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Verfahren und Vorrichtung zum Enttrüben von feinkömigem Gut aus Sinkscheideprozessen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Enttrüben
von feinkörnigem Gut aus Sinkscheideprozessen. Bei diesem Verfahren oder dieser
Vorrichtung, das bzw. die insbesondere bei der Aufbereitung von Kohle oder Erzen
anwendbar ist, wird das Korngut in einer Schicht über ein Sieb transportiert und
die Schicht an wenigstens einer Stelle über ihre ganze Breite mit einer Flüssigkeit
berieselt.
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Unter feinkörnigem Gut sei hier Material verstanden, das wenigstens
zum Teil so feinkömig ist, daß es sich nicht oder nur schwierig mit Hilfe einer
Schwertrübe gemäß dem Schwimm- und Sinkverfahren nach der Wichte trennen läßt, wogegen
die Trennung mit dieser Trübe in auf der Anwendung der Zentrifugalkraft beruhenden
Geräten, wie z. B. Hydrozyklonen, noch möglich sein kann. Zur näheren Konkretisierung
sei hier an eine Korngröße von 0 bis 14 mm gedacht.
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Das eingangs erwähnte Verfahren wird z. B. in Kohle- und Erzwäschen
zur Rückgewinnung der an den getrennten Körnern haftenden Trenntrübe angewandt.
Die an der Kornoberfläche verbliebenen Trübeteile werden dabei durch kräftige Flüssigkeitsstrahlen
abgebraust. Die unter den Sieben aufgefangehe verdünnte Trübe wird in einer Regeneriervorrichtung
gereinigt und zu der gewünschten Konzentration eingedickt, worauf sie wieder der
Trennungsanlage zugeht.
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Mit diesem Abbrausen wurde bezweckt, die an den Körnern haftende Trübe
zu verdünnen, so daß der Gehalt an Beschwerungsstoff in der mit diesen abgehenden
Flüssigkeit an jeder Stelle dem Gehalt an Beschwerungsstoff in der durch das Sieb
abgeführten Brauseflüssigkeit entsprach. Um auf diese Weise den anhaftenden Beschwerungsstoff
auf eine geringe Menge zu reduzieren, braucht man eine große Menge »Brausewasser«,
das an mehreren hintereinander befindlichen Stellen mit großer Kraft in die Gutschicht
auf dem Sieb gespritzt werden muß, damit sämtliche Körner benetzt werden, wobei
das Gut jedesmal intensiv umgerührt wird. Dies hat zur Folge, daß die Regeneriervorrichtung
entsprechend groß ausfallen muß.
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Die Menge der an den getrennten Körner anhaftenden Trübe ist der Oberfläche
dieser Teile proportional. Proportionalität besteht auch zwischen der erforderlichen
»Brausewassermenge« und der Menge abzubrausender Trübe. Hieraus ergibt sich, daß
die »Brausewassermenge« zum Abbrausen kleiner Körner mit relativ größerer Oberfläche
als bei gröberen Körnern, die zum Abbrausen gröberer Körner benötigte Menge übersteigt.
Wegen der größeren Menge abzubrausender Trübe muß die erforderliche Sieboberfläche
beim Abbrausen und Entwässern feiner Körner gleichfalls größer sein als beim Abbrausen
grober Körner, wobei auch die Kapazität der Regeneriervorrichtung entsprechend zu
steigern ist. Es hat sich herausgestellt, daß beim üblichen Abbrausen von Feinkohle
mit einer Komgröße von 0,5 bis 8 mm auf Schwingsieben je Tonne
Trenngu#t eine Brausewassermenge von 1,6 bis 3 M3 und'eine Sieboberfläche
von 0,1 bis 0,2 M2 je Tonne und Stunde nötig ist.
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Es wurde nun gefunden, daß die Abbrausewirkung überraschenderweise
beträchtlich gesteigert werden kann, wenn das Komgut mit Wasser berieselt wird,
das ruhig und verteilt in Tropfen oder dünnen Strähnen hinunterfällt. Dabei soll
die Kraft, mit der die Flüssigkeit auf die Gutschicht auftrifft, derart gering sein,
daß das Gut nicht oder nur kaum umgerührt wird.
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Dementsprechend wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß
die Berieselungsflüssigkeit auf wenigstens einen Teil der Sieboberfläche gleichmäßig
verteilt unter Aufrechterhaltung des Gefüges der oberen Lagen der Schicht aufgebracht,
die gesamte aufgebrachte Flüssigkeitsmenge durch die Schicht und das Sieb hindurch
abgezogen und beim
Aufbringen der Flüssigkeit das Gefüge der oberen
Lagen der Schicht wenigstens abschnittsweise praktisch ungestört erhalten.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Wasserverbrauch
und die erforderliche Siebfläche bedeutend herabgesetzt werden. Man kann mit einem
Wasserverbrauch von 0,6 bis 1 M3 je Tonne und einer Sieboberfläche
von 0,03 bis 0,1 in-' je Tonne und Stunde auskommen.
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Hierdurch wird erreicht, daß das der Schicht zugeführte Wasser sofort
durch diese Schicht hinabsinken kann, wobei es die Trübeteile mit sich führt und
sich auf dem Sieb keine Trübebäder bilden, welche den Aufbau der Schicht stören.
Die guten Resultate sind wahrscheinlich dem Umstand zu verdanken, daß ein Flüssigkeitsfilm,
der sich um ein Materialteilchen mit anhaftenden Trübeteilchen legt, in Form eines
Tropfens durchhängt, wobei sich sämtliche Trübeteilchen im unteren Teil des Tropfens
ansammeln. Dieser Teil löst sich bei weiterer Wasserzufuhr von dem Tropfen und nimmt
daher alle Trübeteilchen mit sich. Auf diese Weise sinken die Trübeteilchen allmählich
in die untere Zone der Schicht ab, um schließlich mit der Berieselungsflüssigkeit
wegzufließen. Es ist deshalb von Bedeutung, daß sich der Aufbau und die Korngrößenverteilung
der Schicht nicht oder fast nicht ändert. Senkrechte Relativbewegungen der Teilchen
sind nach Möglichkeit zu vermeiden.
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Wohl aber kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Schicht auf ihrem
Weg mindestens einmal zu lockern, z. B. während des Transportes wenigstens einmal
über Stufen zu führen, deren Höhe 60 mm nicht überschreitet.
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Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens bestehen aus einem
Sieb und einer über diesem angeordneten Berieselungsvorrichtung, die sich erfindungsgemäß
in Längsrichtung über wenigstens einen Teil des Siebes erstreckt und als Trog mit
rechteckiger, perforierter Sohle mit im wesentlichen gleichmäßig ausgeteilten, vorzugsweise
in zur Längsachse des Siebes quer verlaufenden Reihen angeordneten Durchbrechungen
ausgebildet ist und wobei diesem Trog eine Zufuhrleitung von mit Hilfe eines
Ab-
sperrorgans, wie eines Ventils, Hahnes od. dgl., veränderbarem Querschnitt
zur Einstellung eines bestimmten hydrostatischen Druckes für eine Berieselungsflüssigkeit
zugeordnet ist. Die erwähnte Auflockerung, bei welcher der Aufbau der Schicht in
zu ihr senkrechter Richtung möglichst ungestört erhalten bleiben soll, kann mit
Hilfe von Leisten geschehen, die an dem Sieb angeordnet sind, in Querrichtung verlaufen,
vorzugsweise weniger als 60 mm hoch und in Abständen von 200 bis
600 mm, gemessen von Mitte zu Mitte, vorgesehen sind.
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Das Sieb kann aber auch abgetreppt gestaltet und die Höhe der Stufen
kleiner als 60 mm bemessen sein, wobei aneinandergrenzende Siebabschnitte
gegebenenfalls einen kontinuierlichen übergang aufweisen können. Vorzugsweise ist
das Sieb als Schwingsieb für eine Hublänge von 10 bis j0 mm ausgebildet und
mit einer Schwingungszahl von 800
bis 1000 Schwingungen pro Minute
antreibbar.
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Besteht die Berieselungsflüssigkeit aus reinem Wasser, so kann man
sich mit vielen kleinen öffnungen begnügen. Wird jedoch von einer Kläranlage kommendes
Wasser benutzt, z. B. Wasser, das von dem überlauf eines Eindickers stammt, so besteht
die Gefahr, daß sich eine oder mehrere öffnungen verstopfen. Um diesen Nachteil
auszuschalten, empfiehlt es sich, unter den Durchbrechungen der Trogsohle
je eine als ebene Leitfläche ausgebildete Verteilereinrichtung anzuordnen,
wobei die an der Sohle befestigten Leitflächen von dieser unter einem Winkel abstehen
und mit einem kannelierten oder ausgezackten Tropfrand versehen sind. Der auf die
Leitfläche auftreffende, dünne Flüssigkeitsstrahl wird zu einem Flüssigkeitsfilm
ausgebreitet, der seinerseits zu einer Anzahl von im wesentlichen untereinander
gleichen Flüssigkeitsstreifen verteilt wird.
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Der Vorteil solcher Verteiler besteht darin, daß man mit wenigen relativ
großen Öffnungen im Boden auskommen kann, deren Verstopfung nicht zu befürchten
ist.
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Es ist nicht erforderlich, daß sich die Berieselungsvorrichtung über
die volle Länge des Siebes erstreckt. Es genügt, der Berieselungsvorrichtung eine
solche wirksame Länge zu erteilen, daß man sicher ist, daß auch aus dem unteren
Schichtteil im wesentlichen alle Trübeteilchen entfernt werden.
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Aus dein im vorhergehenden über den Mechanismus des erfindungsgemäßen
Verfahrens Gesagten ergibt sich, daß eine hohe Sinkgeschwindigkeit der Trübeteilchen
als günstig zu betrachten ist. Es wird deshalb vorteilhaft sein, mit einem magnetischen
Beschwerungsstoff zu arbeiten, wobei die Teilchen infolge der Ausflockung schnell
absinken.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung in Form eines Beispiels erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Schüttel- oder Schwingsiebs
mit zugehöriger Berieselungsvorrichtung im Längsschnitt, F i g. 2 im Schema
eine perspektivische Vorderansicht eines Abschnitts einer zu der Berieselungsvorrichtung
gehörigen Platte, F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Zyklonwäsche,
versehen mit erfindungsgemäßen Berieselungssieben, F i g. 4 eine schematische
Darstellung eines stufenweise konstruierten Siebbodens.
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Bezugnehmend auf die F i g. 1 und 2 ist 1 ein Schwingsieb,
das mit einem Siebboden 2 mit kleinen öffnungen versehen ist. Zum Antrieb dieses
Siebs kann jeder Mechanismus von geeigneter Ausführungsform dienen. Die longitudinale
Hublänge kann zwischen 10 bis 30 mm liegen mit einer Frequenz von
800 bis 1000 Schwingungen in der Minute.
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Das Sieb ist üblicherweise in einem geringen Neigungswinkel zur Horizontalen
angeordnet.
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Auf dem Siebboden sind quer zur Fortbewegungsrichtung des Guts Streifen
3 angebracht, deren Höhe 10 bis 60 mm und deren gegenseitiger
Abstand von Mitte zu Mitte 20 bis 60 cm beträgt.
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In einer Entfernung von z. B. 50 cm Über dem Sieb
1 ist ein Behälter 4 fest montiert. In diesem Behälter mündet ein Zuflußrohr
5 für Wasser, das mit einem von einem Schwimmer 6 betätigten Absperrventil
7 ausgestattet ist. Mit Hilfe dieses Schwimmers läßt sich das in diesem Behälter
befindliche Berieselungswasser 8 auf ein im voraus bestimmtes Niveau
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einstellen. Im Boden 10 des Behälters 4 sind in parallelen Reihen
angeordnete Löcher 11 angeordnet. An der unteren Seite des Bodens 10 sind
parallel zueinander verlaufende schräge Platten 12 befestigt. und zwar in der Weise,
daß das durch die Löcher 11
austretende Wasser in Strähnen über diese Platten
rinnt-, diese Strähnen breiten sich nach Berührung
mit den Platten
12 zu Dünnfilmen aus, die als solche hinunterströmen (s. F i g. 2).
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Das untere Ende jeder Platte 12 ist, wie F i g. 2 zeigt, sägezahnartig
gekrempelt, so daß sich eine Anzahl Rippen 13 bilden, zwischen denen sich
dreieckige Rinnen mit zugespitzten Enden 14 befinden.
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Der genannte Film 15 wird auf diese Weise in mehrere sehr dünne
Strähnen oder Tropfen 17 verteilt. Diese Ausführungsform schafft die Möglichkeit,
den Löchern 11 einen ziemlich großen Durchmesser zu erteilen, z. B.
10 bis 12 mm, wodurch eine Verstopfungsgefahr durch die im Berieselungswasser
anwesenden Festteilchen vermieden wird, während die Abstände zwischen den Löchern
11 in einer Richtung quer zur Strömungsrichtung des Guts ziemlich groß sein können.
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Weil das Wasser die Berieselungsvorrichtung tropfenweise oder in dünnen
Strähnen verläßt, ist die Fallgeschwindigkeit gering und liegt keine Gefahr vor,
daß die bei K in einer Dicke von z. B. 20 cm herangeführte Gutschicht umgerührt
wird.
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Es kann vorteilhaft sein, die Spitzen 14 der, gesehen in der Strömungsrichtung
des Guts, aufeinanderfolgenden Platten 11 versetzt anzuordnen, wodurch eine
bessere Streuung der Flüssigkeit erzielt wird.
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F i g. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Kohlenwäsche,
in der als Trennungsvorrichtung ein Hydrozyklon benutzt ist und die Berieselungssiebe
erfindungsgemäß konstruiert sind.
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Einer Aufgaberinne 20 eines Mischbehälters 21 wird bei A Rohkohle
von 1 bis 10 mm und bei B eine Magnetittrübe zugeführt. Das Gemisch
geht durch eine Falleitung 22 einem Waschzyklon 23 zuin dem es in eine Kohlefraktion
und eine Bergefraktion, welche über die Leitungen 24 bzw. 25 abgehen, aufgespaltet
wird.
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Die Kohlefraktion wird tangential auf einen Abscherklassierer
26 geführt, mit dessen Hilfe der größte Teil der unverdünnten Magnetittrübe
mit sehr feinen Kohleteilchen abgetrennt und in einen Trichter 27 aufgefangen
wird. Die Rückstandsfraktion des Abscherklassierers 26 fließt einem Abtropftisch
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zu, in dessen Sammeltrichter 29 auch noch unverdünnte Trübe eintritt.
Die in den Trichtern 27 und 29 angesammelte Magnetittrübe fließt durch
die Leitung 30 in einen Sammelbehälter 31, von wo sie über eine Leitung
33 mit Hilfe einer Pumpe 32 wieder nach der Zuführrinne 20 zurückgepumpt
wird.
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Die Rückstandsfraktion des Abtropfsiebs 28 gelangt als eine
ziemlich dicke Schicht auf das Berieselungssieb 34, das wie auch das Abtropfsieb
28 als ein Schwingsieb ausgeführt ist. In der Längsrichtung dieses Siebs
erstreckt sich über einem Teil desselben die in F i g. 1 dargestellte Berieselungsvorrichtung
35.
Letztere weist im wesentlichen dieselbe Breite auf wie das Schwingsieb
34 und wird mit durch die Leitung 49 herangeführtem Berieselungswasser gespeist.
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Wenn nötig, befindet sich über dem letzten Teil des Vibrationssiebs
eine kürzere Berieselungsvorrichtung 36, welche vorzugsweise mit reinem Wasser
W, herangeführt durch die Leitung 50, gespeist wird (s. auch F i
g. 1 bei 4'). Die von Trübe befreite Kohle geht bei C ab. Die verdünnte
Trübe wird auf die übliche Weise in den Trichter 37 aufgefangen und über
die Leitung 38 einem Abscherklassierer 39 tangential zugeführt. Der
größte Teil dieser verdünnten Trübe wird zusammen mit feinen Kohleteilchen in den
Trichter 40 aufgefangen. Gröbere Kohleteilchen mit anhaftender Trübe gehen dem Magnetscheider41
zu. In diesem wird der Rest des Magnetits ausgeschieden und über die Leitung 43
zusammen mit der durch die Leitung 42 aus dem Trichter 40 abgeführten verdünnten
Trübe durch die Leitung 44 nach dem Eindicker 45 geführt. Die verbleibenden Kohleteilchen
gehen bei D ab.
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Die Oberlauffraktion dieses Eindickers wird durch die Leitung 46 abgeführt,
worauf sie zum Teil über die Leitung 47 aus dem System entfernt und gegebenenfalls
einer Flotationsvorrichtung zugeführt wird. Der Rest geht durch die Leitung 48 nach
dem Berieselungsbehälter 35. Das eingedickte Magnetit wird mittels der Pumpe
51 über die Leitung 52 nach der Mischrinne 20 befördert. Zur Behandlung
der durch die Leitung 25 abgehenden Bergefraktion steht eine ähnliche Vorrichtung
wie die für die Kohlefraktion zur Verfügung. Die Waschberge gehen bei
S ab, und die vom Magnetscheider ausgeschiedenen feinen Bergeteilchen werden
bei E aus dem System entfernt. Entsprechende Geräte und Leitungen sind mit
denselben Bezugsziffern (mit ' versehen) bezeichnet.
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Weil man bei Verwendung der erfindungsgemäßen Berieselungsvorrichtung
weit weniger Wasser benötigt, wird es unter Umständen möglich sein, die Berieselung
ausschließlich mit reinem Wasser vorzunehmen, so daß ein teilweises Zurückgleiten
der von dem Eindicker 45 stammenden überlauffraktion unterbleiben kann.
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F i g. 4 zeigt eine schematische Darstellung des in F i
g. 1 gezeichneten Schwingsiebs mit stufenweise ausgebildetem Siebboden. Die
aufeinanderfolgenden Stufen sind durch schräge oder gekrümmte Übergangsflächen getrennt.
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Sowohl die Ausführung der Berieselungsvorrichtung wie das Schema gemäß
F i g. 3 lassen sich auf verschiedene Weisen abändern, ohne daß sie außerhalb
des Rahmens der Erfindung fallen. So können z. B. die Rücken der Platten 12 als
eine im Zickzack gefaltete Platte ausgebildet sein, wobei die obere Seite der Falten
an die untere Seite der Platte 12 geschweißt ist. Eine andere Möglichkeit ist, das
Ende der Platte 12 mit einem einfachen zackigen Rand zu versehen.