DE1278147B

DE1278147B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Anteile an Gleichfaelligkeitsklassen stroemender Suspensionen mit Feststoffen unter 1 mm Korngroesse

Info

Publication number: DE1278147B
Application number: DE1964V0025827
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenther Krug; Dipl-Ing Winfried Raatz
Original assignee: Bergakademie Freiberg
Current assignee: Bergakademie Freiberg
Priority date: 1964-04-18
Filing date: 1964-04-18
Publication date: 1968-09-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Anteile an Gleichfälligkeitsklassen strömender Suspensionen mit Feststoffen unter 1 mm Korngröße Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Anteile an Gleichfälligkeitsklassen strömender Suspensionen mit Feststoffen unter 1 mm Korngröße, beruhend auf der Messung der von Strömungsgeschwindigkeit und -weg abhängigen Suspensionsdichte durch Strahlungsabsorption, Auftrieb oder Druckdifferenz.
Es ist bekannt, daß man Gleichfälligkeitsklassen diskontinuierlich durch Schlämm- und Sedimentationsverfahren bestimmen kann. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß die Ergebnisse infolge größerer Zeitdifferenz zwischen Probenahme und Auswertung vielfach zur Beeinflussung und Regelung von Produktionsabläufen zu spät verfügbar sind.
Außerdem sind Verfahren bekannt, bei denen die Anteile durch lichtelektrische Messungen in Küvetten bestimmt werden. Bei diesen Verfahren ist die Analysenzeit auf Grund eines kürzeren Fallweges gennger. Gegenüber den Schlämmverfahren und einigen SedimentaÜ.onsverfahren hat die lichtelektrische Messung insofern noch einen großen Vorteil, als bei diesem Verfahren die Zeit bis zur Wiedergabe der vollständigen Kornverteilung des Sedimentes erheblich kürzer ist. Eine einfache und schnelle Umwandlung der Meßwerte in Kornverteilungswerte bzw. in eine Verteilung nach Gleichfälligkeitsklassen ist durch die vorangegangene Eichung gegeben. Jedoch ist damit das Problem der kontinuierlichen Messung der Gleichfälligkeitsklassen von bei verschiedenen Verfahren kontinuierlich anfallenden Suspensionen nicht gelöst. Es werden immer nur repräsentative Proben satzweise untersucht und nach Vorliegen des Analysenergebnisses kann nur rückwirkend in den zu steuernden Prozeß eingegriffen werden.
Alle Verfahren haben den Nachteil, daß die Messung diskontinuierlich an bestimmten Proben erfolgt und die Meßwerte nicht als Eingangsgrößen für Steuer- und Regelungsgeräte benutzt werden können.
In der Regel werden wegen der Umständlichkeit und des Zeitaufwandes der genannten Verfahren Prüfsiebungen durchgeführt, ohne daß dadurch die vorerwähnten Nachteile entfallen.
Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Meßverfahren durch kontinuierliche Meßmöglichkeiten zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit der zugehörigen Vorrichtung zur Bestimmung der Gleichfälligkeitsklassen, vorzugsweise fiir Grenzwerte zwischen den Gleichfälligkeitsklassen von 0,4 bis 1,0 mm, zu entwickeln.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- löst, daß pro Zeiteinheit konstante Mengen der Suspension einem Sedimentationsgerinne zugeführt werden. Davon ausgehend, daß bei laminarer Strömung die in einer Suspension enthaltenen Feststoffe in Abhängigkeit von Strömungsgeschwindigkeit und -weg sedimentieren, ergibt sich eine Verringerung der Dichte der Suspensionen in den oberen Schichten (Zonen) des strömenden Mediums. Diese Zonen werden als Meßstrecken benutzt und in einem von der Gleichfälligkeitsklassengrenze und dem Gr6banteil abhängigen Abstand unter der Oberfläche der laminar strömenden Suspension an mindestens zwei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Meßstellen die Dichte der Suspension in åii sich bekannter Weise gemessen. Die Anzahl der Meßpunkte ergibt sich aus der gewöhnlichen Unterteilung in Gleichfälligkeitsklassen und dem Abstand der Meßpunkte, aus den Sedimentationszeiten der einzelnen Gleichfälligkeitsklassen und der Strömungsgeschwindigkeit. Aus den Meßwerten jeweils zweier nebeneinanderliegender Meßstellen wird die Differenz gebildet. Diese Differenz der Dichtewerte ist ein Maß für den Anteil der zwischen diesen zwei Meßpunkten sedimentierten Gleichfälligkeitsklasse.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Sedimentationsgerinne mit am Einlauf und Auslauf angebrachten Überlaufkanten und einem am Boden angebrachten Auslaufstutzen, in dem jeweils in bestimmten Abständen mindestens zwei Meßstellen zur Messung der Strahlenabsorption angeordnet sind, denen in an sich bekannter Weise Meßwertumformer und Anzeigeinstrumente zugeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch aus einem Sedimentationsgerinne mit konstantem Strömungsquerschnitt und geneigtem Boden sowie tÇberlaufkanten am Einlauf und Auslauf bestehen, in dem sich jeweils in bestimmten Abständen mindestens zwei Meßstellen zur Messung des Auftriebes oder der Druckdifferenz befinden, denen in an sich bekannter Weise Meßwertumformer und Anzeigeinstrumente zugeordnet sind.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind außerdem mit einer Einrichtung zum Regeln des Mahl-oder Klassierungsgrades der dem Sedimentationsgerinne zugeführten Suspension versehen, indem an den Meßwertumformer ein Regler angeschlossen ist.
Da die Endfallgeschwindigkeit von Feststoffpartikeln in Flüssigkeiten als Kriterium der Gleichfälligkeit nicht nur von der Dichte des Feststoffes, sondern auch von der Kornform abhängig ist, ist es erforderlich, die Vorrichtung für jedes Material, entsprechend der durchschnittlichen Zusammensetzung des Aufgabegutes zu eichen. Damit wird die Möglichkeit zu Kontrollmessungen mittels Prüfsiebungen geschaffen.
Technologische Verfahren, die zur Verarbeitung von feinkörnigen Feststoffen bekannt sind, arbeiten lediglich in bestimmten Körnungsbereichen/Korngrößenbereichen optimal. Beispielsweise ist bekannt, daß die Flotation von Bleiglanz nur im Korngrößenbereich von 0,02 bis 0,1 mm optimal arbeitet. Bei der Zerkleinerung solcher Erze muß deshalb angestrebt werden, daß der Anteil unter 0,02 mm an Bleiglanz möglichst klein und der Anteil über 0,1 mm möglichst Null ist. Andernfalls treten Verluste in den Flotationsabgängen auf.
Das Verfahren gliedert sich in folgende Schritte: Die Trübe wird in konstanter Menge pro Zeiteinheit einem Sedimentationsgerinne aufgegeben.
Die Trübe wird in annähernd laminarer Strömung durch das Sedimentationsgerinne geführt.
Dicht unter der Trübeoberfläche wird an mindestens zwei Punkten die Trübedichte gemessen.
Aus den gemessenen Trübedichten werden die Differenzwerte gebildet und auf einem auf Anteile der Gleichfälligkeitsklassen geeichten Gerät angezeigt.
Verfahren und Vorrichtung gestatten, vorbereitende Zerkleinerungs- und Klassierprozesse optimal zu steuern, zugleich aber auch Verluste in den nachfolgenden Verarbeitungsstufen, wie Flotation, Laugung usw., auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 die Seitenansicht einer Meßanordnung für Absorptionsmessung, F i g. 2 die Seitenansicht einer Meßanordnung für Differenzdruckmessung, F i g. 3 die Draufsicht zu F i g. 2.
Die zu messende Trübe läuft in konstanter Menge durch ein Aufgaberohr 1 einem Sedimentationsgerinne 2 so zu, daß sie über eine Überlaufkante 3 in gleichmäßiger Verteilung über die ganze Breite des Gerinnes fließt. Der Durchfluß durch das Gerinne erfolgt in annähernd laminarer Strömung. Dabei sedimentieren die gröberen Gleichfälligkeitsklassen des in der Trübe enthaltenen Feststoffes. Diese werden als Dicktrübe durch Auslaufstutzen 5 ausgetragen, während über eine Überlaufkante 4 eine feststoffanne Dünntrübe abläuft. Auf Grund der bekannten Gesetzmäßigkeiten über die Gleichfälligkeit von Feststoffkörnchen in Flüssigkeiten ergibt sich durch Zulaufmenge und Strömungsquerschnitt der zu wählende Abstand für die Meßstellen. Es sind mindestens zwei Meßstellen erforderlich. Die erste Meßstelle 6 für Trübedichte gibt die Dichte der Eingangstrübe als Bezugswert für die n-te Meßstelle 7 an. Die Verwendung der Absorption bedingt das Vorhandensein eines Gerinnes mit parallelen Seitenwänden. Die sich aus der Impulsdichte an den Meßstellen ergebenden elektrischen Meßgrößen werden über Meßwertumformer 8 mittels Anzeigegerät 9 sichtbar gemacht. Vom Meßwertumformer geht ferner eine Leitung 10 zum Regler ab.
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 3 weicht von der vorhergehenden Anordnung durch die Formgebung des Sedimentationsgerinnes und die Nutzung eines Differenzdruck-Meßgerätes zur Bestimmung der Trübedichte ab. Die Neigung des Gerinnebodens ist so gewählt, daß die sedimentierten Feststoffe fließen können. Der Querschnitt des Gerinnes muß über die ganze Länge konstant sein. Daraus ergeben sich entsprechend gekrümmte Seitenwände.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Anteile an Gleichfälligkeitsklassen strömender Suspensionen mit Feststoffen unter 1 mm Korngröße, beruhend auf der Messung der von Strömungsgeschwindigkeit und -weg abhängigen Suspensionsdichte durch Strahlungsabsorption, Auftrieb oder Druckdifferenz, dadurch gekennz e i c h n e t, daß pro Zeiteinheit konstante Mengen der Suspension einem Sedimentationsgerinne (2) zugeführt werden, daß in einem von der Gleichfälligkeitsklassengrenze und dem Grobanteil abhängigen Abstand unter der Oberfläche der laminar strömenden Suspension an mindestens zwei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Meßstellen (6, 7) ihre Dichte in an sich bekannter Weise gemessen und die Differenz der Meßwerte zwischen jeweils zwei Meßstellen gebildet wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem mit am Ein- und Auslauf angebrachten Überlaufkanten (3, 4) und am Boden angebrachten Auslaufstutzen (5) versehenen Sedimentationsgerinne (2) jeweils in bestimmten Abständen mindestens zwei Meßstellen (6, 7) zur Messung der Strahlungsabsorption angeordnet sind, denen in an sich bekannter Weise Meßwertumformer (8) und Anzeigeinstrument (9) zugeordnet sind.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem mit am Ein- und Auslauf angebrachten Überlaufkanten (3, 4) sowie mit konstantem Strömungsquerschnitt und geneigtem Boden versehenen Sedimentationsgerinne (2) jeweils in bestimmten Abständen mindestens zwei Meßstellen (6, 7) zur Messung des Auftriebes oder der Druckdifferenz befinden, denen in an sich bekannter Weise Meßwertumformer (8) und Anzeigeinstrument (9) zugeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Einrichtung zum Regeln des Mahl- oder Klassierungsgrades der dem Sedimentationsgerinne zugeführten Suspension, dadurch gekenn- zeichnet, daß an den Meßwertumformer (8) ein Regler angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 666 997; Ton-Industrie-Zeitung 76, 1952, H. 23/24, S. 369 bis 373.