DE1808321A1 - Trennung von verschiedenartigem Gesteinsmaterial - Google Patents

Description

• "Trennung von verschiedenartigem Gesteinsmaterial" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngrößen aber unterschiedlicher Wichte.
• In der steinverarbeitenden Industrie ist als Grundstoff oft Material mit bestimmtem spezifischem Gewicht wünschenswert, so z. B. bei der Herstellung von Bausteinen. Je nach dem Verwendungszweck ist entweder ein leichter oder ein schwerer Stein vorteilhafter. In der Natur liegen leider aber die einzelnen Gesteinsarten allzu häufig in einem Gemisch vor, das als Grundstoff sowohl für die eine, als auch die andere Bausteinart ungeeignet ist. Will man trotzdem dieses Material erschließen, so ist eine entsprechende Aufbereitung erforderlich: eine Trennung in die leichten und schweren Bestandteile.
• Bisher wird diese Trennung - wo es die Wirtschaftlichkeit zuläßt - in großen stationären Schwimmaufbereitungsanlagen vorgenommen. Dieses Verfahren beruht auf dem physikalischen Grundsatz von Archimedes. Hiernach schwimmt das Material, dessen Wichte kleiner als die des Aufbereitungsmittels ist, und alles andere Material sinkt zu Boden, dessen Wichte größer ist als die des Aufbereitungsimittels. Als Aufbereitungsmittel wird aus finanziellen Gründen meist Wasser verwendet. Auf diese Weise kommt man zu einer Zweikompomenten trennung: schweres und leichtes Material. Solche Anlagen arbeiten bei großem Trenngut-Durchsatz und geeigneter Lage der auszubeutenden Grundstücke wirtschaftlich, obwohl ein großer Verbrauch an Aufbereitungsmittel erforderlich ist.
• Eine solche Anlage wird aber immer dann unrationell, wenn es gilt, stark verunreinigte Grundstoffe zu verarbeiten oder wenn das Aufbereitungsmittel selbst zu teuer wird; dann überwiegt eben der Aufwand den zu erzielenden Gewinn.
• Diese Flotationsanlagen eignen sich also in erster Linie dort, wo das Aufbereitungsijiittel von Natur aus vorliegt.
• Alle örtlich ungünatig liegenden Grundstücke mit unterschiedlichem Gesteinsmaterial gingen deshalb bisher der wirtschaft verloren. Eine Drei- oder Mehrkomponententrennung ist theoretisch zwar auch mit dem beschriebenen Verfahren möglich, von der [irtschaftlichkeit her jedoch völlig undenkbar, da zwei oder mehr verschiedene Aufbereitungsmittel erforderlich wären.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Trennverfahren zu entwickeln, das von der örtlichen Lage der Grundstücke unabhängig ist und möglicherweise auch eine Mehrkomponententrennung gestattet.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu trennende Gesteinsmaterial im beschleunigten Zustand durch eine starke Gasströmung, insbesondere Luftströmung, geleitet wird, die ihrerseits den Gesteinen, die in einem Siebvorgang vorher auf nahezu gleiche Korngröße gebracht werden, verschiedener leichte eine verschieden große Beschleunigung quer zur ursprünglichen Bewegungsrichtung der Gesteine erteilt, so daß die Materialien ihrer Wichte entsprechend größere oder kleinere Flugwege zurücklegen.
• Es wird also von der Gesetzmäßigkeit des "schiefen Wurfes" Gebrauch gemacht. Aufgrund der Gleichung für die Wurfparabel ( die in jedem einschlägigen Lehrbuch für Physik enthalten ist) folgt für die Wurfweite w =vo².sin 2 α g wobei v die Anfangsgeschwindigkeit des bewegten Körpers, 0 der Erhebungswinkel = Winkel zwischen der Anfangswurfrichtung und der Horizontalen und g die von außen auf den körper wirkende Beschleunigung ist.
• ( Bewegt sich der Körper im Erdfeld, so ist g die Erdbeschleunigungl) Erhält der bewegte Körper die Anfangsenergie Eo = 1/2 ii' v 0 0 wobei m die Masse des Körpers bedeutet, so ergibt sich für 2 . E . sin 2L 1 die Wurfweite w = 2 # Eo # sin 2α 1 bzw. w = konst. 1 m g m sofern allen Körpern die gleiche Anfangsenergie erteilt wird und alle Körper unter dem gleichen Winkel starten.
• Damit folgt aber, daß alle Körper mit kleinerer Nasse eine größere Strecke zurücklegen, als die mit größerer Masse.
• Del nahezu gleicher Korngröße der Steine/fliegen demnach die leichteren Steine weiter als die schwereren. Sammelt an die Steine ihrer liurfweite entsprechend, so ist ohne Schwierigkeit auch eine Nehrkomponententrennung möglich.
• Das Verfahren vereinfacht sich sofort, wenn man die Steine im Schwerefeld der Erde durch eine starke Gasströmung hindurchschickt, dem man die Steine aus einer geeigneten Höhe ( etwa 10 Meter ) herunterfallen läßt. Als Gas bedient man sich zweckmäßigerweise der überall vorhandenen Luft, die man mittels eines Gebläses, das je nach der Material beschaffenheit und der Durchsatzmenge in seiner Leistung festgelegt werden muß, auf hohe Geschwindigkeit bringt, so daß ihre Strömung als Energieübertrager auf die Steine verlfendet werden kann.
• Durch geeignete Vorrichtungen lassen sich sowohl der Winkel 6 als auch der Windkanal so einstellen, daß eine optimale Trennwirkung erzielt wird. Das Einbringen von verstellbaren Blenden in die Flugbahnen der Steine erlaubt zusätzlich eine einfache änderung der Trenngüte ohne die Optimalbedingungen zu ändern.
• Unterwirft man schließlich das getrennt aufgesammelte Material einem erneuten Trennprozeß, so können belicbig hohe Trenngrade erzielt werden; dies kann gegebenenfalls in einem Kreisprozeß und/oder in einer Hintereinanderschaltung stattfinden. Als besonders günstig erweist sich eine solche Anlage bei der Trennung von vulkanischem Gestein, insbesondere I3imssteinmaterial, in dem Material mit sehr unterschiedlicher Wichte vorliegt.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
• In Figur 1 ist eine in Betrieb befindliche Trennanlage schematisch wiedergegeben: Das zu trennende Material befindet sich vor der Inbetriebnahme im Vorratsbehälter 1 und rollt nach Öffnen des Schiebers 2 über die Rutsche 3 auf ein Förderband 4, das das Material in eine geeignete höhe bringt, bevor das Material über die verstellbare Rutsche 5 gleichxtlitSig verteilt in die Tiefe fällt. Mit Hilfe der Itutsche 5 kann der günstigste Winkel eingestellt werden. Bei dem Fall nach unten kommt das Material in den aus dem KanaL 6 mit hoher Geschwindigkeit austretenden Luftstrom. Dieser drängt - sofern die Fallstrecke im Luftstrom hinreichend groß genug ist -die Steine aus ihrer ursprünglichen Bewegungsrichtung heraus und treibt die leichteren Steine weiter weg als die schwereren.
• Das schwere Material ist zu träge und wird demnach nur wenig abgelenkt. Bs fällt der skizzierten Flugbahn 7 entsprechend in den Auffangbehälter 8. Mit Hilfe der beweglichen Scheiben 9 und/oder 10 kann je nach Wunsch die mittlere Wichte des schweren Materials beeinflußt werden. Das leichtere j'qaterial gelangt seiner mittleren Wichte entsprechend über die versinnbildlichten Flugbahnen 11, 12 und 13 in die zugehörigen Auffangbehälter 14, 15, 16. Zur Erreichung einer hohen Trennen güte ist es erforderlich, daß das Material nach Durchfallen der Luftströmung noch eine weitere Streclce fällt, damit das Material möglichst senkrecht in die Sammelbehälter eintrifft (vergl. die skizzierten Flugbahnen 7,11,12, 7,11,12,13). 13)o Zur Veränderung der mittleren Wichte dienen die Blenden 17 u. 18, die vertikal verschiebbar und drehbar angeordnet sind. Über die Schieber 19 können die Behälter entleert werden. Förderbänder 20 schaffen das getrennte Material zur Verladestation, oder das Gemisch aus den Behältern 8, 14, 15 oder 16 wird in den Vorratsbehälter 1 gefördert, um einem erneuten Trennprozeß unterworfen zu werden.
• Der Luftstrom wird mit einem Geblase 21 erzeugt, das über das Aggregat 22 angetrieben wird. Das Förderband 4 kann mit einem eigenen Motor 23 angetrieben werden oder auch über eine entsprechende Übersetzung vom Aggregat 22 her. Seitliche Blenden 24 am ltindkanal 6 erlauben eine Anderung des räumlichen Winkels des Windstromes. Die bewegliche Blende 25 dient in erster Linie dazu, daß möglichst wenig Material direkt in den Windlcanal 6 gelangt. In gewissen Grenzen läßt sich mit dieser Blende 25 aber auch die Trenngüte beeinflussen.
• Die Figur 2 zeigt eine Abwandlung der Anlagenanordnung gemäß Figur 1 in der Draufsicht. Je nach der Örtlichkeit ist es mitunter vorteilhafter das Transportband 4 nicht unmittelbar in der Ebene der Flugbahnen anzuordnen, sondern das zu trennende Material über eine Umlenkbahn 26 auf die Rutsche 5 zu leiten, so daß praktisch jede beliebige Stellung des iörderbandes 4 zum Gebläse 21 möglich ist. Diese Anordnung hat darüberhinaus den Vorteil, daß der sehr leichte Flugsand keine MaschinenteiLe trifft und in einem eigenen Behält er 27 aufgesammelt werden kann. Damit ist auch der Ausdehnung der Salllmelbehälter keine Grenze gesetzt.
• Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Gegensatz zur Flotationsanlage eine Mehrkomponententrennung von Natur aus erfolgt. Desweiteren ist der Aufbau der Anlage so einfach, daß er innerhalb kürzester Zeit erfolgen kann und deshalb nicht an einen Ort gebunden ist, insbesondere nicht von der Swufbereitungsart her.
• Selbst in unaufgeschlossenen Gebieten ist der Einsatz möglich, Bei der Ausbeutung kleinerer Grundstücke können die Behälter 1, 8,14,15 und/oder 16 gegebenenfalls durch Lastwagen ersetzt werden, die das gewünschte Trenngut direkt von und zum Bestimmungsort bringen. Bei geeignoter Schaltung können die Motoren der Lastwagen notfalls noch als Antriebsaggregate für Förderband 4 und Gebläse 21 verwendet werden.
• Aus diesen Gründen können jetzt auch jene Grundstücke in den Verarbeitungsprozeß einbezogen werden, die bisher der Unwirtschaftlichkeit wegen unbeachtet blieben. Außerdem können mit dieser Methode auch noch Gesteinsmaterialien getrennt werden, die als Abfall gelten, da eine Aufbereitung mit einer Flotationsanlage zu kostspielig ist.

Claims (7)

Patent ansprüche

1.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngröße aber unterschiedlicher Wichte, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gesteinsmaterial im beschleunigten Zustand durch eine starke Gasströmung geleitet wird, die ihrerseits den Gesteinen verschiedener Richte eine verschieden große Beschleunigung quer zuF ursprünglichen Bewegungsrichtung der Gesteine erteilt1 so daß die Materialien um so weiter von der ursprünglichen Bewegungsrichtung entfernt werden, je kleiner ihre Wichte ist.

2.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher ISorngröße aber unterschiedlicher Wichte nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gesteinsmaterial infolge der Erdbeschleunigung beschleunigt durch eine starke Gasströmung hindurch geleitet wird.

3.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngröße aber unterschiedlicher Wichte nach Anspruch 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen der Rutsche 5 und der Seitenbleche 24 und 25 des Windkanals 6 eine optimale Trennung erreicht werden kann.

4.) Verfahrenzum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngröße aber unterschiedlicher Wichte nach Anspruch 1,2 u. 3 dadurch gekOnnzeichnetX daß durch Einbringen von Blenden in geeigneter Höhe und unter geeignetem Neigungswinkel an den einzelnen Auffangbehältern die mittlere Wichte des Trenngutes verändert bzw. die Trenngüte erhdht werden kann.

5.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngröße aber unterschiedlicher Wichte nach Anspruch 1,2,3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß als Gasströmung eine durch ein Gebläse erzeugte starke Luftströmung in der Art eines nWindkanals verwendet wird.

6.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngröße aber unterschiedlicher Wichte nach Anspruch 1,2,3,4 und 5 dadurch gekannzeichnet, daß das Trenngut der einzelnen Auffangbehälter im lçreisprozeß und/oder in Hintereinanderschaltung einem weiteren Trennvorgang unterzogen werden kann.

7.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial nahezu gleicher Korngröße aber unterschiedlicher Wichte nach Anspruch 1,2,34,5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gesteinsmaterial vulkanische Gesteine enthalt, insbesondere Bimssteinmaterial.

L e e r s e i t e