichen Verteilungseigenschaften bei der Unterteilung der mittleren und oberen
Anteile des ausfließenden Trübestroms zu bewirken. Der mittlere Anteil wird zwischen
den Leitblechen 14 und 16, der obere Anteil innerhalb des Leitbleches
16 gesammelt. Der mittlere Anteil kann gegebenenfalls dem gleichen
Prozeß nochmals unterworfen werden, z. B. in einer anderen, der Vorrichtung
10 ähnlichen Anlage, die getrennt angebracht ist, um noch mehr wertvolles
Konzentrat zu erhalten. Die erneute Verarbeitung des mittleren Anteils kann so oft
wiederholt werden, als es wirtschaftlich zweckmäßig erscheint.
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Arbeitsweise Die Trübe wird entweder durch das vertikale Zuführungsrohr
52 oder von oben in den Vorratstank 38
gepumpt. Die Trübe fließt durch
die Verteilungsrohre 36 in die Taschen 34, von denen jeweils ein Paar gleichzeitig
durch ein Rohr 36, welches sich im wesentlichen über dem Mittelpunkt jedes
zweiten Verteilers 32 entleert, gespeist wird. Die Größe der Auslaßöffnungen
20 wird so in übereinstimmung mit der Zuführungsgeschwindigkeit der Trübe und seinen
Fließeigenschaften gewählt, daß der Trübespiegel innerhalb des Ringkanals
18 ungefähr in Höhe der oberen Enden der Verteiler 32 liegt. Sollte
sich der Trübespiegel aus irgendeinem Grunde heben, so fließt die Trübe über die
oberen Enden der Verteiler in die angrenzenden Taschen.
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Die Trübe fließt aus den Auslaßöffnungen 20 in die offenen Zwischenwaschrinnen
24. Diese speisen die Anfänge der Waschrinnen 12 in turbulenzarmer Strömung. Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Böden 28 der Zwischenwaschrinnen 24
in einem Winkel zu neigen, der beispielsweise ungefähr gleich dein Neigungswinkel
der Böden 44 der Waschrinnen 12 ist.
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Während die Trübe in den Waschrinnen 12 turbulenzarm abwärts fließt,
wird sie in Schichten aufgeteilt, die den die Trübe bildenden Bestandteilen entsprechen.
Wenn der Trübestrom aus den Enden der Waschrinnen 12 herausfließt, nimmt er an Tiefe
innerhalb der vertikalen Fließebene zu. Die Leitbleche sind in ausreichendem Abstand
unterhalb der Enden der Waschrinnen 12 angebracht, um zu erreichen, daß die Flußrichtung
des Trübestroms sich parallel zu dem trichterförmigen Leitblech 14 einstellt. Dies
bewirkt eine wirkungsvolle Trennung der einzelnen Anteile der Trübe.