-
Flotations-Setzmaschine Die Eifindung betrifft Maschinen zur Aufbereitung
von Bodenschätzen, die als Flotations-Setzmaschinen bezeichnet werden und bei denen
der Flotationsvorgang mit nasser Setzarbeit verbunden ist.
-
Es sind bereits Flotations-Setzmaschinen bekannt, die ein im Unterteil
der Flotationskammer angeordnetes festes Setzsieb und eine Einrichtung zum Belüften
des Anreicherungsmediums mit pulsierender Druckluft aufweisen (s. russische Patentschrift
63 430).
-
Diese Maschinen fanden aber keinen Zuspruch, da bei denselben der
gleichmäßige Ablauf für Pulsung und Lüftung der Trübe und die zuverlässige Abscheidung
der Aufbereitungsprodukte nicht gewährleistet wurden.
-
Bei den Versuchen, die erwähnten und noch andere Mängel der Flotatitons-Setzmaschinen
zu beseitigen, wurden keine positiven Ergebnisse erzielt, und erst nach der gründlichen
Änderung der Maschinenbauart wurde die erfolgreiche Lösung der Aufgabe für den gemeinsamen
Ablauf des Flotationsvorganges und der Setzarbeit gefunden. An dem Beispiel einer
Maschine für gemeinsame Anreicherung von Feinkohle und von Kohlenschlamm durch gleichzeitige
Setzarbeit und Flotation wird eine erfolgreiche Lösung im folgenden gezeigt.
-
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung
einer zuverlässigen und wirtschaftlichen Aufbereitungsmaschine einfacher Bauart,
die durch gemeinsame Flotation und Setzarbeit die Arbeitsgängezahl für die Aufbereitung
vermindert und eine Vereinfachung des Aufbereitungsstammbaumes zuläßt.
-
Als zweite Aufgabe der Erfindung gilt die Entwicklung einer Flotations-Setzmaschine
mit kontinuierlicher und auf dem ganzen Setzgutträger der Maschine gleichmäßiger
Pulsung und Belüftung des Mediums.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer
Flotations-Setzmaschine, die eine zuverlässige Trennung der Aufbereitungsprodukte
gewährleistet (Schaumkonzentrat, Flotationsabgänge, Schwerbestandteile, Zwischenprodukt).
-
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung
einer Flotations-Setzmaschine mit weitgehender und verschiedenartiger Regelung der
verschiedenen Einflußfaktoren, in erster Linie der Pulsung und der Lüftung.
-
Die Erfindung bezweckt schließlich auch die Entwicklung einer Flotations-Setzmaschine,
die wirtschaftlich arbeitet in bezug auf den Verbrauch an Druckluft, welche sowohl
zur Pulsung des Mediums (durch kolbenartige Verschiebung der Membran innerhalb des
Maschinengehäuses) als auch zur Lüftung des aufbereitenden Stoffes benutzt wird.
-
Die Lösung sämtlicher Aufgaben wird durch die erfindungsgemäße Flotations-Setzmaschine
gewährleistet, die nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben wird. In F i
g. 1 ist der senkrechte Längsschnitt der Flotations-Setzmaschine dargestellt; in
-F i g. 2 sind der senkrechte Querschnitt (rechts und die Seitenansicht (links)
der Maschine zusammengestellt; in F i g. 3 ist der Grundriß der Maschine gezeigt.
Die Hauptteile der Flotations-Setzmaschine sind: Die Arbeitskammer 1 mit dem unten
angeordneten Setzgutträger 2, die zweite Arbeitskammer 3, die Luftkammer 4, die
Luftrohrleitung 5 von der Druckluftqunlle (die in den Zeichnungen nicht dargestellt
ist), der Drehschieber 6, welcher die Druckluftzufuhr in die Kammer 4 abschließt
und freigibt, und das poröse Diaphragma 7, das im Rahmen 8 sitzt.
-
An der Vorderwand der oberen Arbeitskammer 1 ist die Beschickungsrinne
montiert, die aus zwei Einläufen 9 und 10 besteht. Der Einlauf 9 dient zur Beschickung
der Arbeitskammer 1 mit körnigem Material, wobei die kleinste Wassermenge gebraucht
wird.
-
Der Einlauf 10 dient zur Beschickung des Hohlraumes über dem auf das
Setzsieb 2 aufgelegten Kunstbett 11 mit Schlamm, der durch das Schwimmmittel vorbehandelt
wurde.
Der Rahmen 8 mit dem in seinem Umfang angeordneten Diaphragma
7 ist aus den Wänden 12 mit I-Querschnitt gebildet, wobei der Oberflansch derselben
mit den Auflagerteilen des Setzsiebes 2 durch elastische senkrecht ausrückbare und
dehnbare Wände (Faltenbalg) 13, z. B. durch gewellte Gummiwände, verbunden ist.
Dadurch entsteht zwischen dem Diaphragma 7, dem Setzsieb 2 und den ausrückbaren
Wänden 13 eine Arbeitskammer 3 wechselnden Rauminhaltes.
-
Der Unterflansch der Wände 12 am Rahmen 8 ist dem Fundament 14 der
Maschine durch ausrückbare Wände 15 verbunden. Dadurch entsteht zwischen dem Diaphragma
7, dem Fundament 14 und den ausrückbaren Wänden 15 die Luftkammer 4 wechselnden
Rauminhaltes. Falls durch die Rohrleitung 5 in diese Kammer Druckluft gepreßt wird,
steigt das Diaphragma in der Kammer 3 hoch. Der Unterflansch des Rahmens 8 ist durch
einstellbare Rückholfedern 16 abgefangen, die auf die Auflagerteile des Setzsiebes
2 abgestützt sind und die Rückgangsbeschleunigung des Diaphragmas in seine untere
Stellung gewährleisten.
-
Quer über dem Trübespiegel der oberen Arbeitskammer 1 sind Schaumabstreifer
angeordnet, die als endlose Ketten 17 mit lose aufgehängten Kleinkrampen 18 und
Antrieb 19 ausgebildet sind und die zum Abstreifen der Schaumkonzentratschicht 20
zur Abfuhrrinne 21 bestimmt sind, die an der tiefliegenden Schwelle der Seitenwand
der Kammer 1 angeordnet ist.
-
An der Hinterwand der Kammer 1 wird ein schaufelförmiger Verschluß
22 montiert, der für den Austritt aus der Arbeitskammer der aus der Trübeschicht
23 abgeschiedenen Leichtbestandteile (Kohlenkonzentrat) 24 bestimmt ist.
-
An den Wändeausschnitten des Rahmens 8 werden Austragsschurren 26
mit Zellenradschleusen 27 angeordnet, die zum Abwurf der Schwerbestandteile aus
dem Zwischenprodukt und dem Gestein bestimmt sind. Diese Schwerbestandteile scheiden
aus der Schwerfraktionsschicht 25 ab, durchlaufen die Schicht des Kunstbettes 11
und das Setzsieb 2 und rutschen auf der Satteloberfläche des Diaphragmas 7.
-
In den unten folgenden Ausführungen wird der Betrieb der Flotations-Setzmaschine
beschrieben. Der Ausgangsstoff, z. B. körnige Kohle, Korngröße bis 13 mm, wird mittels
kleinster Transportwassermengen durch den Einlauf 9 der Maschinenarbeitskammer zugeführt,
und der Kohlenschlamm, Korngröße etwa 1 mm, mit Schwimmittel vorbehandelt, wird
durch den Einlauf 10 der Rinne dem über dem Setzsieb 2 und Setzbett 11 liegenden
Hohlraum zugeleitet.
-
Bei offenem Drehschieber 6 wird Druckluft durch die Luftrohrleitung
5 der Luftkammer 4 zugeführt. Nachdem die Luftkammer 4 mit Druckluft gefüllt ist
und das Diaphragma 7 mit dem Rahmen 8 dadurch die obere Stellung eingenommen haben,
wird die Kammer 4 durch die Schiebervorrichtung von der Druckluftquelle abgeschlossen.
-
Beim Durchgang durch die Diaphragmaporen wird die abgesperrte Druckluft
intensiv und ununterbrochen dispergiert, wobei nach oben strömende Luftblasen entstehen.
Das Dispergieren der Luft erfolgt sowohl beim Hochgang des Diaphragmas als auch
beim Rückgang desselben in seine untere Ausgangsstellung. Den gestellten Aufgaben
entsprechend erfolgen Druckluftzuführung und Diaphragmahub kontinuierlich.
-
Beim Hub haften die Luftblasen an der Oberfläche der Teilchen und
reißen dieselben mit nach oben zur Trübeoberfläche in der Arbeitskammer, wodurch
die Konzentratschaumschicht 20 gebildet wird.
-
Die an den schwereren Teilchen haftenden Luftblasen vergrößern die
Differenz der Endfallgeschwindigkeiten von Kohlen- und Gesteinsteilchen, womit der
Ablauf des Massenkraftsetzarbeit und die Fraktionstrennung gefördert werden.
-
Durch die kontinuierliche senkrechte Hin- und Herbewegung des Diaphragmas,
die einer Kolbenbewegung ähnlich ist, wird die intensive Pulsung der Trübe in der
Zusatzarbeitskammer 3, das überströmen derselben durch das Setzsieb 2 und das Kunstbett
11 gewährleistet, wobei das Bett intermittierend auf dem Sieb aufgelockert
wird. Beim Durchgang der dispergierten Blasen gemeinsam mit den Teilchen, an denen
sie haften, durch das aufgelockerte Bett wird das Durchdringen einiger Teilchen
nach oben zur Konzentratschaumschicht sowie anderer Teilchen nach unten bewirkt,
wie auch der schwersten Teilchen zur Oberfläche des Diaphragmas gefördert und die
Zuverlässigkeit der Fraktionstrennung gewährleistet.
-
Somit wird durch die Pulsung des Mediums die Flotationslüftung gefördert,
das verstärkte Dispergieren aber und die Lüftung begünstigen die Setzvorgänge, deren
Vereinigung eben den Hauptgedanken darstellt, auf dem die erfindungsgemäße Maschine
aufgebaut ist.
-
Die Regelung des hydraulischen Ablaufs für Pulsung und Lüftungsgrad
erfolgt durch die Änderung des Preßluftdruckes und -verbrauchs und mittels Programmschaltung
für den Betrieb des Drehschiebers 6 sowie durch die Änderung der Elastizität der
(ausrückbaren) Rückholfedern 16, die den Rückgang des Diaphragmas in die untere
Stellung beschleunigen, falls das Diaphragmagewicht und der Druck des Gesamtinhaltes
in den Arbeitskammern ungenügend sind.
-
Außerdem wird die Regelung auch durch Änderung der Beschickung mit
Kohle und Trübe, durch die Bettdicke und den Reagenzablauf bewerkstelligt.
-
Mit der Maschine können folgende Produktarten erhalten werden: Schaumkonzentrat,
Flotationsabgänge, leichte Konzentratfraktionen, schwere Gesteinsfraktionen und
Zwischenfraktionen (Zwischenprodukte).
-
Nötigenfalls kann, durch Teilung der Aufnahmerinne 21 in Sektionen
der Maschine entlang, das Flotationskonzentrat nach Sorten getrennt werden.
-
Die Qualitätsregelung der leichten Fraktion aus anreichender Kohle
(Kohlenkonzentrat) kann auch durch Stärkeänderung des Gesteinskunstbettes 11 ausgeführt
werden.
-
Falls die Qualität des Ausgangsstoffes (Kohle) die Erzeugung von Endprodukten
in einer Stufe nicht ermöglicht, kann das vierte Produkt (Betriebsprodukt oder Mischprodukt)
abgesondert werden, das in diesem Falle in der zweiten Hälfte der Arbeitskammer
unter das Sieb abgeschieden wird.
-
Der Austritt der Flotationsabgänge erfolgt durch das Kunstbett gemeinsam
mit den Schwerbestandteilen. Falls in der unter dem Schaumkonzentrat liegenden Schicht
erhebliche Mengen von Flotationsabgängen
enthalten sind, kann der
Austritt derselben getrennt von anderen Produkten durch einen Zusatzverschluß zur
Abgängeumleitung für Nachaufbereitung ausgeführt werden.