DE1234152B

DE1234152B - Sink separation process and sink separator for mineral particles of different specific gravity and different particle sizes

Info

Publication number: DE1234152B
Application number: DEU10379A
Authority: DE
Inventors: Joseph William Leonard Ill
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1962-12-31
Filing date: 1963-12-27
Publication date: 1967-02-16

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

B03dB03d

Deutsche Kl.: Ic-1/01German class: Ic-1/01

Nummer: 1234152Number: 1234152

Aktenzeichen: U10379 VI a/l cFile number: U10379 VI a / l c

Anmeldetag: 27. Dezember 1963 Filing date: December 27, 1963

Auslegetag: 16. Februar 1967Opened on: February 16, 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sinkscheideverfahren und einen Sinkscheider für mineralische Teilchen unterschiedlichen spezifischen Gewichts und verschiedener Teilchengröße in einem waagerecht geführten turbulenzfreien Strom eitles Schweremediums in drei Produkte.The invention relates to a sink separator method and a sink separator for mineral particles different specific gravity and different particle size in a horizontally guided Turbulence-free flow of a heavy medium into three products.

Aus der deutschen Patentschrift 661 897 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der Teilchen verschiedenen spezifischen Gewichts infolge ihrer verschieden großen Absinkgeschwindigkeiten in Teilchen hohen spezifischen Gewichts, in Teilchen mittleren spezifischen Gewichts und in Teilchen geringen spezifischen Gewichts voneinander getrennt werden. Die einem Schweremedium zugeführten Teilchen verschiedenen spezifischen Gewichts werden dabei durch Führungen ihrem jeweiligen Absatzpunkt zugeführt. Die Vorrichtung nach der oben angeführten Patentschrift weist jedoch den Nachteil auf, daß eine zusätzliche Trennung der Teilchen in einer mittleren Absinkzone nach Maßgabe ihrer Größe nicht durchgeführt werden kann.From the German patent specification 661 897 a device is known in which particles different specific gravity as a result of their different rates of descent in particles of high specific gravity Weight, in particles of medium specific gravity and in particles of low specific gravity separated from each other. The particles fed to a heavy medium are different specific weight are fed through guides to their respective point of sale. The device according to the patent cited above, however, has the disadvantage that an additional separation of the particles cannot be carried out in a central sinking zone depending on their size.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in einer mittleren Absinkzone von oben herabsinkenden Teilchen einer weiteren Unterteilung nach Maßgabe ihrer Größe zu unterziehen.The invention is based on the object of the sinking in a central sinking zone from above To subject particles to a further subdivision according to their size.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß kleine Teilchen hohen spezifischen Gewichts und große Teilchen mittleren spezifischen Gewichts in einer mittleren Absinkzone durch Siebung voneinander getrennt werden.This object is achieved according to the invention in that small particles of high specific weight and large particles of medium specific gravity in a medium sink zone by sieving from one another be separated.

Die Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens ist so aufgebaut, daß das dabei verwendete Sieb in dem Behälter schrägwinklig angeordnet ist und Öffnungen aufweist, um die kleinen Teilchen hohen spezifischen Gewichts hindurchsinken zu lassen und die großen Teilchen mittleren spezifischen Gewichts zurückzuhalten und auf seiner schiefen Ebene entlang abgleiten zu lassen. Die Länge und die winklige Lage des Siebes zur Anpassung an verschiedene Sinkgeschwindigkeiten ist verstellbar. Zweckmäßigerweise sind die in Strömungsrichtung verlaufenden Bodenwände des Behälters geneigt, während die Sinkgut-Fördervorrichtung aus Schrappern besteht. Der für das Verfahren verwendete Behälter ist so angeordnet, daß eine der schrägen Behälterwände aus einem unteren Flächenteil und einem oberen, nach außen versetzten Flächenteil besteht, und daß die obere, nach außen versetzte Fläche die Grund- und Seiteneinfassung eines Hilfsbehälters bildet, der sich auf der Seite des Behälters befindet, wobei der Schrapper aus einem Paar von zur gemeinsamer Bewegung verbundenen Schrapperteilen besteht, von denen je einer einem der Flächenteile zugeordnet ist. Es zeigtThe apparatus for carrying out this process is constructed so that the sieve used in this process is in the container is arranged at an oblique angle and has openings to the small particles high to let the specific gravity sink through and the large particles of average specific gravity hold back and let it slide along its inclined plane. The length and the angled The position of the sieve to adapt to different sinking speeds is adjustable. Appropriately the bottom walls of the container running in the direction of flow are inclined, while the sinking material conveyor device consists of scrapers. The container used for the procedure is arranged in such a way that that one of the inclined container walls consists of a lower surface part and an upper one, to the outside offset surface part consists, and that the upper, outwardly offset surface is the base and side edging of an auxiliary container located on the side of the container, the scraper consists of a pair of scraper parts connected to move together, one of which each is assigned to one of the surface parts. It shows

Sinkscheideverfahren und Sinkscheider für
mineralische Teilchen unterschiedlichen
spezifischen Gewichts und verschiedener
TeilchengrößeSink separation process and sink separator for
mineral particles different
specific gravity and various
Particle size

Anmelder:Applicant:

United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,

Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. HansmannDipl.-Wirtsch.-Ing. A. Hansmann

und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,and Dipl.-Phys. S. Herrmann, patent attorneys,

München 2, Theresienstr. 33Munich 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:
Joseph William Leonard DI,
Morgantown, W. Va. (V. St. A.)Named as inventor:
Joseph William Leonard DI,
Morgantown, W. Va. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Dezember 1962
(248 605)Claimed priority:
V. St. v. America December 31, 1962
(248 605)

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Trennvorrichtung,
F i g. 3 eine senkrechte Schnittansicht von Linie III-IIIinFig.2undFig. 1 is a schematic sectional view,
F i g. 2 a plan view of the separating device,
F i g. 3 is a vertical sectional view from line III-III in FIGS

Fig. 4 eine senkrechte Schnittansicht von LinieIV-IV in Fig. 3.Fig. 4 is a vertical sectional view taken from line IV-IV in Fig. 3.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Behälter 10, in den vom oberen linken Ende her mineralische Teilchen (beispielsweise Verunreinigungen aufweisende Kohle) eingegeben werden. Die Teilchen bewegen sich auf einer Bahn mit einer waagerechten Bewegungskomponente. Die Größe der Teilchen liegt in einem bestimmten Bereich. Unter ihnen sind Teilchen mit verhältnismäßig niedrigem spezifischem Gewicht, Teilchen mit verhältnismäßig hohem spezifischem Gewicht und Teilchen mit einem mittleren spezifischen Gewicht. Im Behälter befindet sich ein BadB aus einer Schwereflüssigkeit, deren spezifisches Gewicht so hoch ist, daß die Teilchen von verhältnismäßigF i g. 1 shows schematically a container 10 in which mineral particles from the upper left end (For example, carbon containing impurities) can be entered. The particles move up a path with a horizontal component of movement. The size of the particles is in one specific area. Among them are particles with a relatively low specific weight, Particles with a relatively high specific gravity and particles with a medium specific gravity Weight. In the container there is a BadB made of a heavy liquid, its specific gravity is so high that the particles of proportionately

709 509/171709 509/171

niedrigem spezifischem Gewicht darauf schwimmen Ein Wehr 15 läßt die ein niedriges spezifisches können, während die ein hohes und ein mittleres spe- Gewicht aufweisenden Teilchen überströmen. Außerzifisches Gewicht aufweisenden Teilchen darin ab- dem ist eine Vorrichtung vorgesehen, um beide Absinken, setzprodukte vom Behälter 10 zum Hilfsbehälter 22A weir 15 allows a low specific gravity to float on it can, while the particles having a high and a medium spe- weight overflow. Extra-specific Weight-bearing particles in it, and a device is provided to prevent both sinking, settling products from container 10 to auxiliary container 22

Die Schwerflüssigkeit wird dem Behälter laufend S zu fördern und daraus zu entfernen. Diese Vorrichvon einer Zuleitung 12 aus zugeführt, die unmittelbar tung hat einen doppeltwirkenden Zylinder 26, der an unterhalb der Stelle angeordnet ist, bei welcher die der Unterseite der versetzten Fläche 24 festgemacht mineralischen Teilchen eingegeben werden. Auf diese ist und einen hin- und hergehenden Kolben mit einer Weise strömt die Schwereflüssigkeit dauernd von links Kolbenstange 27 aufnimmt. Am oberen Ende der nach rechts (s. Fig. 1) durch den Behälter. Im Be- io Kolbenstange ist ein Joch 28 festgemacht. Die gegenhälter ist in gewissem Abstand von den Behälter- überliegenden Enden des Joches tragen nach oben wänden ein nach unten schräg verlaufendes Sieb 13 stehende Ansätze 29. An diesen Ansätzen 29 sind vorgesehen. Unterhalb des unteren Endes des Siebes oberhalb der versetzten Fläche 24 obere Stangen 31 verläuft eine senkrechte Trennwand 14 quer durch angebracht. In der Nähe der unteren Enden der Standen Behälter. 15 gen befinden sich Ansätze 32, die wiederum über demThe heavy liquid is continuously conveyed to the container S and removed from it. This Vorrichvon a supply line 12 supplied from, the direct device has a double-acting cylinder 26, which is on is located below the point at which the underside of the offset surface 24 is secured mineral particles are entered. On top of this is and a reciprocating piston with a The heavy liquid flows continuously from the left piston rod 27 which receives it. At the top of the to the right (see Fig. 1) through the container. A yoke 28 is fastened in the area of the piston rod. The counterholders is at a certain distance from the container - overlying ends of the yoke wear upwards walls a downwardly sloping sieve 13 standing approaches 29. At these approaches 29 are intended. Below the lower end of the screen, above the offset surface 24, upper bars 31 runs a vertical partition 14 across attached. Near the lower ends of the stands Container. 15 gene are approaches 32, which in turn over the

Die ein verhältnismäßig niedriges spezifisches Ge- geneigten Flächenteil 17 liegende untere Stangen 33 wicht aufweisenden Teilchen C (beispielsweise reine tragen. Die unteren Enden der oberen Stangen 31 Kohleteilchen) schwimmen auf der Oberfläche des tragen einen oberen Schrapper 34, und die unteren Bades und gehen dann über ein auf der rechten Seite Enden der unteren Stangen 33 tragen einen unteren (s. Fig. 1) angebrachtes Wehr hinweg, wo sie ge- 20 Schrapper 35. Die Schrapper 34 und 35 arbeiten parsammelt werden. Die ein größeres spezifisches Ge- allel zu den Flächenteilen 17 und 24. Die unteren wicht aufweisenden Teilchen R (z. B. Kohlefallteil- Enden der Schrapper weisen scharfe Kanten 36 auf, chen) sinken am schnellsten nach unten und setzen so daß die Schrapper in Ansammlungen abgesetzter sich ab, bevor sie das schräg angeordnete Sieb er- Teilchen auf dem Boden eindringen können, wenn reichen. Auf diese Weise sammeln sich diese Teil- 25 sie nach unten bewegt werden. Am unteren Schrapchen in der Nähe der Einlaßmündung am Boden des per 35 ist die Trennwand 14 befestigt, um die Teil-Behälters. Kleinere Teilchen R' hohen spezifischen chen mittleren spezifischen Gewichts und hohen spe-Gewichts und größere Teilchen M mittleren spezifi- zifischen Gewichts voneinander zu trennen. Der obere sehen Gewichts sinken zusammen langsamer ab und Schrapper 34 trägt eine ähnliche Trennwand 37. Die strömen mit der Flüssigkeit über das Sieb, bevor sie 30 Trennwände 14 und 37 können in Längsrichtung der sich absetzen. Die Teilchen R' gehen dabei durch Schrapper verstellt werden, um sie gegenüber der das Sieb hindurch und sammeln sich am Boden des Unterkante des Siebes 13 auszurichten.
Behälters zwischen den Teilchen R und der Trenn- Die in den F i g. 2, 3 und 4 gezeigte Vorrichtung wand 14 an. Die Teilchen M werden vom Sieb zu- trennt mineralische Teilchen in der an Hand der rückgehalten und rutschen die schräge Siebebene 35 Fig. 1 beschriebenen Weise in drei verschiedene hinab, so daß sie sich jenseits der Trennwand am Produkte. Die Teilchen R und R' von hohem spezifi-Boden des Behälters ansammeln. Die kleineren Teil- schem Gewicht sammeln sich am Boden des Behälters chen M' von mittlerem spezifischem Gewicht sinken 10 links von der Trennwand 14, und die Teilchen M noch langsamer ab und strömen mit der Flüssigkeit und M' mittleren spezifischen Gewichts sammeln sich über das Sieb hinweg, so daß sie sich zwischen den 40 auf der rechten Seite der Trennwand 14. Das zeigt Teilchen M und dem äußeren Ende des Behälters an die F i g. 4. Die Länge des Siebes 13 und die Stellung dessen Boden absetzen. Auf diese Weise kann man der Trennwände 14 und 37 kann verstellt werden, um die großen und kleinen Teilchen von hohem spezifi- eine scharfe Trennung zu gewährleisten. Der Kolben schem Gewicht R und R' als ein erstes Absetzprodukt und die Kolbenstange 27 gehen im Zylinder 26 gleichauf der linken Seite der Trennwand 14 gewinnen, 45 mäßig auf und ab. Beim Abwärtshub dringen die beiwährend die großen und kleinen Teilchen M und M' den Schrapper 34 und 35 in Ansammlungen von abals ein zweites Absetzprodukt auf der rechten Seite gesetzten Teilchen in den Behältern 10 und 22 ein. gewonnen werden. Während des Aufwärtshubes ziehen die SchrapperThe lower rods 33 having a relatively low specific inclined surface portion 17 having weight particles C (for example pure wear. The lower ends of the upper rods 31 carbon particles) float on the surface of the support an upper scraper 34, and the lower bath and then go A lower (see FIG. 1) attached weir is carried over one of the ends of the lower rods 33 on the right-hand side, where they are collected from 20 scrapers 35. The scrapers 34 and 35 work. The one that has a larger specific generality to the surface parts 17 and 24. The lower weight particles R (e.g. coal falling part ends of the scrapers have sharp edges 36) sink down the fastest and so the scrapers settle in Accumulations settle before they can penetrate the inclined sieve, particles on the floor, if enough. In this way, these parts collect - they are moved downwards. At the lower shrapnel near the inlet opening at the bottom of the per 35, the partition 14 is attached to the partial container. Separate smaller particles R 'with a high specific mean specific weight and high spe weight and larger particles M with a mean specific weight from one another. The upper see weight sink together more slowly and scraper 34 carries a similar dividing wall 37. The flow with the liquid over the sieve before 30 dividing walls 14 and 37 can settle in the longitudinal direction of the. The particles R ' are adjusted by scrapers in order to align them with respect to the sieve and collect on the bottom of the lower edge of the sieve 13.
The container between the particles R and the separating die in FIGS. Apparatus shown in FIGS. 2, 3 and 4 applied 14. The particles M are separated by the sieve, mineral particles are retained in the manner described on the basis of FIG. 1 and slide down the inclined sieve plane 35 in FIG. The particles R and R ' accumulate from the high specific bottom of the container. The smaller parts of the weight collect at the bottom of the container M ' of medium specific gravity sink 10 to the left of the partition 14, and the particles M even more slowly and flow with the liquid and M' of medium specific gravity collect over the sieve away so that they are between the 40 on the right side of the partition 14. This shows particles M and the outer end of the container at FIG. 4. Set the length of the sieve 13 and the position of its bottom. In this way the partition walls 14 and 37 can be adjusted in order to ensure a sharp separation of the large and small particles of high specificity. The piston weight R and R ' as a first sedimentation product and the piston rod 27 go up and down in the cylinder 26 on the left side of the partition 14, 45 moderately up and down. On the downstroke, the particles M and M ' while the large and small particles penetrate the scrapers 34 and 35 in clusters of particles in the containers 10 and 22 as a second sedimentation product on the right-hand side. be won. During the upstroke, the scrapers pull

Die F i g. 2, 3 und 4 zeigen Konstruktionseinzel- die Teilchen an den geneigten Flächenteilen 17 undThe F i g. 2, 3 and 4 show construction details the particles on the inclined surface parts 17 and

heiten der schematisch in F i g. 1 dargestellten Vor- 50 24 nach oben. Die im Behälter 10 nach oben gezoge-units of the schematically shown in FIG. 1 shown front 50 24 upwards. The in the container 10 pulled upwards

richtung. Der Behälter 10 hat einen rechteckigen nen Teilchen treten durch die Öffnung 23 in dendirection. The container 10 has a rectangular NEN particles pass through the opening 23 into the

Grundriß und zwei Flächenteile 16 und 17, die zur Hilfsbehälter 22 ein, und die im Hilfsbehälter 22 nachFloor plan and two surface parts 16 and 17, the one for the auxiliary container 22, and the one in the auxiliary container 22

Mitte der Seitenwände hin nach unten geneigt sind. oben gezogenen Teilchen fallen über Wehre 38 undAre inclined downwards towards the middle of the side walls. particles drawn above fall over weirs 38 and

Das Sieb 13 besteht aus einem oberen Abschnitt 18 39. Die Teile dieser Vorrichtung werden langsam be-The sieve 13 consists of an upper section 18 39. The parts of this device are slowly loaded

und einem unteren Abschnitt 19, die teleskopartig 55 wegt, um das Bad B nicht aufzurühren und die Ab-and a lower section 19, which moves telescopically 55 so as not to stir the bath B and the waste

zueinander eingestellt werden können, um die Sieb- setzung der Teilchen zu stören,can be adjusted to each other in order to disturb the sieving of the particles,

länge zu verändern. Das Sieb wird von einer oberen Durch das erfindungsgemäße Verfahren wirdto change length. The sieve is from a top through the method according to the invention

Stange 20 und einer unteren Stange 21 getragen. gegenüber bekannten Verfahren ein weiterer Ver-Rod 20 and a lower rod 21 supported. compared to known methods, a further

Diese Stangen verlaufen quer durch den Behälter und fahrensschritt zur Trennung der Teilchen mittlerenThese rods run across the container and move to the separation of the middle particles

sind an seinen Seitenwänden so befestigt, daß eine 60 spezifischen Gewichts von den wertvollen Teilchenare attached to its side walls so that a 60 specific gravity of the valuable particles

Verstellung möglich ist. An einer Seite des Behälters oder den auszuscheidenden Teilchen erübrigt. DieAdjustment is possible. Not necessary on one side of the container or the particles to be removed. the

10 ist am Oberende des geneigten Flächenteils 17 ein Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und10 is an application of the method according to the invention and at the upper end of the inclined surface part 17

Hilfsbehälter 22 angeordnet. Eine oberhalb des der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die Behand-Auxiliary container 22 is arranged. One above the device according to the invention on the treatment

Flächenteils 17 angeordnete Öffnung 23 stellt eine lung von Kohle erfolgte nur zur Veranschaulichung.Area portion 17 arranged opening 23 represents a development of coal was done for illustration purposes only.

Verbindung zwischen den beiden Behältern her. Der 65 In diesem Fall sind die schwimmenden Teilchen dieConnection between the two containers. The 65 In this case the floating particles are the

Hilfsbehälter 22 weist eine geneigte Bodenwand 24 wertvollen Teilchen, und das erste Absenkprodukt istAuxiliary bin 22 has an inclined bottom wall 24 of valuable particles, and the first sink product is

auf, die parallel zum Flächenteil 17 des Behälters 10 das auszuscheidende Produkt. Die Erfindung soll inon, which is parallel to the surface part 17 of the container 10, the product to be separated. The invention is intended in

verläuft. dieser Hinsicht jedoch nicht beschränkt sein, da dasruns. however, it should not be limited in this regard, as the

Claims

The method and apparatus can just as well be applied to ores where the first sinking product contains the valuable particles while the floating particles are waste. Patent claims:

1. Sink separation process for mineral particles of different specific gravity and different particle sizes in a horizontally guided turbulence-free flow of a heavy medium in three products, characterized that small particles of high specific gravity and large particles of medium specific gravity in a middle sinking zone separated from each other by sieving.

2. Sink separator for performing the method according to claim 1, characterized in that the sieve (13) in the container (10) is arranged at an oblique angle and has openings to the to allow small particles of high specific gravity (A ') to sink through and the large particles medium specific gravity (M) and slide along its inclined plane allow.

3. Sink separator according to claim 2, characterized in that at the bottom of the container a vertical partition (14) is located.

4. Sink separator according to claim 2, characterized in that the length and the angled The position of the sieve (13) can be adjusted to adapt to different sinking speeds.

5. Sink separator according to one of the preceding claims, characterized in that the extending in the direction of flow bottom walls of the container are inclined and that the sinking material conveyor consists of scrapers (34, 35).

6. Sink separator according to claim 5, characterized in that one of the inclined container walls consists of a lower surface part (17) and an upper, outwardly offset surface part (24) and that the upper, outwardly offset surface (24) is the base and Forms side border of an auxiliary container (22), which is located on the side of the container (10), wherein the scraper consists of a pair of jointly connected scraper parts (34, 35), one of which is one of the surface parts (17, 24) is assigned.

Considered publications:
German patent specifications No. 661897, 742 640,

977, 874582;
"Textbook of ore and hard coal processing"

von Schennen-Jüngst (1913), pp. 476/477.

1 sheet of drawings