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Naßsetzmaschine zum Aufbereiten von feinkömiges Gut enthaltender Kohle
Nach der Hauptpatentanmeldung ist bei einer Naßsetzmaschine mit mehreren mit
je einem Anschluß für die Zuleitung von Unterwasser versehenen Setzfächem
die Setzfläche, d.h. der Setzgatträger, des ersten Setzfaches zwecks Erzielung einer
dünnen Gutsschicht über diesem Setzfach höher angeordnet als die Setzgutträger der
übrigen Setzfächer. Dieses erste Setzfach ist unterhalb der Setzgutträger durch
eine Querwand von den übrigen Setzfächern abgeteilt und wird mit einer geringeren
Unterwassermenge als die übrigen. Setzfächer betrieben. Bei dieser Setzmaschine
wird erreicht, daß das zu trennende Gut in dünner Schicht über das ersteSetzfachströmtunddie
feinen Berge aus dieser dünnen Schicht bei verhältnismäßig schwachem Unterwasserstrom
durch den Setzgatträger hindurchgesetzt werden, während anschließend die Abtrennung
der gröberen Berge in üblicher Weise erfolgt.
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Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß das Durchsetzen
des feinsten Gutes einer Wichtestufe, z. B. der Berge, nicht unbedingt auf dem ersten
Setzfach zu erfolgen braucht, sondern daß andere Stellen der Setzmaschine hierzu
ebenfalls geeignet und/unter Umständen sogar noch geeigneter sind, vorausgesetzt,
daß das Durchsetzen vor dem Abtrennen der nächst leichteren Wichtestufe, zum Beispiel
des Mittelgutes, erfolgt.
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Aufgabe der Erfindung ist also eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung
der Setzinaschine der Hauptpatentanmeldung. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
der erhöhte Setzgutträger für das jeweils schwere, feine Gut hinter dem Austrag
für das entsprechende grobe Gut angeordnet ist. Bei der Setzmaschine gemäß der Erfindung
wird in Kauf genommen, daß die feinen Bestandteile der jeweils schweren Wichtestufe,
z. B. der Berge, von dem Setzwasser zusammen mit der leichteren Wichtestufe, z.
B. dem Mittelgut und der Kohle, über dem Austrag der schweren Wichtestufe hinausgetragen
werden. Die Abscheidung der gröberen Bestandteile der jeweils schweren Wichtestufe
ist also bereits erfolgt, bevor das Durchsetzen der feinen Bestandteile dieser Wichtestufe
beginnt. Das Durchsetzen kann deshalb nicht durch die gröberen Bestandteile dieser
Wichtestufe nachteilig beeinflußt werden. Die Abtrennung der feinen Bestandteile
der schweren Wichtestufe erfolgt also in besonders wirkungsvoller Weise.
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Nach dem Durchsetzen der feinen Bestandteile des schweren Gutes kann
die Abtrennung und der Austrag der jeweils folgenden Wichtestufe, z. B. des Mittelgutes,
in üblicher Weise erfolgen. Gegebenenfalls kann anschließend an den Austrag der
folgenden Wichtestufe, z. B. des Mittelgutes, auch noch ein Durchsetzen von feinem
Gut dieser Wichtestufe erfolgen, das eventuell zusammen mit dem leichtesten Gut,
z. B. der Kohle, über den eigentlichen Austrag hinauswandert. Auf diese Weise ist
die Erzeugung sehr reiner Produkte möglich.
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Das Durchsetzen des feinsten Gutes kann vorteilhaft durch eine höhere
Hubzahl des Setzwassers unterstützt werden. Es ist aber auch möglich, die Durchsetzfächer
mit der gleichen Hubzahl zu betreiben wie die übrigen Setzfächer.
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Es ist zwar bereits eine Setzmaschine bekannt, bei der der Setzgutträger
des ersten Setzfaches höher angeordnet als der Setzgutträger des folgenden Setzfaches.
Der Höhenunterschied ist jedoch im Verhältnis zur Höhe des Setzbettes so gering,
daß er sich praktisch nicht bemerkbar macht. Ferner ist der erhöhte Setzgutträger
mit einem Bett aus einem körnigen, schweren Material versehen. Der Unterwasserstrom
dieses Setzfaches muß also so stark sein, daß dieses Bett aufgelockert wird. Feine
Bestandteile der schweren Gutsschicht werden infolge dieses starken Unterwasserstromes
nicht durchgesetzt, sondem von dem Setzwasser mitgeführt. Der gleiche Nachteil tritt
in noch verstärktem Maße bei einer anderen bekannten Setzmaschine auf, bei der ein
Durchsetzfach hinter dem Austrag für das schwerste Gut vorgesehen ist. Der Setzgatträger
dieses Faches
ist tiefer angeordnet als die folgenden Setzgutträger
der Kammer. Er ist ferner ebenfalls mit einem Setzbrett aus einem körnigen,
schweren Material beschichtet. Auch bei diser Ausbildung wird daher ein Durchsetzen
von feinen Bestandteilen wenn überhaupt, dann nur in verhältnismäßig geringem Maße
erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann am Ende des erhöhten
Setzgutträgers ein quer zur Strörnungsrichtung über die ganze Breite des Setzgutträgers
sich erstreckendes S#auwehr vorgesehen sein. Dieses Stauwehr bremst die Srömungsgeschwindigkeit
der untersten Schichten des über den erhöhten Setzgutträger wandernden Gutes ab
und verlängert dadurch die Zeit, die zum Durchsetzen der feinen schweren Bestandteile,
die sich in diesen untersten Schichten anreichern, zur Verfügung steht.
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Besonders vorteilhaft kann der vorderste Teil des erhöhten Setzgutträgers
in an sich bekannter Weise hinter dem Austrag schräg ansteigend ausgebildet sein.
Hierdurch wird nicht nur erreicht, daß die Schichtung des Gutes besser erhalten
bleibt als bei einem Setzgutträger, der nach Art einer Stufe bereits in seinem vordersten
Teil die volle Höhe aufweist, es wird hiermit zugleich bewirkt, daß gröbere Teile
des schweren auszutragenden Gutes, die nicht durchgesetzt werden können, zum Austrag
zurückgleiten und ebenfalls ordnungsgemäß ausgetragen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Naßsetzmaschine
gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Naßsetzmaschine
im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Naßsetzmaschine nach der Linie
II - 11 in Fig. 1.
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Das Setzfaß der Setzmaschine ist durch eine Reihe von Querwänden
1 bis 5 in mehrere Setzfächer 6 bis 11 unterteilt. Die
Querwände 1, 3 und 5 enden mit Abstand oberhalb des Setzfaßbodens,
so daß jeweils die benachbarten Setzfächer 6, 7 bzw. 8, 9 oder
10,
11 paarweise miteinander in Verbindung stehen. Jeweils zwei miteinander
in Verbindung stehende Setzfächer werden gemeinsam betrieben, d. h., die
Pulszahl des Setzwassers und die Menge des durch die Anschlüsse 15 zugeführten
Unterwassers sind etwa gleich.
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Zur Erzeugung des Setzwassers ist jedes Setzfach mit einer an sich
bekannten Einrichtung, z. B. einer Luftkammer 16 (Fig. 2), verbunden. Den
Luftkarnmein wird die Druckluft mit Hilfe von Gebläsen 17
über Luftkessel
18 und Drehschieber 19, welche abwechselnd Einlaß und Auslaß der Luft
freigeben, zugeführt. Die zu je zwei miteinander in Verbindung stehenden
Setzfächem gehörenden Drebschieber sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und
werden gemeinsam von einem Motor angetrieben. Die Hubzahl des Setzwassers ist daher,
wie gesagt, in den miteinander in Verbindung stehenden Setzfächern gleich.
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Das Unterwasser wird, wie erwähnt, den einzelnen Setzfächem durch
die Anschlüsse 15 zugeführt. Diese sind verbunden mit einer Sammelleitung
20. Ferner weist jeder Anschluß ein z. B. als Schieber 21 ausgebildetes Drosselventil
auf, das mit Hilfe der Spindel 22 geöffnet und geschlossen werden kann, so daß eine
Regelung der den einzelnen Setzfächern zugeführten Unterwassermenge möglich ist.
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Die Rohkohle, welche einen verhältnismäßig hohen Anteil an feinkömigen
Bestandteilen enthält, z. B. Kohle mit Komgrößen zwischen 0,5 und10
mm, wird der Se'zmaschine über die Rinne 23 aufgegeben. Auf dem Setzgutträger
12 der ersten beiden Setzfächer 6
und 7 erfolgt die Abtrennung der
in dem aufgegebenen Gut enthaltenen gröberen Teile der schwersten Wichtestufe,
d. h. der Berge. Diese beiden Setzfächer werden, wie bei der Kohlenaufbereitung
üblich, betrieben, d. h. die Hubhöhe des Setzwassers beträgt beispielsweise
etwa 40 mm, während die Hubzahl sich auf 60 bis 80 Hübeminuten beläuft.
Bei einer Setzfläche von etwa 2 M2 wird die übliche Menge an Unterwasser von etwa
70 cbm/Std. jedem Setzfach zugeführt. Die Höhe der Gutschicht wird ebenfalls
wie üblich, d. h. 300 mm, gewählt. Die abgetrennten Berge gelangen
hinter dem Setzfach 7 durch eine als Schlitz ausgebildete Austragsöffnung
44 in einen Austragsschacht 24 und werden einem Becherwerk 25
zugeführt. Zur
Regelung der Austragsmenge ist in dem Austragsschacht 24 ein Zellenrand
26 vorgesehen, dessen Umdrehungszahl in Abhängigkeit von der Schichthöhe
der Berge auf dem Setzgatträger 1-2 durch einen Schwimmer 27 gesteuert wird.
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Infolge der verhältnismäßig großen Unterwassermenge werden die in
dem Aufgabegut enthaltenen feinsten Berge mit Komgrößen von z. B. 0,5 bis
2 mm zum großen Teil nicht mit den gröberen Bergen ausgetragen, sondern sie gelangen
in die leichteren Wichtestufen, d. h. in das Mittelgut und in die Kohle,
und werden mit diesen auf den Setzgutträger 13
weitergetragen. Dieser Setzgutträger
weist eine erheblich größere Höhe auf als die Setzgutträger 12 und 14. Der Höhenunterschied
kann z. B. etwa 200 mm betragen. Beträgt deshalb die Höhe der Gutschicht oberhalb
der Setzgutträger 12 und 14 etwa 300 mm,
so beträgt sie oberhalb der
Setzgatträger 13 nur etwa loomm.
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Die zu dem Setzgutträger 13 gehörenden Durchsetzfächer
8 und 9 werden ferner durch eine entsprechende Einstellung des Schiebers
21 in den zugehörigen Unterwasseranschlüssen 15 mit einer geringeren Unterwassennenge
beschickt als die Setzfächer 6 und 7 sowie 10 und
11. Diese Unterwassermenge kann z. B. bei einer Fläche des Setzgutträgers
13 von 2 m- etwa 40 bis 50 cbm/Std. oder weniger je Setzfach
betragen. Außerdem können die zu den Durchsetzfächem 8 und 9 gehörenden
Drehschieber 19 vorteilhaft mit einer höheren Umlaufzahl angetrieben werden
als die Drehschieber der übrigen Setzfächer. Die Hubzahl des Setzwassers in den
Durchsetzfächern 8 und 9 kann dementsprechend z. B. etwa 120 bis
160 Hübeminute betragen. Bei dieser Hubzahl beträgt die Hubhöhe vorteilhaft
etwa 15 bis 30 mm. Da die Durchsetzfächer 8 und 9 einerseits
und die übrigen Setzfächer andererseits unter verschiedenen Bedingungen betrieben
werden, ist eine Trennung der Durchsetzfächer von den anderen Setzfächern unterhalb
der Setzgutträger zweckmäßig. Zu diesem Zweck sind die Querwände 2 und 4 bis auf
den Boden des Setzfasses herabgezogen.
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Infolge der geringeren Höhe der Gutschrift oberhalb der Setzgutträger
13 und der gleichfalls geringeren Unterwassermenge gelingt es, die in dem
Mittelgut und in der Kohle noch enthaltenen feinsten Berge durch den Setzgatträger
hindurchzusetzen. Das Durchsetzen wird vorteilhaft beeinflußt durch die höhere Hubzahl,
mit der die Durchsetzfächer 8 und 9
betrieben werden. Die durchgesetzten
feinen Berge fallen in den Durchsetzfächern herab und werden
durch
eine öffnung 28, die an der tiefsten Stelle des Bodens der Durchsetzfächer
vorgesehen ist, mit Hilfe eines Schwanenhalses 29 ausgetragen.
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Am Ende der Setzgutträger des zweiten Durchsetzfaches 9 ist
in vorteilhafter Weise ein sich quer zur Strömungsrichtung erstreckendes über die
ganze Breite der Setzfläsche reichendes Wehr 30 vorgesehen. Durch dieses
Wehr wird die Strömungsgeschwindigkeit der untersten Gutsschicht, die praktisch
aus feinen Bergen besteht, abgebremst, so daß genügend Zeit zum Durchsetzen der
feinen Berge zur Verfügung steht. Gleichzeitig wird erreicht, daß lediglich Berge
und praktisch kein Mittelgut durch die Setzfläche hindurchgesetzt werden. Die Höhe
der untersten Bergeschicht wird in vorteilhafter Weise mit Hilfe des Schwimmers
31 abgetastet. Dieser betätigt auf elektrischem oder mechanischem Wege ein
Ventil 34 in einer Kurzschlußleitung 35, durch die der Druckluftkessel
18 mit dem Ansaugstutzen 36 des Gebläses 17 in Verbindung steht.
Durch eine entsprechende Verringerung oder Vergrößerung des öffnungsquerschnittes
des Ventiles 34 wird der Luftdruck in dem Druckluftkessel 18 in Abhängigkeit
von der Höhe der Bergeschicht auf dem Setzgutträger 13 geändert. Da die Hubhöhe
des Setzwassers von dem Luftdruck abhängig ist, ändert sich diese gleichzeitig und
damit auch die durchgesetzte Bergemenge, so daß auf diese Weise eine Regelung des
Bergeaustrages erfolgt.
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Nachdem die feinen Berge auf dem Setzgutträger 13 abgeschieden
worden sind, gelangen nur noch Mittelgut und Kohle auf die folgenden Setzgutträger
14 oberhalb der Setzfächer 10 und 11. Dieser S2tzgutträger weist vorzugsweise
etwa die gleiche oder eine etwas geringere Höhe als die Setzgutträger 12 auf. Ebenso
werden die Setzfächer 10 und 11, wie bei der Kohlenaufbereitung üblich,
d. h. etwa in der gleichen Weise wie die Setzfächer 6 und
7, betrieben. Auf dem Setzgutträger 14 erfolgt die Abtrennung der mit Bezug
auf die Berge leichteren Wichtestufe, des Mittelgutes, als unterste Schicht. Das
Mittelgut gelangt durch einen Austragungsschlitz 37 am Ende des Setzgutträgers
14 in einen Austragungsschacht 38, durch den es einem zweiten Becherwerk
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zugeführt wird. Die Regelung der ausgetragenen Menge an Mittelgut erfolgt
ebenfalls mit Hilfe eines Zellenrades 40, welches durch einen Schwimmer 41 in Abhängigkeit
von der Höhe der Mittelgutschicht auf dem Setzgutträger 14 gesteuert wird. Die Kohle
wird dagegen über eine den Austragsschacht 38
abdeckende Brücke 42 ausgetragen.
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Sind in der gewonnenen Reinkohle noch beachtliche Mengen an feinstem
Mittelgut enthalten, so kann dem Setzgutträger 14 in vorteilhafter Weise ein erhöhter
Setzgutträger zur Abschneidung dieser feinsten Mittelgutteile nachgeschaitet werden,
ebenso wie dies mit Bezug auf die Bergesetzgutträger 12 und 13 beschrieben
worden ist.
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In dem Ausführungsbeispiel sind zwei Setzfächer zum Durchsetzen der
feinsten Berge hintereinandergeschaltet. Es können aber auch mehr derartige Setzfächer
hintereinander vorgesehen sein. Sind nur verhältnismäßig wenig feinste Berge in
dem Aufgabegut enthalten, so ist es auch möglich, mit nur einem Durchsetzfach auszukommen.
In der Zeichnung ist an der tiefsten Stelle der Setzfächer 8 und
9 eine Klappe 30 dargestellt. Diese dient zum Verschluß einer entsprechenden
öffnung in der Querwand 2 unmittelbar über dem Boden des Setzfasses und dient zum
Austrag der Berge, wenn dieser nicht durch den Schwanenhals 29 erfolgen soll.
Die Klappe ist an einer horizontalen Achse 45 schwenkbar befestigt und kann mit
Hilfe eines Handhebels 46 oder auch maschinell geöffnet und geschlossen werden.
Die feinen Berge gelangen dann bei geöffneter Klappe zusammen mit den gröberen Bergen
aus dem Austragsschacht 24 in das Becherwerk 25. Die Klappe 30 kann
auch ständig geöffnet sein, dann zweckmäßig aber nur so weit, daß zwar die Berge
aus den Setzfächern 8 und 9 austreten können, eine Setzwasserströmung
durch die öffnung jedoch weitgehend verhindert wird. Es ist auch möglich, die feinen
Berge aus den Setzfächem 8 und 9 mittels einer Schnecke oder einer
anderen Vorrichtung, welche gleichzeitig eine Abdichtung dieser Setzfächer bewirkt,
auszutragen. Ist eine Klappe od. dgl. vorgesehen, so kann der Schwanenhals
29 entfallen.
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Ferner kann gemäß der Erfindung der vorderste Teil des erhöhten Setzgutträgers
13, auf dem das Durchsetzen der feinsten Berg ge erfolgt, etwa von der Höhe
der Austragsöffnung 44 ausgehend schräg ansteigend ausgebildet sein, wie dies in
der Zeichnung durch die unterbrochenen Linien 47 dargestellt ist. Auf diese Weise
wird bewirkt, daß gröbere Berge, welche über die Austragsöffnung 44 zusammen mit
dem Mittelgut und der Kohle weitergeführt werden, sich absetzen und zu der Austragsöffnung
44 zurückgleiten können.
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Die Erfindung ist schließlich nicht an Naßsetzmaschinen mit einer
Pulsierung des Setzwassers mittels Druckluft gebunden, sondern kann auch bei anderen
Setzmaschinen, z. B. Kolbensetzmaschinen, verwendet werden. Auch ist eine Verwendung
der Naßsetzmaschinen gemäß der Erfindung nicht nur bei der Aufbereitung von Kohle,
sondern auch zur Aufbereitung anderer Mineralien möglich.