DE19523075C1

DE19523075C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Aschegehalts von Mineralien

Info

Publication number: DE19523075C1
Application number: DE1995123075
Authority: DE
Inventors: Stefan Brauer; Reiner Koenig; Rolf A Sieglen
Original assignee: APC ANALYTISCHE PRODUKTIONS ST
Current assignee: APC ANALYTICS GMBH, DE
Priority date: 1995-06-24
Filing date: 1995-06-24
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2015-06-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Aschegehalts von Mineralien und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der EP 0 331 904 A2 ist ein "Verfahren und Einrichtung zum, Entnehmen von Proben aus einem Schüttgutstrom" bekannt und aus der EP 03 31 903 A2 derselben Anmelderin eine "Vorrichtung zum Aufbereiten von Proben aus einem Schüttgutstrom". Dem bekannten Verfahren und den Einrichtungen ist zunächst gemeinsam, daß eine Probe aus einem bewegten Schüttgutstrom zur Durchführung einer Analyse der in dem Schüttgutstrom enthaltenen Bestandteile sowie von Eigenschaften des zu beprobenden Minerals dadurch gewonnen werden kann, daß man ein Staub-Luft-Gemisch aus dem Schüttgutstrom absaugt. Zweckmäßigerweise erfolgt das Absaugen an einer Stelle, wo zugleich der meiste Staub aus dem Schüttgutstrom austritt und die wenigsten Umwelteinflüsse vorliegen. Das ist in der Regel der untere Bereich eines Übergabetrichters, wo der Schüttgutstrom von einem Förderband auf ein anderes Förderband herabfällt.

Das abgesaugte Staub-Luft-Gemisch wird sodann nacheinander durch zwei Siebe gesaugt, um einen Trennschnitt von vorbestimmter Korngröße für die nachfolgende Analyse zu gewinnen. Die bekannte Einrichtung weist zu diesem Zweck zwei im Saugweg einer Turbopumpe angeordnete Hohlsiebe auf, von denen das eine mit dem Staub-Luft-Gemisch von außen beaufschlagt und das zweite von der aus dem Staub-Luft-Gemisch abgetrennten Feinfraktion von innen beaufschlagt wird.

Für das Verständnis der Erfindung und deren Schutzfähigkeit können auch noch die EP 0 160 945 A2 - nachfolgend 1) - und die US PS 4,502,951 - nachfolgend 2) - in Betracht kommen.

Bei dem aus 1) bekannten Verfahren zur Probenteilung von Schüttgütern wird ein Par tikelstrom einer Stichprobe mehrfach in Teilmengenströme unterteilt und aus diesen eine Analysenmenge gewonnen. Dabei ist vorgesehen, daß der durch Schwerkraft oder zwangs gefördert herangeführte Partikelstrom zentrifugiert, in tangentialer Abwurfrichtung mehr fach in Teilmengen aufgeteilt und aufgefangen wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung der Probenteilung hat ein drehantreibbares vertikales Zentralrohr, dem der Partikelstrom am oberen Einlaufende zugeführt wird. Das untere Auslaufende ist von der Drehachse weg nach außen gekrümmt. Im Abwurfbereich des damit zentrifugierten Partikelstroms ist ein zur Drehachse konzentrisch feststehender Kranz von Fächern zur Bildung von Teil mengenströmen angeordnet. Die Fächer sind durch scharfkantige, dem Partikelstrom zugewandte Stege voneinander getrennt, die in gleichen Umfangsabständen angeordnet sind. Die in den einzelnen Fächern abgelagerten Teilmengen des Partikelstroms können sodann der Analyse zugeführt werden. Damit, nämlich mittels der Zentrifugalwirkung und durch die fächerförmige Auffangeinrichtung, ist es möglich, aus der unterteilten gesamten Stichprobe entweder nur eine, einige oder alle repräsentativen Teilmengen als Analysen mengen aufzufangen.

Die aus 2) bekannte Absaugvorrichtung ist dazu vorgesehen, Staubproben von nahezu einheitlicher Korngröße und Schüttdichte für die Analyse von Erzen zu gewinnen. Die Vorrichtung enthält ein waagerechtes zylindrisches Gehäuse, das an beiden Enden offen ist, und einen koaxialen zylindrischen Siebeinsatz, der ebenfalls an beiden Enden offen ist. Am Ansaugende des Gehäuses ist ein Vorfilter vorgesehen. Zwischen dem Ansaugende und dem Siebeinsatz verengt sich der Einströmkanal. Seitlich an das Gehäuse ist ein Saug anschluß herangeführt. Durch die Verengung des Einströmkanals werden die angesaugten Staubpartikel beschleunigt, nachdem sie den Vorfilter passiert haben. Die kleineren Staub teilchen folgen der Ablenkung des Luftstroms, der über den seitlichen Sauganschluß er zeugt wird, und verlassen das Gehäuse über den Siebeinsatz und eben diesen Saugan schluß. Die größeren Staubteilchen, die vom seitlichen Luftstrom nicht abgelenkt werden, fliegen aus dem anderen offenen Ende des Siebeinsatzes heraus und werden in einem Meßzylinder aufgefangen, der mit dem Gehäuse verbindbar ist. Jedenfalls ist eine Tren nung von Ascheanteil und Mineral eines Schüttgutes mit der bekannten Vorrichtung nicht in befriedigendem Maße möglich.

Von den bekannten Verfahren und Einrichtungen geht die Erfindung aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, auf recht schnelle und einfache Weise den Aschegehalt eines Minerals zuverlässig zu bestimmen, welches als Schüttgutstrom auf einer Fördereinrichtung bewegt wird. Dabei soll die Einrichtung einfach in ihrem Aufbau sein, eine hohe Betriebssicherheit aufweisen und eine quasi-kontinuierliche Vorabbestimmung des Aschegehalts eines Minerals ermöglichen. An diese Vorabbestimmung des Aschegehalts kann sich sodann die bekannte Probenahme anschließen. Schließlich soll die Einrichtung eine Probenahme vor Ort ermöglichen und als preisgünstiges transportables Gerät verfügbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 13 gelöst.

Im Brockhaus Naturwissenschaften und Technik ist unter dem Begriff "Klassierung" folgendes vermerkt: "Auftrennen feinkörniger Feststoffgemische nach der Teilchengröße oder Masse. Klassierung kann durch Sieben oder durch Ausnutzen der unterschiedlichen Sinkgeschwindigkeit verschieden großer Teilchen in einem Luftstrom erreicht werden" (vgl. Brockhaus, Naturwissenschaften und Technik, Sonderausgabe 1989, Band 3, Stichwort).

Im Sinne dieser Definition ist das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung offen sichtlich eine besondere Art von Klassierung, indem nämlich aus dem abgesaugten Staub-Luft-Gemisch zunächst durch Sieben eine in einem Luftstrom suspendierte Feinfraktion abgetrennt wird, worauf der Luftstrom und die Feinfraktion zunächst beschleunigt werden, aus der beschleunigten Strömung mehrere Strömungsfäden abgetrennt werden, die waagerecht verlaufen und innerhalb derer die Teilchen der Feinfraktion annähernd die gleiche Geschwindigkeit haben. Die abgetrennten Strömungsfäden werden sodann auf ein ruhendes Luftpolster gerichtet, worin die Teilchen auf verhältnismäßig kurzem Weg abgebremst werden. In Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Größe und Dichte fliegen die Teilchen in dem Luftpolster unterschiedlich weit. Beispielsweise fliegen die Kohleteilchen eines Gemischs aus Kohle und Sand weniger weit als die Sandteilchen bedingt dadurch, daß Sand gegenüber Kohle annähernd die zweifache Dichte hat. Erfindungsgemäß wird jetzt nur noch gemessen wieviele Sandteilchen am Ende des Luftpolsters und wieviele Kohleteilchen am Anfang des Luftpolsters in einer vorgegebenen Zeiteinheit angefallen sind. Das Verhältnis der Menge der Sandteilchen zur Menge der Kohleteilchen ist sodann ein Maß dafür, wie hoch der Sandanteil an der Kohle ist. Die Meßzeit für eine einzelne Meßzeit kann recht kurz sein und zwischen 1 und 60 Sekunden betragen, wodurch das Verfahren einen quasi kontinuierlichen Charakter erhält. Selbstverständlich ist die Messung auch durchführbar, wenn die Meßstrecke - sprich Strömungsfäden und Luftpolster - unter einem geringen Winkel nach oben oder unten geneigt ist. Eine solche Neigung kann von Vorteil sein, um Ablagerungen von Teilchen entlang der Meßstrecke zu vermeiden.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Einrichtung bei der Kohlegewinnung eingesetzt und zwar vor Ort am Bagger bei der Gewinnung im Tagebau oder an der Schrämmaschine bei der Gewinnung unter Tage. In Form einer ortsbeweglichen Meßeinrichtung geringer Baugröße vermag die Vorrichtung dem Geräteführer eine unmittelbare Bewertung der Qualität der gewonnenen Kohle zu vermitteln. Ein weiterer Einsatzbereich ist der Erzbergbau. Auch hier vermag die Einrichtung Auskunft zu geben, wie hoch der Anteil am taubem Gestein am gewonnenen Erz ist. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, daß die Dichte von Metallerzen im allgemeinen größer ist als die Dichte von taubem Gestein, so daß die Metallerzteilchen innerhalb der Meßstrecke einen größeren Weg zurücklegen werden als die Gesteine. Weitere Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens und einer dementsprechend zugerichteten Meßeinrichtung sind gegeben bei Lebensmittelrohstoffen, Schmirgelstoffen und auch bei der Gold- und Edelmetallgewinnung. Jedenfalls ist die Anwendung des Verfahrens überall dort sinnvoll, wo staubfähige Stoffströme anfallen, die aus wenigstens zwei Komponenten bestehen, deren jeweilige Dichten sich hinreichend voneinander unterscheiden, um anhand ihrer unterschiedlichen Sinkgeschwindigkeit deutlich klassiert zu werden.

Bei der bekannten Beaufschlagung des Hohlsiebes von außen her besteht die Gefahr, daß das Hohlsieb unter dem Saugdruck der Turbo-Luftpumpe von den Feststoffteilchen zusammengedrückt wird oder daß sich seine Maschen verengen.

Bei der erfindungsgemäßen Beaufschlagung auf der Innenseite besteht diese Gefahr für das Hohlsieb nicht mehr.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der einzelnen Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen die

- Fig. 1 eine stark vereinfachte, überwiegend schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und die
- Fig. 2 ein Diagramm der rechnerisch ermittelten und experimentell bestätigten Wirkungsweise der Vorrichtung.

Von einem Förderband 1 wird kontinuierlich ein Strom eines Schüttgutes 2, welches im vorliegenden Beispiel Rohbraunkohle sein soll, die mit Sand vermischt ist, über eine Umlenktrommel 3 in einen Trichter 4 gefördert. Das Schüttgut 2 fällt auf ein zweiten Förderband 5, das in einem Abstand von etwa ein bis zwei Metern unterhalb des Förderbandes 1 angeordnet ist und von einer Antriebstrommel 6 angetrieben wird.

Dabei wird das Schüttgut 2 vom zweiten Förderband 5 kontinuierlich in Richtung des Pfeiles 7 mitgenommen. Beim freien Fall in den Trichter 4 tritt aus dem Schüttgut 2 Staub 8 aus, der in der Figur durch regellose Pünktchen angedeutet ist.

Aus dem unteren Bereich des Trichters 4, nämlich dort, wo ein möglicher Einfluß der Umgebungsluft am geringsten ist, wird kontinuierlich eine geringe Teilmenge 9 des im Trichter 4 befindlichen Staub-Luft-Gemisches 10 abgesaugt. Das Absaugen erfolgt über ein Schrägrohr 11, das von unten nach oben verlaufend an eine der Wandungen 12 des Trichters 4 herangeführt und mit dieser dicht verbunden ist. Das Schrägrohr 11 ist üblicherweise ein steifer Schlauch aus einem verschleißfesten Material oder mit einer verschleißfesten Innenauskleidung. Durch seine, in der Figur deutlich erkennbare Schrägstellung wird gewährleistet, daß das in den Trichter 4 fallende Schüttgut 2 nicht unmittelbar in das Schrägrohr 11 einzudringen vermag. Am äußeren freien Ende ist das Schrägrohr 11 mit einem Teil einer Schlauchkupplung 13 versehen.

Das andere Teil dieser Schlauchkupplung 13 ragt aus einem Gehäuse 14 hervor, welches vereinfacht in der Figur von einer strichpunktierten Linie dargestellt wird. Zu dieser Darstellung wird zunächst bemerkt, daß der besseren Übersichtlichkeit halber in dem Gehäuse 14 alle elektrischen und pneumatischen Steuerungsanschlüsse sowie die Befestigungselemente, soweit sie nicht erfindungswesentlich sind, weggelassen wurden, da sie dem Fachmann an sich geläufig sind.

Das Gehäuse 14 umschließt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Gehäuse 14 kann fest oder ortsbeweglich in beliebiger Entfernung vom Trichter 4 angeordnet sein; die notwendige Verbindung ist nach Bedarf jeweils über das Schrägrohr 11 und die Schlauchkupplung 13 herstellbar. Deren zweiter Teil bildet das äußere Ende eines kurzen, schräg nach oben gerichteten Rohrstutzens 15, der sich bereits innerhalb des Gehäuses 14 befindet.

Der Rohrstutzen 15 mündet in einem Senkrechtrohr 16. Das Senkrechtrohr 16 ist an seinem unteren Ende von einem öffenbaren Kegelverschluß 17 verschlossen und trägt an seinem oberen Ende ein zylinderförmiges Hohlsieb 18.

Das zylinderförmige Hohlsieb 18 steckt seinerseits in einem zylinderförmigen Topf 19, der auf seiner Unterseite von einem öffenbaren Flansch 20 verschlossen ist, durch dessen Mitte das Senkrechtrohr 16 hindurchgeführt ist. Eine Abdichtung 21 umschließt die Durchführung, und die Pfeile 22 deuten die mögliche Öffnungsrichtung des Flansches 20 an, der aber während des Betriebes geschlossen ist. Auf seiner Oberseite ist der öffenbare Flansch 20 mit einer Kegelfläche 23 versehen, die das Entfernen von Teilchen erleichtert, die sich auf dem Boden des Topfes 19 ansammeln können und von dort von Zeit zu Zeit entfernt werden müssen.

Aus dem oberen Flansch 24 ist ein Rohrkrümmer 25 herausgeführt, dessen oberer Schenkel 26 waagerecht angeordnet ist. Der Schenkel 26 weist eine Verjüngung 27 auf, die den Querschnitt des Rohrkrümmers 25 auf den Querschnitt eines Mündungsrohres 28 reduziert, welcher wesentlich kleiner ist als der übrige Querschnitt des Rohrkrümmers 25. Auch das Mündungsrohr 28 verläuft waagerecht. Es steckt koaxial in einem zweiten Rohrkrümmer 29, der ebenfalls einen waagerechten 30 und einen senkrechten Schenkel 31 auf ist. Der waagerechte Schenkel 30 wird von einer Lochblende 32 verschlossen, während der senkrechte Schenkel 31 in einem Fliehkraftabscheider 33 - sprich Zyklon - endet. Der Zyklon 33 ist an seinem unteren Ende von einem Kegelverschluß 34 verschlossen, der bei Bedarf geöffnet werden kann, um Feststoff zu entfernen, der sich im Zyklon 33 angesammelt hat. Der gasseitige Ausgang 35 des Zyklons 33 ist in einem Falkohr 36 weitergeführt, welches seinerseits in der Saugseite 37 einer Turbopumpe 38 endet. Der Auslaß 39 der Turbopumpe 38 ist zweckmäßigerweise aus dem Gehäuse 14 herausgeführt.

An den waagerechten Schenkel 30 des zweiten Rohrkrümmers 29 ist ein Rohr 40 koaxial angeflanscht, das ebenfalls waagerecht in dem Gehäuse 14 angeordnet ist und einen großen Querschnitt hat. Das waagerechte Rohr 40 ist an seinem rückwärtigen Ende 41 verschlossen, während das vordere Ende 42 unter Einspannung der Lochblende 32 am waagerechten Schenkel 30 befestigt ist. Von der Unterseite 43 des waagerechten Rohres 40 zweigen, im Abzweig jeweils miteinander fluchtend, vom vorderen 42 zum hinteren Ende 41 hin hintereinander aufgereiht, Schrägrohre 44, 45, 46 und 47 ab. Zwischen den Mündungen benachbarter Schrägrohre 44-45, 45-46 und 46-47 ist innerhalb der Unterseite 43 des waagerechten Rohres 40 jeweils ein kleiner Sattel 48 vorgesehen, der das Ablagern von Feststoff zwischen den Mündungen der Schrägrohre 44, 45, 46 und 47 verhindern soll. Jedes der kurzen Fallrohre 49 ist an seinem unteren Ende verjüngt. An die Verjüngung ist jeweils ein kurzer, abnehmbarer Meßzylinder 50 angeflanscht, der für Licht oder Strahlung durchlässig ist und auf seiner Unterseite von einem Kegelverschluß 51 verschlossen ist. Der Kegelverschluß 51 ist öffenbar. Im vorliegenden Beispiel ist den beiden äußeren, den Schrägrohren 44 bzw. 47 zugehörigen Meßzylindern 50 jeweils noch eine Lichtschranke 52 zugeordnet, deren Strahlengang 53 den zugehörigen Meßzylinder 50 durchdringt. Die Lichtschranken 52 sind auf einem Zwischenboden 54 des Gehäuses 14 befestigt. Anstelle der Lichtschranken 52 können auch an sich bekannte Füllstands meßeinrichtungen oder radioaktive Strahler vorgesehen sein.

Zur Bestätigung der Kegelverschlüsse 17, 34, 51 und 55 sind jeweils Pneumatikzylinder 56 vorgesehen. Der Kegelverschluß 55 verschließt einen Bypaß 57, welcher vom Senkrechtrohr 16 im Eingangsteil der Vorrichtung abzweigt. Zu erwähnen bleibt noch, daß sämtliche Kegelverschlüsse 17, 34, 51 und 55 und sämtliche Flansche 20, 24 und 58 sowie der Deckel 59 luft- und drückdicht verschlossen bzw. verschließbar sind.

Das Absaugen der Teilmenge 9 des Staub-Luft-Gemisches 10 wird durch die Turbopumpe 38 bewirkt; anhand der Pfeile kann man den Strömungsweg der Teilmenge 9 in den Rohrleitungen 25, 26, 31, im Zyklon 33 und in der Rohrleitung 36 verfolgen. Nach dem Eintritt in den schrägen Rohrstutzen 15 - die Staubpartikel 8 wurden der besseren Übersicht halber innerhalb der Rohrleitungen des Gehäuses 14 weggelassen - beaufschlagt die Teilmenge 9 das zylinderförmige Hohlsieb 18 von der Innenseite her. Die gröberen Körner werden zurückgehalten und fallen in das Senkrechtrohr 16 hinab, wo sie sich vor dem Kegelverschluß 17 ansammeln, um von Zeit zu Zeit entfernt zu werden. Die abgetrennte Feinfraktion 61 tritt zunächst in den zylinderförmigen Topf 19 ein und verläßt ihn über den Rohrkrümmer 25. Infolge des verengten Querschnitts des Mündungsrohres 28 wird die Feinfraktion 61 beim Austritt aus dem oberen Schenkel 26 stark beschleunigt.

Während eine Teilmenge 62 des beschleunigten Gemisches 61 aus Feinfraktion und Luft zur Aufrechterhaltung der Ansaugströmung unmittelbar nach dem Austritt aus dem Mündungsrohr 28 umgelenkt wird und über den senkrechten Schenkel 31 des zweiten Rohrkrümmers 29 abfließt, wird eine andere Teilmenge durch die Lochblende 32 hindurch in den Innenraum des waagerechten Rohres 40 hineingeschleudert. Dort fließt nichts, denn das waagerechte Rohr 40 und alle angeschlossenen Schrägrohre 44 bis 47 sind gegenüber der Umgebungsluft hermetisch und druckdicht abgeschlossen. Vielmehr lagert innerhalb des Innenrohres 40 und natürlich auch in den angeschlossenen Schrägrohren 44 bis 47 und Fallrohren 49 ein ruhendes Luftpolster bei einem leichten Unterdruck, der dem Ansaugdruck der Turbopumpe 38 entspricht und darüberhinaus auch im Ansaugbereich der Vorrichtung herrscht.

Eine Mehrzahl der das Mündungsrohr 28 verlassenden Feststoffteilchen tritt also durch die Lochblende 32 hindurch und in das ruhende Luftpolster im waagerechten Rohr 40 ein. Eine Blendenschürze 60 an der Lochblende 32 sorgt dafür, daß möglichst nur waagerecht fliegende Feststoffteilchen ins Innere des waagerechten Rohres 40 gelangen, während Feststoffteilchen mit schräger Flugrichtung an der Scheibe der Lochblende abprallen und über den senkrechten Schenkel 31 des zweiten Rohrkrümmern 29 in den Zyklon 33 gelangen, von wo sie nach zeitweiliger Öffnung des Kegelverschlusses 34 ausgetragen werden.

Die in den Innenraum des waagerechten Rohres 40 eingedrungenen Feststoffteilchen unterscheiden sich voneinander, sowohl hinsichtlich ihrer Größe als auch hinsichtlich ihrer Dichte. Bei dem vorliegenden Beispiel zugrundeliegenden Gemisch aus Rohbraunkohle und Sand haben die Sandteilchen ungefähr die doppelte Dichte der Rohbraunkohleteilchen bei etwa gleicher Größe.

Bei einem derartigen Gemisch aus Feststoffteilchen von Rohbraunkohle und Sand, die mit gleicher Geschwindigkeit in das waagerechte Rohr 40 eindringen, konnte nun beobachtet werden, daß die kleineren Braunkohleteilchen 63 in das vordere Schrägrohr 44 eintraten und die größeren Braunkohleteilchen 64 in das von der Lochblende 32 weiter entfernte Schrägrohr 45. Aufgrund ihrer gegenüber den Rohbraunkohleteilchen 63 und 64 größeren Dichte und somit größeren kinetischen Energie flogen die feineren Sandkörner 65 bis zum Schrägrohr 46, während die gröberen Sandkörner 66 im Schrägrohr 47 verschwanden. In der Fig. 2 wurde dieses Verhalten zunächst auf dem Rechner nachvollzogen. Die Abszisse 67 stellt die Längserstreckung des waagerechten Rohres 40 dar. Entscheidend für die Bewertung des Sandanteils an der Rohbraunkohle sind die in den Schrägrohren 44 und 47 abgeschiedenen Mengen an feiner Rohbraunkohle 63 bzw. gröberen Sandkörnern 66. An den zugehörigen Lichtschranken 52 ist das zulässige Verhältnis der beiden Stoffe vorgegeben. Je nachdem welche der beiden Lichtschranken 52 jeweils zuerst unterbrochen wird, führt dies zu einer dahingehenden Meldung an den nachgeschalteten Verbraucher oder Geräteführer.

Bleibt noch zu erwähnen, daß das Hohlsieb 18 für die Bestimmung des Sandanteils von Rohbraunkohle - also grubenfeuchter Braunkohle mit einem Wassergehalt von etwa 60% - eine bevorzugte Maschenweite zwischen 200 und 1000 µm aufweist.

Der Vollständigkeit halber ist auch noch auszuführen, daß das Abreinigen des Hohlsiebes 18, der Lochblende 32 und der Unterseite 43 des waagerechten Rohres 40 in Zeitabständen erfolgt, indem an geeigneter Stelle ein Luftstoß aufgebracht wird, wie das an sich bekannt ist. Ansammlungen von Schüttgutteilchen in den Rohrleitungen 16, 57 und 49 sowie im Zyklon 33 werden in Zeitabständen durch Öffnen der Kegelverschlüsse 17, 55, 34 und 51 beseitigt. Die jeweilige Stärke des Saugzugs an dem zylindrischen Hohlsieb 18 kann durch Öffnen des Kegelventils 55 am Bypaß 57 eingestellt werden. Bei vollständig geöffnetem Kegelventil 55 wird beispielsweise alle Luft über den Bypaß 57 angesaugt und das Ansaugen des Staub-Luft-Gemischs 9 über das Schrägrohr 11 unterbrochen. Eine teilweise Öffnung des Kegelventils 55 führt zu einer stufenlosen Einstellung der abgesaugten Menge 9. Eine solche Einstellung wird auch vorgenommen, wenn das Staub-Luft-Gemisch so dicht sein sollte, daß das Absieben der Feinfraktion 61 mit einem zu hohen Strömungswiderstand einhergehen.

Bezugszeichenliste

1 Förderband
2 Schüttgut
3 Umlenktrommel
4 Trichter
5 zweites Förderband
6 Antriebstrommel
7 Förderrichtung
8 Staub
9 Teilmenge
10 Staub-Luft-Gemisch
11 Schrägrohr
12 Wandung des Trichters
13 Schlauchkupplung
14 Gehäuse
15 schräger Rohrstutzen
16 Senkrechtrohr
17 Kegelverschluß
18 zylinderförmiges Hohlsieb
19 zylinderförmiger Topf
20 öffenbarer Flansch
21 Abdichtung
22 Öffnungsrichtung
23 Kegelfläche
24 oberer Flansch
25 Rohrkrümmer
26 oberer Schenkel
27 Verjüngung
28 Mündungsrohr
29 zweiter Rohrkrümmer
30 waagerechter Schenkel
31 senkrechter Schenkel
32 Lochblende
33 Zyklon
34 Kegelverschluß
35 gasseitiger Ausgang
36 Fallrohr
37 Saugseite
38 Turbopumpe
39 Auslaß der Turbopumpe
40 waagerechtes Rohr
41 rückwärtiges Ende
42 vorderes Ende
43 Unterseite
44 Schrägrohr
45 Schrägrohr
46 Schrägrohr
47 Schrägrohr
48 Sattel
49 kurzes Fallrohr
50 Meßzylinder
51 Kegelverschluß
52 Lichtschranke
53 Strahlengang
54 Zwischenboden
55 Kegelverschluß
56 Pneumatikzylinder
57 Bypaß
58 Flansch
59 Deckel
60 Blendenschürze
61 Feinfraktion
62 Teilmenge des Gemisches Feinfraktion Luft
63 kleinere Braunkohleteilchen
64 größere Braunkohleteilchen
65 feinere Sandkörner
66 gröbere Sandkörner

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des Aschegehaltes von Mineralien, indem man

- von einem bewegten Schüttgutstrom des Gemischs aus Mineral und Asche kontinuierlich ein Staub-Luft-Gemisch absaugt,
- aus dem abgesaugten Staub-Luft-Gemisch ein feinkörniges Feststoff-Gemisch absiebt,
- die Strömungsrichtung des abgesiebten feinkörnigen Feststoff-Gemischs im wesentlichen waagerecht einstellt und zugleich dessen Strömungsgeschwindig keit gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit, mit welcher das Staub-Luft-Gemisch abgesaugt wird, deutlich erhöht,
- aus dem beschleunigten feinkörnigen Feststoff-Gemisch eine Teilmenge von Teilchen abtrennt, welche überwiegend in der vorher eingestellten Strömungs richtung fliegen,
- die abgetrennte Teilmenge in ein ruhendes Luftpolster einströmen läßt, wo die Teilchen abgebremst werden und in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Größe und Dichte unterschiedliche Wurfweiten erreichen und
- aus der dabei erzielten Trennung des feinkörnigen Feststoff-Gemischs den Anteil von Mineral und Asche bestimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den bewegten Schüttgutstrom aus Mineral und Asche zunächst auflockert, bevor man das Staub-Luftgemisch absaugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Staub-Luft-Gemisch ein feinkörniges Feststoffgemisch absiebt, dessen Korngröße zwischen 0 und 1000 µm beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strömungsrichtung des abgesiebten feinkörnigen Feststoffgemischs unter einem Winkel zur Waagerechten einstellt, der zwischen 30° nach unten und 45° nach oben beträgt

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strömungsgeschwindigkeit des abgesiebten, feinkörnigen Feststoffgemischs um das 2- bis 10-fache gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit erhöht, mit welcher das Staub-Luft-Gemisch abgesaugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strömungs geschwindigkeit des abgesiebten, feinkörnigen Feststoffgemischs auf Werte zwischen 25 und 100 m/s erhöht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem beschleunigten, feinkörnigen Feststoffgemisch eine Teilmenge von Teilchen abtrennt, die zwischen 1 und 20 Gew-% des beschleunigten, feinkörnigen Feststoff gemischs beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abtrennen der Teilmenge von Teilchen mit Hilfe einer Lochblende vornimmt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die abgetrennte Teilmenge von Teilchen hinter der Lochblende in ein ruhendes Luftpolster einströmen läßt, das in einem sich in der Verlängerung der eingestellten Strömungsrichtung erstreckenden Raum eingeschlossen ist, der gegenüber der Umgebungsluft abschirmbar ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Raum im wesent lichen zylinderförmig ausgestaltet ist und auf seiner Unterseite eine Mehrzahl von Abzweigungen aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils Teilmengen von Feststoffteilchen annähernd gleicher Größe und Dichte hinter den einzelnen Abzweigungen sammelt und mißt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilmengen mit Hilfe von Lichtschranken ermittelt.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gekennzeichnet durch:

- ein mit der Saugseite (37) einer Turbopumpe (38) verbindbares Rohr (11) einer Transportanlage (1, 4, 5) für Schüttgüter zum Absaugen eines Staub-Luft-Gemisches (10) von einem bewegten Schüttgutstrom (2),
- ein in Strömungsrichtung des Absaugens dem Rohr (11) nachgeschaltetes Gehäuse (19) innerhalb dessen ein Sieb (18) zum Absieben einer Feinfraktion (61) aus dem Staub-Luft-Gemisch (10) angeordnet ist und dessen hinter dem Sieb (18) gelegener Ausgang (24) mit
- einem Rohrstück (26) verbunden ist, das einen Endabschnitt (28) mit einem gegenüber dem übrigen Querschnitt des Rohrstücks (26) wesentlich verringerten Querschnitt aufweist und in den äußeren Bogen
- eines Rohrkrümmers (29) hineingeführt ist, dessen einer Schenkel (30) in einem Abstand vom Endabschnitt (28) des Rohrstücks (26) mit einer Lochblende (32) ersehen ist, während der andere Schenkel (31) des Rohrkrümmers (29) mit der Saugseite (37) der Turbopumpe (38) in Verbindung steht und
- ein im wesentlichen waagerechtes, geschlossenes Rohr (40), das mit dem Endabschnitt (28) des Rohrstückes (26) fluchtend hinter der Lochblende (32) an den einen Schenkel (30) des Rohrkrümmers (29) angeflanscht ist und auf seiner Unterseite (43) in Längsrichtung der Reihe nach mehrere Abzweigungen (44 bis 47) aufweist, von denen wenigsten jener der Lochblende (32) am nächsten gelegenen (44) und jener am weitesten davon entfernten (47) jeweils eine Meßeinrichtung (50, 52, 53) zugeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Turbo pumpe (38) verbindbare Rohr (11) als flexibler, verschleißfester Schlauch ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Turbopumpe (38) verbindbare Rohr (11) schräg von unten nach oben verlaufend an der Unterseite der Wandung (12) eines Übergabetrichters (4) einer Transportanlage (1, 4, 5) für Schüttgüter (2) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb als zylinderförmiges Hohlsieb (18) ausgebildet und zur Beaufschlagung mit dem abgesaugten Staub-Luft-Gemisch (9, 10) von innen her vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlsieb (18) koaxial in einem zylinderförmigen Gehäuse (19) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlsieb (18) auf einem öffenbaren Flansch (20) des Gehäuses (19) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) senkrecht steht, wobei der öffenbare Flansch (20) die Basis bildet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung des Hohlsiebes (18) an den öffenbaren Flansch (20) ein an seinem äußeren Ende verschließbares Rohr (16) herangeführt ist, von dem seitlich ein schräger Rohrstutzen (15) abzweigt, der mit dem Absaugrohr (11) für das Staub-Luft-Gemisch (9, 10) verbindbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an das verschließbare Rohr (16) unterhalb oder in der Höhe der Einmündung des schrägen Rohrstutzens (15) seitlich ein verschließbarer Bypaß (57) herangeführt ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Inneren des Gehäuses (19) zugewandte Oberseite des öffenbaren Flansches (20) als Kegelfläche (23) ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem oberen Flansch (24) des Gehäuses (19) herausgeführte Rohrstück als Rohrkrümmer (25) ausgebildet ist, dessen einer Schenkel (26) waagerecht liegt und einen Endabschnitt (28) aufweist, dessen Durchmesser zwischen dem 0,2 bis 0,5-fachen des übrigen Durchmessers des Rohrkrümmers (25) beträgt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (28) des waagerechten Schenkels (26) des Rohrkrümmers (25), der in den äußeren Bogen eines zweiten Rohrkrümmers (29) hineingeführt ist, mit dessen oberem Schenkel (30) fluchtet.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Schenkel (31) des zweiten Rohrkrümmers (29) und der Saugseite (37) der Turbo pumpe (38) ein verschließbarer Zyklon (33) vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblende (32) mit einer Blendenschürze (60) versehen ist, die als kurzes, zylindrisches Rohrstück ausgebildet ist, welches mit dem Endabschnitt (28) des oberen Schenkels (26) des Rohrkrümmers (25) fluchtet.

27. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das waagerechte Rohr (40) den gleichen oder einen kleineren Durchmesser wie bzw. als der waagerechte Schenkel (30) des zweiten Rohrkrümmers (29) aufweist, wobei im Falle eines kleineren Durchmessers die Unterseite des waagerechten Schenkels (30) und die Unterseite (43) des waagerechten Rohres (40) auf gleichen Höhe liegen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigungen von der Unterseite (43) des waagerechten Rohres (40) zunächst als schräg unter einem oder unterschiedlichen Winkeln zur Längsachse des waagerechten Rohres (40) verlaufende Rohrstücke (44, 45, 46 und 47) ausgebildet sind, die jeweils in ein kurzes Fallrohr (49) übergehen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß an den unteren Enden von wenigstens zwei Fallrohren (49) jeweils ein abnehmbarer Meßzylinder (50) vorgesehen ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Fallrohre (49) bzw. der Meßzylinder (50) verschließbar sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der Fallrohre (49) bzw. Meßzylinder (50) pneumatisch betätigbare Kegelverschlüsse (51) vorgesehen sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtungen Lichtschranken (52) vorgesehen sind mit deren Lichtstrahl (53) die Füllung des zugehörigen Meßzylinders (50) feststellbar ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vier Schrägrohre (44, 45, 46 und 47) mit zugehörigen Fallrohren (49) und Meßzylindern (50) vorgesehen sind.

34. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Hohlsieb (18), das zylinderförmige Gehäuse (19), das Senkrechtrohr (16), der erste Rohrkrümmer (25), der zweite Rohrkrümmer (29), der Zyklon (33), die Turbopumpe (38), die Lochblende (32), das waagerechte Rohr (40), die Schrägrohre (44, 45, 46 und 47), die Fallrohre (49), die Meßzylinder (50) und die Lichtschranken (52), sowie die jeweils zugehörigen Leitungen und Anschlüsse in einem gemeinsamen Gehäuse (14) untergebracht sind.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Gehäuse (14) ortsbeweglich ausgebildet ist.