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Verfahren zum Scheiden eines Feinkornmineralgemisches nach der Wichte
und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Gewinnung einer Leichtgut- und einer Schwergutfraktion aus einem Feinkornmineralgemisch,
bei dem das Korngemisch in einer Trübe zentral einem zylindrischen Gefäß aufgegeben
und die Schwergutfraktion des Gemisches durch Rotation der Trübe mindestens einer
schraubenförmigen Austragsrille in der Zylinderwandung zugeführt wird.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird die Trübe mit dem Feinkornmineralgemisch
dem Gefäß im Bereich seines geschlossenen oberen Endes zugeführt und darin durch
Rotation des Gefäßes in die Form einer Schicht von nach unten zunehmender Dicke
auf der Zylinderwandung gebracht. Dabei wandert die in der Austragsrille angesammelte
Schwergutfraktion unter der Einwirkung von radial von außen auf das Gefäß ausgeübten
Schlägen, deren Frequenz von der Drehzahl des Gefäßes selbst abhängig ist, nach
unten zu Austragsöffnungen in dem Gefäß und geht durch diese in eine das Gefäß im
Bereich der Austragsöffnungen umgebende feststehende Sammelrinne. Die sich auf der
inneren Oberfläche der Schicht der Trübe in dem Gefäß ansammelnde Leichtgutfraktion
geht mit der Trübe durch die untere zentrale Öffnung des Gefäßes in einen darunter
angeordneten Sammeltrichter ab.
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Ferner ist bereits ein Verfahren zum Ausscheiden von Schwerstoffteilchen
aus einer mittels eines Propellers in einem zylindrischen Gefäß in Rotation versetzten
Trübe bekannt, bei dem die Trübe infolge der Rotation eine Raumform einnimmt, deren
innere Oberfläche ein Rotationsparaboloid ist, und bei dem sich die Schwerstoffteilchen
in dem oberen Teil der Trübe, wo diese nur eine verhältnismäßig geringe Schichtdicke
hat, sammeln. Hierbei werden die Schwerstoffteilchen mittels eines die Oberfläche
der Trübe beim Absenken und Anheben schneidenden rotierenden Fangkorbes in dessen
nach innen offenen Rillen gesammelt und nach dem Herausziehen des Fangkorbes nach
oben aus der Trübe aus den Rillen herausgewaschen. Dieses bekannte Verfahren arbeitet
wegen der Notwendigkeit, den Fangkorb ein- oder mehrmal abzusenken, wieder anzuheben
und dann die Rillen darin von den aufgefangenen Schwerstoffteilchen zu reinigen,
diskontinuierlich.
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Es ist ferner bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Mineralgemisch
zentral einem um eine vertikale Achse rotierenden konischen Gefäß, dessen Innenseite
mit einzelnen, ringförmigen, übereinander angeordneten Rillen versehen ist, aufgegeben
wird. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft soll hierbei eine Scheidung des
Gemisches nach der Wichte derart erfolgen, daß sich die Schwergutfraktion in den
Rillen ansammelt.
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Schließlich ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Mineralgemisch
dem weiten Ende einer konischen, langsam um eine horizontale Achse rotierenden Trommel
unten aufgegeben wird, deren Innenwand mit mehreren spiralig zum engen Ende der
Trommel ansteigenden Rillen versehen ist. Durch die Rotation der Trommel werden
hierbei die Teilchen des Mineralgemisches in den Rillen langsam längs des Trommelmantels
in den Rillen nach oben zum engen Ende der Trommel befördert, wobei die Teilchen
ständig in den Rillen in Bewegung bleiben. Die Leichtgutfraktion des Mineralgemisches
wird hierbei laufend durch auf die Innenfläche der Trommel aufgesprühtes Wasser
aus den Rillen herausgespült, zum . weiten Ende der Trommel nach unten zurückbefördert
und dort ausgetragen. Die Schwergutfraktion des Mineralgemisches bleibt dagegen
in den Rillen und wird durch das enge Ende der Trommel ausgetragen.
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Außerdem ist auch noch ein Verfahren zum Scheiden eines Mineralgemisches
in einer Trübe nach der Wichte bekannt, bei dem die Trübe mit dem Mineralgemisch
zentral einer um eine vertikale Achse rotierenden Schleuderkammer im Bereich des
unteren Endes derselben aufgegeben wird. Dabei wird die Schwergutfraktion durch
Öffnungen am Umfang
der Schleuderkammer in- eine diese umgebende
ebenfalls rotierende Fangkammer ausgetragen, während die in der Schleuderkammer
nach dem Zentrum zu und nach oben verdrängte Leichtgutfraktion aus der Schleuderkammer
mit Trübe durch eine obere, ringförmig die Aufgabe umgebende rohrförmige Öffnung
ausgetragen wird. Hierbei sind Schleuderkammer und Fangkammer während des Betriebes
stets mit Trübe angefüllt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das vorstehend an erster Stelle genannte
bekannte Verfahren hinsichtlich einer genaueren Trennung von Schwer- und Leichtgutfraktion
und der Ermöglichung eines ungestörten kontinuierlichen Dauerbetriebes durch Unterstützung
und Beschleunigung der Bewegung der Schwergutfraktion in der Austragsrille zum Austrag
hin zu verbessern. Die Erfindung besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art darin, daß a) der im unteren Teil des zylindrischen Gefäßes aufgegebenen Trübe
durch Rotation eine Raumform im Gefäß gegeben wird, deren innere Oberfläche ein
Rotationsparaboloid ist, b) daß die Schwergutfraktion durch kombinierte Dreh- und
Längsschwingungen des zylindrischen Gefäßes längs der Austragsrille zu einem oberen
Austrag geführt, und daß c) die sich auf der inneren Oberfläche der Trübe sammelndeLeichtgutfraktion
mittels einesTauchhebers od. dgl. ausgetragen wird.
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Bei dem vorstehend an zweiter Stelle genannten bekannten Verfahren
ist es an sich bereits entsprechend dem vorgenannten Merkmal a) bekannt, einer Trübe
in einem zylindrischen Gefäß durch Rotation eine Raumform zu geben, deren innere
Oberfläche ein Rotationsparaboloid ist.
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Bei einer Vorrichtung mit einem zylindrischen Gefäß, einer zentralen
Aufgabe für die Trübe mit dem Feinkornmineralgemisch, mindestens einer schraubenförmigen
Austragsrille in der Zylinderwandung und Mitteln, um die aufgegebene Trübe mit dem
Gemisch in Rotation zu versetzen, wie sie für die Ausübung des vorstehend an erster
Stelle genannten bekannten Verfahrens zum Stand der Technik gehört, besteht die
Erfindung zwecks Anpassung an die Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin,
daß die Austragsrille bzw. die Austragsrillen bis zu dem im oberen Teil des Gefäßes
angeordneten Austrag für die Schwergutfraktion ansteigt bzw. ansteigen, daß das
Gefäß durch geeignete bekannte Mittel in kombinierte Dreh- und Längsschwingungen
versetzbar ist und daß ein Tauchheber oder dergleichen zum Austragen der sich an
der die Form eines Rotationsparaboloids aufweisenden Oberfläche der Trübe ansammelnden
Leichtgutfraktion vorgesehen ist. Bei den Mitteln, durch die die kombinierten Dreh-
und Längsschwingungen des zylindrischen Gefäßes erzeugt werden, handelt es sich
um beliebige, hierfür geeignete, in der Technik allgemein bekannte. Tauchheber sind
in der Technik bereits allgemein bekannt und werden für die verschiedensten Zwecke,
insbesondere für das Absaugen von Flüssigkeiten und Feststoff-Flüssigkeitsgemischen
von Flüssigkeitsoberflächen verwendet.
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Das zylindrische Gefäß kann sich auf das Fundament unter Vermittlung
einer die Dreh- und Längsschwingungen erzeugenden Vorrichtung abstützen, wobei die
Rotation der Trübe mit dem Gemisch in dem Gefäß durch einen Propeller bewirkt wird.
Ein derartiger Propeller ist in der Technik an sich auch bereits bekannt, und zwar
auch in seiner Verwendung für die Erzeugung der Rotation einer Trübe in einem zylindrischen
Gefäß bei einem bekannten naßmechanischen Aufbereitungsverfahren. Es ist aber auch
möglich, daß das zylindrische Gefäß unter Vermittlung der die Dreh- und Längsschwingungen
erzeugenden Vorrichtung auf einem rotierenden Schemel gelagert ist und der Austrag
sich innerhalb einer feststehenden Auffangrinne bewegt, wobei zur Aufgabe der Trübe
in das Gefäß ein feststehendes Rohr dient. Hierbei wird, wie an sich bei naßmechanischen
Aufbereitungsverfahren bereits bekannt, die Rotation der Trübe durch die Rotation
des zylindrischen Gefäßes hervorgerufen. Es ist auch an sich bereits bekannt, und
zwar bei einer Vorrichtung zur naßmechanischen Aufbereitung eines Mineralgemisches
in einer rotierenden Trübe in einem zylindrischen Gefäß, eine feststehende, das
zylindrische Gefäß im Bereich der Austragsöffnungen umschließende Auffangrinne vorzusehen.
Auch ist es an sich bereits bekannt, zur Aufgabe der Trübe in ein rotierendes Gefäß
ein zentral angeordnetes Rohr zu verwenden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen
zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen die
Fig. 1 und 2 je eine solche Vorrichtung in einem lotrechten Mittelschnitt.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist ein zylindrisches Gefäß 1 mit
einem an seinem unteren Rand sitzenden Flansch 2 auf einer Platte 3 befestigt, die
sich über eine die Dreh- und Längsschwingungen erzeugende Einrichtung über eine
Grundplatte 4 auf das Fundament stützt.
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In einem auf der Unterseite der Platte 3 befindlichen Gehäuse 5 befindet
sich ein mit einer umlaufenden Unwucht versehener Schwingungserzeuger. An dem Gehäuse
5 sitzende Ansätze 6 sind in lotrechter Richtung innerhalb eines auf der Grundplatte
4 sitzenden Zylinders 7 geführt. Sie stützen sich mit Schraubenfedern 8 auf die
Grundplatte 4 und sind auf ihrer Oberseite von weiteren Schraubenfedern 9 belastet,
die mit ihrem oberen Ende an einem Flansch des Zylinders 7 anliegen.
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Die Platte 3 ist mit der Grundplatte 4 außerdem durch paketartig zusammengefaßte
Blattfedern 10 verbunden, die rings um den Zylinder 7 verteilt und mit gleicher
Neigung angeordnet sind. Sie sind an der Platte 3 und der Grundplatte 4 mit Hilfe
von Winkeln 11 befestigt. Wenn das Gefäß 1 sich im Ausmaß der Längsschwingungen
nach oben und unten bewegt, schwingen die Blattfedern 10 mit ihrem oberen
Ende im Sinne der Pfeile 12, wobei sie S-förmig gebogen werden. Dies hat zur Folge,
daß das Gefäß 1 gleichzeitig mit den Längsschwingungen Drehschwingungen um seine
lotrechte Mittelachse ausführt.
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Das Gefäß 1 weist auf seiner Innenseite eine Austragsrille 13 auf,
die in Schraubenwindungen nach oben hin bis zu einer Austragsöffnung 14 ansteigt.
Die Steigung der Austragsrille 13 ist an allen Stellen die gleiche. Es ist aber
auch möglich, daß sich die Steigung mit dem Verlauf der Austragsrille 13 von unten
nach oben hin ändert, z. B. daß sie stetig zunimmt. Die Austragsrille 13 kann als
eingängige Schraube oder zwei oder mehr Austragsrillen können als zwei- oder mehrgängige
Schraube ausgeführt sein.
Im letzteren Fall sind zwei bzw. mehr
Austragsöffnungen vorhanden.
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An der Austragsöffnung 14 befindet sich auf der Außenseite des Gefäßes
1 ein Topf 15 mit einem Auslaufstutzen 16.
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Von oben her ragt in das Gefäß 1 ein gleichachsig zu diesem angeordnetes
Rohr 17 hinein, das auf seinem oberen Ende einen Trichter 18 aufweist, durch den
hindurch die Aufgabe der Trübe mit dem Feinkornmineralgemisch in das Gefäß 1 erfolgt.
Das Rohr 17 ist in seinem oberhalb des Gefäßes 1 angeordneten Lager 19 drehbar gelagert
und kann unter Vermittlung einer Keilriemenscheibe 20 angetrieben werden.
Auf dem unteren Ende des Rohres 17 sitzt ein Propeller 21.
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In das Gefäß 1 ragt ein Tauchheber 22 hinein. Durch den im Sinne des
Pfeiles 23 umlaufenden Propeller 21 wird die durch das Rohr 17 in das Gefäß 1 eingebrachte
Trübe mit dem Feinkornmineralgemisch in Rotation versetzt, so daß ihre innere Oberfläche
unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft ein Rotationsparaboloid 24 bildet. Die
Flügel des Propellers 21 sind, wie in der Zeichnung in gestrichelten Linien angedeutet,
so schräg gestellt, daß der Propeller 21 der Trübe eine Bewegungskomponente nach
oben erteilt.
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Unter dem Einfiuß der Zentrifugalkraft werden die Teilchen der Schwergutfraktion
in der Austragsrille 13 abgelagert. Infolge der Dreh- und Längsschwingungen des
Gefäßes 1 wird die Schwergutfraktion in der Austragsrille 13 nach oben befördert,
bis sie durch die Austragsöffnung 14 tritt, in den Topf 15 fließt und durch den
Auslaufstutzen 16 abfließt. Das Austragen der Schwergutfraktion kann durch Frischwasser
beschleunigt werden, das in der Austragszone zugesetzt wird.
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Die Leichtgutfraktion wird von der die Form eines Rotationsparaboloids
24 aufweisenden Oberfläche der Trübe durch den Tauchheber 22 abgesaugt.
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Die Steigung der Austragsrille 13 sowie die Amplituden und Frequenzen
der Längs- und Drehschwingungen werden so aufeinander abgestimmt, daß sich die günstigsten
Betriebsverhältnisse ergeben. Dabei kann sowohl die Längsschwingung als auch die
Drehschwingung einen unsymmetrischen Geschwindigkeitsverlauf und damit auch einen
unsymmetrischen Beschleunigungsverlauf haben.
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Bei der Vorrichtung nach Fig.2 läuft das zylindrische Gefäß 1 zusammen
mit der die Dreh- und Längsschwingungen erzeugenden Vorrichtung 5 bis
11
um. IEerbei sind das Gefäß 1 sowie die unterhalb von ihm befindliche Vorrichtung
5 bis 11 grundsätzlich in der gleichen Weise ausgebildet wie bei der Vorrichtung
gemäß Fig. 1. Hingegen ruht die Grundplatte 4 nicht auf dem Boden, sondern sie ist
auf einem rotierenden Schemel 25 befestigt, der mittels eines lotrechten Zapfens
26 drehbar gelagert und mittels einer Keilriemenscheibe 27 angetrieben ist.
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Infolge der Rotation des Gefäßes 1 wirkt auf die in ihm befindliche
Trübe mit dem Feinkornmineralgemisch eine Zentrifugalkraft, so daß die innere Oberfläche
der Trübe die Form eines Rotationsparaboloids 24 bildet. Eines Propellers bedarf
es hierzu nicht. Die Aufgabe der Trübe erfolgt daher mittels eines feststehenden,
gleichachsig zum Gefäß 1 angeordneten Rohres 28, das an seinem oberen Ende einen
Trichter 29 trägt. An der Austragsöffnung 14 des Gefäßes 1 befindet
sich außen ein kleiner, nach unten gekrümmter Austragsstutzen 30, der innerhalb
einer das Gefäß 1 umschließenden Auffangrinne 31 umläuft. Aus dieser läuft die Schwergutfraktion
durch einen Stutzen 32 ab.
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Das Gefäß 1 braucht nicht notwendigerweise zylindrisch gestaltet zu
sein. Es kann z. B. auch einen sich nach oben hin verjüngenden oder erweiternden
Kegelstumpf bilden. Statt der Blattfedern 10 kann man auch entsprechend geneigte
Lenker anwenden, die oben und unten gelenkig mit der Platte 3 bzw. der Grundplatte
4 verbunden sind. Die Drehschwingungen des Gefäßes 1 können auch durch an ihm angebrachte
Unwuchten erzeugt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu dessen Ausführung geeignete
Vorrichtung eignet sich insbesondere gut für die Aufbereitung oxydischer Erze in
feinkörniger Form.